植物生长素的探索史
生长素的发现
生长素的发现生长素的发现生长素是一种植物激素，对植物生长和发育起到重要的调控作用。
它是植物在光合作用、营养吸收和物质代谢过程中产生的一种生物活性物质。
生长素的发现与研究历程充满曲折与创新，下面将为大家介绍生长素的发现历程。
生长素的发现可以追溯到19世纪末的英国。
当时的研究者正在试图解答一个问题：为什么植物细胞的生长活动只发生在一侧，而不是均匀地分布在细胞中？他们发现，在植物茎、根等组织中存在着一种特殊的物质，对细胞生长具有明显的影响。
为了研究这种物质的性质，这些研究者开始进行一系列的实验。
1898年，荷兰植物学家温特科恩首次提出了“生长素”这个概念。
他利用温特灌溉法，将能够促进细胞伸长的物质从茎尖向下输送，证明了细胞伸长是由这种物质的作用而引起的。
温特将这种物质称为“生长素”，并提出了“决定生长素”的假设。
他认为，生长素是在植物细胞中生成的一种物质，通过与细胞膜结合，调控了细胞的伸长和分裂。
研究者们在继续研究中发现，生长素并不是唯一的植物激素，还存在着其他的激素，如赤霉素、脱落酸等。
这些激素共同参与了植物的生长和发育过程，形成了植物激素的整体调控网络。
在随后的几十年里，研究者们陆续发现了更多的植物激素，并深入研究了它们的合成、传输和反应机制。
20世纪上半叶，生长素的研究取得了长足的进展。
瑞士化学家班茨在1913年从植物的幼芽中提取到了纯净的生长素结晶，证明了生长素是植物中真正的活性成分。
这一发现为生长素的深入研究奠定了基础，并为后来的研究者提供了重要的参考。
随着科技的进步和研究技术的更新，对生长素的研究也逐渐深入。
研究者们利用各种生物化学、生理学和分子生物学技术，逐步揭示了生长素的合成途径、信号传导机制以及对细胞生长和发育的调控作用。
他们发现，生长素通过与细胞膜上的受体结合，激活了一系列的信号转导途径和基因表达，最终调控了细胞的伸长、分裂和分化。
到了21世纪，生长素的研究已经涉及到了更广泛的领域。
植物生长素的探索史
分析和讨论
甲
生长素 浓度 左侧 生长 速度 左侧
乙 生长素 浓度 生长 速度
右侧
右侧
尖端以下部位背光侧生长素浓度高于向光侧的生 长素浓度，所以背光侧生长速度快,向光侧生长速 度慢，导致植物出现向光弯曲生长。
植物向光性的原因
背光一侧 生长素多 细胞生长快 单侧光 尖端
向光一侧 生长素少 细胞生长慢 生长素分布不均匀 尖端以下) 向光弯曲 背光侧多 向光侧少
尖端是否产生了某种物质，影响尖端以下部位的生长？
时间：1926年 科学家：荷兰植物学家温特
直立生长
不生长不弯曲
燕麦 弯向对侧生长 不生长不弯曲
结论： 尖端能产生生长素，并能够向下运输， 促进尖端以下部位的生长。
生长素的化学本质？
时间：1934年
科学家：荷兰科学家郭葛等
从植物体内分离到了这种物质，确定生 长素的化学本质为吲哚乙酸。
享学课堂
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向着窗外生长的植物 葵花朵朵向阳开
生长素的发现过程
观察现象
发现问题 提出假设 不成立 实验验证 成立 得出结论
达尔文的实验（1880年）
胚芽鞘： 单子叶植 物种子萌 发时，包 在胚芽外 面的锥形 鞘状叶。
胚 芽 鞘
胚芽鞘受到
光照射时向光弯曲（生长不均衡）
纵向运输(尖端 长得快 背光侧多 长得慢 向光侧少
我的成功是因为，对科学的热爱、对问题的思索 和对时间的执著。 ——达尔文
思考？ 在地球上横放植株，为什么茎依然会弯向上生长？
单侧
