5.4环境因素参与植物生命活动调节 课件 2024—2025学年高二上学期生物人教版选择性必修1

nullnull本节聚焦： 1.认同环境因素参与调节植物的生命活动，建立生物与环境相适应的观念。 2.尝试运用所学知识解释生活中的现象并提高综合运用能力 第五章 第四节 环境因素参与调节植物的生命活动 种子萌发后，根向地生长、茎背地生长。如果将幼苗横过来，茎会弯曲向上生长，根则弯曲向下生长。 问题探讨 茎和根的生长是受哪种因素调节的？ 重力因素 2.如果将该幼苗横放在太空中的“天宫二号”内，它的根、茎可能怎样生长？为什么？ 茎和根很可能会继续横向生长；因为太空中几乎没有重力。 资料1 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）的种子种子在有光条件下萌发得好一些，还有一些植物（如洋葱、番茄）的种子的萌发则受光的抑制。 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。 一、光对植物生长发育的调节 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? 不是。 推测：光本身是植物萌发过程中的一种调节因子。 结论1：光会影响种子萌发。 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）比在光下要长的多。豆芽一旦见光，就会发生形态上的变化并长成豆苗。 一、光对植物生长发育的调节 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。 结论2：光影响植物的颜色和形态建成。 资料3 很多植物的开花与昼夜长短有关，例如，菠菜只在白天超过13小时才开花；菊、水稻则要在白天短于一定时间才开花。当然，也有不少植物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 思考：昼夜的长短“决定”是否开花，是哪种环境因素在起作用？ 光照时长( 黑暗时长)在起作用；这与植物激素的分泌有关。 结论3：植物开花与光照时长有关。 一、光对植物生长发育的调节 思考：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？ 萌发需要光照的种子一般较小，这是对环境的适应——萌发后能立即进行光合作用，从而避免在无光条件下萌发“饿死”； 植株生长、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。 植物怎么接受到光信号呢？ 将莴苣种子交替暴露在红光和远红光下，然后置于暗处。一段时间后莴苣种子萌发的情况如下表 组别 光处理方式 发芽情况 对照组 无光照 不发芽 组一 红光 发芽 组二 红光→远红光 不发芽 组三 红光→远红光→红光 发芽 组四 红光→远红光→红光→远红光 不发芽 1.莴苣种子对哪一种光的反应更敏感？ 2.比较对照组和组一能得出什么结论？ 3.观察分析组一、组二、组三、组四又能得出什么结论？ 4.如果经过红光和远红光处理后，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？ 红光 红光可以促进莴苣种子发芽 莴苣种子的萌发与否取决于最后一次光处理的光质 发芽； 自然光中有红光和远红光 二、植物具有接受光信号的分子——光敏色素 （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。 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。 三、光调控植物生长发育的反应机制 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。 四、参加调节植物生命活动的其他环境因素 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，是树木生长对年中不同时期环境温度反应的结果。 结论1：温度参与植物生长发育的调节 资料2 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。 四、参加调节植物生命活动的其他环境因素 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？ 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。 结论1：温度参与植物生长发育的调节 温度参与植物生长发育的调节的具体表现 四、参加调节植物生命活动的其他环境因素 针叶林 落叶阔叶林 亚热带常绿落叶阔叶林 西双版纳热带季雨林 资料3 种子萌发后，根向地生长、茎背地生长。如果将幼苗横过来，茎会弯曲向上生长，根则弯曲向下生长。 四、参加调节植物生命活动的其他环境因素 思考：根的向地生长和茎的背地生长有什么意义呢？ 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 结论2：重力参与植物生长发育的调节 外因：重力引起生长素在植物体内分布不均匀; 内因：根对生长素敏感，浓度高抑制生长；茎对生长素不敏感，浓度高促进生长。 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。 植物细胞里储存着全套基因，但是某个细胞的基因如何表达则需要作出调整。 如：部分植物开花过程受到日照时间（环境）的调控，许多激素（性状）作为信号分子影响基因的表达。 激素的产生和分布是基因表达调控的结果，也受到环境因素的影响。 五、植物生长发育的整体调控 课堂小结 　　 1. 