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生活中這些現(xiàn)象你留意過嗎？
第四章 植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)
第一節(jié) 植物生長(zhǎng)素
在單側(cè)光的照射下，植物朝向光源方向生長(zhǎng)的現(xiàn)象叫作向光性；
向光性：
一、科學(xué)家不斷探索發(fā)現(xiàn)植物生長(zhǎng)素
胚芽鞘是單子葉植物，特別是禾本科植物胚芽外的錐形套狀結(jié)構(gòu)，是植物葉片的保護(hù)組織，能夠保護(hù)胚芽中的幼葉。胚芽鞘還能靠它很強(qiáng)的頂土能力使埋在土壤中的種子破土萌發(fā)。
胚芽鞘
胚芽鞘
第一片葉
種子
尖端
尖端以
下部分（伸長(zhǎng)區(qū)）
胚芽鞘
胚芽鞘作用：它能保護(hù)生長(zhǎng)中的胚芽，種子萌發(fā)時(shí)，胚芽鞘首先鉆出地面，出土后還能進(jìn)行光合作用。
1、19世紀(jì)末，達(dá)爾文父子實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)材料：金絲雀虉草的胚芽鞘
實(shí)驗(yàn)A
實(shí)驗(yàn)B
實(shí)驗(yàn)C
實(shí)驗(yàn)D
生長(zhǎng)很少不彎曲
彎向光源生長(zhǎng)
直立生長(zhǎng)
彎向光源生長(zhǎng)
不透光的金屬帽
不透光的金屬環(huán)
注：胚芽鞘彎曲部位在尖端下部伸長(zhǎng)區(qū)；
實(shí)驗(yàn)C與實(shí)驗(yàn)D對(duì)照
實(shí)驗(yàn)A、實(shí)驗(yàn)B、實(shí)驗(yàn)D對(duì)照
向光彎曲生長(zhǎng)與胚芽鞘尖端有關(guān)；
感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端；
實(shí)驗(yàn)A
實(shí)驗(yàn)B
實(shí)驗(yàn)C
實(shí)驗(yàn)D
達(dá)爾文提出：胚芽鞘尖端受單側(cè)光刺激后，就向下面的伸長(zhǎng)區(qū)傳遞某種“影響”，造成伸長(zhǎng)區(qū)背光側(cè)比向光側(cè)生長(zhǎng)快，因而使胚芽鞘出現(xiàn)向光性彎曲；
生長(zhǎng)很少不彎曲
彎向光源生長(zhǎng)
直立生長(zhǎng)
彎向光源生長(zhǎng)
2、1913年，鮑森·詹森實(shí)驗(yàn)
處理：切去胚芽鞘尖端，放上瓊脂塊；
現(xiàn)象：
處理：切去胚芽鞘尖端，放上瓊脂塊，將尖端置于瓊脂塊上；
現(xiàn)象：
處理：切去胚芽鞘尖端，放上云母片，將尖端置于云母片上；
現(xiàn)象：
生長(zhǎng)很少不彎曲；
向光彎曲生長(zhǎng)；
生長(zhǎng)很少不彎曲；
2、1913年，鮑森·詹森實(shí)驗(yàn)
瓊脂塊能讓這種“影響” 因素通過，云母片則不能。胚芽鞘尖端產(chǎn)生的影響因素能從瓊脂塊的上部向下擴(kuò)散，刺激胚芽鞘切面以下部位生長(zhǎng)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
3、1918年、拜爾實(shí)驗(yàn)：
在黑暗條件下進(jìn)行；
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
胚芽鞘的彎曲生長(zhǎng)是不需要光的，胚芽鞘的彎曲生長(zhǎng)是尖端產(chǎn)生的影響因素在其下部不均勻分布造成的
處理：切去胚芽鞘尖端，并將其不對(duì)稱的重新放回切口處；
現(xiàn)象：
胚芽鞘向放尖端的對(duì)側(cè)彎曲生長(zhǎng)；
4、1926年、溫特實(shí)驗(yàn)
處理：切下胚芽鞘尖端，置于瓊脂塊上數(shù)小時(shí)，移去尖端，將瓊脂塊放在切去尖端的胚芽鞘一側(cè)；
現(xiàn)象：胚芽鞘向放置瓊脂塊的對(duì)側(cè)彎曲生長(zhǎng)；
處理：將空白瓊脂塊放在切去尖端的胚芽鞘一側(cè)；
現(xiàn)象：胚芽鞘不生長(zhǎng)不彎曲；
設(shè)置對(duì)照組的目的：
排除瓊脂片本身的化學(xué)物質(zhì)對(duì)胚芽鞘的影響。
