5.4 环境因素参与调节植物的生命活动-【生物好课】2024-2025学年高二生物同步教学课件（人教版2019选择性必修1）

第5章 植物生命活动的调节 第4节 环境因素参与调节植物的生命活动 用绣花功夫办美的教育 Doing beauty education with embroidery Kung Fu 问题探讨 1.茎和根的生长是受哪种环境因素调节的？ 茎向上生长 由重力因素调节的 茎和根很可能会继续横向生长；因为太空中几乎没有重力。 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。 讨论： 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？ 3. 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。 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。 一、光在植物生长发育中的调节作用 作用1. 光是植物进行光合作用的能量来源 资料1 少数植物（如烟草和莴苣）种子需在有光的条件下才能萌发。 有些植物(如早熟禾、毛蕊花)种子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 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? 作用2. 光作为信号，影响种子萌发 资料2 作用3. 光影响植物叶绿素的合成 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。 豆芽：无光条件 豆苗：有光条件 讨论2：从豆芽到豆苗，光对植物的颜色和形态有什么影响? 作用4. 光影响植物的形态建成 资料3 很多植物的开花与昼夜长短有关。如菠菜只有白天长度超过13小时才开花； 菊、水稻要白天短于一定时长；黄瓜、棉花、向日葵等开花和白天长度无关。 菠菜 水稻 棉花 黄瓜 向日葵 菊 作用5. 光照长度（黑暗长度）调节植物开花 ①长日照植物：每天光照时间长于一定临界长度(14~17 h)才能开花。 ②短日照植物：每天光照时间短于一定临界长度(少于12 h,但不少于8 h)才能开花。 ③日中性植物：对每天日照的时间长短并不敏感。 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？ 一、光对植物生长发育的调节 在自然界中，种子的萌发、植株的生长、开花、衰老等等，都会受到光的调控。植物的向光性生长，实际上也是植物对光刺激的反应。 光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 上午 下午 上午 下午 （1）光是植物进行__________的__________。 （2）光作为一种__________，_______、_______植物生长、发育的全过程。 光合作用 能量来源 影响 调控 1.光的作用 信号 一、光对植物生长发育的调节 8 处理 萌发率（%） 黑暗（对照） 8.5 红光 98 红光→远红光 54 红光→远红光→红光 100 红光→远红光→红光→远红光 43 红光→远红光→红光→远红光→红光 99 资料分析1： 1952年，美国科学家博思威克等用大型光谱仪白光分解成单色光，处理莴苣种子。他们用红光和远红光交替照射莴苣种子，然后置于暗处。一段时间后，这些莴苣种子的发芽情况如表所示： 思考： 由表可知，莴苣种子是否能够发芽率取决于什么？ 种子的萌发率取决于最后一次处理的 是哪种波长的光。 红光促进种子萌发，远红光可逆转这种效应。 植物体内可能存在着某种光受体，在接受了红光和远红光的交替照射后可发生可逆变化，从而调节植物的生理活动。过了几年，他们成功地分离出这种吸收红光-远红光可逆转换的光受体（色素-蛋白质），称之为光敏色素。 资料分析2： 2.光敏色素(一种接收光信号的分子) 一、光对植物生长发育的调节 蛋白质（色素—蛋白复合体） 植物的各个部位，在分生组织的细胞内比较丰富。 主要吸收红光和远红光，受到光照时，光敏色素结构会改变。 ①化学本质： ②分布： ③功能： 拓展资料（了解）： 光受体主要包括光敏色素、隐花色素、向光素及 UV-B 受体等。其中，光敏色素主要感受红光和远红光，隐花色（又被称为蓝光受体）主要吸收蓝光和 UV-A。UV-A 为长波紫外线，波长 320 ～ 400 nm；UV-B 为中波紫外线，波长 290 ～ 320 nm。所以，环境中的红光、蓝光对于植物生长发育来说非常关键。 3. 光调控植物的反应机制 感受信号 传导信号 发生反应 受到 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 光信号 激活 光敏色素 影响特定基因表达 （DNA→mRNA） 生物学效应（蛋白质） 翻译 细胞核 信息传导 感受信号 传导信号 发生反应 表现效应 一、光对植物生长发育的调节 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。年轮形成的原因： 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。 讨论1. 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进植物 开花的作用，称为春化作用。冬小麦、冬大麦、蕙兰等就是这样。 讨论2. 有的植物需要经过春化作用才能开会，这对于它们适应所生存的环境有什么意义？ 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。 冬小麦 讨论3. 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？ 二、参与调节植物生命活动的其他环境因素 二、参与调节植物生命活动的其他环境因素 1. 温度 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。 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。 植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行，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。 此外，植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。 2. 重力 二、参与调节植物生命活动的其他环境因素 外因： 内因： 重力 ①生长素在植物体内分布不均匀 ②根、茎对生长素的敏感程度不同 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。 2. 重力 根、茎中具有感受重力的物质和细胞 调节植物的生长方向 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 二、参与调节植物生命活动的其他环境因素 教材108小字 淀粉—平衡石假说 被普遍承认的一种解释重力对植物生长调节的机制。假说认为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。 根的放置方向改变 平衡石细胞中的“淀粉体” 会沿着重力方向沉降 植物体内一系列信号分子改变 如影响生长素的运输导致生长素沿重力刺激方向不对称分布 对植物生长产生影响 淀粉体 平衡石细胞 促进生长 抑制生长 二、参与调节植物生命活动的其他环境因素 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。真的是这样吗？我们能否设计实验进行验证？ 设计实验，验证植物根向地性的感受部位在根冠 自变量: 是否有根冠,可采用切除根冠的方法进行处理。 因变量: 根是否出现向地生长，可通过观察玉米根是否 向下弯曲生长来对因变量进行观测。 课外实践 实验设计思路: 1.取10颗大小、萌发程度大致相同的刚刚萌发的同种玉米粒,随机分成 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.置于温度等培养条件均适宜的暗室中培养一段时间； 4.观测两组玉米粒根是否出现向地弯曲生长。 预期结果，得出结论: 如果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,即可证明植物根向地性的感受部位在根冠。 设计实验，验证植物根向地性的感受部位在根冠 课外实践 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 设计实验，验证植物根向地性的感受部位在根冠 课外实践 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。 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。 教材109页第2题： 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。 第5章 植物生命活动的调节 第4节 环境因素参与调节植物的生命活动 用绣花功夫办美的教育 Doing beauty education with embroidery Kung Fu 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。 × √ √ 一、概念检测 植物激素 基因表达 环境因素 练习与应用 1.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。 组别 光照射处理方式 发芽情况 对照组 无光照 不发芽 组1 红光 发芽 组2 红光→红外光 不发芽 组3 红光→红外光→红光 发芽 组4 红光→红外光→红光→红外光 不发芽 红光促进莴苣种子发芽，红外光抑制莴苣种子发芽。 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。 二、拓展应用 由上述实验结果可以得出什么结论? (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？ 2.昙花一般夜间开花，受昼夜交替节律的影响。如果要让昙花白天开花，可尝试采取哪些措施？ 可尝试遮光处理！ 练习与应用 Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$