高中生物 植物生长素的发现
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生长素材料收集生长素(auxin)是一类含有一个不饱和芳香族环和一个乙酸侧链的内源激素,国际通用,是吲哚乙酸(IAA)。
4-氯-IAA、5-羟-IAA、萘乙酸(NAA)、吲哚丁酸等为类生长素。
1872年波兰园艺学家谢连斯基对根尖控制根伸长区生长作了研究;后来达尔文父子对草的胚芽鞘向光性进行了研究。
1928年温特证实了胚芽的尖端确实产生了某种物质,能够控制胚芽生长。
1934年,凯格等人从一些植物中分离出了这种物质并命名它为吲哚乙酸,因而习惯上常把吲哚乙酸作为生长素的同义词。
2、理化性质吲哚乙酸的纯品为白色结晶,难溶于水。
易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。
在光下易被氧化而变为红色,生理活性也降低。
植物体内的吲哚乙酸有呈自由状态的,也有呈结合(被束缚)状态的。
后者多是酯的或肽的复合物。
植物体内自由态吲哚乙酸的含量很低,每千克鲜重约为1~100微克,因存在部位及组织种类而异,生长旺盛的组织或器官如生长点、花粉中的含量较多。
生理作用生长素最明显的作用是促进生长,但对茎、芽、根生长的促进作用因浓度而异。
三者的最适浓度是茎>芽>根,大约分别为每升10E-5摩尔、10E-8摩尔、10E-10摩尔。
植物体内吲哚乙酸的运转方向表现明显的极性,主要是由上而下。
植物生长中抑制腋芽生长的顶端优势,与吲哚乙酸的极性运输及分布有密切关系。
生长素还有促进愈伤组织形成和诱导生根的作用。
生长素的作用是多部位的,主要参与细胞壁的形成和核酸代谢。
用放射性氨基酸饲喂离体组织的实验,证明生长素促进生长的同时也促进蛋白质的生物合成。
生长素促进RNA的生物合成尤为显著,因此增加了RNA/DNA及RNA/蛋白质的比率。
在各种 RNA中合成受促进最多的是rRNA。
在对细胞壁的作用上,生长素活化氢离子泵,降低质膜外的pH值,还大大提高细胞壁的弹性和可塑性,从而使细胞壁变松,并提高吸水力。
鉴于生长素影响原生质流动的时间阈值是2分钟,引起胚芽鞘伸长的是15分钟,时间极短,故认为其作用不会是通过影响基因调控,可能是通过影响蛋白质(特别是细胞壁或质膜中的蛋白质)合成中的翻译过程而发生的。
藏躲市安详阳光实验学校考点55 植物生长素的发现1.植物生长素的发现过程 (1)达尔文实验组别 实验过程现象实验结论①向光弯曲生长Ⅰ.证明单侧光照射能使胚芽鞘的尖端产生某种“影响”,并传递到下部的伸长区,造成背光面生长快;Ⅱ.感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端②不生长,不弯曲 ③直立生长④向光弯曲生长(2①实验过程与现象切去胚芽鞘尖端不生长,不弯曲。
胚芽鞘尖端下部放琼脂片弯曲生长。
②实验结论:胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部。
(3)拜尔实验①实验过程与现象切去胚芽鞘尖端,移至一侧,置于黑暗中培养,胚芽鞘向放尖端的对侧弯曲生长。
②实验结论:胚芽鞘弯曲生长是尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。
(4)温特实验①实验过程与现象②实验结论:造成胚芽鞘弯曲生长的影响是一种化学物质,并命名为生长素。
2.生长素的产生、运输和分布(1)产生部位:主要在幼嫩的芽、叶和发育中的种子。
(2)运输方向:从形态学上端运输到形态学下端 (3)分布部位:相对集中地分布在生长旺盛的部分。
考向一 植物生长方向的判断1.如图甲、乙、丙、丁、戊中,燕麦胚芽鞘直立生长的是 A .甲、乙B .甲、丙C .甲、丁D .甲、戊 【参考答案】B【试题解析】甲的胚芽鞘尖端罩有锡纸,尖端不能感受到单侧光的刺激,尖端产生的生长素均匀向下运输,因此直立生长;乙的胚芽鞘尖端下面的一段用锡纸套住,尖端能感受到单侧光的刺激,导致背光侧生长素的含量高于向光侧,所以向光弯曲生长;生长素不能透过云母片,由于云母片的纵向插入阻断了丙的胚芽鞘尖端产生的生长素向背光侧运输,使得生长素均匀分布,导致丙直立生长;云母片将丁的胚芽鞘尖端与尖端下部之间完全隔开,尖端产生的生长素不能通过云母片向下运输,导致丁的胚芽鞘尖端下部缺乏生长素,所以不生长;戊的胚芽鞘尖端与尖端下部的右侧之间插入云母片,导致尖端产生的生长素不能从右侧透过云母片向下运输,只能由左侧向下运输,因此戊的胚芽鞘向右弯曲生长。
