5.4 环境因素参与调节植物的生命活动教学设计2026-2027学年高二上学期生物人教版选择性必修1

该高中生物学教学设计聚焦环境因素（光、温度、重力）对植物生命活动的调节及整体调控，通过“问题探讨”中幼苗横放的向性生长现象导入，衔接学生已学的植物激素和向性运动知识，搭建从现象到机制的学习支架。 特色在于采用问题驱动与案例分析，结合种子萌发、年轮等实例及光敏色素、淀粉—平衡石假说示意图，渗透结构与功能观、适应观等生命观念，通过构建“环境—激素—基因”调控网络概念图培养科学思维与探究实践能力，助力学生理解抽象概念，为教师提供清晰教学路径与实例支撑。

教学课题 第5章第4节 环境因素参与调节植物的生命活动 课时安排 1 课时 主备人 参备人 教学班级 教学课型 新授课 备课 分备时间 集备时间 课标要求 1.说明光、温度、重力对植物生长发育的调节作用 2.阐明植物生长发育是基因、激素、环境因素共同调控的结果 教材分析 本节是植物激素调节的延伸，重点讲解光、温度、重力三种环境信号，构建 “环境—激素—基因” 调控网络，联系生产生活实际。 学情分析 学生已掌握植物激素作用，理解向性运动，但对光敏色素、春化作用、淀粉—平衡石假说等抽象概念理解薄弱，需实例与图示辅助。 教学目标 1.说明光对植物生长发育的调节作用，简述温度、重力等参与调节植物生命活动。 2.阐明环境因素的调节与植物的适应性之间的关系。 3.举例说明植物生命活动的调节具有复杂性和整体性。 教学重点 光对植物生长发育的调节作用及植物生长发育调控的复杂性和整体性。 教学难点 植物生长发育调控的复杂性和整体性。 教学方法 问题驱动法、小组讨论法、案例分析法、讲授法 教学准备 PPT 课件、光调控植物生长发育的反应机制示意图、根尖中的平衡石细胞示意图、课堂检测习题 教学思路 情境导入（茎向上生长）→光对植物生长发育的调节→参与调节植物生命活动的其他环境因素（温度、重力）→植物生长发育的整体调控→小结检测 教 学 过 程 教学环节 教学内容及教师活动 学生活动 设计意图 新课导入 【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？ 提示：是由重力因素调节的 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？ 提示：根和茎很可能会继续横向生长,因为太空中几乎没有重力 过渡：“问题探讨”中的实例说明，高等植物的生长发育是受环境因素调节的。除了重力以外，还有哪些环境因素会影响植物的生长发育呢？ 结合生活经验思考讨论，说出重力影响生长方向。 从直观现象切入，激发探究兴趣，明确学习主题。 新知探究：光对植物生长发育的调节 【思考.讨论】光在植物生长发育中的调节作用 【设疑】光是植物进行光合作用的能量来源,对于植物来说光只是起提供能量的作用吗？ 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？ 提示：不是。光参与调节许多植物的种子萌发过程。 2.从豆芽到豆苗，光对植物的颜色和形态有什么影响？ 提示：光促进了叶绿素的合成从而使豆苗变成绿色，也会影响豆苗的形态。 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？ 提示：是光照时长在起作用；与植物激素的分泌有关。 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？ 提示：种子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。 【知识讲解】 1.调节作用：种子萌发，植株生长、开花、衰老等都受光的调控。 2.调节实质：光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。 光敏色素 本质: 蛋白质(色素—蛋白复合体) 功能: 主要吸收红光、远红光 分布: 植物体的各个部位，在分生组织的细胞内比较丰富 3.调节机制 •感受信号 •传导信号 •发生反应 •表现出生物学效应 阅读资料，讨论光的作用，掌握光敏色素核心要点。 落实概念，引导学生自主归纳，理解光作为信号的作用。 新知探究：参与调节植物生命活动的其他环境因素 过渡：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。温度和重力因素是如何参与植物生命活动的调节的呢？ 【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？ 提示：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 结论：植物的生长受到温度的调节 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。 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？ 提示：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。 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？ 提示：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。 结论：温度对植物的多种生命活动都具有调节作用 【小结】 1.温度 （1）温度可以通过影响种子萌发、植物生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动，参与调节植物的生长发育。 （2）植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。 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。本节“问题探讨”里所提到的植物根向地、茎背地生长，就是在重力的调节下形成的。那么，植物是如何对“向下”作出反应的呢？ 植物根、茎中具有感受重力的物质和细胞，可以将重力信号转换成运输生长素的信号，造成生长素分布的不均衡，从而调节植物的生长方向。 “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。例如，当根的放置方向改变时，平衡石细胞中的“淀粉体”就会沿着重力方向沉降，引起植物体内一系列信号分子的改变。 结合实例分析温度意义，举例说明温度调节现象。 观察示意图，描述重力调节过程，理解假说核心逻辑。 联系季节与农业，帮助学生理解环境适应的生物学意义。 用结构与功能观解释向性运动，突破抽象假说难点。 新知探究：植物生长发育的整体调控 高等植物是由很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、细胞之间的协调和配合。植物生长发育的调控，是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。 1.基因表达调控 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。 2.激素调节 激素作为信息分子，会影响细胞的基因表达，从而起到调节作用。同时，激素的产生和分布是基因表达调控的结果，也受到环境因素的影响。 3.环境因素调节 植物响应环境变化，调控基因表达以及激素产生、分布，最终表现在器官和个体水平上的变化。 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。 阅读教材理解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。构建三者关系概念图，梳理内在调节网络。 形成系统思维，建立完整的植物调节知识体系。 巩固新课 小结回顾 梳理：光、温度、重力对植物生长发育的调节、植物生长发育的整体调控 课堂检测 PPT 原题，当堂订正。 作业设计 基础性作业 完成教材课后练习与应用 拓展性作业 查阅资料，说明一种花卉花期调控的具体措施 板书设计 5.4 环境因素参与调节植物的生命活动 一、光调节 光敏色素→红光/远红光→调控萌发、生长、开花 二、温度调节 春化作用、年轮、地域分布 三、重力调节 平衡石细胞→生长素不均→根向地、茎背地 四、整体调控 环境因素→激素→基因表达→生命活动 教学反思 本节课以生活实例导入，围绕光、温度、重力三种环境因素展开教学，整体达成教学目标。通过问题链与小组讨论，引导学生主动分析调节机制，课堂参与度较高，能较好理解环境作为信号调控植物生命活动的核心逻辑。 教学中存在不足：对光敏色素作用机理、淀粉 — 平衡石假说的讲解较抽象，部分学生理解不到位；整体调控网络的梳理时间偏紧，学生未能充分自主构建关系图；课堂练习点评不够细致。 后续将优化教学手段，增加动画与模型演示，降低抽象概念难度；合理分配时间，预留充分时间让学生自主归纳；加强习题变式训练，强化知识应用。同时多联系农业生产实例，提升学生社会责任与科学思维素养。 学科网（北京）股份有限公司 $