胚芽鞘的向光性弯曲与胚芽鞘
有关
胚芽鞘 是感受光刺激的部位 而弯曲的部位在 的部位
尖端 尖端以下
生长， 弯曲
植物激素之一生长素的发现史
植物激素之一生长素的发现过程植物激素生长素是发现最早的一类植物激素，有关知识最初来自英国科学家达尔文的金丝雀虉草向光性研究.达尔文把一盆金丝雀虉草的幼苗放在房内，发现幼苗总是朝着太阳光照射的一边弯曲。
如果用锡箔或其他不透光的纸包住幼苗的顶芽，或者把顶芽切去2.5～4毫米，那么幼苗就不再向光照的方向弯曲，达尔文把植物的这种现象叫“向光性”。
根据上述事实，达尔文推想，胚芽的尖端可能会产生某种物质，这种物质在单侧光的照射下，对胚芽生长会产生影响。
达尔文把他当时得到的结论写在他的论文“植物运动的本领”(1880年)中：“当金丝雀虉草幼苗暴露于单侧光时，某些影响由上部传到下部，因而引起后者发生弯曲。
只是幼苗的顶端能接受光的刺激，当把幼苗尖端遮光时，则不发生弯曲”。
那么，胚芽的尖端是否真的产生了某种物质，这种物质究竟是什么呢？为了解答这些疑问，在达尔文之后，科学家们开始了禾谷类胚芽鞘的研究。
菲廷(1907年)在水汽饱和的小室内横向切割燕麦胚芽鞘尖的一侧或两侧，不妨碍影响向下传导，在单向光线照射下，胚芽鞘仍然发生弯曲。
詹森(1910年)发现胚芽鞘尖端的影响，能穿过明胶薄片向下传导，发生向光性弯曲；但不能穿过不透水的云母片。
拜耳(1914年)把切除胚芽鞘尖端放回胚芽鞘的一侧，发现没有单侧光的影响，也促进这一侧的伸长生长，发生弯曲。
梭登(1923年)发现切去顶尖导致燕麦胚芽鞘生长停止，当重新放回切去的顶尖，伸长生长又恢复，从而证明植物的生长受激素所调节。
斯达克(1917-1921年)将含有燕麦胚芽鞘尖端榨出的液汁的琼胶片，放在胚芽鞘残桩的一侧，也促进这一侧的生长，引起弯曲。
由此，证实胚芽鞘尖的液汁物质中有促进生长的物质。
荷兰科学家温特(1928年)在实验中，把切下的胚芽尖端放在琼脂块上，几小时以后，移去胚芽的尖端，再将这块琼脂切成小块，放在切去尖端的胚芽切面的一侧，结果发现这个胚芽会向放琼脂块的对侧弯曲生长。
如果把没有接触过胚芽尖端的琼脂小块，放在切去尖端的胚芽切面的一侧，结果发现这个胚芽既不生长也不弯曲。
植物生长素的发现
植物生长素的发现植物生长素是一种重要的植物激素，对植物的生长和发育起着关键作用。
它的发现历经了漫长的历史，经过多位科学家的努力，最终得以揭开神秘的面纱。
早在19世纪末，科学家们已经开始研究植物的生长和发育规律。
当时的人们普遍认为，植物的生长和发育是由外部环境因素所决定的，例如光照、温度、水分等等。
但是，随着科学技术的发展，人们逐渐意识到，植物自身也具有一些内部因素，可以影响植物的生长和发育。
1901年，德国植物学家孟德尔森（Hans Molisch）首次提出了植物生长素的概念。
他将植物生长素定义为“一种可以促进植物生长的物质”，并通过实验验证了这个假设。
他将一些植物种子放在含有生长素的溶液中，结果发现这些种子的生长速度明显加快。
但是，孟德尔森并没有真正发现植物生长素的化学结构和生物学特性。
这个任务留给了后来的科学家。
1913年，美国植物学家斯库奇（Frederick Frost Blackman）和布朗（Ewart Jones Brown）首次提出了植物生长素的概念。
他们将植物生长素定义为“一种可以促进植物细胞的分裂和延长的物质”。
他们通过实验发现，植物生长素可以促进细胞的分裂和伸长，从而促进植物的生长。
随后的几十年里，科学家们对植物生长素进行了深入的研究。
