1、第第 5 节节 植物生命活动的调节植物生命活动的调节 第第 1 课时课时 植物的应激性与生长素的发现植物的应激性与生长素的发现 目标导读 1.结合教材 P57图 242、243、244，分析植物的应激性和对不良环境的适 应性反应。2.结合教材 P5859阅读与分析，P59图 245，了解生长素的发现历程，并阐明向 光性产生的机理。 重难点击 向光性产生的机理。 一 植物的应激性 植物没有反射，但也能对外界刺激做出一定的反应，并能通过一定的生理过程适应不良的环 境。 1植物的运动 (1)由图示可以看出，当植物体受到某种外界刺激的时候，植物体本身会产生一定的反应，这 些反应不仅表现在形态上，还会表
2、现在生理和行为上，植物的这种对外界刺激所作出的适应 性的反应就称为应激性。 (2)向性运动 图 1 说明， 当植物受到单侧光照作用时， 会表现出弯曲生长的特性， 如茎能朝向光源生长， 根则背向光源生长。这种现象称为向光性，是指植物随光的方向而弯曲的能力。 图 2 说明植物的根能顺着重力方向向下生长，而茎会背离重力方向向上生长，这种现象称 为向重力性。 在农业生产中，我们强调要均匀施肥和灌溉，防止植物的根生长不均而易倒伏，因为植物 的根具有向化性和向水性。 通过以上现象可知，当植物受到一定方向的外界刺激时，体内某种物质的含量或分布发生变 化，引起相应部位向一定方向运动，这称为植物的向性运动。 (
3、3)感性运动 普通柳树的枝条向上生长，垂柳的枝条向下生长，植物的叶片、花瓣或其他器官具有向下 或向上弯曲生长的特性，称为偏上性或偏下性。 许多植物的叶子、花或花序在白天高挺张开，晚上合拢或下垂的现象称为感夜性。 很多植物的花会在较温暖的条件下开放，植物对温度变化引起的反应称为感热性。 如图 3 所示，含羞草的叶子受到震动时产生收拢、下垂的反应，由于震动引起的植物叶子 等器官产生的反应称为感震性。 以上现象的运动方向不由外界刺激方向决定，是由外界刺激或者内部的生理机制引起的，这 称为植物的感性运动。 2植物对不良环境的适应性反应 (1)在低温、缺氧等各种不良环境条件下，植物体基因表达发生改变，关
4、闭一些正常表达的基 因，启动一些与适应有关的基因，诱导合成一些新的蛋白质，以减轻对植物造成的伤害。这 种适应方式是产生胁迫蛋白。 (2)在各种不良环境下，一些植物体内会积累脯氨酸等渗透调节物质。而当胁迫解除的时候， 这些物质在植物体内的含量会迅速减少。这种适应方式是通过渗透调节实现的。 (3)实验表明，脱落酸是一种对各种不良逆境作出反应的调节物质。同时，其他激素在抗性基 因的表达中也起到了一定的作用。这说明植物可以通过植物激素的调控来适应不良环境。 (4)在不良环境条件下，所有植物的生长都会受到抑制。但植物往往在生长缓慢时更能抵御不 良环境可能造成的伤害。这说明植物可以通过生长抑制来适应不良环
5、境。 (5)除此以外，植物还可以通过抗寒、抗盐等方式来适应不良环境的反应。 归纳提炼 向性运动与感性运动的区别 运动方式 运动方向与外界刺 激的关系 运动方式 形成原因 实例 向性运动 运动方向与刺激方 向有必然联系，单 方向刺激(单侧光、 重力) 定向不可逆的生 长运动， 生长运动 方向取决于刺激 方向 一般与激素有关， 主要是由于不均 匀生长而引起的 向光性、向水性、 向化性、 向重力性 感性运动 运动方向与刺激方 向无必然联系，不 定向刺激(光暗转 变、触摸、震动) 外界刺激不能决 定运动方向 一部分是生长运 动引起的， 另一部 分是非生长运动 引起的 含羞草受刺激后， 叶下垂、闭合 共
