5.4 环境因素参与调节植物的生命活动-【一堂好课】2024-2025学年高二生物备课优选课件（人教版2019选择性必修1）

复习回顾： 一、填空默写 1、植物生长调节剂具有哪些优点？ 2、在正式实验前做一个预实验的目的是什么？ 3、探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度实验中，处理插条的方法有哪些？ ①原料广泛 ②容易合成 ③效果稳定 浸泡法(遮阴与空气湿度较高环境中) 沾蘸法 低浓度、深、时间长 高浓度、浅、时间短 a.为进一步的实验摸索条件 b.检验实验设计的科学性和可行性。 预习自测 (1)对植物来说，光只是提供能量(　　) (2)光敏色素是一类色素—蛋白复合体(　　) (3)接受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化(　　) (4)春化作用是指植物开花需经一定光照时长的诱导(　　) (5)重力可调节植物生长发育，但与植物形态建成无关(　　) (6)高等植物正常生长发育需要各个器官、组织、细胞之间的协调和配合(　　) (7)植物的生长发育完全由植物激素调控(　　) × √ √ √ × × × 情境导入 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: 1.茎和根的生长是受哪种因素调节的？ 重力因素 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？ 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 学习目标： 1.光在植物生长、发育过程中的调节作用。 2.明确温度、重力等其他因素也参与调节植物的生长发育。 5 探究一.光对植物生长发育的调节 资料1 ①少数种子→有光才萌发。 ②有些种子→有光条件下萌发的更好。 ③有些种子→萌发受到光的抑制 探究1：那些需要光才萌发的种子是需要 光照给种子萌发提供能量吗？ 不是，光本身是植物萌发过程中的一种调节因子。 ④研究发现，萌发需要光的种子一般比较小，储藏的营养物质也很少。 结论：光影响种子萌发 探究一.光对植物生长发育的调节 资料2 ①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。 ②豆芽一旦见光，就会发生形态变化并长成豆苗。 探究2：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：光影响植物的颜色和形态建成 探究一.光对植物生长发育的调节 资料3 菠菜白天长度超13小时才开花 菊、水稻白天短于一定时长才开花 ②有些植物开花与昼夜长短无关。 ①很多植物开花与昼夜长短有关。 黄瓜 向日葵 棉花 结论：光影响植物开花 探究一.光对植物生长发育的调节 探究3：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；有关 光周期：是指一日之内光照时间长短的变化，即在白昼与黑夜循环中日照长短的变化。 长日植物 短日植物 日中性植物 在任何日照长度条件下都能开花。 春天开花的植物 如洋葱、甜菜 秋天开花的植物如水稻、棉花 如番茄、番薯等。 每天光期超过临界日长才能开花。 每天光期短于临界日长才能开花。 探究一.光对植物生长发育的调节 探究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？ 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后“饿死”；植株在生长、开花过程中，跟随着光照的节奏，能保证生命活动正常进行，保证正常地繁行后代。 探究一.光对植物生长发育的调节 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； （2）光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。 探究一.光对植物生长发育的调节 资料分析1：将莴苣种子用红光(简称为R)和远红光(简称为 IR)交替照射，不同光照处理条件下，莴苣种子的发芽率如表所示。 光照处理 发芽率（%） 黑暗 8.5 R 98 R→IR 54 R→IR→R 100 R→IR→R→IR 43 R→IR→R→IR→R 99 R→IR→R→IR→R→IR 54 R→IR→R→IR→R→IR→R 98 红光 种子萌发，远红光可逆转红光的作用。 种子萌发率高低取决于 。 最后一次光照波长 结论： 促进 探究一.光对植物生长发育的调节 2.光信号传导的结构基础之一——光敏色素 化学本质: (2) 分布: (3) 吸收光的类型: 蛋白质(色素—蛋白复合体) 植物的各个部位，分生组织的细胞内比较丰富。 主要是红光和远红光。 生理失活型 生理激活型 具有光受体活性，感知光信号 具有酶活性， 控制代谢过程 光敏色素的结构 光敏色素分子开关机制 相关信息 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。 探究一.光对植物生长发育的调节 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 【典例1】下列关于光在植物生长发育中的调节作用的说法，正确的是(　　) A．番茄种子的萌发需要有光条件下 B．棉花需白天长度超过13小时才开花 C．光敏色素主要分布在叶肉细胞内 D．光作为一种信号，影响调控植物的生长、发育的全过程 【针对训练1】下面关于光调控植物生长发育的反应机制的说法，不正确的 是(　　) A．光敏色素的本质是蛋白质 B．光敏色素主要吸收红光、蓝光 C．光通过影响光敏色素的结构影响特定基因的表达 D．光作为一种信号，影响、调控植株的生长、开花等 D B 探究二.参与调节植物生命活动的其他环境因素 1.温度 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。年轮形成的原因是： ①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； ②秋冬季：细胞分裂慢、细胞体积小，在树干上形成颜色较深的带。 资料1 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。 探究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经历一段时期低温之后才能开花。 这种经历低温诱导促使植物开花的作用，称为春化作用。 如：冬小麦、冬大麦、蕙兰等。 冬小麦 讨论2： 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？ 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。 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？ （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； （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。 探究二.参与调节植物生命活动的其他环境因素 2.重力 重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。 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。 探究二.参与调节植物生命活动的其他环境因素 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 如通过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 “淀粉-平衡石假说”，简述重力影响根向地生长的调节机制。 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 探究二.参与调节植物生命活动的其他环境因素 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。 探究二.参与调节植物生命活动的其他环境因素 探究三.植物生长发育的整体调控 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。 植物生命活动的调节 基因表达 植物激素 影响 环境因素 改变分布情况 生长素 赤霉素 乙烯 细胞分裂素 脱落酸等 产生 分布 影响 光 温度 重力 【典例2】下面关于温度参与植物生长发育的调节的叙述，不正确的是(　　) A．温度可影响种子萌发、植株生长、开花结果等生命活动 B．冬小麦在生长期需要经历一段时期的低温之后才能开花 C．温度能影响代谢的快慢 D．温度不能决定植物分布的区域性 D 【针对训练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 网络构建 $$