他们通过不断地实验和观察，逐渐揭开了植物生长素的神秘面纱。
1934年，美国植物学家温德尔·斯坦利（Wendell MeredithStanley）首次从烟草中提取出植物生长素。
他使用了一种叫做“烟草汁液”（tobacco juice）的溶液，将烟草叶子浸泡在其中，然后将溶液过滤得到一种纯净的植物生长素提取物。
这个发现引起了科学界的广泛关注，人们开始研究植物生长素的化学结构和生物学特性。
随着科学技术的不断发展，人们逐渐了解到植物生长素的复杂性。
植物生长素是一类天然存在于植物体内的化合物，可以促进植物的生长和发育。
它们广泛存在于植物的各个部位，包括根、茎、叶、果实和花朵等。
生长素的发现历史
生长素的发现历史生长素是发现最早的一类植物激素，有关知识最初来自英国科学家达尔文的金丝雀虉草向光性研究，他把一盆金丝雀虉草的幼苗放在房内，发现幼苗总是朝着太阳光照射的一边弯曲。
如果用锡箔或其他不透光的纸包住幼苗的顶芽，或者把顶芽切去2.5～4毫米，那么幼苗就不再向光照的方向弯曲，达尔文把植物的这种现象叫“向光性”。
根据上述事实，达尔文推想，胚芽的尖端可能会产生某种物质，这种物质在单侧光的照射下，对胚芽生长会产生影响。
达尔文把他当时得到的结论写在他的论文“植物运动的本领”(1880年)中：“……当金丝雀虉草幼苗暴露于单侧光时，某些影响由上部传到下部，因而引起后者发生弯曲。
只是幼苗的顶端能接受光的刺激，当把幼苗尖端遮光时，则不发生弯曲”。
那么，胚芽的尖端是否真的产生了某种物质，这种物质究竟是什么呢？为了解答这些疑问，在达尔文之后，科学家们开始了禾谷类胚芽鞘的研究。
菲廷(1907年)在水汽饱和的小室内横向切割燕麦胚芽鞘尖的一侧或两侧，不妨碍影响向下传导，在单向光线照射下，胚芽鞘仍然发生弯曲。
波耶森(1910年)发现胚芽鞘尖端的影响，能穿过明胶薄片向下传导，发生向光性弯曲；但不能穿过不透水的云母片。
拜耳(1918年)把切除胚芽鞘尖端放回胚芽鞘的一侧，发现没有单侧光的影响，也促进这一侧的伸长生长，发生弯曲。
梭登(1923年)发现切去顶尖导致燕麦胚芽鞘生长停止，当重新放回切去的顶尖，伸长生长又恢复，从而证明植物的生长受激素所调节。
斯达克(1917-1921年)将含有燕麦胚芽鞘尖端榨出的液汁的琼胶片，放在胚芽鞘残桩的一侧，也促进这一侧的生长，引起弯曲。
由此，证实胚芽鞘尖的液汁物质中有促进生长的物质。
荷兰科学家温特(1928年)在实验中，把切下的胚芽尖端放在琼脂块上，几小时以后，移去胚芽的尖端，再将这块琼脂切成小块，放在切去尖端的胚芽切面的一侧，结果发现这个胚芽会向放琼脂块的对侧弯曲生长。
如果把没有接触过胚芽尖端的琼脂小块，放在切去尖端的胚芽切面的一侧，结果发现这个胚芽既不生长也不弯曲。
植物生长素的发展过程
植物生长素的发展过程
植物生长素的发展过程可以分为以下几个阶段：
1.发现阶段：生长素最早是在20世纪初期被发现的。
1901年，
德国植物学家Went最先用一种方法证实了植物中存在一种影响植物生
长的物质，后来被称为生长素。
2.提纯阶段：20世纪30年代，法国化学家Miller和英国植物学家Avery等人通过提纯和纯化技术，成功地提取出了一种单一的物质，也就是生长素。
3.化学结构阶段：20世纪50年代，生物化学家们开始探讨生长
素的化学结构。
1955年，美国科学家Monsanto成功合成了植物生长素的化学结构。
这一发现标志着人们对生长素研究的一个重大突破。
4.作用机理阶段：20世纪60年代，科学家们开始探究生长素的
作用机理。
