第2节 生长素的生理作用
从容说课
经过多位科学家的研究，发现了生长素，那生长素到底有什么样的作用呢？这正是我们这节课所要讨论的话题。生长素能调节细胞的生长，但其发挥作用时具有它的特殊性——两重性，既能促进生长，也能抑制生长；既能促进发芽，也能抑制发芽；既能防止落花落果，也能疏花疏果。在我们日常生活中，最常见的生长素的两重性就在于顶端优势，植物的顶芽优先生长而侧芽生长受到抑制的现象。生长素和农业密切相关，在农业上，它既可以促进扦插枝条生根也可以促进果实的发育，还可以防止落花落果。总之，植物生命活动是通过植物体内的激素来实现调节的，尽管它的含量极少，但是却使植物的生长发育和繁殖等生命活动正常进行，有条不紊，适应不断变化的环境。
教学重点 1.生长素的生理作用。 2.生长素在发挥生理作用时的特点。 3.生长素在农业生产中的应用。
教学难点 1.顶端优势产生的原因以及在日常生活中常见的实例。 2.生长素在农业生产中的应用。
教具准备 1.计算机教学软件：松树的塔形树冠；去顶芽后侧芽的生长情况。
2.投影片：植物某一器官对不同浓度生长素反应图；根、茎、芽三种器官对不同浓度生长素反应图。
课时安排 1课时
三维目标
1.掌握生长素的生理作用，顶端优势的原理。 2.了解生长素在农业生产中的应用。
3.探讨生长素类似物促进插条生根的最适浓度。
4.分析图表，和学生共同总结出生长素发挥作用时所具备的特点。
5.通过日常生活中的事例的分析，让学生更加深刻地理解生长素在农业生产中的应用。 6.共同探究扦插枝条生根时所需的最适生长素类似物的浓度。 7.通过生长素的生理作用，训练学生将知识应用于实践的能力。
8.通过顶端优势原理，对学生进行量变引起质变的唯物辩证法的教育。
教学过程
导入新课
师 同学们，我们上节课学习了植物生长素的发现过程，并且知道了生长素起着调节细胞生长的作用，但是生长素的作用是不是仅仅这么简单呢？下面让我们一起来看一幅图。 课件展示：
植物某一器官对不同浓度生长素反应图；根、茎、芽三种器官对不同浓度生长素反应图。 师 请同学们讨论一下，从这张图中，我们能得出什么样的结论？
生1 分析任何一条曲线都可以得到：随着生长素浓度的增加，对器官的促进作用逐渐加强，达到最适浓度后，随着生长素浓度的增加，对器官的促进作用逐渐减弱，之后，生长素浓度再增加，对器官的抑制作用逐渐加强。
生2 针对三条曲线对比分析，又可以得出根、芽、茎三种器官对生长素需要的最适浓度是不同的，对各生长素浓度的反应也是不同的。
师 大家分析得很正确，看样子大家课下都认真预习了书本，请大家看大屏幕。 推进新课 板 书：
第2节 生长素的生理作用 生长素的生理作用——调节生长
师 生长素对植物生长调节的过程中，往往具有两重性：既能促进生长，也能抑制生长；既能促进发芽，也能抑制发芽；既能防止落花落果，也能疏花疏果。
（1）一般来说，低浓度的生长素可以促进植物生长，而高浓度的生长素则抑制植物的生长，甚至杀死植物。
（2）幼嫩的细胞对生长素敏感度高，老细胞则比较迟钝。 （3）生长素促进不同器官生长的最适浓度不同。 课件展示：
植物某一器官对不同浓度生长素反应图；根、茎、芽三种器官对不同浓度生长素反应图。 师 请同学根据图片看一看，根、芽、茎的最适生长浓度分别是多少？并且想一想它们对生长素的敏感程度又是如何的？
生 对根来说，生长素的最适浓度是10－10mol/L左右；对于芽来说，最适浓度是10－8mol/L左右；对于茎来说，最适浓度是10－4mol/L左右，即对生长素的敏感性：根＞芽＞茎。 师 同学们观察得非常仔细，回答得非常正确。 课件展示：
“松树”塔形树冠图。