第1节植物生长素的发现一、生长素的发现过程1.生长素的发现过程(1)发现生长素的经典实验(填表)科学家实验过程图示实验结论达尔文胚芽鞘尖端受单侧光刺激后,就向下面的伸长区传递某种“影响”,造成伸长区背光面比向光面生长快,因而使胚芽鞘出现向光性弯曲鲍森·詹森胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部拜尔胚芽鞘的弯曲生长,是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的温特胚芽鞘的弯曲生长是由一种化学物质造成的,并将其命名为生长素(2)其他科学家的研究①1931年,科学家从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质,该化学物质为吲哚乙酸(IAA)。
②1946年,科学家从高等植物中分离出生长素,确认生长素就是吲哚乙酸(IAA)。
2.植物的向光性(1)概念:在单侧光的照射下,植物朝向光源方向生长的现象。
(2)举例:放在窗口的盆栽植物,其幼嫩部位向着窗外生长。
(3)意义:使植株获得更多阳光,通过光合作用合成更多的有机物,满足自身生长发育的需要。
(4)原因:在单侧光照射下,胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧,因而引起两侧的生长不均匀,从而造成向光弯曲。
3.植物激素:由植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。
二、生长素的产生、运输和分布1.植物向光性的原因是什么?2.生长素是什么物质?3.什么是植物激素?探究点一生长素的发现过程植物具有向光性,其中的原因经历了许多科学家的艰辛探索。
阅读教材,完成科学家的探索过程。
并归纳其原理。
1.达尔文实验根据图示完成达尔文实验的相关问题,然后阅读教材回答下列问题:(1)各组胚芽鞘的生长弯曲情况是:①弯向光源生长;②不生长,不弯曲;③直立生长;④弯向光源生长。
(2)①与②对比,说明胚芽鞘的弯曲生长与尖端有关。
(3)③与④对比,说明感光部位是胚芽鞘的尖端,而不是尖端以下的伸长区。
(4)达尔文的猜测:胚芽鞘尖端受单侧光刺激后,就向下面的伸长区传递某种“影响”,造成伸长区背光面比向光面生长快,从而使胚芽鞘出现向光性弯曲。
植物的激素调节第1节植物生长素的发现知识点一生长素的发现过程1.1880年达尔文的实验(1)实验过程:(如图所示)(2)a.实验①和实验②的自变量是胚芽鞘尖端的有无,因变量是胚芽鞘是否生长与弯曲。
实现现象说明胚芽鞘的生长与弯曲都与尖端有关。
b.实验③和实验④的自变量是接受刺激的部位,因变量是胚芽鞘是否出现向光性弯曲生长。
实验现象说明胚芽鞘的感光部位在尖端,而不是尖端下面的一段。
(3)实验结论:单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种刺激,这种刺激传递到下部的伸长区时,会造成背光面比向光面生长快,因而出现向光性弯曲。
2.1910年詹森的实验(1)实验过程:(如图所示)实验过程实验现象实验⑤切去胚芽鞘的尖端,然后给予单侧光照不生长,也不弯曲实验⑥切去胚芽鞘的尖端,放置琼脂薄片,然后把胚芽鞘的尖端放置在琼脂薄片的上面,然后给予单侧光照胚芽鞘弯向光源生长【提醒】 该实验缺少另一组对照实验。
除了设计对照实验⑤外,可再设计一组实验:尖端与下部用云母片(化学物质不能透过)阻断,会使实验更有说服力。
(2)实验现象分析胚芽鞘弯向光源生长是因为尖端产生了某种刺激向下运输,实验⑥在尖端和尖端下面的一段中间隔了琼脂依然能出现向光性弯曲生长,说明胚芽鞘尖端产生的刺激能透过琼脂。
(3)实验结论:胚芽鞘尖端产生的刺激可以透过琼脂片传递给尖端下部。
3.1914年拜尔的实验 (1)实验过程:(如图所示)实验过程实验现象实验⑦把切下的胚芽鞘尖端放置在切面的左侧胚芽鞘向右侧弯曲生长实验⑧把切下的胚芽鞘尖端放置在切面的右侧胚芽鞘向左侧弯曲生长【提醒】 拜尔的实验是在黑暗条件下完成的,排除光照不均匀对实验结果的干扰。
(2)实验现象分析胚芽鞘都弯向了放置尖端切面的对侧,是因为伸长区两侧生长不均匀,放置尖端的部位生长快,未放置尖端的部位生长慢。
