高一生物第三章-植物的激素调节人教实验版知识精讲.doc

高一生物第三章 植物的激素调节人教实验版
【本讲教育信息】
一. 教学内容：
第三章 植物的激素调节

二. 学习内容：
本节学习植物的生命活动调节，包括植物的向性运动、生长素的发现、生长素的生理作用、生长素在农业生产中的作用，其他植物激素在植物体内的分布、合成和主要生理作用。
在学习的过程中，理解不同的器官、对不同浓度的生长素反应不一样，体现了组织器官的生理差异性；植物的不同部位产生的激素不一样，植物的生长发育受多种激素的调节控制，体现了生命活动的统一性，生物体内各个器官、系统协调统一，才能对外界变化作出相适应的反应。

三. 学习重点：
1. 生长素的发现经典试验分析
2. 生长素的生理作用，生长素作用的双重性

四. 学习难点：
生长素的生理作用。植物的向性运动，顶端优势等都是生长素的生理应用。生长素对植物生长的两重性，一般体现在低浓度的生长素促进植物生长，高浓度生长素抑制植物生长。

五. 教学过程：
（一）植物生长素的发现

A. 生长素的发现
1. 生长素发现：
（1）是最早发现的一种植物激素
（2）在研究植物的向光性过程中发现的
（3）实验

<1> 达尔文的实验 1880年 英国
课题内容：观察光照对胚芽鞘生长的影响
实验材料：金丝雀薏草（单子叶草本植物）胚，具有胚芽鞘
试验过程：
① 单侧光照射 胚芽鞘弯向光源生长
② 切去胚芽鞘尖端 胚芽鞘不生长
③ 锡箔套住芽鞘尖端 胚芽鞘直立生长
④ 只照射胚芽鞘尖端 胚芽鞘弯向光源生长
结果分析：
①②说明胚芽鞘的尖端影响胚芽下面生长
③④说明尖端可能产生某种物质，在单侧光照射下产生，对胚芽鞘下面的部分的生长产生影响。
<2> 1910年詹森实验证明胚芽鞘顶端的刺激可以透过琼脂片传递给下部

<3> 1914年拜尔的实验证明胚芽鞘的弯曲生长是因为顶尖产生的刺激在下部分布不均匀造成的

<4> 温特的实验 1928年 荷兰
课题内容：考察是否胚芽鞘合成化学物质且产生影响
实验材料：胚芽鞘、琼脂
试验过程：
切下胚芽鞘（新鲜具有活力的）
放在琼脂上（放置几小时，将琼脂分成小块）
取琼脂放在切去尖端的胚芽鞘切面一侧 （观察）
向放琼脂的对侧弯曲生长
对照实验：没有接触过胚芽鞘的琼脂

放在切去尖端的胚芽鞘切面一侧
既不生长，也不弯曲
结论：胚芽鞘尖端产生了某种物质，这种物质从尖端运输到下部，并且能够促使胚芽鞘下面某些部分的生长，命名为生长素。
<5> 1934年科学家首先从人尿中分离出具有生长效应的物质——吲哚乙酸
<6> 郭葛的实验 1934年 荷兰
课题内容：寻找胚芽鞘产生的物质，并测定其结构
实验材料：胚芽鞘
试验过程：分离出胚芽鞘产生的物质
鉴定结果为：吲哚乙酸
功能：促进植物生长的功能，主要是促进植物细胞的伸长
命名：生长素
发展：1942年从植物体内分离出吲哚乙酸（IAA），其后还发现吲哚丁酸（IBA）苯乙酸（PAA）也具有生长素效应，以后陆续发现赤霉素、细胞分裂素等对植物生命活动的调节具有重要作用的物质
2. 植物激素：在植物体内合成的，从产生部位运输到作用部位，并且对植物的生命活动产生显著的调节作用的微量物质
合成：各种细胞都可合成，无特定的产生器官
运输：在植物体内有一定的运输规律，造成植物体内的分布不均
作用：含量少，但调节作用巨大，生命活动必不可少，各种植物细胞都能受影响
比较：区别于动物激素，有特定的腺体或细胞和成分泌，有特定的作用细胞，通过体液循环实现运输。
B. 生长素的产生、分布、运输
① 产生部位：叶原基、嫩叶、发育中的种子是主要产生部位
成熟的叶片、根尖也能产生少量的生长素
② 分布部位：在高等植物中分布广泛
生长旺盛的部位分布集中（胚芽鞘、芽、根尖的分生组织、形成层、受精后的子房、幼嫩的种子）
趋向衰老的组织和器官含量少（老叶、根、茎等）
③ 运输方式：从形态学上端向形态学下端运输，不能倒过来，是主动运输方式
在高等植物中，生长素的运输包括两个系统 :
<1> 需能的，单方向的极性运输系统
<2> 被动的，通过韧皮部的，无极性运输系统
（1）需能的，单方向的极性运输系统 ： 
① 生长素的运输是一种主动运输过程
② 其运输速度比物理扩散速度约大10倍
③ 在缺氧条件下生长素的运输会受严重阻碍
④ 它可以逆着浓度梯度运输
⑤ 只能从形态学上端向形态学下端运输，不能颠倒过来
（2）被动的，通过韧皮部的，无极性运输系统：
运输速度大约1—2.4cm/h，生长素在植物体内可以横向运输。