4、1926年、溫特實(shí)驗(yàn)
處理：胚芽鞘進(jìn)行單側(cè)光處理后，切下胚芽鞘尖端放在插入云母片的瓊脂塊上，再將瓊脂塊放在切去尖端的胚芽鞘 的切面上；
現(xiàn)象：胚芽鞘也發(fā)生彎曲生長(zhǎng)；
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
胚芽鞘尖端確實(shí)產(chǎn)生了某種促進(jìn)生長(zhǎng)的活性物質(zhì)，這種物質(zhì)能從尖端向下運(yùn)輸，并且它的分布受到單側(cè)光的影響；
一些科學(xué)家認(rèn)為，單側(cè)光的照射使得胚芽鞘背光一側(cè)的這種物質(zhì)含量多于向光一側(cè)，造成背光一側(cè)細(xì)胞生長(zhǎng)快于向光一側(cè)，從而形成植物向光彎曲生長(zhǎng)的現(xiàn)象。溫特將這種促進(jìn)植物生長(zhǎng)的物質(zhì)命名為生長(zhǎng)素。
1934年，郭葛等科學(xué)家首先從人尿中分離出具有生長(zhǎng)素作用相同的化學(xué)物質(zhì)--吲哚乙酸（IAA）
但是，由于生長(zhǎng)素在植物體內(nèi)含量極少，直到1946年，人們從高等植物中分離出生長(zhǎng)素,并確認(rèn)它就是吲哚乙酸（IAA）。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，植物體內(nèi)具有生長(zhǎng)素效應(yīng)的物質(zhì)除IAA外還有苯乙酸（PAA）、吲哚丁酸(IBA)等，它們都屬于生長(zhǎng)素。
注：胚芽鞘系列實(shí)驗(yàn)的重要結(jié)論
①生長(zhǎng)素的產(chǎn)生部位：
②感光部位：
③生長(zhǎng)素發(fā)揮作用的部位：
④彎曲的部位：
⑤橫向運(yùn)輸?shù)牟课唬?br/>⑥光只影響生長(zhǎng)素的分布，不影響生長(zhǎng)素的合成；
⑦植物向光彎曲生長(zhǎng)的原因：
胚芽鞘尖端；
胚芽鞘尖端；
胚芽鞘尖端；
胚芽鞘尖端下面的伸長(zhǎng)區(qū)；
胚芽鞘尖端下面的伸長(zhǎng)區(qū)；
植物的向光性彎曲生長(zhǎng)是生長(zhǎng)素分布不均勻造成的：尖端產(chǎn)生生長(zhǎng)素，在單側(cè)光的照射下發(fā)生橫向運(yùn)輸，最終使背光側(cè)的生長(zhǎng)素含量多于向光側(cè)，導(dǎo)致背光側(cè)細(xì)胞比向光側(cè)細(xì)胞生長(zhǎng)快，從而彎向光源；
5、在發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)素之后，人們又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了赤霉素、細(xì)胞分裂素、脫落酸和乙烯等物質(zhì)；
人們把這類由植物體內(nèi)產(chǎn)生，能從產(chǎn)生部位運(yùn)輸?shù)阶饔貌课唬瑢?duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育有顯著影響的微量有機(jī)物，叫做植物激素；
植物激素作為信息分子，幾乎參與調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)，發(fā)育中的所有生命活動(dòng)；
植物激素概念：
比較項(xiàng)目 動(dòng)物激素 植物激素
分泌器官 有特定內(nèi)分泌腺或細(xì)胞 無(wú)特定分泌器官
化學(xué)本質(zhì) 一般是小分子物質(zhì)
作用部位 靶器官、靶細(xì)胞 無(wú)特定靶器官
運(yùn)輸方式 隨體液運(yùn)輸 多樣、復(fù)雜
相同點(diǎn) ①由自身產(chǎn)生；
②從產(chǎn)生部位運(yùn)輸?shù)阶饔貌课唬?br/>③起調(diào)節(jié)作用； ④微量高效；
植物激素與動(dòng)物激素的比較：
蛋白質(zhì)，氨基酸衍生物、類固醇等
(1)胚芽鞘尖端在單側(cè)光刺激下產(chǎn)生生長(zhǎng)素(　　)
(2)植物的向光生長(zhǎng)是因?yàn)橄蚬鈧?cè)生長(zhǎng)素濃度高于背光側(cè)(　　)
(3)具感光作用的是胚芽鞘尖端，彎曲的部位是伸長(zhǎng)區(qū)(　　)
