5.4环境因素参与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

环境因素参与调节植物的生命活动 环境因素参与调节植物的生命活动。 植物生命活动的调节 思考：植物的根和茎在生长方向上有什么特点？ 向重力性 向光性 光影响莴苣种子萌发 处理 发芽率（%） 全黑暗 6.67 光照/黑暗 91.00 光影响烟草种子萌发 1 光对植物生长发育的调节 【资料1】 少数植物的种子在有光照条件下才能萌发，如拟南芥、莴苣、烟草等。 有些植物的种子在有光照条件下萌发地更好，如早熟禾、毛蕊花等。 有些植物种子的萌发受光的抑制，如洋葱、番茄等。 思考1：需要光照才萌发的种子是需要光照给种子萌发提供能量吗？ 1、许多种子萌发时没有叶绿素，不能进行光合作用。 2、需要光照才萌发的种子并非需要持续不断地光照，只需要给予一定时间的光照即可。 种子萌发接受光调控的适应性意义 资料1结论：光参与调节许多植物的种子萌发过程。 光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。 思考2： 植物如何感受光信号？ 说明：表中的“R+IR”的含义是照射种子的光波长和照射顺序。 思考3：你能从上述实验中得出什么结论？ 结论：莴苣种子红光——萌发，远红光逆转以上效果。 资料3：红光和远红光调节莴苣种子萌发的不同作用 说明：表中的“R+IR”的含义是照射种子的光波长和照射顺序。 思考3：你能从上述实验中得出什么结论？ 红光促进种子萌发，远红光可逆转红光的作用，萌发率高低取决于最后一次照光。 针对博思威克等的实验结果，同学们能提出哪些可能得假说？ 【资料4】 1959年，美国科学家巴特勒等利用双波长分光光度计测定黄化玉米幼苗对不同光质的吸收情况。发现玉米幼苗提取液经红光照射后，其红光区域吸收少，而远红光区域吸收增加；反之照射远红光后，红光区域吸收增加。红光和远红光交替照射后，这种吸收光谱可以多次可逆地变化。如图。 假说一 ：植物中存在吸收红光和远红光的两种色素，两种色素以相互拮抗的方式调控种子萌发。 假说二：植物中存在一种色素，它能够在红光吸收型和远红光吸收型之间相互转换。 他们后来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），称为光敏色素。 光敏色素 （色素--蛋白复合物，感受红光和远红光刺激后，会使蛋白质的空间构象发生改变） 感光区域 酶活性区域 红光和远红光作用的分子机理——光敏色素 红光和远红光作用的分子机理——光敏色素 生理失活型 生理激活型 思考4：为什么莴苣种子萌发率高低取决于最后一次照光？ 生理激活型 生理失活型 促进 抑制 根据光调控种子萌发的反应机制示意图，尝试描述将拟南芥种子暴露在充足的阳光下萌发过程被启动的全过程。 （提示：P1F1蛋白对赤霉素合成基因的表达有抑制作用，对赤霉素代谢基因的表达有促进作用） 光调控种子萌发的反应机制示意图 1、Pfr和Pr可通过红光和远红光相互转化 2、在充足的阳光下，Pfr为主，与P1F1蛋白结合，并促进P1F1蛋白的降解。 3、P1F1蛋白对赤霉素合成基因的表达有抑制作用，P1F1被降解后，赤霉素基因表达，促进GA3转化为GA4。P1F1蛋白对赤霉素代谢基因的表达有促进作用，P1F1被降解后，赤霉素代谢基因被抑制，GA4转化为GA34被抑制。 光信号转换过程 在植物体内，光信号在植物体内转换为化学信号 光影响植物的开花 【资料5】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。 2 参与调节植物生命活动的其他环境因素 2 参与调节植物生命活动的其他环境因素 现象：在空间站微重力条件下，拟南芥的根失去向地性。 重力 根具有向地性（向重力性）的适应性意义： 充分扎入土壤吸收水和无机盐 验证：植物根的向地性感受部位在根冠。 现提供发芽的玉米种子，请设计实验验证该结论。（写出实验思路并预测实验结果） 验证：植物根的向地性感受部位在根冠。 现提供发芽的拟南芥种子，请设计实验验证该结论。（写出实验思路并预测实验结果） 结果类似 恢复向地性 2 参与调节植物生命活动的其他环境因素 重力 根具有向地性（向重力性）的适应性意义： 充分扎入土壤吸收水和无机盐 原因： 生长素在近地侧分布多于远地侧，导致近地侧生长速度慢于远地侧。 重力对植物生长发育的调节 机制：淀粉——平衡石假说 阅读课本108页楷体“淀粉——平衡石假说”内容， 思考：当根尖水平放置时，为什么伸长区近地侧生长速度慢于远地侧？ 平衡石细胞（富含淀粉体） 淀粉体会随着重力沉降 根尖伸长区近地侧生长慢，远地侧生长快 伸长区近地侧IAA浓度高，远地侧IAA浓度低 温度对植物生长发育的调节 现象：拟南芥需在幼苗期经历一段时间的低温诱导方可开花（春化作用），否则会一直进行营养生长，迟迟无法进行生殖生长。 经过春化作用才开花的适应性意义？ 区分出现的适宜温度属于春天还是秋天，避免秋天开花导致无法正常结果。 资料：温度影响冬小麦开花 我国重要粮食作物冬小麦也需经历春化作用才能开花结实，低温诱导除了启动开花过程外，也是后续花序正常发育与小穗结实的必备条件。 思考： 1、全球变暖导致冬天气温不断升高，暖冬将给冬小麦的生长带来什么影响？ 2、对于暖冬气候对小麦生产带来的影响，你能提出什么应对措施？ 减产 人工春化处理 降低温室气体的排放，促进温室气体的利用 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。请用恰当的方式表示三者之间的关系。 3 植物生长发育的整体调控 Lavf58.20.100 $$