师 这是我们校园里的一棵松树，大家有没有想过为什么松树会呈现这种塔形结构？（让学生相互讨论，教师给以指导） 师 这是“顶端优势”现象，那到底什么叫顶端优势呢？顶端优势就是植物的顶芽优先生长而侧芽生长受到抑制的现象，大家看屏幕上的图会发现离顶芽越近的侧芽受抑制越明显，请大家想一想，这到底是什么原因导致的？请大家从生长素对植物生长的作用具有两重性知识思考原因。
生1 是顶芽产生的生长素向下运输，导致了侧芽不生长。 生2 是因为侧芽自身产生的生长素导致了自身不生长。
师 两位同学都没有能够答完全，植物表现出的顶端优势就是顶芽产生的生长素向下运输，大量积累在侧芽部位，使侧芽的生长受到抑制的缘故。如果摘掉顶芽，侧芽部位的生长素浓度降低了，侧芽所受到的抑制作用就会解除，不久，侧芽就可以发育成枝条了。 那么哪位同学能想到生产实践中顶端优势或者去除顶端优势的应用实例呢？
生1 老师，每年春天我都看到我妈妈修剪桃树。我想她应用的应该是我们今天所学的去除顶端优势吧。
生2 我也想起来了，每年夏天很多园艺工人给行道树修剪。
生3 还有，还有，我家门前有棵大树，我爸爸每年将它的侧枝修剪，爸爸说这棵树将来要作为盖房子用的椽子。
师 大家说得都非常好，平时大家观察得很仔细。果树和行道树的修剪、棉花的摘心等，这些都是去除顶端优势，而最后一位同学举的例子则是保留顶端优势。当然自然界中并不是所有的植物都具有强烈的顶端优势现象，有些灌木类植物顶芽发育了一段时间后，就开始退化，甚至萎缩，失去原有的顶端优势，所以灌木的树形不是宝塔形的。下面我们一起来做一题练习一下。 课件展示：
将四株长势相似具顶芽的健壮植株，分别进行下列处理，其中侧芽能发育成枝条的是（ ）
A.去顶芽后，在断口上放一块琼脂小块
B.去顶芽后，在断口上放一块富含生长素的琼脂小块 C.不去顶芽，在侧芽上涂以含低浓度生长素的琼脂 D.不去顶芽，在侧芽上涂以琼脂
解析：顶芽能产生生长素，并且合成的生长素能从顶芽向下运输到侧芽部位，使侧芽的生长素浓度过高，因而抑制侧芽生长。要使侧芽能迅速发育成枝条，就要解除顶端优势，也就是去掉顶芽，因此首先排除选项C和D，B选项去顶芽后，在断口上放一块富含生长素的琼脂小块，同样起到抑制侧芽生长的作用，排除后选出A。 答案： A
师 生长素在农业上的应用很广泛，但是它在植物体内的量却是非常少，而且提取也相当困难，经过大量科学家的研究和实践，发现了一些人工合成的化学物质，称为生长素类似物。如：萘乙酸、2，4D。 课件展示：
带芽多的枝条，带芽少的枝条和不带芽的枝条扦插生根情况。 师 从图片上，能得出什么样的结论？
生1 如果枝条有芽的话，那么它就会生根，反之，则不能生根。
生2 不对不对，生根多的枝条上芽就多，那是因为芽能产生生长素，生长素促进了生根。 师 两位同学回答得都不错，第一位同学回答了这幅图的表面现象，而第二位同学则说得相当确切。生长素可以促进扦插枝条生根，这是生长素在农业方面的第一个应用。 师 下面我们就一起来看一下，我们生物兴趣小组的同学做的实验。 （一）材料用具的准备 1.实验材料
可以用杨树、加拿大杨、月季等的枝条。 2.实验用具
天平、量筒、容量瓶、烧杯、滴管、试剂瓶、玻璃棒、木箱或塑料筐（下方带流水孔）、盛水托盘、矿泉水瓶。 3.插条选择
插条质量和规格对探究实验效果影响很大。大树上的1～2年生枝条，可以作为扦插的材料，但以1年生苗木为最好（1年或2年生枝条形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活）。实验表明，插条部位以枝条中部剪取的插穗为最好，基部较差，梢部插穗仍可利用。实验室用插穗长5～7 cm，直径1～1.5 cm为宜。由于一个年级几百名学生同时用枝条，要适当考虑对树木的保护。 扦插枝条的处理：