(4)生長(zhǎng)素能通過瓊脂塊，但不能通過云母片(　　)
×
×
√
√
判斷：
胚芽鞘產(chǎn)生生長(zhǎng)素的部位、感受單側(cè)光的部位和彎曲生長(zhǎng)的部位分別是
A.尖端、尖端、尖端
B.尖端、尖端、尖端下部
C.尖端、尖端下部、尖端下部
D.尖端、尖端下部、尖端
二、生長(zhǎng)素的合成、分布與運(yùn)輸
主要是幼芽、幼葉和發(fā)育中的種子，這些部位的色氨酸經(jīng)過一系列反應(yīng)可轉(zhuǎn)化成生長(zhǎng)素
在植物體各器官中都有分布，但集中在生長(zhǎng)旺盛的部位（胚芽鞘、芽和根的頂端分生組織、根與莖的形成層、發(fā)育中的果實(shí)和種子等）
1、合成部位：
2、分布：
積極思維：生長(zhǎng)素的運(yùn)輸有什么特點(diǎn)？
形態(tài)學(xué)上端
形態(tài)學(xué)下端
形態(tài)學(xué)上端
形態(tài)學(xué)下端
地上部分
地下部分
形態(tài)學(xué)上端和下端：
積極思維：生長(zhǎng)素的運(yùn)輸有什么特點(diǎn)？
將胚芽鞘切去尖端和下端，留下中間的一段，分為 Ａ、Ｂ 兩組。將含有生長(zhǎng)素的瓊脂塊分別放在 Ａ 組胚芽鞘的形態(tài)學(xué)上端和 Ｂ 組胚芽鞘的形態(tài)學(xué)下端，再將兩組胚芽鞘放置在不含有生長(zhǎng)素的瓊脂塊上。 一段時(shí)間后，將每組胚芽鞘下部的瓊脂塊取出，再放在另外準(zhǔn)備的切去尖端的燕麥胚芽鞘的形態(tài)學(xué)上端一側(cè)。經(jīng)過一段時(shí)間發(fā)現(xiàn)，Ａ 組胚芽鞘彎曲生長(zhǎng)，Ｂ 組胚芽鞘無(wú)彎曲生長(zhǎng)現(xiàn)象；
3、運(yùn)輸：
在胚芽鞘、芽、幼葉和幼根中，生長(zhǎng)素只能從形態(tài)學(xué)上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)下端；極性運(yùn)輸是一種主動(dòng)運(yùn)輸；
（1）極性運(yùn)輸：
（2）非極性運(yùn)輸：
成熟組織韌皮部進(jìn)行的運(yùn)輸；
（3）橫向運(yùn)輸：
背光側(cè)
向光側(cè)
由于單側(cè)光、重力、離心力等因素導(dǎo)致橫向運(yùn)輸，發(fā)生根尖、莖尖在等部位；
(1)幼芽、幼葉和種子都能大量產(chǎn)生生長(zhǎng)素(　　)
(2)在生長(zhǎng)旺盛的部位生長(zhǎng)素分布相對(duì)集中(　　)
(3)生長(zhǎng)素由形態(tài)學(xué)上端運(yùn)往形態(tài)學(xué)下端需要消耗能量(　　)
√
×
√
判斷：
補(bǔ)充：植物向性運(yùn)動(dòng)的分析判斷：
1、遮蓋類
2、暗箱類
直立生長(zhǎng)
向光彎曲生長(zhǎng)
直立生長(zhǎng)
向光(小孔)彎曲生長(zhǎng)
3、插入類
向右彎曲生長(zhǎng)
直立生長(zhǎng)
向光彎曲生長(zhǎng)
向光彎曲生長(zhǎng)
4、移植類
⑤向右彎曲生長(zhǎng)；
①直立生長(zhǎng)；
②向左彎曲生長(zhǎng)；
③、④中IAA的含量：a＝b＋c，b>c；
5、旋轉(zhuǎn)類
④向軸心生長(zhǎng)
①直立生長(zhǎng)
②向光彎曲生長(zhǎng)
③向小孔彎曲生長(zhǎng)
三、生長(zhǎng)素的生理功能
生長(zhǎng)素與細(xì)胞內(nèi)某種蛋白質(zhì)—生長(zhǎng)素受體特異性結(jié)合，引發(fā)細(xì)胞內(nèi)發(fā)生一系列信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程，進(jìn)而誘導(dǎo)特定基因的表達(dá)，從而產(chǎn)生效應(yīng)，調(diào)節(jié)細(xì)胞生命活動(dòng)的作用。
1、作用原理：
①細(xì)胞水平上：
②器官水平上：
注：生長(zhǎng)素也可以促進(jìn)細(xì)胞分裂；
促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，誘導(dǎo)細(xì)胞分化等；