这说明胚芽鞘的弯曲生长,是因为尖端产生的刺激在其下部分布不均匀造成的。
(3)实验结论:胚芽鞘的弯曲生长,是因为尖端产生的刺激在其下部分布不均匀造成的。
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《植物生长素的发现》教案1一、教学目标1.概述植物生长素的发现过程。
2.体验发现生长素的过程和方法。
3.评价实验设计和结论,训练逻辑思维的严密性。
二、教学重点和难点1.教学重点生长素的发现过程。
2.教学难点(1)生长素的产生、运输和分布。
(2)科学实验设计的严谨性分析。
三、教学步骤〖引入〗以问题探讨引入,生思考回答师提示。
1.弯向窗外生长。
2.是较长时间的单侧光刺激引起植株弯向窗外光源生长。
这样,可以使植株获得更多阳光,从而可以通过光合作用合成更多的有机物,满足自身生长发育的需要。
3.植株的弯曲生长发生在幼嫩部位。
教师讲述:以上都与生物体本身所具有的调节功能有密切的联系,而不同种的生物调节方式不同,植物是通过激素调节,动物则是通过神经调节和体液调节,其中神经调节的作教师:生长素是什么?科学家是怎样发现生长素的?〖板书〗一、生长素的发现过程教师:给出达尔文向光性实验示意图。
1880年,达尔文研究了光照对金丝雀虉草胚芽鞘生长的影响。
实验一:胚芽鞘受到单侧光照射时,弯向光源生长。
实验二:切去胚芽鞘的尖端,胚芽鞘既不生长,也不弯曲。
实验三:用锡箔小帽罩住胚芽鞘的尖端,胚芽鞘直立生长。
实验四:用锡箔套住胚芽鞘尖端下面一段,单侧光只照射胚芽鞘尖端,胚芽鞘仍然弯向光源生长。
〖旁栏思考题1〗生思考回答师提示1.提示:分别遮盖胚芽鞘顶端和它下面一段,是采用排除法,观察某一部分不受单侧光刺激时,胚芽鞘的反应,从而确定是胚芽鞘哪一部分在起作用。
胚芽鞘弯曲生长的是顶端下面的一段,感受光刺激的是顶端。
这说明,是胚芽鞘顶端接受单侧光照射后,产生某种刺激传递到下面,引起下面一段弯曲生长。
植物生长素的发现
【教学目标】
1、知识目标
①理解植物向性运动的概念及意义。
②概述植物生长素的发现过程。
③体验发现生长素的过程和方法。
2、能力目标
①引导启发学生提出问题、作出假设,设计植物的向光性实验及胚芽鞘尖端产生某种物质实验并预期、观察、记录、分析实验结果并得出结论,使学生初步掌握科学研究的方法和过程,发展学生的科学思维,培养学生的创新和实践能力。
②培养学生实验设计探究能力及训练学生逻辑思维的严密性。
3、情感目标
①通过实验的分析评价与设计,体验感知科学探究的曲折,培养学生执著探索的精神、合作精神以及创新思维等科学品质,提高学生的科学素养。
②关注生活细节,养成严谨细心的科学研究习惯。
【教学重点】
1、生长素的发现过程。
2、科学实验设计的过程及严谨性分析。
【教学难点】
1、植物向光性的机制。
2、生长素的产生、运输和分布。
【教学方法和手段】
利用自制的多媒体课件,创设形象生动的教学氛围,同时应用实验探究法、讲述法、比较法、自学法等,引导学生积极主动的思考,使其获取知识的同时,培养观察、比较和总结、判断思维和创新能力。
课时安排:一课时
【教学过程】
A.引入课题
导言:“春华秋实”——植物的生命活动受什么调节的?
1、请同学们观看这幅向着窗户生长的盆景图,想到了什么诗词?(回答:满园春色关不住,一枝红杏出墙来)
2、“红杏出墙”说明外面的世界很精彩…那请同学们继续观察讨论,是外界什么诱惑使这“红杏”探出脑袋,向外张望?这是植物的什么现象?
通过展示一些植物向光生长的图片引导学生思考总结出红杏出墙是
植物的向光性,那继续提问“红杏出墙对她的生活有什么好处呢?”引导学生进一步思考,从而引导学生主动探究常见现象中蕴含的科学道理。
B.新课讲授
一、植物向性运动:
1、通过“红杏出墙”的现象,得出红杏的生长具有向光性,继而引导学生简述向光性的定义。
2、由植物的向光性引导学生思考,植物的向性运动还有哪些。
从而调动学生积极性,结合生活现象。
随后,通过图片展示,向学生介绍植物的向重力性、向触性、向化性和向水性等。
二、生长素的发现过程:
(一)达尔文向光性实验
1、先向学生介绍胚芽鞘是什么?可用图片展示,结合讲解,给学生一个感性认识。
2、达尔文实验:图解的形式,(A组胚芽鞘保留尖端,B组胚芽鞘切除尖端C组锡箔盖住胚芽鞘尖端 D组锡箔盖住胚芽鞘尖端下面)
问题探究一:胚芽鞘的向光性生长与胚芽鞘哪部分有关?