6、性 都属于应激性，是对环境变化产生的适应性反应，是适应环境的不同方式 活学活用 1下列属于植物向性运动的现象是( ) A在种植香蕉时用“以肥引芽”的方法，把肥料施在希望它长苗的空旷的地方，使香蕉植 株分布均匀 B把郁金香从寒冷的室外移至温暖的室内，过了 35 分钟后就会开花 C到了深秋，北方的植物就会落叶 D西双版纳有一种跳舞草，当人们对着它唱歌时叶子就会运动，犹如翩翩起舞 答案 A 解析 A 项是植物的向化性；B 项是利用了植物“三性”中的感热性，使植物开花；C 项是 属于植物对温度的正常反应， 是植物体内的脱落酸在起作用， 从而保护植物不受冻害和寒害； D 项据科学家研究认为，跳舞草实际上
7、是对一定频率和强度的声波极富感应性的植物，与温 度和阳光有着直接的关系。因此 D 是植物对声波的一种感性运动。 二 生长素的发现 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 P5859，完成科学家 的探索过程。 1为探究植物向光生长的原因，达尔文设计了如图所示的两组实验，首先根据图示完成相关 问题，然后阅读教材，对照自己的回答是否正确。 (1)各组胚芽鞘的生长弯曲情况是：弯向光源生长；不生长，不弯曲；直立生长；弯 向光源生长。 (2)与对比，说明胚芽鞘的弯曲生长与顶端有关。 (3)和对比，说明感光部位是胚芽鞘的顶端，而不是顶端以下的伸长区。 (4)达尔文的猜测：胚芽鞘顶端受
8、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。 2这种“影响”究竟是什么呢？为了验证达尔文的猜测，鲍森 詹森和拜尔分别设计了如下 实验，请根据图示实验的操作与结果回答相关问题。 (1)鲍森 詹森实验 实验现象：A 胚芽鞘弯向光源生长；B 胚芽鞘既不生长，也不弯曲。 结论：胚芽鞘顶端产生的“影响”可以透过明胶传递给下部。 从对照实验设计的单一变量原则角度分析，该实验的不足之处在于没有形成单一变量，无 法排除“明胶也可能会导致胚芽鞘生长”的结论。 (2)拜尔实验 实验现象：将顶端切下，放到切面一侧时，胚芽鞘总是弯向对侧生长。 结论：胚
9、芽鞘的弯曲生长是由顶端产生的“影响”在其下部的分布不均匀造成的。 该实验为什么要在黑暗中进行？排除光照可能对实验结果造成的干扰。 拜尔实验的不足之处是无法证明顶端是否产生某种物质。 3在上述实验的基础上温特重新设计了下列实验，据图回答： (1)实验组是 B，对照组是 A。A 与 B 对照说明造成胚芽鞘弯曲生长的是胚芽鞘顶端产生的某 种物质。 (2)设置 A 组的目的是排除琼脂块本身的化学物质对胚芽鞘的影响。 (3)实验结论：引起胚芽鞘弯曲生长的确实是一种化学物质，温特将其命名为生长素。 (4)由温特的实验结论可以推测单侧光的作用可能是改变生长素的分布，使生长素在背光侧分 布得多。 41934
10、年，郭葛通过实验鉴定确定生长素的化学本质是吲哚乙酸。 5根据以上探究过程，归纳生长素引起向光性的原理 6植物激素 (1)像生长素这样，在植物体一定部位合成并运输到作用部位，对植物的生长、分化等生命活 动进行调节的微量有机物统称为植物激素。 (2)人工合成的某些化学物质也具有类似于生长素的效果，如 2,4D，那么 2,4D 是植物激 素吗？请说明理由。 答案 不是。植物激素必须是由植物体产生的天然存在的物质。 归纳提炼 1胚芽鞘的四个重要部位 (1)生长素产生部位胚芽鞘顶端；(2)生长素发挥作用部位顶端下部的生长部分；(3) 感受单侧光刺激的部位胚芽鞘顶端；(4)弯曲生长的部位顶端下部的生长部分
