1、第2节 生长素的生理作用 新课导入一:“顶花带刺”黄瓜添加避孕药,人吃了就会出现不孕不育甚至绝育等可怕的后果。针对这个传闻,专家指出:“风马牛不相及”。顶花带刺是菜农为追求卖相好看,长途运输不蔫,过量使用植物生长素抑制它们正常生长的结果,过量使用生长素为什么能抑制黄瓜的正常生长呢?下面我们一起来探讨生长素的生理作用。新课导入二:(展示一株水平放置的植物幼苗)幼苗生长一段时间后,为什么根向地生长、而茎却背地生长呢?(鼓励学生对产生的实验现象的原因进行大胆猜测但不给予肯定和否定),下面我们将通过学习生长素的生理作用来验证同学们的猜测。教师参考【学习目标】1.概述植物生长素生理作用的两重性及其应用。
2、2.尝试探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度。自主学习 课堂探究 自主学习 读教材学基础 一、生长素的生理作用 阅读教材P50P51,完成以下问题。1.作用方式:不直接参与细胞代谢,而是给细胞传达一种 的信息。调节代谢 2.生长素生理作用表现及特点 促进生长浓度较低 促进发芽防止落花落果抑制生长浓度较高 抑制发芽疏花疏果生理作用特点:具有 .两重性 3.具体体现:顶端优势(如图)(1)现象:顶芽优先生长,侧芽生长受到抑制。(2)原因 生长素的运输方向 (用图中字母表示)。生长素浓度低 生长。生长素浓度高 生长。(3)解除措施:。(4)应用:棉花打顶。4.生产应用:人工合成的生长素类似物,用于
3、防止 、促进 、获得 、促使扦插枝条的 等。AB A处 促进 B处 抑制 摘除顶芽 果实和叶片的脱落 结实 无子果实 生根 判断(1)生长素是一种调节代谢的蛋白质,不直接参与细胞代谢。()(2)不同的器官对生长素的敏感程度不同,不同植物的同种器官对生长素的敏感程度也不一定相同。()(3)只有顶芽能够产生生长素,所以顶芽能优先生长而侧芽受抑制,此现象称为顶端优势。()(4)植物生长素促进植物生长的主要原因是促进细胞分裂。()(5)适宜茎生长的一定浓度的生长素往往抑制根的生长。()二、探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度 阅读教材P51P52,完成以下问题。1.实验原理 适宜浓度的生长素能促进扦
4、插枝条生根,在 的生长素溶液中,扦插枝条生根情况不同。2.常用方法(1)浸泡法:把插条的基部浸泡在配制好的溶液中,这种处理方法要求溶液的浓度 ,并且最好是在 和空气湿度 的地方进行处理。(2)沾蘸法:把插条基部在浓度 的药液中蘸一下(约 s),深约 cm即可。3.变量分析(1)自变量:药液浓度。(2)无关变量:处理溶剂剂量、温度、光照等。不同浓度 较低 遮阴 较高 较高 5 1.5 4.实验流程 配制梯度溶液：配制一系列 的2,4-D溶液 (0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mg/L)(其他试剂也可)操纵变量实验：将新剪下的植物枝条分成9组,将插条的 分别
5、放在上述 不同浓度的2,4-D溶液中浸泡几个小时,均置于 的环境中 观察并记录结果:一段时间后观察插条的 .分析结果,得出结论 浓度梯度 基部 适宜 生根情况 选择 某农场购买了一批生根粉准备用于某植物的批量扦插,说明书没有注明该植物适宜的使用浓度,正确的使用措施是()A.用高浓度,以保证生根 B.用低浓度,以降低成本 C.任选一种浓度进行扦插 D.用不同浓度进行预实验 D 课堂探究 解疑难提能力 生长素生理作用两重性的分析 探究一 问题引领:1.横放的植物为什么根向地生长,而茎背地生长?2.植物的顶端优势与生长素的运输和浓度有什么关系?3.农业生产中用生长素除草的原理是什么?教师参考 1.影
