5.4 环境因素参与调节植物的生命活动课件-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修1

【问题探讨】 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？ 讨论2.如果将该幼苗横放在太空中的“天宫二号”内，它的根、茎可能会怎样生长？为什么？ 是由重力因素调节的。 根和茎很可能会继续横向生长，因为太空中几乎没有重力。 第4节 环境因素参与调节植物的生命活动 第4节 环境因素参与调节植物的生命活动 01 光对植物生长发育的调控 目录 /CONTENTS 03 植物生长发育的整体调控 3 【思考 . 讨论】光在植物生长发育中的调节作用 【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（如早熟禾和毛蕊花）的种子在有光条件下萌发得好一些，还有一些植物（如洋葱和番茄）的种子萌发，则受光的抑制。 研究发现，萌发时需要光的种子一般比较小，储藏的营养物质也很少。 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? 光参与调节许多植物的种子萌发过程。 不是 豆芽（黑暗中培育） 豆苗见光培育 【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）比在光下要长很多。 豆芽一旦见光，就会发生形态变化并长成豆苗。 讨论2.从豆芽到豆苗，光对植物的颜色和形态有什么影响? 光既促使叶绿素的合成从而使豆苗变成绿色，也会影响豆苗的形态。 5 ① 很多植物的开花与昼夜长短有关； 白天长度超过13小时才开花 ② 很多植物的开花与昼夜长短无关。 白天短于一定时长才开花 菠菜 菊 水稻 黄瓜 向日葵 棉花 长日照植物 短日照植物 【资料3】 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？ 光照时长( 黑暗时长)在起作用；这与植物激素的分泌有关。 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? 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，能保证正常地繁衍后代，这也是植物对环境的适应。 [探究1] 科学家用红光和远红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。一段时间后统计发芽率，结果如下表所示： 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→远红光 不发芽 组3 红光→远红光→红光 发芽 组4 红光→远红光→红光→远红光 不发芽 据表可得出的结论是_______________________________________________ __________。 红光促进莴苣种子萌发，远红光照射下莴苣种子不 发芽 拓展 思考·讨论 光在植物生长发育中的调节作用 推测: 一个周期中连续黑暗时间决定是否开花。 一 光对植物生长发育的调节 （2）光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。 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； 植株 生长 开花 衰老 种子 萌发 均受到 光的调控 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？ 2.光信号传导的结构基础之一——光敏色素 （1）化学本质： （4）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。 （2）分布： 蛋白质（色素——蛋白复合体） （3）吸收光的类型： 植物的各个部位 主要是红光和远红光。 其中在分生组织的细胞内比较丰富。 感受信号 传导信号 发生反应 信号经过传导，传递到细胞核内 表现出生物学效应 翻译 RNA 光敏色素被激活，结构发生变化 DNA 细胞核内特定 基因的转录变化 光 光敏色素被激活，结构发生变化 照射 信号经过信息传递系统的传导，传递到细胞核内 细胞核内特定基因的转录变化（表达） 转录 RNA 翻译 蛋白质 表现出生物学效应 感受信号 传导信号 发生反应 3.光调控植物生长发育的反应机制 3.光调控植物生长发育的反应机制 影响细胞核内特定基因的表达（先转录出相应mRNA，再翻译出特定蛋白质），从而表现出生物学效应。 （1）感受信号： 光敏色素被激活，其结构发生变化； （2）传导信号： 信号经过信息传递系统传导到细胞核内； （3）发生反应： （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．判断常考语句，澄清易混易错 【思考 . 讨论】温度参与植物生长发育的调节 【资料1】温带地区，树木年复一年地加粗，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：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。 冬小麦 蕙兰 【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。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、蕙兰就是这样。 如果不经过一定时间的低温，它们就会一直保持营养生长状态或很晚才能开花。 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？ 