第3章  植物的激素调节
第1节  植物生长素的发现
课例分析：
    本节是“生物个体的稳态与调节”的首开篇，教材从现象入手，引导学生总结向性运动的概念，进而探究引起向性运动的原因——植物激素；生长素的发现是众多科学家历时十几年科学探究方法的智慧结晶，通过本节的学习，可以培养学生科学的实验方法和思维方法，有利于开拓学生的创新意识。
教学重点  生长素发现、向光性的原因。
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。
课时安排  1课时。
 
教学过程
导入新课：观察下列现象，说明问题。课件展示：（或者直接见书本46，快速阅读并分析！）
    ①窗口的鲜花弯向光源生长；②向日葵幼嫩的花盘会跟随太阳转动；
 
一、向性运动(属于应激性)
师  这是受了什么刺激？(光照)
总结：刺激特点：单一方向，植物反应：定向运动。
师  生物学上把这种现象叫向性运动。
1、定义: 植物体受到单一方向外界刺激而引起的定向运动叫向性运动。
2、案例：向光性运动，向地性运动，向水性，向化（肥）运动
3、意义：有利于植物对外界环境的适应
含羞草叶片受到刺激，产生闭合现象，是否是向性运动？为什么？许多豆科植物小叶昼开夜合的感夜性？（不是，因为不管从什么方向刺激，都引起闭合。不是单一方向引起）
（4）感性运动：刺激特点：不定向刺激（光线明暗，触摸，震动，音乐），植物反应：不定向运动。（含羞草，跳舞草，郁金香由温度变化引起开花的感夜性。）
了解了向性运动，下面我们来探讨植物为什么会产生向性运动？这段历史，从1880年达尔文着手研究，到1931年生长素提纯，经过多位科学家的努力，历时51年：
 
二、生长素的发现过程
1、1880年，达尔文：
1880年，达尔文最早注意到植物的向光性，并用金丝雀（yi）草为材料进行了研究：

①单侧光刺激使其弯向光源生长（胚芽鞘具有向光性）； ②胚芽鞘的生长与光无关，而与尖端有关

课件展示：
A.胚芽鞘+无  光（暗          箱）——→向光弯曲生长     
B.胚芽鞘+单侧光（留有小孔的暗箱）——→向光弯曲生长
C.胚芽鞘（去尖端）+单侧光        ——→不生长不弯曲

D.锡箔罩住尖    端+单侧光——→生  长不弯曲（直立生长）
E.锡箔罩住尖端下面+单侧光——→向光弯曲生长
结论：单侧光照射使胚芽鞘尖端产生某种刺激，这种刺激传递到下部，造成背光面比向光面生长快，而出现向光弯曲。
我们如何解释达尔文所说的“某种刺激”？（ 可能尖端产生了某种促进生长的物质）那么这种刺激到底是什么？
 
2、1910年，丹麦的生物学家詹  森设计了如下实验：
l  胚芽鞘（去尖端）+单侧光——→不生长不弯曲
l  胚芽鞘切去尖端，放一琼脂片，再放上尖端+单侧光照射——→向光弯曲生长
结      论：尖端产生的刺激可以透过琼脂片
引出新问题：尖端产生的刺激可以透过琼脂片传到下部，那么为什么能使两侧生长不均呢？
 
3、1914年,匈牙利的科学家拜  耳从另一个思路进行了研究：
l  切去尖端，放在胚芽鞘的一  侧，无光——→向对侧弯曲生长
l  切去尖端，放在胚芽鞘的另一侧，无光——→向对侧弯曲生长
初步证明：胚芽鞘的尖端能产生某种促进生长的化学物质，在其下部分布不均匀造成的。
 
4、1928年，受此启发，荷兰科学家温 特想到了更聪明的方法：
l  接触过尖端的琼脂块放在去尖端的胚芽鞘切面的某一侧
l  空        白琼脂块放在去尖端的胚芽鞘切面的某一侧
结      论：胚芽鞘的尖端确实产生化学物质，这种物质可促进生长，所以就把它命名为“生长素”

 
5、1931年，郭  葛促进生长物质成分的确定
1931年，郭葛从人的尿液中提纯分离出了该物质，并证明它的化学成分是吲哚乙酸（IAA）。但生长素在植物体内含量极少，直到1946年人们才从高等植物中分离!
 
6、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。
附：还有苯乙酸，吲哚丁酸等，（学生读：48小字拓展部分）

发现者	实验方法	实验现象	实验结论
1880年达尔文	单侧光照射草胚芽鞘	弯向光源生长	具有向光性	胚芽鞘的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产生某种影响
	切去胚芽鞘的尖端，单侧光照射	不生长，也不弯曲	向光性可能与尖端有关
	胚芽鞘尖端用一个锡箔小帽罩起来，单侧光照射	直立生长	感受光刺激的部位在尖端
	用锡箔遮住胚芽鞘尖端下段，给予单侧光照射	弯向光源生长	弯曲部位在尖端下面
1928年 温特	与胚芽鞘尖端接触过的琼脂块放在切去尖端的切面的一侧	向放琼脂的对侧弯曲生长	胚芽鞘的尖端确实能产生某种物质，这种物质从尖端运输到下部促使下部生长
	把没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂小块放在切去尖端的胚芽鞘切面的一侧	不生长，也不弯曲