经过多年的研究，人们发现，生长素能促进细胞分裂和伸长，通过调节植物生长的各个阶段来实现其作用。
5.应用研究阶段：20世纪70年代后，生长素开始在农业、林业、园艺等领域得到广泛应用。
人们通过利用生长素的作用，进行种植、
育苗、剪枝等方面的研究，为推进植物生长的规律和改善农业生产做
出了积极的贡献。
高考生物 考点一遍过 考点 植物生长素的发现(含解析)
藏躲市安详阳光实验学校考点55 植物生长素的发现1．植物生长素的发现过程 （1）达尔文实验组别 实验过程现象实验结论①向光弯曲生长Ⅰ．证明单侧光照射能使胚芽鞘的尖端产生某种“影响”，并传递到下部的伸长区，造成背光面生长快；Ⅱ．感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端②不生长，不弯曲 ③直立生长④向光弯曲生长（2①实验过程与现象切去胚芽鞘尖端不生长，不弯曲。
胚芽鞘尖端下部放琼脂片弯曲生长。
②实验结论：胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部。
（3）拜尔实验①实验过程与现象切去胚芽鞘尖端，移至一侧，置于黑暗中培养，胚芽鞘向放尖端的对侧弯曲生长。
②实验结论：胚芽鞘弯曲生长是尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。
（4）温特实验①实验过程与现象②实验结论：造成胚芽鞘弯曲生长的影响是一种化学物质，并命名为生长素。
2．生长素的产生、运输和分布（1）产生部位：主要在幼嫩的芽、叶和发育中的种子。
（2）运输方向：从形态学上端运输到形态学下端 （3）分布部位：相对集中地分布在生长旺盛的部分。
考向一 植物生长方向的判断1．如图甲、乙、丙、丁、戊中，燕麦胚芽鞘直立生长的是 A ．甲、乙B ．甲、丙C ．甲、丁D ．甲、戊 【参考答案】B【试题解析】甲的胚芽鞘尖端罩有锡纸，尖端不能感受到单侧光的刺激，尖端产生的生长素均匀向下运输，因此直立生长；乙的胚芽鞘尖端下面的一段用锡纸套住，尖端能感受到单侧光的刺激，导致背光侧生长素的含量高于向光侧，所以向光弯曲生长；生长素不能透过云母片，由于云母片的纵向插入阻断了丙的胚芽鞘尖端产生的生长素向背光侧运输，使得生长素均匀分布，导致丙直立生长；云母片将丁的胚芽鞘尖端与尖端下部之间完全隔开，尖端产生的生长素不能通过云母片向下运输，导致丁的胚芽鞘尖端下部缺乏生长素，所以不生长；戊的胚芽鞘尖端与尖端下部的右侧之间插入云母片，导致尖端产生的生长素不能从右侧透过云母片向下运输，只能由左侧向下运输，因此戊的胚芽鞘向右弯曲生长。
植物生长素的发现
植物向光性的解释
植物向光性的解释
外因：是单侧光刺激 内因：是由于生长素分布 不均造成的
背光一侧 生长素多 细胞生长快
向光一侧
生长素少
细胞生长慢
观点争鸣
这是向 光侧比 背光侧 生长素 分解多 引起分 布不均 不，是单 侧光引起 生长素向 光侧运输 到背光侧 引起分布 不均
你顶谁，如何 验证这种观点？
生长素究竟是什么物质呢？
生长素的提取
1931年，荷兰科学家郭葛等人首先从人尿中 分离出了这种物质，经过鉴定，知道它叫 吲哚乙酸（ IAA ）。
直到1946年，人们才从高等植物中分离出了 生长素,并确认它就是IAA．除IAA外还有奈乙 酸（PAA）、还有吲哚丁酸(IBA)等 生长素的发现，使人们认识到植物向光性的 形成原因。
生长素发现过程的总结与应用
1、科学研究的一般过程
观察发现问题 重复
提出假设
得出结论
设计实验验证
生长素发现过程的总结与应用
2、实验中的两个原则
