5.4环境因素参与调节植物的生命活动-2024-2025学年高二生物同步备课课件（人教版2019选择性必修1）

5.4 环境因素参与调节植物的生命活动 光在植物生长发育中的调节作用 思考：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? 思考·讨论 少数植物(如烟草和莴苣)的种子需要在有光的条件下才能萌发。 有些植物(如早熟禾、毛蕊花)的种子在有光条件下萌发得好一些。 一些植物(如洋葱、番茄)的种子萌发，则受光的抑制。 研究发现，萌发需要光的种子一般较小，储藏的营养物质也很少。 不是。推测：光本身是植物萌发过程中的一种调节因子。 一、光对植物生长发育的调节 资料1： 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（黑暗中培育） 豆苗见光培育 思考：从豆芽到豆苗，光对植物的颜色和形态有什么影响? 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。 资料3 光调节植物开花（日照长短） 菠菜 ——白天超过13h 菊、水稻 ——白天短于一定时长 黄瓜、棉花、向日葵——和白天长度无关 思考：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。 处理 火龙果开花朵数 补光6小时 54 补光5小时 47 补光4小时 44 不补光 9 1.调节作用 种子萌发植株生长、开花、衰老等都受光的调控。 2.调节实质 光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。 光敏色素是其中的一种 1.调节作用 3.接受光信号的分子: 一、光对植物生长发育的调节 （3）吸收光的类型 主要吸收红光、远红光 （2）分布 植物体的各个部位其中在分生组织的细胞内比较丰富 光敏色素 （1）本质 是一类蛋白质(色素——蛋白复合体) 植物体除了光敏色素，还有感受蓝光的受体。 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 4.光调控植物生长发育的反应机制 Ⅰ. 光敏色素被激活，结构发生变化 Ⅱ. 信号经过转导，传递到细胞核内 Ⅲ. 细胞核内特定基因的表达 Ⅳ. 表现出生物学效应 合成了一些蛋白质，改变激素的量等 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 【检测】自然界中，植物开花需要光信息刺激，当日照时间达到一定长度时，植物才能开花，下列相关说法错误的是(　　) A.植物对日照时间的感知跟光敏色素有关 B.该现象说明光作为信号影响植物生长发育的全过程 C.日照时间对植物开花的调节本质上是对基因程序性表达的调控 D.可以通过人为地控制光照时间达到使花卉分批上市的目的 B 处理 火龙果开花朵数 补光6小时 54 补光5小时 47 补光4小时 44 不补光 9 二、参与调节植物生命活动的其他环境因素 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。 经过春化作用才开花的适应性意义： 避免植物在冬季来临前开花，导致无法正常结果。 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 讨论：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？ 光合作用: 夏日正午光照充足，但因蒸腾作用强，气孔关闭，CO2进入叶片受阻，光合作用反而弱。 叶片变黄、脱落: 落叶树的叶片在秋冬季变黄、脱落。 保卫细胞 气孔张开 （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的具体表现 （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都是在一定的温度范围内进行； 4）温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动，从而参与调节植物的生长发育； （5）植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。 温带常绿阔叶林 落叶阔叶林 针叶林 西双版纳热带季雨林 【检测】某些植物必须经过春化作用(用低温诱导)才能开花结实。如表是对冬小麦进行春化处理的研究结果,下列说法错误的是( ) 处理方式 未经低温处理 经低温处理 先低温处理后高温处理 检测结果 没有某些特殊蛋白质 有某些特殊蛋白质 出现某些特殊蛋白质，高温处理后这些蛋白质消失 现象 不能抽穗开花 抽穗开花 不能抽穗开花 A. 决定冬小麦是否抽穗开花的环境因素是温度 B. 高温可以解除冬小麦的春化作用 C. 春化作用产生的特殊蛋白质是低温诱导基因突变的结果 D. 北方春季补种的冬小麦只会长苗不会开花结果 C 2.重力参与植物生长发育的调节实例 （1）重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。 根向地生长，可以深扎根，利于吸收水分和无机盐； 根的向地生长和茎的背地生长有什么意义呢？ 茎背地生长，可以将枝条伸向天空，利于吸收阳光进行光合作用 植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞 将重力信号转换成运输生长素的信号 造成生长素分布不均衡 调节植物的生长方向 “淀粉—平衡石假说 ” Ⅰ. 是被普遍承认的一种解释重力对植物生长调节的机制。 （2）植物感受重力的机制 Ⅱ. 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 淀粉体 根尖 分生区 根冠 重力 “淀粉—平衡石假说 ” 重力 重力 重力方向发生改变 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 根冠 实验设计及结果 实验探究：验证植物根向地性的感受部位在根冠 已有的研究表明：植物的根是靠根冠中的细胞感受重力，从而引起根的向地生长。 提示：实验可以用刚刚萌发的玉米粒（实际上是颖果，农业上称为种子）为材料，为了便于观察，可在培养皿中铺上湿棉花，将刚萌发的玉米粒放在其中培养。 处理 预期结果 对照组 不做处理 有向地性 切去不同长度的根尖端 哪怕仅切掉0.5 mm，根依然失去了向地性 待切去尖端后的根尖重新长出尖端 恢复向地性 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、细胞之间的协调和配合。 植物生长发育的调控，是由基因表达的调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。 一、概念检测 1. 一颗小小的望天树种子可以生长发育成参天大树。判断下列相关表述是否正确. (1) 它的生长发育完全由植物激素控制。( ) (2) 调控它生长发育的环境因素有光照、温度、重力等。    ( ) (3) 它的生长发育是基因表达调控的结果。( ) 2. 请用恰当的方式表示调节植物生长发育的环境因素、植物激素和基因表达的关系。 × √ √ 练习与应用 $$