6、响生长素生理作用的因素(1)浓度:一般情况下,在低浓度时促进生长,浓度过高时抑制生长,甚至会杀死细胞,(如图所示):(2)器官:对生长素的敏感程度为根芽茎(如图所示)从上图中获取的信息:A、B、C三点之上的曲线体现了不同浓度生长素分别对根、芽、茎不同的促进效果,而A、B、C三点分别表示了生长素对根、芽、茎的生长既不促进,也不抑制。A、B、C三点代表了根、芽、茎三者的最佳促进浓度分别为10-10 mol/L、10-8 mol/L、10-4 mol/L左右。(3)成熟程度:一般来说幼嫩细胞对生长素敏感,衰老细胞对生长素迟钝。(4)植物种类:双子叶植物一般比单子叶植物敏感,(如图所示)所以可以用适宜
7、浓度的生长素或生长素类似物来清除单子叶农作物田中的双子叶杂草。2.生长素生理作用两重性的实例分析(1)根的向地性 生长素的运输 a.影响因素:重力。b.运输方向:由远地端移向近地端,即AB,CD。c.浓度:BA,DC。生理作用 根对生长素较为敏感,D处浓度过高对根的生长起抑制作用,而C处的浓度有利于根的生长,充分体现了生长素生理作用的两重性。(2)顶端优势的成因 A处产生的生长素向下运输(极性运输),在B处积累,B处浓 度过高抑制了芽的发育,而A顶芽处生长素浓度适宜,生长较快。解析:单侧光照射根部一段时间后,根表现为背光性。从坐标曲线中可以看出,大于c的浓度时,生长素对根的生长具有抑制作用,即
8、高浓度抑制;小于c的浓度时,生长素对根的生长具有促进作用,即低浓度促进。【典例1】右图表示生长素对根生长的影响,单侧光照射根部一段时间后,发现根的生长表现出背光性,则根部背光侧和向光侧的生长素浓度可能分别对应()A.大于a的浓度、小于a的浓度 B.大于c的浓度、小于c的浓度 C.大于b的浓度、小于b的浓度 D.大于a的浓度、小于c的浓度 答案:B 方法透析 生长素浓度与生长曲线分析(1)a点既不促进也不抑制生长。(2)ac段(不含a点)随生长素浓度升高,对生长的促进作用逐渐增强。(3)c点促进生长的最适浓度,促进效果最好。(4)ce段(不含e点)仍为“促进”浓度,只是随生长素浓度升高,对生长的
9、促进作用逐渐减弱。(5)e点促进生长的浓度“阈值”,低于此值时均为促进生长的“低浓度”,超过此值时,将由“促进”转向“抑制”,从而进入抑制生长的“高浓度”。处于此值时,对植物生长的效应与a点相同,既不促进生长,也不抑制生长。(6)b、d两点生长素浓度虽然不同,但促进效果相同。将植物横放,测量不同浓度生长素条件下根和茎的生长状况,如图甲所示。则曲线上的P点最可能对应乙图中的位置是()A.a B.b C.c D.d 备选例题 A 解析:将植物横放,根尖和芽尖都能够产生生长素,受到重力影响,生长素在近地侧分布较多,即d大于b,c大于a;又根对生长素比较敏感,故高浓度生长素抑制其生长,低浓度促进生长,
10、即b点促进生长,d点抑制生长,根向下弯曲;而茎对生长素敏感度低,故a、c两侧生长素都能促进它们生长,其c浓度较大促进作用更强,故茎背地生长;图甲中的P点生长素浓度较低,且表现为促进作用,故为a点。解析:受单侧光照影响,背光侧生长素含量高,生长快;生长素的运输方式为主动运输;生长素的运输有“就近运输”的特点,所以浓度大小顺序为BCDA;生长素的运输有极性运输的特点,即从形态学的上端到形态学的下端,根部生长也有顶端优势现象。【题组演练】1.分析如图,对生长素分布、运输、生理作用等不科学的解释是()A.背光侧生长素含量高,生长快 B.生长素的运输方式为主动运输 C.生长素浓度高低依次是DCBA D.
