5.4 环境因素参与调节植物的生命活动-2024-2025学年高二生物探究与应用优质备课课件（人教版2019选择性必修1）

第4节 环境因素参与调节植物的 生命活动 第五章 植物生命活动的调节章 问题探讨 种子萌发后，根向地生长。如果将幼苗横过来，茎会弯曲向上生长，根则弯曲向下生长。 讨论： 1. 茎和根的生长是受哪种因素调节的？ 是由重力因素调节的。 根和茎很可能会继续横向生长，因为太空中几乎没有重力。 2. 如果将该幼苗横放在太空中的“天宫二号”内，它的根、茎可能会怎样生长？为什么？ 一、光对植物生长发育的调节 【回顾】光在光合作用中是能量的主要来源 叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光。 胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。 一、光对植物生长发育的调节 光是植物进行光合作用的能量来源。 对于植物来说，光只是起提供能量的作用吗？ 质疑： 光在植物的向光性中起什么作用？ 一、光对植物生长发育的调节 1. 实例 ① 光对种子萌发的影响 烟草种子 洋葱种子 有光才能萌发 有光萌发好些 无光才能萌发 (光抑制种子萌发) 如：烟草、莴苣 如：早熟禾、毛蕊花 如：洋葱、番茄 种子较小 讨论1：光照是为种子萌发提供能量吗？ 不是,光参与调节许多植物的种子萌发过程。 一、光对植物生长发育的调节 ② 光对植物形态构建的影响 1. 实例 资料2 豆芽是在黑暗的环境中培育的，细胞中不含叶绿素，茎比在光下要长很多。豆芽一旦见光，就会发生形态变化并长成豆苗。 讨论2：从豆芽到豆苗，光对植物的颜色和形态有什么影响吗？ 光既促进叶绿素的合成从而使豆苗变绿，也影响豆苗的形态。 一、光对植物生长发育的调节 1. 实例 ③ 光对植物开花的影响 资料2 很多植物的开花与昼夜长短有光。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，比如黄瓜、棉花、向日葵等。 有的植物的开花与昼夜长短有关: 有的植物的开花与昼夜长短无关： 长日照植物 短日照植物 白天短于一定时长 白天超过一定时长 日中性植物 对日长不敏感 一、光对植物生长发育的调节 很多植物的开花都与光周期的季节性变化有着极为显著的关系。生物体对光周期的生理反应，称为光周期现象。 讨论3：有些植物根据昼夜长短“决定”是否开花，是哪种环境因素在起作用？这与植物激素的分泌有关系吗？ 是光照时长(黑暗时长)在起作用；与植物激素的分泌有关。 讨论4：种子发芽，植株生长、开花接受光的调控，是如何体现植物对环境的适应的？ 光的调控 种子萌发 植株生长 开花 衰老 均受到 ① 光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。 ②光是植物进行光合作用的能量来源； 一、光对植物生长发育的调节 2.植物具有接受光信号的分子 ——光敏色素(其中的一种) (3) 吸收光的类型: 蛋白质(色素—蛋白复合体) 植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。 主要是红光和远红光。 (1) 化学本质: (2) 分布: 红光 远红光 光敏色素 激活态 相关信息 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。（教材P106）。 一、光对植物生长发育的调节 3.光调控植物生长发育的反应机制 感受信号 传导信号 发生反应 光照射 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 DNA ③细胞核内特定基因的转录变化 RNA 翻译 ④表现出 生物学效应 (1)感受信号： (2)传导信号： (3)发生反应： (4)表现出生物学效应： 细胞水平：伸长、分裂、分化、衰老等 器官水平：种子萌发、生长、开花、结果等 光敏色素vs光合色素？？？ 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 细胞核内特定基因 转录表达变化 相应mRNA 翻译出特定蛋白质 化学本质 作用 分布 合成条件 光合色素 光敏色素 不是蛋白质 蛋白质 吸收、传递、转化光能 光的受体，信号分子 叶绿体类囊体薄膜 各个器官，尤其是分生组织细胞中 叶绿素的合成需要光照 有无光均可 除了光，温度、重力等环境因素也会参与调节植物的生长发育，温度和重力是如何参与植物生命活动调节呢？ 二. 参与调节植物生命活动的其他环境因素 1. 实例 资料1 温带地区，树木年复一年的加粗，构成一圈圈的年轮，表现出季节周期性变化。年轮出现的原因是：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。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。 思考：树木的年轮与季节的温度变化有什么直接关系？ 年轮的形成，是树木生长对一年中不同时期环境温度反应的结果。 二. 参与调节植物生命活动的其他环境因素 资料2 有些植物在生长需要经历一段时期的低温之后才能开花（春化作用）。冬小麦、冬大麦、蕙兰就是这样。 