影響器官的生長(zhǎng)、發(fā)育，如促進(jìn)側(cè)根和不定根發(fā)生，影響花、葉和果實(shí)發(fā)育等；
2、生長(zhǎng)素的生理作用特性：
生長(zhǎng)素作用特點(diǎn)：
兩重性
（1）生長(zhǎng)素濃度；
（2）植物器官種類(根、芽、莖)；
（3）不同植物(雙子葉植物、單子葉植物)；
（4）植物細(xì)胞的成熟情況(幼嫩細(xì)胞、老細(xì)胞)；
3、生長(zhǎng)素生理作用的影響因素:
一般表現(xiàn)為低濃度促進(jìn)生長(zhǎng)，高濃度抑制生長(zhǎng)，簡(jiǎn)稱“低促高抑”；
（1）如圖為不同濃度生長(zhǎng)素對(duì)植物根的作用結(jié)果，據(jù)圖分析：
生長(zhǎng)素濃度升高，對(duì)根生長(zhǎng)的促進(jìn)作用加強(qiáng)；
促進(jìn)根生長(zhǎng)的最適濃度；
②B點(diǎn)表示的生長(zhǎng)素濃度是：
生長(zhǎng)素濃度升高，對(duì)根生長(zhǎng)的促進(jìn)作用減弱；
③BC段表示：
A
B
C
D
0
10-10
10-6
10-4
10-2
促進(jìn)生長(zhǎng)
抑制生長(zhǎng)
mol·L-1
根
F
E
10-8
①曲線AB段表示:
A
B
C
D
0
10-10
10-6
10-4
10-2
促進(jìn)生長(zhǎng)
抑制生長(zhǎng)
mol·L-1
根
F
E
10-8
既不促進(jìn)也不抑制。
隨生長(zhǎng)素濃度升高，對(duì)根生長(zhǎng)的抑制作用增強(qiáng)；
⑤CD段表示：
生長(zhǎng)素最適濃度點(diǎn)兩側(cè)有一大一小兩個(gè)濃度點(diǎn)，起相同效果的促進(jìn)作用。
⑥從圖中的E、F點(diǎn)你可以得出什么結(jié)論？
④C點(diǎn)表示生長(zhǎng)素濃度對(duì)根的生長(zhǎng)作用是:
（1）如圖為不同濃度生長(zhǎng)素對(duì)植物根的作用結(jié)果，據(jù)圖分析：
（1）如圖為不同濃度生長(zhǎng)素對(duì)植物根的作用結(jié)果，據(jù)圖分析：
A
B
C
D
0
10-10
10-6
10-4
10-2
促進(jìn)生長(zhǎng)
抑制生長(zhǎng)
mol·L-1
根
F
E
10-8
生長(zhǎng)素作用具有兩重性，即低濃度促進(jìn)生長(zhǎng)，高濃度抑制生長(zhǎng)；
⑦以上曲線說明了什么
（2）生長(zhǎng)素對(duì)不同植物器官種類的影響:
①?gòu)那€中可以看出促進(jìn)根、芽、莖生長(zhǎng)的最適濃度分別是？
根 ＞芽 ＞莖
10-10 mol/L； 10-8 mol/L ；10-4 mol/L
②三種器官對(duì)生長(zhǎng)素的敏感性大小依次是：
（2）生長(zhǎng)素對(duì)不同植物器官種類的影響:
③上圖中“高濃度”生長(zhǎng)素是指分別大于 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的濃度，“低濃度”生長(zhǎng)素是指分別小于 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的濃度。
A′、B′、C′
A′、B′、C′
判斷：生長(zhǎng)素的濃度不同，對(duì)同一器官的促進(jìn)效果也不相同（ ）
×
（3）生長(zhǎng)素對(duì)不同植物生長(zhǎng)的影響
應(yīng)用：
敏感程度：
在單子葉農(nóng)作物（小麥、玉米、水稻）田里面施加適量濃度的生長(zhǎng)素類似物，除去雙子葉雜草；
雙子葉植物＞單子葉植物；
敏感程度：
（4） 生長(zhǎng)素對(duì)植物細(xì)胞的成熟情況的影響
幼嫩細(xì)胞＞老細(xì)胞
4、生長(zhǎng)素兩重性的實(shí)例：
實(shí)例1：
①定義：
頂端優(yōu)勢(shì)：
植物的頂芽?jī)?yōu)先生長(zhǎng)，而側(cè)芽生長(zhǎng)受到抑制的現(xiàn)象；
②產(chǎn)生頂端優(yōu)勢(shì)的原因：
頂芽產(chǎn)生的生長(zhǎng)素逐漸向下運(yùn)輸，使側(cè)芽處生長(zhǎng)素濃度較高，由于側(cè)芽對(duì)生長(zhǎng)素濃度比較敏感，因此它的發(fā)育受到抑制，植株因而表現(xiàn)出頂端優(yōu)勢(shì)。
