5.4 环境因素与植物的生命活动-【生物讲堂】2023-2024学年高二生物上册同步备课课件（人教版2019选择性必修1）

向光侧 背光侧 光 茎的向光性 茎向光性 茎背地性 高等植物的生长发育是受环境因素调节的。光、温度、重力对植物生长发育的调节尤为重要。 聚焦 学习目标： 1.光对植物生长发育的调节 2.温度、重力对植物生长发育的调节 3.植物生长发育的整体调控 第4 节 环境因素参与植物的生命活动 有光才能萌发（烟草、莴苣） 有光萌发好些（早熟禾、毛蕊花） 讨论1：那些需要光才能萌发的种子是需要光照给种子萌发提供能量吗? 烟草 莴苣 早熟禾 毛蕊花 洋葱 番茄 有光抑制种子萌发（洋葱、番茄） 资料1： 一.光对植物生长发育的调节 资料2：豆芽是在黑暗的环境中培育的，它的细胞中不含叶绿素，茎（实际上很大一部分是下胚轴）比在光下要长很多。豆芽一旦见光，就会发生形态变化并长成豆苗。 豆芽 豆苗 光既促进叶绿素的合成从而使豆苗变成绿色，也会影响豆苗的形态。 讨论2：从豆芽到豆苗，光对植物的颜色和形态有什么影响？ 资料3 很多植物的开花与昼夜长短有关。例如，菠菜只有白天长度超过13小时才开花；菊、水稻则要在白天短于一定的时长才开花。当然，也有不少植物的开花与昼夜长短没有关系，如黄瓜、棉花、向日葵等。 5 知识拓展 长日照植物：每天光期长于一定临界长度并经过一定天数才能开花。 光周期：是指一日之内光照时间长短的变化，也就是在白昼与黑夜循环中日照长短的变化。 光照 黑暗 黑暗 光照 临界日长 我国地处北半球，春天日长逐渐增加，在春天开花的植物如洋葱、甜菜、胡萝卜、莴苣、菠菜、冬小麦等多为长日照植物。 6 短日照植物：每天光期短于一定临界长度并经一定天数后才能开花。 黑暗 黑暗 光照 临界日长 光照 我国秋天开花的植物如水稻、棉花、菜豆、大豆、秋菊等多为短日照植物。 日中性植物：它们对每天光期要求范围很广，在任何日照长度条件下都能开花，例如番茄、黄瓜、茄子等。 7 资料4 推测：一个周期中连续黑暗的时间决定是否开花。 思考：图中两种植物是否开花取决于什么？ 8 1)萌发需要光照的种子一般较小，这是对环境的适应——萌发后立即进行光合作用，从而避免在无光条件下萌发后“饿死”。 2)植物在生长、开花过程中，跟随着光照的节奏，能保证生命活动正常进行，能保证正常地繁衍后代，这也是植物对环境的适应。 讨论3：种子发芽，植物生长，开花接受光的调控，是如何体现植物对环境的适应的？ 1)光是植物进行光合作用的能量来源； 2)光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。 1. 光对植物生长发育的作用 ①少数植物的种子需要在有光的条件下才能萌发。 ②豆芽是在黑暗的环境中培育的。 ③很多植物的开花与昼夜长短有关。 ④植物的向光性生长，是植物对光刺激的反应。 一.光对植物生长发育的调节 1)化学本质：蛋白质（色素—蛋白复合体）； 2)分布：植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富； 3)吸收光的类型：主要是红光和远红光。 2. 光敏色素 相关信息（P106）：光敏色素主要吸收红光和远红光。植物体内除了光敏色素，还有感受蓝光的受体。可以认为，环境中的红光、蓝光，对于植物的生长发育来说，是非常关键的。 11 4)光调控植物生长发育的反应机制 ①光敏色素被激活，结构发生变化；②信号经过转导，传递到细胞核内；③细胞核内特定基因的转录变化； ④表现出生物学效应。 光信号 激活 光敏色素 信号 转导 细胞核 特定基因转录 （DNA→mRNA） 翻译 生物学效应（蛋白质） 影响 感受信号 传导信号 发生反应 光敏色素被激活，结构发生变化 信号经过转导，传递到细胞核内 DNA 细胞核内特定基因的转录变化 RNA 翻译 表现出 生物学效应 受到 光照射 1)随着季节轮回、气温周期性变化，植物发芽、开花、落叶、休眠，生命活动的节奏追随着季节的步伐。 1. 温度参与植物生长发育的调节 例如：年轮形成的原因是： ①在春夏季细胞分裂快、细胞体积大，在树干上形成颜色较浅的带； ②在秋冬季细胞分裂慢、细胞体积较小，树干上形成颜色较深的带。 二.参与调节植物生命活动的其他环境因素 2)随着昼夜交替，气温午高夜低，植物的代谢也会有旺盛和缓慢之分。 3)植物的所有生理活动均在一定温度范围内进行，温度通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等调节植物的生长发育。 例如： 春化作用：有些植物经历低温诱导促使植物开花的作用。 1. 温度参与植物生长发育的调节 4)植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。 阔叶林 1. 温度参与植物生长发育的调节 15 1)重力调节植物生长方向的机制：植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞，可以将重力信号转换成运输生长素的信号，造成生长素分布的不均衡，从而调节植物的生长方向。 2. 重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素 IAA IAA IA