（二）生长素的生理作用
1. 生长素影响细胞分裂，伸长和分化，也影响营养器官和生殖器官的生长，成熟和衰老。
2. 对植物的生长具有两重性。
（1）促进作用：细胞分裂   伤口愈合 种子发芽  种子和果实生长顶端优势 侧根形成 茎伸长  叶片脱落
（2）抑制作用；花朵脱落   侧枝生长  块根形成  叶片衰老

3. 这种作用差异与生长素的浓度，细胞的年龄，植物器官的种类有关。一般说来，低浓度时可促进生长，浓度较高时则会抑制生长；若浓度更高则会使植物受伤。
例如：生长素对不同的器官作用
根：最适生长浓度是10－10mol/L左右；
芽：最适生长浓度是10－8mol/L左右；
茎：最适生长浓度是10－4 mol/L左右。
4. 顶端优势

概念：植物的顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象
原理：因为顶芽产生的生长素向下运输，大量地积累在侧芽部位，使侧芽的生长受到抑制
应用：摘掉顶芽，侧芽的生长素浓度就会下降，抑制解除，侧芽可发育成枝条。如：棉花打顶，观赏植物去顶等
生长素在农业生产中的应用
（1）根据顶端优势原理，采用技术手段提高农作物产量
棉整枝——减少叶枝徒长——果枝养分充足——避免落蕾落铃——提高产量
（2）合成生长素类似物
① 概念：化学方法合成作用类同于生长素的化学物质
② 优点：原料丰富、生产过程简单、效果稳定
③ 种类：萘乙酸、2，4—D等
④ 应用：
<1> 促进扦插枝条生根
用一定浓度的生长素类似物溶液浸泡插枝下端——易成活
<2> 促进果实发育

如：培养无籽番茄、无籽黄瓜、无籽辣椒等
（3）防止落花落果

（三）其他植物激素

1. 赤霉素
合成：一般在幼芽，幼根和末成熟的种子中合成
作用：
（1）主要作用是促进细胞伸长从而引起茎秆伸长和植株增高
（2）解除种子，块茎的休眠
（3）促进萌发的作用
2. 细胞分裂素

合成：一般认为细胞分裂素是在根尖合成的
分布：正在进行细胞分裂的部位（如茎尖，根尖，未成熟的和萌发的种子，正在发育的果实），细胞分裂素的含量较高。
作用：
（1）主要作用是促进细胞分裂
（2）诱导芽的分化
（3）延缓叶片衰老的作用
3. 脱落酸

合成：脱落酸在根冠和萎蔫的叶片中合成得较多，在种子和茎等处也可以合成。
分布：在将要脱落的和进入休眠期的器官和组织中含量比较多。
作用：脱落酸是植物体内最重要的生长抑制剂
（1）抑制植物细胞的分裂和种子的萌发
（2）还能促进叶和果实的衰老和脱落
4. 乙烯：是一种气体激素

合成：植物体的各个部位都能产生乙烯
分布：广泛存在于植物体的多种组织中，特别是在成熟的果实中含量比较多
作用：
（1）主要作用是促进果实成熟
（2）促使器官脱落的作用 　　
5. 激素间的作用
植物的生长发育过程，不是受单一激素调节，而是有多种激素相互调节、共同作用完成的。五大类植物激素的基本生理作用：
促进作用：促进细胞分裂和伸长，促进生长、发芽、开花、催熟等
抑制作用：抑制节间伸长，抑制侧芽生长，促进落花落果

【模拟试题】（答题时间：40分钟）
1. 关于植物激素中生长素的说法中正确的是（ ）
A. 生长素促进细胞分裂，促进生长
B. 植物体各器官均能合成生长素
C. 植物不同器官对生长素的敏感程度不同
D. 植物体背光一侧生长素分布少
2. 下列哪项与植物生长素无关（ ）
A. 促进细胞生长 B. 促进细胞分裂
C. 促进果实发育 D. 抑制生长
3. 飞行于太空中的宇宙飞船中，横向放置一株幼苗，培养若干天后，根茎生长方向是（ ）
A. 根和茎都在竖直方向生长，根向上，茎向下
B. 根和茎都在竖直方向生长，根向下，茎向上
C. 根和茎都横直生长
D. 根和茎的生长是不定向
4. 侧芽生长素浓度总是大于顶芽，但顶芽产生的生长素仍大量积存于侧芽部位，这是因为生长素的运输方式属于（ ）
A. 主动运输 B. 被动运输 C. 自由扩散 D. 渗透作用
5. 植物果实发育所需生长素来自发育着的（ ）
A. 侧芽 B. 胚芽 C. 种子 D. 顶芽
6. 获得无籽果实，需要将一定的生长素溶液涂抹在花的子房上，处理该花的时间和条件是（ ）
A. 花蕾期不去雄蕊 B. 花蕾期去掉雄蕊
C. 开花后不去雄蕊 D. 开花后去掉雄蕊
7. 用适宜浓度的生长素溶液处理没有授粉的番茄花蕾，可获得无籽果实，果实的细胞的染色体数目是（ ）
A. 1/2N B. 2N C. N D. 4N
8. 在市场上可见到发育不均匀（凸凹不平）的西瓜，切开之后可见其凹侧的种子发育不良或未发育，这种现象可解释为（ ）
A. 种子的发育需要果实来提供营养
B. 发育着的种子里合成生长素，能够促进子房发育成果实
C. 无种子的子房绝对无法发育成果实
D. 光照不均使生长素分布不均

