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选择性必修1

植物的生命活动的调节主要依靠激素调节，同时受环境因素调节。 如光、温度、重力对植物生长发育都有调节作用。 1 1.基于光在植物生长发育全程中的调节作用，理解环境因素的调节与植物的适应性之间的关系。（重点） 2.简述重力、温度等参与调节植物生命活动。 3.结合生活实例说明植物生命活动的调节具有复杂性和整体性。（难点） 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 【回顾】 光在光合作用中是能量的主要来源 叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光。 胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。 一、光对植物生长发育的调节 一、光对植物生长发育的调节 对于植物来说，光只是起提供能量的作用吗？ 质疑： 光在植物的向光性中起什么作用？ 【回顾】 光在光合作用中是能量的主要来源 1.认真阅读教材105页思考·讨论的3个资料，完成4道讨论题。 2.植物为什么可以感知光信号？光敏色素的化学本质是什么？其分布于？ 3.光敏色素受到光照射时，结构会发生变化。其主要吸收哪种光？结合图5-12，说出光调控植物生长发育的反应机制分为哪几个阶段、具体过程是怎样的？ 阅读教材P105~P106内容，解决以下问题：(10min) 【光对植物生长发育的调节】 自学指导 一、光对植物生长发育的调节 烟草种子 1. 实例 ① 光对种子萌发的影响 莴苣 有光才能萌发 如：烟草、莴苣 有光萌发好些 如：早熟禾、毛蕊花 洋葱种子 无光才能萌发 (光抑制种子萌发) 如：洋葱、番茄 毛蕊花 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？ 不是,光参与调节许多种子的萌发过程。 种子较小 一、光对植物生长发育的调节 ② 光对植物形态构建的影响 1. 实例 资料2 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? 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。 一、光对植物生长发育的调节 1. 实例 ③ 光对植物开花的影响 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，比如黄瓜、棉花、向日葵等。 有的植物的开花与昼夜长短有关: 有的植物的开花与昼夜长短无关： 长日照植物 短日照植物 白天短于一定时长 白天超过一定时长 日中性植物 对日长不敏感 一、光对植物生长发育的调节 很多植物的开花都与光周期的季节性变化有着极为显著的关系。生物体对光周期的生理反应，称为光周期现象。 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？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。 『拓展』 长日照植物：24小时中，白天的长度超过某个临界值才开花。 长日照植物=短夜植物 短日照植物：24小时中，白天的长度短于某个临界值才开花。 短日照植物=长夜植物 光调节植物开花的具体机制 日中性植物：对每天日照的时间长短并不敏感，如天竺葵(洋绣球)。 长日照植物和短日照植物的临界日长（夜长）根据物种不同而不同，并不是严格的12小时。 结论: 一个周期中连续黑暗时间决定是否开花。 长日照植物开花原因不是光照总时长满足其要求，而是满足了短夜条件。 短日照植物不开花，因为黑暗时长不能满足其要求 ，暗期越长，开花越早。 『拓展』 光调节植物开花的具体机制 一、光对植物生长发育的调节 讨论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？ （1）萌发需要光照的种子一般较小，这是对环境的适应——萌发后立即进行光合作用，从而避免在无光条件下萌发后“饿死”。 （2）植物在生长、开花过程中，跟随着光照的节奏，能保证生命活动正常进行，能保证正常地繁衍后代，这也是植物对环境的适应。 一、光对植物生长发育的调节 光的调控 种子萌发 植株生长 开花 衰老 均受到 (2) 光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。 (1)光是植物进行光合作用的能量来源； 从以上例子可知，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。 【小结】光对植物生长发育的作用:（背诵） 上午 下午 上午 下午 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？ 一、光对植物生长发育的调节 2.植物具有接受光信号的分子 ——光敏色素(其中的一种) (3) 吸收光的类型: 蛋白质(色素—蛋白复合体) 植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。 主要是红光和远红光。 (1) 化学本质: (2) 分布: 红光 远红光 光敏色素 激活态 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。（教材P106）。 3.光调控植物生长发育的反应机制 感受信号 传导信号 发生反应 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 (1)感受信号： (2)传导信号： (3)发生反应： (4)表现出生物学效应： 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 光敏色素vs光合色素？？？ 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 细胞核内特定基因 转录表达变化 相应mRNA 翻译出特定蛋白质 一、光对植物生长发育的调节 化学本质 作用 分布 合成条件 光合色素 光敏色素 不是蛋白质 蛋白质 吸收、传递、转化光能 光的受体 叶绿体类囊体薄膜 各个器官，尤其是分生组织细胞中 叶绿素的合成需要光照 有无光均可 一、光对植物生长发育的调节 光敏色素≠光合色素 【概念辨析】 (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)接收到光照射时，光敏色素的结构会发生变化。(　　) × √ √ （4）光作为一种信息，影响调控植物生长、发育的全过程，植物种子 的萌发都需要在有光的条件下才能发生。( ) （5）光敏色素是一类蛋白质，分布在植物的各个部位， 在叶肉细胞内比较丰富。( ) × × 除了光，温度、重力等环境因素也会参与调节植物的生长发育，温度和重力是如何参与植物生命活动调节呢？ 