5.4 环境因素参与调节植物的生命活动课件-2024-2025学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修1

5.4环境因素参与调节植物的生命活动 选必一 第5章 植物生命活动调节 授课人 ： 叶新友 课标 要求 概述光、温度、重力等环境因素调节植物生长发育的过程。 光是怎样调节植物生长发育的？ 温度、重力等环境因素是怎样参与调节植物生长发育的？ 植物接受环境因素的调节有什么适应意义？ 对植物来说，光只是起提供能量的作用吗？ 资料1：少数植物（如烟草、莴苣）的种子需要在有光条件下才能萌发；有些植物（如早熟稻、毛蕊花）的种子在有光条件下萌发得更好。 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。 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。 一、光对植物生长发育的调节 （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）光是植物进行光合作用的能量来源 思考：植物能够对光作出反应，表明植物可以感知光信号，并据此调整生长发育，那么植物是怎样感受到光照的呢？ 2、植物具有能接受光信号的分子（如：光敏色素） （3）吸收光的类型：主要是红光和远红光。 （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。 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。 Pr Pfr 红光 远红光 光敏色素 3、光调控植物生长发育的反应机制 (1)感受信号：光敏色素被激活，其结构发生变化。 (2)传导信号：信号经过转导传递到细胞核内。 (3)发生反应：细胞核内特定基因的转录变化。 (4)表现出生物学效应：相应mRNA翻译出特定蛋白质。 思考：对照右图并结合所学，光调控植物生长发育的反应机制与生长素在细胞水平发挥作用的机制有何相似之处？ 生长素首先与细胞内某种蛋白质——生长素 受体特异性结合，引发细胞内发生一系列信号转导 过程，进而诱导特定基因的表达，从而产生效应。 除了光，温度和重力等环境因素也会参与调节植物的生长发育呢？ 1. 温度参与植物生长发育中的调节作用 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。年轮的形成的原因是：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；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。 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。 资料1 二、参与调节植物生命活动的其他环境因素 有些植物在生长期需要经历一段时期的低温之后才能开花。这种经历低温诱导促使植物开花的作用，称为春化作用。冬小麦、冬大麦，蕙兰等就是这样。 思考：有的植物需要经过春化作用才能开花，这对于它们适应所生存的环境有什么意义？ 冬小麦要经历春化作用才能开花 这样可以避免出现在冬季来临之前开花从而无法正常结果的情况。 资料2 1.温度参与植物生长发育中的调节作用 二、参与调节植物生命活动的其他环境因素 参与调节植物生命活动的其他环境因素 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。 植物所有生理活动都是在一定的温度范围内进行。 1、温度 （1）昼夜交替的气温变化：影响植物的代谢，会有旺盛和缓慢之分。 （2）四季气温周期性变化：影响着植物发芽、开花、落叶、休眠等。 （3）植物分布的地域性，很大程度就是由温度决定。 参与调节植物生命活动的其他环境因素 2、重力 （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。 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。 思考：根的向地生长和茎的背地生长有什么意义呢？ 胚芽鞘的向光性 ①光敏色素是感光分子 ②胚芽鞘尖端感光，生长素发生横向运输，分布不均等，使得尖端以下部位向光侧生长慢，背光侧生长快 光敏色素 2、重力 （3）假说：淀粉平衡石假说 重力方向改变 平衡石细胞中的“淀粉体”会沿着重力方向沉降 引起一系列信号分子的改变 如影响生长素的运输，导致生长素沿着重力刺激的方向不对称分布 对植物生长产生影响 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。 根的向地性 2．如图是解释玉米根向重力生长原因的模型。平衡石是根冠细胞特有的结构。在垂直放置的根中，平衡石停留在根冠细胞的基部，导致经由中柱运来的IAA在根冠均等分布(如图1)。在水平放置的根中，平衡石停留在根冠细胞的近地侧，导致根冠远地侧的IAA向近地侧运输(如图2)。根据该模型，下列分析正确的是 (　 ) A．IAA在根部只能从伸长区向根冠运输 B．在水平放置的根中，近地侧伸长慢的原因是IAA浓度低于远地侧 C．若把去除根冠的玉米根水平放置，仍能观察到根向地弯曲生长 D．玉米根向重力生长与平衡石在根冠细胞中的位置密切相关 D 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。 三、植物生长发育的整体调控 植物生长发育 基因表达调控 激素 调节 环境因素调节 植物细胞里储存着全套基因 基因适时选择性表达 植物的生长、发育、繁殖、休眠等。 调控 激素是信息分子 传递信息 细胞与细胞之间、 器官与器官之间的协调 影响 调控激素产生和分布 环境变化 植物响应 调控基因表达以及激素的产生、分布 器官和个体水平上的变化 本节小结 发芽的玉米粒 自变量: 是否有根冠 因变量: 根是否出现向地生长 可采用切除根冠的方法进行处理。 可通过观察玉米根尖是否向下弯曲生长来对因变量进行观测。 疑问1：（课本P108课外实践）如何设计实验，验证植物根向地性的感受部位在根冠？ 释疑： 实验思路/实验步骤: 1.取大小、萌发程度大致相同的刚刚萌发的同种玉米粒若干,随机均分成数量相同的甲、乙两组; 2.去除甲组玉米粒的根冠,乙组玉米粒不作处理,分别放在两个含有湿棉花的培养皿中; 3.置于温度适宜的暗室中培养一段时间。 4.观测两组玉米粒根尖是否出现向地弯曲生长。 预期结果、得出结论: 若甲组玉米根尖不出现向地弯曲生长,乙组均出现向地弯曲生长,则证明植物根向地性的感受部位在根冠。 疑问1：（课本P108课外实践）如何设计实验，验证植物根向地性的感受部位在根冠？ 科学家用红光和红外光依次照射的方法，对一批莴苣种子进行处理，然后置于暗处。一段时间后，这些莴苣种子的发芽情况如下表所示。 疑问2：（课本P109练习与应用 拓展应用） （1）由上述实验结果可以得出什么结论? 释疑：红光促进莴苣种子发芽，红外光抑制莴苣种子发芽。 疑问2：（课本P109练习与应用 拓展应用） （2）莴苣种子对红光的反应远比红外光敏感, 如果经过红光和红外光处理后，将莴苣种子置于自然光下而不是黑暗条件下，莴苣种子的发芽情况会如何？ 释疑：莴苣种子会发芽，因为自然光包含红光和红外光，莴苣种子对红光更敏感，因此在自然光照射下会发芽。 疑问3：综合所学，调控花期有哪些途径？其意义有哪些？ 改变植物的花期，除给人们带来视觉的享受之外，还可以让一些水果提前或延后上市，错峰生产，延长人们享受新鲜水果的时间。 释疑：人工控制花期主要的途径有温度处理、光照处理、生长调节剂处理及栽培措施处理（如适当的修剪、摘心、水肥控制等）。 调控花期创造美好生活 生物科学技术发展 提升人类生活品质 （2023深圳一模） C $$