9. 下列植物激素中，主要促进细胞分裂和组织分化的是（ ）
A. 生长素 B. 乙烯 C. 细胞分裂素 D. 脱落酸
10. 下列属于向性运动的例子是（ ）
A. 在种植香蕉时，可用以肥引芽的方法，把肥料施在人们希望长苗的空旷地方，使香蕉植株分布均匀
B. 当把郁金香从寒冷的室外移至温暖的室内时，过几分钟，它就会开花
C. 紫茉莉在阴天或晚上开花
D. 西双版纳热带植物中有一种植物叫跳舞草，当人们对着它放声歌唱时，他的叶子就会运动
11. 为了验证植物向光性与植物生长素的关系，有人设计了如下实验方案。
（1）方法步骤
取6个小花盆各栽入一株品种、粗细和大小都相同的玉米幼苗（要求幼苗的真叶未突破胚芽鞘）。按下图所示方法进行实验处理。接通台灯电源24h后，打开纸盒，观察并记录6株玉米幼苗的生长情况。

（2）实验结果预测
在以上装置中，玉米幼苗保持直立生长的是 装置，而玉米幼苗基本停止生长的是 装置。
（3）部分实验结果的分析与推论
① 根据 和 装置之间实验记录的对照分析，可以说明玉米幼苗产生向光性是由单侧光照射引起的。
② 根据 号与 号装置实验记录的对照分析，可以说明玉米幼苗的向光性生长与玉米幼苗尖端的存在是否有关。
③ 根据 号与 号装置实验记录的对照分析，可以说明玉米幼苗感光部位在尖端。
④ 根据5号和6号装置之间实验记录的对照分析，只能说明 。
12. 科学研究发现，人们长期接触这种除草剂患某种癌症的可能性要远远高于未接触者。美国科学家从一种细菌的DNA中分离得到了能降解2，4－D除草剂的基因片段，将其转移到另一种细菌细胞内，获得了能高效降解2，4－D除草剂的转基因菌。据此回答：
（1）2，4－D既能促进双子叶植物生长又能杀死双子叶植物的原因是
（2）该转基因菌能表现也降解2，4－D的性状并能代代相传，所遵循的生物学原理是 。
（3）人们在生产上不直接应用最早发现的具有降解基因的细菌，而是培育和应用转基因菌来降解除草剂的可能原因是，转基因菌与原细菌相比有如下特点： 。
13. 有人设计了下列实验，试图证明“生长素（IAA）在植物体内的运输，主要是从植物体形态学上端（顶端）向下端（基端）运输，而不能倒转过来运输（如生长素只能从胚芽鞘的上端向下端运输）”。
（1）材料、用具：胚芽鞘、琼脂、刀片等
（2）方法、步骤与结果：
① 制备琼脂块   

② 取一段胚芽箱中间部分，上面放含IAA的琼脂块，下面放空白琼脂块

③ 取步骤②下面琼脂块（a）的一部分放在去尖的胚芽鞘一侧

（3）结论：以上实验证明了“生长素（IAA）在植物体内的运输，主要是从植物体形态学上端（顶端）向下端（基端）运输，而不能倒转过来运输”。
我们认为，仅用该实验步骤①、②、③还不足以严密论证以上结论，请在上述实验的基础上补充相应的实验方法、步骤和结果。

【试题答案】
1. C 2. B 3. C 4. A 5. C 6. B 7. B 8. B 9. C 10. A
11.（1）1与3 （2）1与2 （3）4与1
（4）玉米幼苗发生弯曲生长与生长素在玉米幼苗胚芽鞘两侧分布不均有关。
12.（1）2，4－D在低浓度时促进双子叶植物生长，高浓度时抑制双子叶植物生长，甚至杀死双子叶植物。
（2）通过基因的转录和翻译而表达性状，通过DNA的复制而将基因代代相传。
（3）转基因菌繁殖速度更快，降解效率更高。或转基因菌生活力更强，更适于在大田中生存。
13. 步骤与结果①：另取一段胚芽鞘中间部分倒放。上面放含 IAA 的琼脂块，下面放空白琼脂块

步骤与结果②：取补充步骤①下面琼脂块（b）的一部分放在去尖的胚芽鞘一侧

用心 爱心 专心