光合作用：夏日正午光照充足，但因温度过高，气孔部分关闭，CO2进入叶片受阻，光合作用减弱。 叶片脱落：落叶树的叶片在秋冬季变黄、脱落。 保卫细胞 气孔张开 1.温度 （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，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； （4）植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。 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 很大程度就上是由温度决定的。 2.重力 （1）重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。 根的向地性、茎的背地性 （2）调节机理 植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞 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 调节植物的生长方向 植物是如何感受到重力刺激的呢？ （3）淀粉—平衡石假说： 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。 根尖中的平衡石细胞示意图 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 (1)温度只影响细胞代谢，不参与植物生长发育的调节。(　　) 温度不仅影响细胞代谢，也参与植物生长发育的调节。 (2)春化作用是指植物开花需经一定光照时长的诱导。(　　) 春化作用是指植物开花需要经历一段时间的低温诱导。 (3)被普遍认可的一种解释重力对植物生长调节的机制是“淀粉—平衡石假说”。(　　) (4)激素的产生和分布只受基因表达调控，不受环境影响。 (　　) 激素的产生和分布是基因表达调控的结果，也受环境因素的影响。 × √ × × 大本P119 ‹#› 返回导航 1．下列关于温度对植物生命活动调节的叙述，错误的是(　　) A.年轮是由不同季节的温度不同引起植物细胞分裂快慢和细胞体积大小不同而产生的 B.一些植物在生长期需要经过一段时期的低温诱导之后才能开花的现象称为春化作用 C.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 D.植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行的，植物分布的地域性由光照决定 √ ‹#› 返回导航 2．根尖处于垂直状态时，茎、芽中合成的生长素(IAA)通过中柱运输到根尖后，均等地分布在根冠的各个方向；根尖处于水平状态时，幼根会弯向下方生长，如下图所示。下列相关叙述错误的是 (　　) √ A.平衡石细胞是一类富含“淀粉体”的细胞 B.向伸长区运输的生长素由平衡石细胞合成 C.平衡石细胞能将重力信号转换成运输生长素的信号 D.幼根弯曲生长过程中，远地侧的伸长区细胞比近地侧的生长得更快 ‹#› 返回导航 植物激素调节 基因表达调控 环境因素调节 相互 影响 影响 表达 影响产生和分布情况 光、温度、重力等 生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯 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。 植物生长发育的整体调控 03 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会根据需要作调整： 1.基因表达调控 植物的 、 、 、 等都处在基因适时选择性表达的调控之下。 生长 发育 繁殖 休眠 激素作为 ，会影响细胞的 ，从而起到调节作用。同时，激素的产生和分布是 的结果，也受到 的影响。 2.激素调节 信息分子 基因表达 基因表达调控 环境因素 对于多细胞植物体来说，细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调，需要通过激素传递信息。 在个体层次，植物生长、发育、繁殖、休眠，实际上是植物响应环境变化，调控 以及 产生、分布，最终表现在器官和个体水平上的变化。 3.环境因素调节 基因表达 激素 设计实验，验证植物根向地性的感受部位在根冠 课外实践 发芽的玉米粒 自变量: 是否有根冠 因变量: 根是否出现向地生长 可采用切除根冠的方法进行处理 可通过观察玉米根尖是否向下弯曲生长来对因变量进行观测 【设计实验】验证植物根向地性的感受部位在根冠 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 何种原理？ 减法原理 加法原理 练习与应用 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。 × √ √ 控制 影响 影响 影响 二、拓展应用 1. 科学家用红光和红外光依次照射的方法，对一批萬苣种子进行处理，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 (1) 由上述实验结果可以得出什么结论? 【答案】红光促进莴苣种子发芽，红外光抑制莴苣种子发芽。 (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？ 【答案】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。 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？ 