1.对照原则 2.单一变量原则
生长素发现过程的总结与应用
3、四个“部位”：
胚芽鞘的尖端 生长素产生的部位： 作用部位：尖端以下的部位 感光的部位： 胚芽鞘的尖端 尖端以下的部位 生长弯曲的部位：
达尔文的结论
胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后，就向下面 伸长区传递某种影响, 造成伸长区背光面比 向光面生长快,因而出现向光弯曲。
这种影响究竟是什么？
2、詹森实验
琼脂片
云母片 詹森的实验示意图
詹森的实验示意图
结论：尖端产生的某种影响，可以传递到下部
3、拜尔实验
黑暗中
1
2
结论：胚芽鞘的弯曲生长是由其尖端产生的 影响在下端不均匀分布造成的
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顶端优势
生长素的生理作用
• 农业生产上常用生长素类似物2，4—D进行 麦田除草，其原理是什么？这说明什么问 题？
生长素类似物在农业上的应用
• 促进插枝生根。
防止落花落果。 促进果实发育，形成无子果实。
有籽草莓
无籽草莓
思考题：
• 将一个花盆水平放置，一段时间后，会 发生什么现象？如果将这盆花放置在飞 船上，会不会发生这种现象？
内因
结果
单侧光刺激
生长素 分布不均
植物的
不均衡 生长
1934年，荷兰科学家郭葛等人从植物 器官中分离出了生长素，后来鉴定出 它的化学本质为吲哚乙酸。
生长素 ——吲哚乙酸
总结
• 科学探究的一般过程。 • 控制单一变量对照实验的一般规律。
思考
1.下图示三盆燕麦幼苗。A、C盆中是正常幼苗，B 盆中是切去胚芽鞘尖端的幼苗，将A、B 分别放在 缓慢匀速旋转的圆盘上，将C盆放在不旋转的圆盘 上，三盆均有单侧光照射。几天后，A盆的幼苗 _直_立__生__长_生长；B盆的幼苗__不_____生长；C盆的幼苗 _弯_向__光__源_生长。
第五节 植物生长发育的调节
单子叶植物种子萌发时，包在胚芽外面成锥形 的套状叶。
胚 芽 鞘
单侧光照——向光性
感受光刺激的 部位是尖端还 是尖端下部呢？
感受光刺激的部位是尖端
胚芽鞘弯曲生 长的部位 ？
胚芽鞘弯曲生长的部位在尖端下部
胚芽鞘弯曲生长与 胚芽鞘的哪一部分
有关？
胚芽鞘弯曲生长与胚芽鞘的尖端有关
回顾前面的实验，我们可以得出三个结论： 1、感受单侧光刺激的是胚芽鞘尖端 2、弯曲生长部位是尖端下面一段 3、弯曲生长离不开胚芽鞘尖端
达尔文父子的假说
• 胚芽鞘尖端的细胞受光照后产生某种物质， • 这种物质作为化学信号从尖端传递到下部， • 影响下部细胞的生长。
• 是否尖端真的产生了一种物质？
谢谢
• 是否尖端产生的这种物质能让尖端下 面的一段弯曲生长？
1913年，杰逊的实验
1926年，温特的实验
生长素的主要作用
——促进细胞伸长生长
植物向光弯曲生长的原因
单侧光影响生长素的分布。背光侧生 长素分布得多，向光侧分布得少。因此， 背光侧细胞长得快，向光侧细胞长得慢。
植物向光弯曲生长的原因
外因
A
B
C
作业
练习册 P5 第1 、2题
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生长素的生理作用
• 促进植物生长——促进细胞伸长生长。
C促B进A Nhomakorabea0
DE
F
抑
制
根 芽茎
10-11 10-9 10-7 10-5 10-3 10-1
问题一：B、E点分别表 示意义？
问题二：比较分析不同 浓度生长素对根、芽、 茎生长的影响，可以得 出哪些结论？