 
三、生长素的产生，运输和分布
1、产  生：具有分生能力的组织，幼嫩的芽、叶和发育中的种子；（在这些部位可由色氨酸转变）
2、作  用：促进细胞伸长
3、运  输（关于胚芽鞘）：在尖端：横向运输；在茎中：极性运输；

尖    端——感光部位，而非弯曲部位；
——产生生长素的部位，横向运输。（实验如下）

    尖端以下——不感光，弯曲部位，极性运输（即只能从形态学上端向下端单向运输，主动运输）

4、光对生长素产生的影响（关于光)：

——几乎没有影响，与尖端有关（生长素的合成不需要光照，植物生长旺盛部位都可合成，特别是芽尖端的分生组织）

——单侧光可使生长素分布不均，引起生长素横向运输，背光侧（多）→向光侧（少）；
5、分  布：各器官，相对集中在生长旺盛部分（胚芽鞘，芽，根顶端的分生组织，形成层，发育中的种子和果实）。
 
实  验：
    1.在植物体内的生长素，是如何运输的？
    观察图3-1-2，说明生长素的运输方向。

图3-1-2
生  生长素总是从形态学的上端运向下端，不能从形态学的下端运输到上端。
师  我们把生长素的这种运输方式叫极性运输。
 
    2.单侧光对生长素分布的影响
   图3-1-3是燕麦胚芽鞘尖端在不同的光照条件下，经过一定时间后，定量测定琼脂块中生长素的含量，就测定结果进行分析，结论是什么？

图3-1-3
单侧光对生长素分布的影响：
课件展示：
    1.光照情况下，生长素的合成量是98。
    2.单侧光照情况下，背光侧生长素的含量是70，而向光侧生长素的含量是28，且与正常量98相同。
    3.如果将尖端在正中间用玻璃板隔开，则向光侧与背光侧生长素的含量相同，都是49，且与正常量98相同。
    4.将2与3对照，单侧光作用使尖端向光侧生长素横向运输到背光侧，使背光侧生长素含量大于向光侧。
生  单侧光引起生长素分布不均匀。具体说：在单侧光作用下，向光侧生长素横向运输到背光侧，使背光侧生长素含量大于向光侧。
师  结合生长素的极性运输方式，请解释单侧光引起胚芽鞘向光弯曲生长的原因：
生  单侧光引起生长素分布不均匀。具体来说：单侧光作用下，向光侧生长素横向运输到背光侧，使背光侧生长素含量大于向光侧。尖端部位的生长素再向下极性运输到尖端下部，使尖端下部背光侧生长素含量大于向光侧，从而使背光侧细胞伸长的速率大于向光侧，因而弯向光源生长。
师  请同学们总结生长素在植物体内是如何运输的。
在茎中：极性运输；在尖端：单侧光引起横向运输。
 
    3.光对生长素产生的影响
   将玉米胚芽鞘尖端切下，选取相同的尖端随机分为两等份，放到两块相同的琼脂块上，一块置于光下，一块放在暗处，其余条件相同。最终产生生长素的量如图。观察图示，说明光对生长素的产生有何影响？

图3-1-4
光对生长素产生量的影响：
    1.黑暗情况下，生长素的合成量是100。
    2.光照情况下，生长素的合成量是99。
    3.对照1、2说明光对植物胚芽鞘生长素产量几乎没有影响。
光对植物胚芽鞘生长素产生的量几乎没有影响。
 
课堂小结
    师  本节课主要以科学家对生长素的探究过程为背景，介绍了生长素的发现历程，要求我们青年学生既要学习科学家勇于探索、勇于创新的精神，同时又必须掌握一整套科学的研究方法。
活动与探究
    根据所给的用具和材料，设计一个实验测定玉米幼苗胚芽鞘对光的敏感部位。
用具和材料：
    一个空纸盒、6株约两厘米高的生长健壮的玉米幼苗、黑纸一张、60 W的台灯一盏。
实验步骤：
（1）________________________________________________________________________。
（2）________________________________________________________________________。
（3）________________________________________________________________________。
正确的实验结果：
正确的结论：
解析：本题为一般验证性实验设计，题干中给了材料和用具，实际上是给了有关提示。按照一般验证性实验的方法步骤：分组编号、相同的材料施以不同的处理、其余在适宜条件下培养、观察记录现象、结果分析（注意对照实验、单一变量原则、等量性原则）进行设计。
答案： 实验步骤：（1）将6株幼苗随机平分为两组，分别为甲、乙组，将甲组幼苗的尖端分别用黑纸帽套上，乙组幼苗分别用黑纸环套在尖端下部 
（2）将两组幼苗放在打有一个孔的空纸盒内，孔的高度略高于幼苗的高度，孔外放置点亮60 W的台灯，其余在相同并适宜的条件下，放置于实验室内进行培养 
（3）观察记录实验现象
正确的实验结果：甲组幼苗将直立生长，乙组幼苗弯向光源生长。
正确的结论：玉米幼苗的胚芽鞘对光最敏感的部位是尖端。
习题详解
一、基础题（课本P₄₉）
提示：可以使植株接受比较均匀的阳光照射，以避免因植物的向光性生长而引起植株弯曲。
二、拓展题（课本P₄₉）
解析：利用植物的向光性。
提示：如图3-1-5所示：

图3-1-5