11、根部生长也表现出顶端优势现象 C 2.如图所示,如果根a侧的生长素浓度在曲线的A点(为10-10 molL-1),下列有关描述正确的是()A.在FC(不含C点)的范围内均能促进生长 B.AD属于生长抑制范围 C.b侧的生长素浓度低于a侧,相当于曲线FE段浓度,因而细胞伸长生长慢 D.在太空中坐标图中生长素浓度的曲线不适用于根的生长 解析:曲线FC(不包括C点)段均能促进生长,CD(不包括C点)段抑制生长。根向重力性的产生是由于重力作用,引起近地侧(b)生长素浓度高,抑制细胞生长;背地侧(a)生长素浓度低,促进细胞生长,从而使根弯曲向下生长。在太空中,无重力作用,a、b两侧的生长素浓度相同,根水
12、平生长,坐标图中各生长素浓度曲线仍适用于根的生长。A 3.(2016安徽宿州月考)把栽有小麦幼苗的花盆固定在如下图所示的装置上,并使其按图示方向做高速圆周运动,一段时间后停止在如图所示位置,则整个小麦幼苗的形状为()解析:根据题意和图示分析可知,把栽有小麦幼苗的花盆放在如图所示的装置中,装置按图示方向做匀速圆周运动。则一段时间后,由于离心力的作用,生长素横向运输,使小麦幼苗的外侧生长素浓度高于内侧生长素浓度;又生长素的作用具有两重性,即低浓度促进生长,高浓度抑制生长,且根比芽敏感。所以芽的外侧生长素促进生长,因而生长快;根的外侧生长素抑制生长,因而生长慢。B 生长素类似物在生产实践中的应用 探
13、究二 问题引领:1.如果你想用葡萄枝条进行葡萄的繁殖,如何处理扦插的枝条,提高其成活率?2.如何获得无子番茄?教师参考 1.促进扦插的枝条生根(1)方法:用一定浓度的生长素溶液处理扦插枝条的形态学下端,枝条容易生根成活。(2)最适浓度的探究 将生长状态相同的插条平均分成若干组;配制对应组数的系列浓度梯度的生长素溶液;分别用不同浓度的生长素溶液处理对应组的插条;观察记录插条生根时间、数量及长度等,确定最适浓度。注:正式实验前要做预实验。(3)在扦插时,保留有芽和幼叶的插条比较容易生根成活,这是因为芽和幼叶在生长时能产生生长素,有利于生根。2.促进果实发育获得无子果实(1)原理:生长素子房发育果实
14、。(2)正常发育的果实所需要的生长素由发育着的种子提供。(3)培育无子果实时,生长素可由人提供,过程如下:未受粉雌蕊柱头涂抹一定浓度生长素(或生长素类似物)子房发育为果实(无子)。3.防止落花落果(1)在农业生产上,常用一定浓度的生长素类似物溶液喷洒棉株,可以减少棉蕾棉铃脱落。(2)未成熟幼果,如苹果、柑橘,常因生长素不足而大量脱落。用一定浓度的2,4-D的水溶液喷射树冠,可大量减少落果。4.作为除草剂 利用双子叶植物比单子叶植物对生长素的敏感程度高,可以用一定浓度的生长素或生长素类似物除去双子叶类的杂草。【典例2】某兴趣小组将生物园里的黄瓜的雌花分四组,处理方法如下表。其中最可能获得无子黄瓜
15、的是()组别甲乙丙丁处理自然 状态开花后,用适宜浓度的生长素处理柱头开花前套上纸袋,开花后,用适宜浓度的生长素处理柱头,然后再套上纸袋开花前套上纸袋,开花后,用适宜浓度的秋水仙素处理柱头,然后再套上纸袋注:黄瓜是雌雄异花植物 A.甲组和乙组 B.乙组和丙组 C.丙组 D.丙组和丁组 解析:甲组:由于开花前未套袋,并且开花后未用生长素进行处理,因此黄瓜正常完成受粉,产生的果实有种子;乙组:由于开花前未套袋,并且开花后用适宜浓度生长素进行处理,因此黄瓜正常完成受粉,产生的果实有种子;丙组:开花前套袋,开花期再涂抹一定浓度的生长素,植物不能形成种子,并且适宜浓度的生长素能促进子房发育成果实,能够获得
16、无子黄瓜;丁组:秋水仙素没有促进子房发育的生理作用,因此用其处理柱头不会发育成果实。答案:C 某同学在“探究生长素类似物NAA促进迎春花插条生根的最适浓度”实验中获得了如图所示结果,下面对本实验分析或评价正确的是()A.迎春花插条上侧芽的数目及饱满程度不会影响实验结果 B.若要达到该实验的目的,应进行预实验 C.促进迎春花插条生根的最适浓度为c D.不同浓度的NAA处理迎春花插条的时间应该不同 备选例题 B 解析:芽能够产生生长素,迎春花插条上侧芽的数目及饱满程度会影响实验结果,因此插条上侧芽的数目及饱满程度要保持相同且适宜,它们属于无关变量,A错误;为了防止实验的盲目性,需要在正式实验之前进