下列关于光调控植物生长发育反应机制的叙述，错误的是（　　） A. 植物具有能接收光信号的分子，光敏色素是其中的一种。光敏色素 分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富 B. 在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化 C. 光信号经过信息传递系统传导到细胞质中 D. 光信号经信息传递系统影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应 解析：　光信号经过信息传递系统传导到细胞核中，影响特定基 因的表达。 2. 下列有关温度对植物生长发育调节的说法，错误的是（　　） A. 温带地区树木形成规则的年轮主要与光周期有关 B. 黄河流域播种的冬小麦一定要有低温诱导才能开花 C. 温度几乎影响植物的所有生命活动 D. 温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果等生命活动参与 调节植物的生长发育 解析：　 温带地区树木形成规则的年轮主要是冬夏温度差异造成的，A错误； 冬小麦一定要有低温诱导的春化作用才能开花，B正确； 温度影响酶的活性等，几乎影响植物的所有生命活动，C正确； 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，D正确。 3. 某些植物必须经过春化作用（低温诱导促使植物开花）才能开花结 实。下表是对冬小麦进行春化处理的研究结果。以下对研究结果的 分析错误的是（　　） 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 解析：　 未经低温处理，冬小麦不能抽穗开花，而经低温处理，冬小麦抽穗开花，说明决定冬小麦抽穗开花的环境因素是温度，A正确； 经低温处理，冬小麦抽穗开花，而先低温处理后高温处理，冬小麦不能抽穗开花，说明高温可以解除冬小麦的春化作用，B正确； 由于春化作用后每次都能产生同样的特殊蛋白质，所以不是由基因突变引起的，只是控制这些特殊蛋白质合成的基因在低温下才能表达，在其他温度下不能表达，C错误； 北方春季补种的冬小麦只会长苗不会开花结果，因为没有经过低温处理，D正确。 4. ABI5蛋白是脱落酸（ABA）信号转导途径中的核心调控蛋白，ABA 是通过磷酸化的SnRK2.2蛋白作用于ABI5蛋白来发挥作用的。番茄 的MAPK11蛋白能促进SnRK2.2蛋白的磷酸化和ABA合成中的关键 基因 NCEDI 的转录，从而影响番茄种子的萌发。下列说法错误的是 （　　） A. ABA和赤霉素通过拮抗作用共同调控种子的休眠和萌发 B. ABA发挥作用受 MAPK 11基因两个方面的调控 C. ABI 5基因缺失突变体在种子萌发过程中表现为萌发率高，用 SnRK2.2蛋白处理后，萌发率恢复 D. MAPK 11基因高表达的种子在萌发过程中对ABA具有高敏感性 解析：　 脱落酸（ABA）能够抑制植物细胞的分裂和种子的萌发，而赤霉素具有解除种子、块茎的休眠并促进萌发的作用，故ABA和赤霉素通过拮抗作用共同调控种子的休眠和萌发，A正确； 由题干信息分析可知，MAPK11基因从两个方面对种子的萌发发挥 作用，一方面影响ABA的合成，从而影响ABA的含量，另一方面影响ABA的作用途径，B正确； 由题干信息分析可知，ABA是通过磷酸化的SnRK2.2蛋白作用于ABI5蛋白来发挥作用的，故ABI5基因缺失突变体内缺乏ABI5蛋白，使ABA无法发挥作用，萌发率高，而缺乏ABI5蛋白，使SnRK2.2蛋白无法发挥作用，故用SnRK2.2蛋白处理后萌发率无法恢复，C错误； 由题干信息分析可知，ABA需要通过磷酸化的SnRK2.2蛋白发挥作用，MAPK11蛋白能促进SnRK2.2蛋白的磷酸化，因此MAPK11基因高表达的种子中MAPK11蛋白含量高，磷酸化SnRK2.2蛋白的能力更强，ABA更易发挥作用，种子对ABA更敏感，D正确。 5. 如图是某光照条件下光促进与抑制拟南芥种子萌发的作用光谱。下 列说法错误的是（　　） A. 不同波长的光照对拟南芥种子萌发所起的调控作用不同 B. 波长Ⅰ和Ⅱ区域的光照对拟南芥种子萌发的作用差异显著 C. 短波光照比长波光照对拟南芥种子萌发的抑制作用显著 D. 光照对拟南芥种子的萌发既有促进作用也有抑制作用 解析：　据图分析可知，当波长＞700 nm时，光照对种子萌发起 抑制作用，即长波光照比短波光照对拟南芥种子萌发的抑制作用显 著，C错误。 6. 种子萌发时通常会形成“顶端弯钩”以保护幼嫩子叶免受伤害，出 土后弯钩会打开，日光中的蓝光、红光和远红光都是弯钩打开的促 进因子。研究发现，弯钩两侧生长素分布不均匀，如图所示b侧浓 度更高。下列分析正确的是（　　） A. “顶端弯钩”不能体现生长素的作用因浓度不同而有差异 B. 极性运输导致生长素分布不均匀进而产生“顶端弯钩” C. 弯钩的打开是通过光敏色素的作用影响了相关基因的表达 D. “顶端弯钩”受到光刺激而打开体现了化学信息对生物 的调节作用 解析：　 题中显示b侧浓度更高，而b侧生长较慢，因而形成了“顶端弯钩”，该现象能体现生长素的作用因浓度不同而有差异，A错误； “顶端弯钩”的形成是生长素发生横向运输而导致的分布 不均匀引起的，B错误； 日光中的蓝光、红光和远红光都是弯钩打开的促进因子，据此推测弯钩的打开是通过光敏色素的作用影响了相关基因的表达引起的结果，C正确； 光属于物理信息，因此，“顶端弯钩”受到光刺激而打开体现了物理信息对生物的调节作用，D错误。 Lavf57.62.100 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$