【答案】可尝试进行遮光处理。 3．判断常考语句，澄清易混易错 （1）春化作用是指植物开花需经一定光照时长的诱导 （　 　） （2）重力可调节植物生长发育，但与植物形态建成 无关 （　 　） （3）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 （　 　） （4）植物的生长发育完全由植物激素调控 （　　 ） 【网络构建】 33 复习与提高 一、选择题 1. 园林工人为使灌木围成的绿篱长得茂密、整齐，需要对绿篱定期修剪，其目的是（ ） A. 抑制侧芽生长 B. 抑制顶端优势 C. 抑制向光性生长 D. 抑制其开花结果 2. 用适宜浓度的生长素处理未受粉的番茄雌蕊柱头，可得到无子番茄，这种果实细胞中的染色体数目为 （ ） A. 与卵细胞染色体数目一样 B. 是受精卵染色体数目一半 C. 与体细胞中染色体数目一样 D. 比受精卵染色体数目多一倍 B C 3. 以下关于植物激素的说法，错误的是（ ） A. 植物激素能促进植物生长 B. 植物激素是一类化学物质 C. 植物激素在植物体内含量很少 D. 植物激素不直接参与细胞内的代谢活动 4. 果实的生长发育和成熟，受多种激素调节。下列叙述正确的是（ ） A. 细胞分裂素促进果实生长 B. 乙烯抑制果实的生长和成熟 C. 脱落酸促进细胞分裂和果实脱落 D. 生长素对果实的发育和成熟没有影响 A A 二、非选择题 1. 研究人员进行了多种植物激素对豌豆植株侧芽生长影响的实验，结果如图所示。 (1) 比较曲线a、b、c与d可知_________对侧芽的生长有抑制作用，其中起作用的主要激素是_________，而且_____________（激素）能解除这种激素的抑制作用。在保留顶芽的情况下，除了c所采用的措施，还可通过喷施_________ 的化合物促进侧芽生长。 顶芽 生长素 细胞分裂素 赤霉素 二、非选择题 1. 研究人员进行了多种植物激素对豌豆植株侧芽生长影响的实验，结果如图所示。 （2） 比较曲线a与b可知，赤霉素能明显促进 __________ 。推测：在完整豌豆植株的顶芽中，赤霉素产生于_________组织。 （3） 据图中信息，推测侧芽生长速度不同的原因是侧芽内______________________浓度或比例的改变。 侧芽生长 分生 生长素与赤霉素、细胞分裂素 2. 当干旱发生时，植物之间是否会交流信息呢？如果有信息交流，是通过地上信号还是地下信号呢？为了探究这些问题，有研究者设计了如下实验。将11株盆栽豌豆等距排列，6〜11号植株在根部有管子相通，这样在不移动土壤的情况下，化学信息可以通过管子进行交流；1〜6号的根部不联系（如下图）。 用高浓度的甘露醇浇灌（高渗透压，模拟干旱） 来刺激6号植株，15 min后，测定所有植株 的气 孔开放度。对照组是用水浇灌6号植株。结果如 右图所示。 （1） 对照组的实验结果说明了什么？ 【答案】对照组的结果说明，在不受干旱胁迫时，各植株的气孔开放度无显著差异。 （2） 在干旱条件下，6〜8号植株与9〜11号植株相比，气孔的开放度有什么不一样？ 【答案】在于旱条件下，6~8号植株的气孔开放度显著低于9~11号，且越远离6号的植株的气孔开放度越大。 (3)【答案】这些数据支持该观点。植物可以通过地下部分交流信息。 (4)【答案】对6号植株进行持续1h的干旱胁迫，该植株根部会源源不断地产生胁迫信号，通过地下通路传递给7~11号植株；这些植株的根部感知到该信号，作出关闭气孔的响应，以避免散失不必要的水分。 （1） 对照组的实验结果说明了什么？ 【答案】对照组的结果说明，在不受干旱胁迫时，各植株的气孔开放度无显著差异。 （2） 在干旱条件下，6〜8号植株与9〜11号植株相比，气孔的开放度有什么不一样？ 【答案】在于旱条件下，6~8号植株的气孔开放度显著低于9~11号，且越远离6号的植株的气孔开放度越大。 （3） 这些数据支持“当干旱发生时，植物之间会交流信息”这一观点吗？如果会，是通过地 上部分还是地下部分交流信息的？ 【答案】这些数据支持该观点。植物可以通过地下部分交流信息。 （4） 在对6号植株进行干旱诱导后1 h,再次测定所有植株的气孔开放度，发现6 ~ 11号植株的气孔大多数都关闭了。这是为什么？ 【答案】对6号植株进行持续1h的干旱胁迫，该植株根部会源源不断地产生胁迫信号，通过地下通路传递给7~11号植株；这些植株的根部感知到该信号，作出关闭气孔的响应，以避免散失不必要的水分。 1．下列关于光对植物生长发育的影响的叙述，不正确的是 （　　 ） A．光能够影响植物种子的萌发 B．植物的向光性生长是植物对光刺激的反应 C．对植物来说，光只是起提供能量的作用 D．光可作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程 2．某一品种的菊花通常在秋季开花，若使其在夏季开花，应当采取的关键措施是 （　 　） A．补充光照使光照时间延长 B．适当提高温度 C．遮光使光照时间缩短 D．适当多浇水 C C 3．下列关于植物生长发育的整体调控的叙述，错误的是 （ 　　） A．植物的生长、发育、繁殖、休眠，都处在基因适时 选择性表达的调控之下 B．激素的产生和分布是基因表达调控的结果 C．激素的产生和分布不受环境因素影响 D．光照、温度等环境因子变化对植物激素的合成和 分解具有调节作用 C 4．将豌豆的幼苗水平放置，它的根会向下弯曲。若将根冠全部或部分切去，实验过程及现象如表，下列描述错误的是 （　 　） A.甲组为对照组，乙组为实验组 B．依实验现象可知，决定根向重力性的部位是根冠 C．此实验必须在黑暗条件下进行 D．由表可知在重力作用下根冠产生了抑制近地端细胞生长的物质 图示 处理方法 一段时间后弯曲情况 根冠不切除 向下弯曲63° 根冠全切除 不向下弯曲 D $