（1）枝条的形态学上端为平面，下端要削成斜面，这样在扦插后可增加吸收水分的面积，促进成活。
（2）每一枝条留3～4个芽，所选枝条的芽数尽量一样多。 （二）实验设计
1.选择生长素类似物：α萘乙酸（NAA）等。
2.配制生长素类似物母液：5 mg/mL（用蒸馏水配制，加少许无水乙醇以促进溶解）。
3.设置生长素类似物的浓度梯度：用容量瓶将母液分别配成0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、3、4、5 mg/mL的溶液，分别放入小磨口瓶，及时贴上相应标签。NAA有毒，配制时最好戴手套和口罩。剩余的母液应放在4 ℃保存，如果瓶底部长有绿色毛状物，则不能继续使用。 4.枝条处理方法：浸泡法和沾蘸法。 （三）探究活动 1.提出问题
不同浓度的NAA促进杨插条生根的最适浓度是多少呢？ 2.作出假设
适宜浓度的NAA可以使杨或月季插条基部的薄壁细胞恢复分裂能力，产生愈伤组织，长出大量不定根。 3.预测实验结果
经过一段时间（约3～5 d）后，用适宜浓度的NAA处理过的插条基部和树皮皮孔处（插条下1/3处）出现白色根原体，此后逐渐长出大量不定根；而用较低浓度、较高浓度或清水处理的枝条长出极少量的不定根或不生根。 4.实验步骤
（1）制作插条。
（2）分组处理：将插条分别用不同的方法处理（药物浓度、浸泡时间等可多组。如可分别在NAA中浸泡1、2、4、8、12、24 h等）。
（3）进行实验：将处理过的插条下端浸在清水中,注意保持温度（25～30 ℃）。
（4）小组分工，观察记录：前三天每天都要观察实验材料的生根情况。教师帮我们设计记录表格，记录用不同浓度生长素类似物处理后枝条生根情况，如生根条数，最长与最短根的长度等。（用浓度适宜的生长素类似物处理后，在绿色树皮的皮孔处长有白色幼根；时间长一些会在枝条下端斜面树皮与木质部之间长有白色根原体）以后每隔2～3 d记录也可。 （5）研究实验中出现的问题。 ①分析不同插条的生根情况。
A.不能生出不定根：有可能是枝条上没有芽、枝条倒插等。
B.都能生出不定根：促进扦插枝条生根是指刺激枝条的下端生出不定根，而不是刺激根生长。不同的枝条可能生出的不定根的数目多少不一样，如枝条上芽多，则产生的生长素就多，就容易促使不定根的萌发。
②分析与本实验相关的其他因素。 A.温度要一致。
B.设置重复组，即每组不能少于3个枝条。
C.设置对照组。清水空白对照；设置浓度不同的几个实验组之间进行对比，目的是探究α萘乙酸促进扦插枝条生根的最适浓度。 5.分析实验结果，得出实验结论
我们得出的实验结果：在这个实验中0.2 mg/mL的α萘乙酸能促进扦插枝条生出较多的根。其他较低浓度的α萘乙酸也能促进扦插枝条生根，但是生根数目不如0.2 mg/mL多，高浓度的α萘乙酸会导致枝条萎蔫死亡。
师 通过兴趣小组的同学所做的实验，我们能得出一定浓度的生长素能促进植物生根，那么生长素在农业上还有什么样的应用呢？ 课件展示：
展示植株受粉与否对子房发育的影响。
师 大家知道，雌蕊受粉以后，胚珠开始发育成种子，子房开始发育成果实，这时，除去正在发育的种子，果实的发育也就停止了。这种现象说明什么？ 生 种子发育是果实发育所必需的条件。 师 很正确。那么，又是什么原因使种子发育决定了果实发育呢？经实验测定，雌蕊受粉以后，发育着的子房内，生长素含量猛然增加，这些生长素就是由发育中的种子合成的，它能够使子房发育成果实。
现在我们知道了，为什么种子发育是果实发育的必需条件。 师 在生产上，用人工合成的一定浓度的生长素溶液处理没有受粉的番茄花蕾，由于有生长素，果实照样发育，由于没有受粉，种子不能发育，从而获得无子番茄。生产上也就是用于无子果实的培育。那请问，已受粉的花蕾还可用生长素处理来获得无子果实吗？ 生 不能，这样的果实有种子。