17、行预实验,B正确;图中没有设置c点之后浓度的实验组,因此不能确定c浓度为最适浓度,C错误;NAA处理插条的时间属于无关变量,无关变量要保持相同,D错误。【题组演练】1.温室栽培的番茄和黄瓜,因花粉发育不良,影响传粉受精,如果要保证产量,可采用的补救措施是()A.增施氮肥和磷肥,促进茎叶生长,以增大光合作用面积 B.提高温室中CO2浓度,以提高光合作用效率 C.适当增加光照时间,提高光能利用率 D.喷洒生长素类似物,以促进果实的发育 D 解析:A、B、C项只能增加有机物的积累,不能促进果实发育保证产量;喷洒生长素类似物,代替发育着的种子合成生长素,以促进果实的发育,从而保证产量,D正确。2.探究
18、吲哚乙酸(IAA)对月季插条生根的作用,结果如图所示。下列有关实验的分析和评价,正确的是()A.不同浓度的吲哚乙酸处理扦插枝条的时间应不同 B.本实验可以不设用蒸馏水处理扦插枝条的对照组 C.使扦插枝条产生相同根数的吲哚乙酸浓度相同 D.吲哚乙酸超过一定浓度范围能抑制扦插枝条生根 解析:实验中除吲哚乙酸的浓度是自变量,其他变量都是无关变量,应保持相同,如处理的时间;同时要遵循对照原则,应设置对照组才能观察出促进和抑制作用的效果;扦插枝条产生相同根数时,吲哚乙酸浓度可以不同,如扦插枝条在浓度为10-9 mol/L和10-7 mol/L左右时的生理作用相同;生长素生理作用具有两重性,当浓度过高时会
19、起抑制作用。D 3.现有一些同一品种的某两性花植物即将开花,下面的实验方案就是利用这种材料证明:子房发育成果实的过程中,需要发育的种子提供的生长素。请将以下实验方案补充完整。材料和药品:纸袋、标牌、镊子、毛笔、烧杯、剪刀、适宜浓度的生长素溶液等。实验步骤:选材与分组:选择一批生长发育状况基本相同的未受粉的该植物的花分成三组,挂牌为A、B、C;实验处理:A组:不做任何处理;B组:轻轻打开花冠,(填“去掉”或“保留”)雄蕊,套袋;C组:去掉雄蕊一段时间后,雌蕊上需 ,两次操作后均套袋;预测结果:三组植株生长一段时间后,实验的结果可能是 A组:结出有种子的果实;B组:;C组:。解析:B组,植物开花后
20、经受精作用后形成种子,发育着的种子可以产生生长素,所以B组需要去掉雄蕊,防止生长素的干扰。C组,去掉雄蕊后,需要涂抹适宜浓度的生长素溶液,观察生长素是否能够引起未受精的子房发育成无子果实。预测结果:B组由于没有生长素,子房脱落,不能结出果实。C组在生长素的作用下结出无子果实。答案:去掉 涂抹适宜浓度的生长素溶液 子房脱落,不能结出果实 结出无子果实 图说教材:生长素浓度与植物形态的关系(1)直立生长、均匀光照的植物,顶芽部位的生长素浓度表现为促进作用,侧芽部位的生长素浓度表现为抑制作用(对应图乙中的f点),能体现出生长素生理作用的两重性。(2)受到单侧光照射的植物,由于发生横向运输,造成背光侧
21、的生长素浓度大于向光侧。即图甲中侧的浓度大于侧,进而造成侧的生长速度大于侧,表现为向光弯曲。如果侧的生长素浓度对应图乙中的c的话,侧的生长素浓度则对应g或k,此时未能体现生长素生理作用的两重性。(3)横放的植株,对茎来说,两侧生长素的浓度关系类似于背光侧和向光侧,从而近地侧的生长速度大于远地侧,表现为背地生长,此时未表现出生长素生理作用的两重性。对根来说,近地侧生长素浓度对应图乙中的e,表现为抑制,背地侧的生长素浓度对应a表现为促进,从而背地侧的生长速度大于近地侧,表现为向地生长,此时可表现出生长素生理作用的两重性。【跟踪训练】如图甲表示不同浓度生长素对某植物生长的影响,图乙表示将盆栽植物横放
22、时植物的生长状况。下列分析错误的是()A.甲图曲线表明生长素的生理作用具有两重性,P点为最适浓度 B.乙图中茎的背地性与胚芽鞘的向光性中生长素的作用机理相似 C.乙图中根的向地生长体现了生长素生理作用具有两重性 D.用不同浓度的生长素溶液处理扦插枝条,生根数量一定不同 D 解析:在最适浓度下生长素促进扦插枝条生根的数量最多,最适浓度两侧有两个浓度的生长素对扦插枝条生根的促进作用相同,枝条生根数量基本相同。【知识回顾与网络构建】1.本课时关键语句(1)生长素不直接参与细胞代谢,而是给细胞传达一种调节代谢的信息。(2)生长素的生理作用具有两重性。(3)根的向地性体现了生长素作用的两重性,茎的背地性只体现出了生长素的促进作用。(4)用生长素或生长素类似物处理未受粉的雌蕊长成的无子果实,染色体的数目不会改变。(5)常用的生长素类似物有NAA、2,4-D、IPA和IBA、生根粉等。2.请结合以上关键语句,尝试构建本课时知识网络。参考:点击进入课时训练