冬小麦 (1)定义：有些植物经一定时间的　　　　　促进植物开花的作用 低温诱导 (3)经过春化作用才开花的适应性意义： 区分出现的适宜温度，避免植物在冬季来临前开花，导致无法正常结果。 （春化作用的温度0℃—10℃之间；与表观遗传的关系;赤霉素能代替春化作用） 2.春化作用 (2)具有春化作用的植物: 冬小麦、冬大麦、蕙兰、萝卜、白菜等。 二. 参与调节植物生命活动的其他环境因素 资料2补充 秋末冬春的低温是诱导开花的必要条件。经研究发现，低温能促进冬小麦体内赤霉素含量增加。这说明什么？ 温度可以影响植物激素的合成影响植物生长发育。 未经低温处理的冬小麦，如果施用适宜的赤霉素也可以诱导开花。 花期调控除了光照处理，也可以采用温度处理，生长调节剂处理。 二. 参与调节植物生命活动的其他环境因素 思考：关于温度参与调节植物生长发育的实例，你还能举出一些吗？ 叶片变黄、脱落：落叶树的叶片在秋冬季变黄、脱落。 二. 参与调节植物生命活动的其他环境因素 2.温度参与植物生长发育的调节 植物的生命活动追随季节的步伐 植物的代谢有 旺盛和缓慢之分 季节轮回、气温周期性变化 昼夜交替、气温午高夜低 二. 参与调节植物生命活动的其他环境因素 2.温度参与植物生长发育的调节 植物的所有生理活动均在一定温度范围内进行。 参与调节植物的生长发育 温度 影 响 植株 生长 开花结果 叶的衰老脱落 种子 萌发 植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。 [总结:把握本质]植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行的。温度对植物生命活动的影响本质上主要是通过对酶活性的影响带来的。 是谁决定？ 植物的地域性发布 二. 参与调节植物生命活动的其他环境因素 3.重力参与植物生长发育的调节 (1)根的向地生长主要是受哪种环境因素调节的？这有什么意义？ 根的向地生长主要受重力影响；根向地生长可以深扎根，利于吸收水分和无机盐。 重力是调节植物形态建成和生长发育的重要环境因素。 水平横放一株植物，一段时间后，根向地生长，茎背地生长。 二. 参与调节植物生命活动的其他环境因素 淀粉—平衡石假说：植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞，即平衡石细胞来实现的。 平衡石细胞中的“淀粉粒”会沿着重力方向沉降 引起一些列信号分子的改变 对植物生长产生影响 机理： ①垂直时淀粉体对平衡石细胞底部内质网压力均等， ②水平时不均等。 3.重力参与植物生长发育的调节 重力方向发生改变 二. 参与调节植物生命活动的其他环境因素 3.重力参与植物生长发育的调节 IAA IAA IAA Ⅰ.根尖垂直放置时 ① 生长素运往根冠。 ② 根尖垂直放置时，淀粉体均匀分布在平衡石细胞底部的内质网上，内质网两侧压力相当，运往根冠的生长素均匀地运往伸长区。 伸长区 根冠 淀粉粒 请用“淀粉—平衡石假说”解释根的向地性。 二. 参与调节植物生命活动的其他环境因素 3.重力参与植物生长发育的调节 Ⅱ.根尖水平放置时 ① 根尖水平放置时，淀粉体沉降到近地侧，该侧内质网压力更大。 ② 压力大的一侧运输更多生长素至伸长区。 ③ 高浓度生长素抑制近地侧根尖生长。 ④ 低浓度生长素促进远地侧根尖生长。根尖向地弯曲。 请用“淀粉—平衡石假说”解释根的向地性。 验证实验：验证植物向地性的感受部位在根冠 二. 参与调节植物生命活动的其他环境因素 三、植物生长发育的整体调控 2植物生长发育的调控是由______________、_________和环境因素调节共同完成。 环境因素 （光、温度和重力等） 植物激素 基因表达 植物生长发育 共同调控 基因表达调控 激素调节 1. 高等植物是由许多细胞组成的高度复杂的有机体，它的正常生长发育需要各个______________________之间的协调和配合。 器官、组织、细胞 三、植物生长发育的整体调控 高等植物是由许多细胞组成的高度复杂的有机体，它的正常生长发育需要各个器官、组织和细胞之间的协调和配合。 基因表达调控 激素 调节 环境因素调节 植物生长 发育调控 植物生长发育的调控，是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。 三、植物生长发育的整体调控 在个体层次，植物生长、发育、繁殖、休眠，实际上是植物响应环境变化，调控 以及 ，最终表现在器官和个体水平上的变化。 植物细胞里储存着 ，但是某个细胞的基因如何表达则会根据需要作调整。植物的生长、发育、繁殖、休眠，都处在 的调控之下。 1. 基因表达调控 激素产生、分布 基因表达 3. 环境因素调节 激素作为_________，会影响细胞的__________，从而起到调节作用。同时，激素的产生和分布 的结果，也受到_______ _ 的影响。 信息分子 基因表达 基因表达调控 环境因素 2. 激素调节 基因适时选择性表达 全套基因 三、植物生长发育的整体调控 激素和环境因素可以作为信息分子，影响基因的表达； 基因表达和环境因素可以影响激素的产生和分布。 课堂小结 植物生长发育的整体调控 THANK YOU Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$