师 很好。生长素能促进果实的发育，这是生长素在农业方面的第二个应用。农业上的无子番茄、无子黄瓜、无子青椒等都是其雌花未受粉，在雌蕊子房的柱头上涂抹一定浓度的生长素类似物获得的，而无子西瓜、无子香蕉的获得却与遗传和变异有关。 师 下面我们再来看一道题目。 课件展示：
图3-2-1
图3-2-1是某学校高二学生根据西瓜授粉后，子房发育成果实的过程绘出的变化曲线（注：横坐标示实际天数，纵坐标示子房直径大小），其中A曲线表示正常授粉情况下的记录，请分析回答下列有关问题：
（1）曲线A表示子房直径逐渐，说明授粉后子房能发育成______________，原因是胚珠发育成____________的过程中，合成_______________，促进其发育成果实。
（2）曲线B表示子房直径逐渐_________________，说明子房_______________，曲线B下降的可能是雌蕊未_________________，或者子房发育早期，人为除去_______了或被虫蛀，使果实发育缺乏________________而停止发育。
（3）对比曲线A和曲线B得出的结论是________________________________________。 解析：此题主要考查学生对生长素的生理作用之一——促进果实发育的认识和识图分析的能力。A曲线表示正常授粉情况下，植物的子房在开花后不断膨大，正常发育。这是因为授粉后胚珠发育成种子，发育着的幼嫩种子里合成了大量的生长素，能促进子房发育成果实。曲线B表明植物子房开花后不久不断萎缩，直至脱落，可能是雌蕊未授粉或者在子房发育早期除去发育着的种子，果实就会因缺乏生长素而停止发育，甚至引起果实的早期脱落。 答案： （1）增大 果实 种子 生长素 （2）变小 没有发育 授粉 种子 生长素 （3）发育着的种子合成生长素促进子房发育成果实 课堂小结
师 除上面谈到的两点作用外，生长素类似物还可以防止落花落果，如在棉株上喷洒一定浓度的生长素类似物，可以达到保铃、丰产的效果。
师 生长素还能作为农田中的除草剂，农田中的农作物一般都是单子叶植物，需要较高浓度的生长素，但是农田中的杂草大多是单子叶植物，单子叶植物的生长需较低浓度的生长素。农民施以较高浓度的生长素，促进单子叶植物的生长，抑制双子叶植物的生长。 师 植物体内是否只有生长素这样一种植物激素呢？
赤霉素是在研究水稻恶苗病的过程中发现的。水稻恶苗病是由赤霉菌寄生而引起的,最常见的症状是稻苗徒长,病苗比健苗可以高出1/3。经过研究得知,促进稻苗徒长的物质是赤霉菌分泌的赤霉素。赤霉素突出的生理作用是促进茎的伸长,引起植株快速生长。水稻恶苗病病株的茎秆徒长,就是赤霉素对茎秆伸长起了促进作用的结果。赤霉素对于促进矮生性植物茎秆的伸长有特别明显的效果。例如,一些矮生性植物(矮生玉米、矮生豌豆等),它们的株高比一般的株高要矮得多,如果用赤霉素处理这些植物,它们的株高可以与一般的株高相同。用赤霉素处理芹菜,可以使食用的叶柄增加长度。
赤霉素还有解除休眠和促进萌发的作用。例如,刚收获的马铃薯块茎种到土里不能萌发,原因是刚收获的马铃薯块茎要有一定的休眠期,在度过休眠期以后，才能够萌发。如果用赤霉素处理马铃薯块茎，则能解除它的休眠,提早用来播种。赤霉素对于种子也有解除休眠、促进萌发的作用。
板书设计
第2节 生长素的生理作用
生长素的生理作用——调节生长： （1）
（2）生长素类似物在农业上的应用 ①促进扦插枝条生根 ②促进果实发育 ③防止落花落果
④作为农田中的除草剂
活动与探究
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