看了课件之后,教师引导学生讨论下列问题:
同学们分析本组实验中的AB,通过比较思考,这两个对照组单因子变量是什么?控制变量又是什么?由此现象你能得出什么结论?问题探究二:胚芽鞘感受单侧光的部位在哪里?
看了课件之后,教师引导学生讨论下列问题:
同学们分析本组实验中的CD,通过比较思考,这两个对照组单因子变量是什么?控制变量又是什么?由此现象你能得出什么结论?
3、探究活动后,让学生思考回答p46左下角思考题:为什么要分别遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段呢?胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分?感受单侧光刺激的又是哪一部分?你怎样解释这一结果?
提示:分别遮盖胚芽鞘顶端和它下面一段,是采用排除法,观察某一
部分不受单侧光刺激时,胚芽鞘的反应,从而确定是胚芽鞘哪一部分在起作用。
胚芽鞘弯曲生长的是顶端下面的一段,感受光刺激的是顶端。
这说明,是胚芽鞘顶端接受单侧光照射后,产生某种刺激传递到下面,引起下面一段弯曲生长。
总结:达尔文推想,胚芽鞘尖端可能会产生某种物质,这种物质在单侧光的照射下,对胚芽鞘下面的部分会产生某种影响。
设问:胚芽鞘产生的刺激是某种物质吗?科学家怎样通过实验来探索?
(二)温特实验
后来温特做了实验,证实了胚芽鞘尖端确实产生了一种化学物质,被命名为生长素。
不过,在温特实验之前,还有两位科学家对达尔文推想作了初步探索,即詹森实验和拜仑实验。
教师先介绍材料中的琼脂块和云母片是什么物质?然后教师根据课本介绍三位科学家的探索过程,引导学生体会科学探究的曲折,训练学生逻辑思维的严密性。
1、1910年詹森实验引导学生得出结论:胚芽鞘尖端产生某种物质向下运输
2、1914年拜伦实验引导学生得出结论:胚芽鞘尖端产生的物质在其下部分布不均匀造成弯曲生长。
詹森和拜伦初步证实了胚芽鞘尖端产生了某种物质,但温特做的实验则充分证明了。
同学们仔细思考,想想温特的实验巧妙之处有那些?
3、PPT演示1928年温特实验引导学生思考温特实验之巧处,
并得出结论:胚芽鞘尖端确实是一种化学物质,被命名为生长素。
通过诸上实验,我们都已确实,胚芽鞘尖端产生的确是一种化学物质。
但我们又该问问了,这种物质是什么呢?
4、讲述1934年郭葛首次从人尿中分离出吲哚乙酸。
拓展:植物体内的其他生长素。
<三>.总结:
1、回顾解释植物向光性奥秘的过程中一系列实验,总结出实验设计的两条原则:
(1)单一变量原则;(2)对照组原则。
设问:根据实验设计原则,詹森的实验能够证明他的结论吗?为什么?
让学生分析,说明理由。
(不能。
因为没有排除琼脂本身对去尖胚芽鞘的影响。
)请同学们完善实验设计。
2、得出发现真理的途径:设计实验→提出假说→实验验证→得出结论(循环)。
3、总结植物向光性的奥秘:
(1)植物向光性的机制:光改变生长素的分布;背光侧生长素含量多;细胞生长快。
(2)植物激素的含义:植物体内产生、产生部位运输到作用部位,对生长、发育等起调节作用的微量有机物。
拓展:植物激素与动物激素有什么不同?(动物有专门产生激素的腺体)
<四> 生长素的产生、运输和分布
PPT展示图片讲解,学生理解
1、生长素的产生:主要合成部位:胚芽鞘尖端幼芽、幼叶和发育着的种子。
2、生长素的运输:
(1)运输方向:
①PPT演示实验:
得出结论:生长素只能从a端(形态学上端)运输到b端(形态学下端)。
②解释形态学上端和下端的含义。
③单向的运输成为极性运输。
例外:植物的成熟组织中生长素为非极性运输。
(2)运输方式:
极性运输是主动运输;非极性运输决定于生长素的浓度差。
3、生长素的分布
<六>板书设计。