11、。 2植物向光弯曲生长的原因分析 (1)内因：生长素的分布不均匀；外因：单侧光照射。 (2)过程解释 如图所示： 单侧光胚芽鞘顶端(向光侧 生长素 背光侧)生长素含量生长素从到 、从到顶端下部的生长素含量生长不均匀(背光侧快)向光弯曲生长。 活学活用 2根据所学知识，回答下列相关问题。 (1)判断正误 将胚芽鞘置于黑暗与单侧光下，可以观察单侧光对其生长的影响( ) 用锡箔帽和锡箔环套在胚芽鞘顶端与顶端下面一段，可以研究其感光部位( ) 将切除顶端的胚芽鞘与完整的胚芽鞘一起培养，可以观察顶端对其生长的影响( ) 将含 IAA 的琼脂块与空白琼脂块分别放在切去顶端的胚芽鞘上，研究其向光性原理( )
12、 (2)下面是与向光性产生相关的一系列事件，请按因果关系进行排列(用字母和箭头表 示)_。 a胚芽鞘顶端合成生长素 b胚芽鞘顶端感受单侧光刺激 c胚芽鞘向光弯曲生长 d生长素在背光一侧分布较多 e背光一侧细胞生长较快 f单侧光照射胚芽鞘顶端 答案 (1) (2) 当堂检测 1下面是有关运河岸边柳树的叙述，其中不正确的是( ) A树冠的向阳部分一般大于背阳部分 B树根有向重力生长的特性 C近河水侧的根系比远河水侧的发达 D枝叶有明显的感震性 答案 D 2下列有关植物对不良环境的适应性反应叙述错误的是( ) A自然条件下生长的植物受到各种不良因子的胁迫刺激时可产生协迫蛋白，以减轻对植物 造成的伤害
13、 B在不良环境下，植物体内脯氨酸等渗透调节物质含量增多 C在不良环境下，基因的表达多数是在激素的调控下实现的，生长素是一种对各种不良逆 境作用反应的调节物质 D在不良环境下，所有的植物生长都会受到抑制 答案 C 解析 植物在不良环境下，可以产生胁迫蛋白，改变渗透调节、抑制生长等，以度过不良环 境，A 项正确。在不良环境下，一些植物体内会积累脯氨酸等渗透调节物质，B 项正确。在 不良环境下，许多基因被诱导表达，从而增强抗逆性。这些基因的表达多数是在激素的调控 下实现的。脱落酸是对各种不良逆境作出反应的调节物质，C 项错误。在不良环境下，所有 植物的生长都会受到抑制，D 项正确。 3 下列哪项实验
14、能够证明胚芽鞘的弯曲生长是因顶端产生的影响在其下部分布不均匀造成的 ( ) 答案 C 解析 A 项说明顶端和向光性有关；B 项说明胚芽鞘顶端产生的影响可以透过琼脂片传递给 下部；D 项与顶端无关。 41928 年，荷兰科学家温特为了研究植物的向光性，设计实验如图所示。A 琼脂块上放有 胚芽鞘顶端，B 琼脂块上没有胚芽鞘顶端。是在黑暗环境中对切去顶端的胚芽鞘进行 的不同处理。请分析回答下列问题： (1)在温特之前，科学家研究初步认为，胚芽鞘向光生长是由_部位产生了某种 化学物质向下运输引起的，温特推想这种化学物质也可以扩散到琼脂块中。 (2)经过一段时间的培养， 的现象说明 A 琼脂块中确实含有
15、某种化学物质， 且这种化学物质 的作用是_ _。 (3)和的现象均表明，胚芽鞘向该化学物质分布_(多、少)的一侧弯曲生长；设置 和组的目的是排除_对胚芽鞘生长的影响。该实验应在黑暗环境中进行，其原因 是该化学物质分布会受_的影响。 (4)自然界中，植物体在单侧光照的条件下，向光弯曲生长，是因为该化学物质在背光侧分布 较_。后来研究发现，该物质的化学本质是_，根据其作用取名为_。 答案 (1)顶端 (2)促进生长 (3)少 琼脂块 光 (4)多 吲哚乙酸 生长素 解析 (1)温特之前，科学家们认为胚芽鞘的向光生长是由顶端产生的某种化学物质分配不均 匀所致。(2)中的琼脂块是经过胚芽鞘顶端处理的，而中的琼脂块是没有经过胚芽鞘顶端 处理的，对比可以看出，胚芽鞘顶端产生的化学物质能够促进胚芽鞘顶端以下的部位生长。 (3)中含有胚芽鞘顶端产生的化学物质的琼脂块放在了胚芽鞘的一侧，放琼脂块的一侧生 长快；是对照组，排除琼脂块对胚芽鞘生长的影响；生长素的分布受光的影响，所以在 黑暗环境中进行实验。(4)植物的向光性是由于胚芽鞘的顶端中生长素发生了横向运输，使向 光一侧生长素移向背光一侧；生长素的化学本质是吲哚乙酸。