③解除頂端優(yōu)勢(shì)：
去掉頂芽；
④應(yīng)用：
棉花摘心、煙草打頂、果樹修剪整枝等；
注：向光性和背地性不能體現(xiàn)IAA生理作用的兩重性；
實(shí)例2：
根的向地性
生長(zhǎng)效應(yīng)：
根的向地性：
莖的背地性：
生長(zhǎng)素濃度：
生長(zhǎng)速度：
生長(zhǎng)素濃度：
生長(zhǎng)速度：
生長(zhǎng)效應(yīng)：
CAAC>D；
C促進(jìn)D抑制，體現(xiàn)兩重性；
A促進(jìn)弱，B促進(jìn)強(qiáng)，沒有體現(xiàn)兩重性；
1.在生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過程中，有很多科學(xué)家進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)來探究生長(zhǎng)素的成分和作用。下列敘述正確的是
A.達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)證明了有某種化學(xué)物質(zhì)從胚芽鞘尖端傳遞到了下面
B.鮑森 詹森的實(shí)驗(yàn)證明胚芽鞘尖端產(chǎn)生的影響可以透過瓊脂片傳遞給下部
C.溫特的實(shí)驗(yàn)必須在單側(cè)光下進(jìn)行，否則不能得出支持達(dá)爾文假說的結(jié)論
D.拜爾的實(shí)驗(yàn)證明胚芽鞘的彎曲生長(zhǎng)是因?yàn)樯L(zhǎng)素分布不均造成的
習(xí)題鞏固：
2.下列有關(guān)生長(zhǎng)素的產(chǎn)生、運(yùn)輸和分布的敘述，不正確的是
A.生長(zhǎng)素主要在幼嫩的芽、葉和發(fā)育中的種子中合成
B.生長(zhǎng)素是由色氨酸經(jīng)過一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)變而成的
C.生長(zhǎng)素只能從形態(tài)學(xué)上端運(yùn)往形態(tài)學(xué)下端
D.生長(zhǎng)素的極性運(yùn)輸是主動(dòng)運(yùn)輸
3.如圖所示，a、b、c為對(duì)胚芽鞘做不同處理的實(shí)驗(yàn)，d為一胚芽鞘被紙盒罩住，紙盒的一側(cè)開口，有單側(cè)光照射。下列對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的描述正確的是
A.a中胚芽鞘直立生長(zhǎng)，b、c中胚芽鞘向光彎曲生長(zhǎng)
B.a、b中胚芽鞘向光彎曲生長(zhǎng)，c中胚芽鞘背光彎曲生長(zhǎng)
C.d中如果固定胚芽鞘，旋轉(zhuǎn)紙盒，一段時(shí)間后，胚芽鞘向左彎曲生長(zhǎng)
D.d中如果將紙盒和胚芽鞘一起旋轉(zhuǎn)，則胚芽鞘向紙盒開口方向彎曲生長(zhǎng)
4.下列關(guān)于植物莖的背地性和根的向地性的敘述，正確的是
A.在根部“③→④”的運(yùn)輸不需要消耗ATP
B.生長(zhǎng)素對(duì)②處和⑥處的作用效果相同
C.兩種現(xiàn)象說明根對(duì)生長(zhǎng)素的敏感性高于莖
D.兩種現(xiàn)象均能體現(xiàn)生長(zhǎng)素作用的兩重性
根
莖
5.如圖表示生長(zhǎng)素濃度對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響。下列敘述正確的是
A.在莖的向光性實(shí)驗(yàn)中，若測(cè)得莖向光一側(cè)的生長(zhǎng)素濃度為b點(diǎn)濃度，則背光一側(cè)的濃度一定在de之間
B.若點(diǎn)a表示某植物頂芽的生長(zhǎng)素濃度，則ce段可表示最靠近頂芽的側(cè)芽中的生長(zhǎng)素濃度
C.在利用生長(zhǎng)素作用原理來培育無(wú)子番茄時(shí)，所用生長(zhǎng)素濃度應(yīng)低于e點(diǎn)濃度
D.若點(diǎn)c表示促進(jìn)莖生長(zhǎng)的最適濃度，則a、d點(diǎn)分別表示促進(jìn)根、芽生長(zhǎng)的最適濃度

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