重力 A B C D 远地侧 近地侧 1.认真阅读教材107页思考·讨论的2个资料，完成3道讨论题。 2.温度参与调节植物的哪些生命活动？ 3.重力参与植物生长发育的调节： ①举例：根向地、茎背地生长有什么意义呢？ ②重力调节植物的生长方向的机制是？ 阅读教材P107~P108内容，解决以下问题：(5min) 【参与植物生命活动的其他环境因素】 自学指导 1.温度参与植物生长发育的调节 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、细胞体积较小，树干上形成颜色较深的带。 宽带 细带 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。 资料1 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 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 (1)定义：有些植物经一定时间的　　　　　促进植物开花的作用 低温诱导 (3)经过春化作用才开花的适应性意义： 这样可以避免植物在冬季来临前开花，导致无法正常结果的现象。 赤霉素能代替春化作用 春化作用 (2)具有春化作用的植物: 冬小麦、冬大麦、蕙兰、萝卜、白菜等。 蕙兰 春化作用的温度0℃—10℃之间 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？ 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。 二、参与调节植物生命活动的其他环境因素 （1）随着季节轮回、气温_________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__________，植物的代谢也会有_____和_____之分。 （3）植物的所有生理活动均在_______________进行，温度通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等调节植物的生长发育。 2.温度参与植物生长发育调节的具体表现 周期性 午高夜低 旺盛 缓慢 （4）植物分布的_______很大程度上就是由温度决定的。 地域性 一定温度范围内 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 2.温度参与植物生长发育调节的具体表现 西双版纳 热带季雨林 温带常绿阔叶林 落叶阔叶林 寒带针叶林 植物的地域性分布 (5)温度影响植物的各项生命活动，以及植物的地域性分布等 重力是调节植物__________和__________的重要环境因素。 生长发育 形态建成 3.重力参与植物生长发育的调节 二、参与调节植物生命活动的其他环境因素 根向地、茎背地生长 （1）实例： 【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。 根的向地性 茎的背地性 根、茎中具有感受重力的物质和细胞 调节植物的生长方向 （2）作用机制： 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 重力是调节植物__________和__________的重要环境因素。 生长发育 形态建成 2.重力参与植物生长发育的调节 根向地、茎背地生长 （1）实例： 根、茎中感受重力的细胞是什么？ 重力 A B C D 远地侧 近地侧 根部： 生长素浓度：A B 生长素的效应： ＞ A促进B抑制 茎部： 生长素浓度：C D 生长素的效应： ＞ C促进弱D促进强 二、参与调节植物生命活动的其他环境因素 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。 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 三、植物生长发育的整体调控 三、植物生长发育的整体调控 2. 植物生长发育的调控是由______________、_________和环境因素调节共同完成。 基因表达调控 激素调节 1. 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______________________之间的协调和配合。 器官、组织、细胞 概念模型构建：阅读Ｐ108第3、4自然段，用文字和箭头表示出调节植物生长发育的环境因素、植物激素和基因表达之间的关系 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 影响 调控激素产生和分布 传递信息 细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调 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 三、植物生长发育的整体调控 29 课堂小结 植物生长发育的整体调控 【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。为验证到底是否是根冠感受重力，引起根的向地生长，应该怎样设计实验组、对照组？ 自变量： 因变量： 根冠的有无 根的生长方向 发芽的玉米粒 对照组： 完整的刚刚萌发的玉米种子 设计实验，验证植物根向地性的感受部位在根冠 31 实验组： 处理 预期结果 切去不同长度的根尖端 硝酸银灼烧根尖 哪怕仅切掉0.5 mm，根依然失去了向地性 失去了向地性 处理 预期结果 待切去尖端后的根尖重新长出尖端 恢复向地性 变量处理用了何种原理？ 减法原理 加法原理 设计实验：验证植物向地性的感受部位在根冠 32 三、植物生长发育的整体调控 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) 它的生长发育受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 二、拓展应用(课本109页) (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？ 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。 (1)由上述实验结果可以得出什么结论? 35 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？ 白天把花搬到暗室，或用黑色塑料袋遮光， 晚上7点到第二天6点，用强光照射， 这样处理7天，昙花就可在白天开放。 故可尝试进行遮光处理 二、拓展应用(课本109页) 谢谢你的聆听！ 亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 $$