5-4 环境因素参与调节植物的生命活动课件-2026-2027学年高二上学期生物人教版选择性必修1

该高中生物学课件聚焦环境因素（光、温度、重力）参与调节植物生命活动，通过“问题探讨”中幼苗横放生长现象导入，衔接植物激素调节知识，搭建从现象观察到机制分析的学习支架。 其亮点是以问题驱动和资料分析为主线，结合光周期分类、淀粉-平衡石假说等实例培养科学思维与生命观念，设计验证根冠感受重力的实验强化探究实践。小结整合环境、激素与基因调控关系，助力学生构建系统认知，教师可直接用于教学提升效率。

人教版选择性必修一 第五章 植物生命活动的调节 第四节 一起做生物课件 2 生命观念 通过光、温度、重力等环境因素参与调节植物的生长发育，形成稳态与平衡观。 科学思维 通过光、温度参与植物生长发育调节的实例分析，培养用逻辑思维解决问题的能力。 社会责任 基于光、温度和重力等环境因素对植物生长发育影响的认识，分析解决生产生活中的实际问题。 学习目标 一起做生物课件 3 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？ 2.如果将该幼苗横放在太空中的“天宫二号”内，它们的根、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。 提示：由重力因素调节的。 3.根的向地生长和茎的背地生长有什么意义呢？ 提示：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，利于获得阳光进行光合作用。 茎向上生长 问题探讨 光作为能量来源，通过影响光合作用间接影响植物生长发育。 问题2：对于植物来说，光只是起提供能量的作用吗？ 问题1：光是如何对植物生长发育起作用的？ 【重点突破一】光对植物生长发育的调节 5 不萌发 早熟禾 、毛蕊花 有光比无光萌发更好 洋葱 、番茄 萌发 烟草、莴苣的种子 萌发 光抑制种子萌发 【结论1】光影响种子萌发 【重点突破一】光对植物生长发育的调节 萌发需要光的种子一般较小，储藏的营养物质也很少。 资料1 不萌发 有光比无光萌发更好 萌发 思考1：那些需要光才能萌发的种子，是光影响生长素的分布吗？光提供能量吗？ 提示：影响生长素分布的结果应该是植物表现出一种不对称的生长状态，而种子萌发不是这种情况，所以不是光通过影响生长素的分布来影响种子萌发的。许多种子萌发时是没有叶绿素的，不能进行光合作用，所以光也不提供能量。 推测：光本身是植物种子萌发过程中的一种调节因子。 资料1 【重点突破一】光对植物生长发育的调节 思考2:从适应性角度理解，为何体积较小的种子萌发需要光照？ 提示：种子体积小，储藏的营养物质少，萌发后需要立即光合作用制造有机物。而光照能触发光合作用相关基因表达，让幼苗早合成有机物，避免耗尽养分死亡。 一 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。 思考3：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2】光影响植物的颜色和形态建成。 【重点突破一】光对植物生长发育的调节 韭菜花是韭菜的花苔，最美味的食用时机是含苞待放之时，待花开整个韭菜花的质地就会变粗。另外，挑选时须注意花苔的完整性。韭菜花口感清脆，简单炒食就好吃，像是色香味俱全的苍蝇头，灵魂要角就是韭菜花喔！ 8 资料3 很多植物的开花与昼夜长短有关。 菠菜 —— 白天超过13 h； 菊、水稻 —— 白天短于一定时长； 黄瓜、棉花、向日葵 —— 和白天长度无关。 思考4：从有些植物根据昼夜长短“决定”是否开花，是那种环境因素在起作用？这与植物激素的分泌有关吗？ 【结论3】植物开花与光照时长有关。 是光照时长（黑暗时长）在起作用。与植物激素的分泌有关。 【重点突破一】光对植物生长发育的调节 光调节植物开花的具体机制 【结论4】决定植物开花的是连续黑暗时长 （不开花) (开花) 资料6 推测：一个周期中连续黑暗时间决定是否开花。 【重点突破一】光对植物生长发育的调节 知识拓展 长日植物：每天光期长于一定临界长度并经过一定天数才能开花。 光周期：是指一日之内光照时间长短的变化，也就是在白昼与黑夜循环中日照长短的变化。 光照 黑暗 黑暗 光照 临界日长 因我国地处北半球，春天日长逐渐增加，在春天开花的植物如洋葱、甜菜、胡萝卜、莴苣、菠菜、冬小麦等多为长日照植物。 【重点突破一】光对植物生长发育的调节 11 知识拓展 短日植物：当每天光期短于一定临界长度并经一定天数后，它们才能开花。 光周期：是指一日之内光照时间长短的变化，也就是在白昼与黑夜循环中日照长短的变化。 黑暗 黑暗 光照 临界日长 光照 我国秋天开花的植物如水稻、棉花、菜豆、大豆、秋菊等多为短日照植物。 日中性植物：它们对每天光期要求范围很广，在任何日照长度条件下都能开花。 【重点突破一】光对植物生长发育的调节 12 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。 思考5. 种子发芽，植物生长，开花接受光的调控，是如何体现植物对环境的适应的？ 【重点突破一】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.光是植物进行光合作用的能量来源； 植物是如何感受到光照？ 光是如何调控植物生长发育的呢？ 植株 生长 开花 衰老 种子 萌发 均受到 光的调控 【重点突破一】光对植物生长发育的调节 (1)化学本质： (2)分布： 蛋白质（色素——蛋白复合体） 植物的各个部位， 在分生组织的细胞内比较丰富。 【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。 红光 远红光 Pr Pfr 光敏色素 3.植物具有接受光信号的分子—— (其中的一种) 光敏色素 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，信号分子 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 生理失活型 生理激活型 【重点突破一】光对植物生长发育的调节 15 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 4.光调控植物生长发育的反应机制 (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 【重点突破一】光对植物生长发育的调节 (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(　　) × √ √ 趁热打铁 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.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 C B 趁热打铁 3、自然界中，植物开花需要光信号刺激，当日照时间达到一定长度时，植物才能开花。下列相关叙述错误的是 A.植物对日照时间的感知与光敏色素有关 B.该现象说明光为植物的开花提供能量 C.日照时间对植物开花的调节本质上是对基因程序性表达的调控 D.可以通过人为地控制光照时间达到使花卉分批上市的目的 B 4、小麦需要日照长度达到一定值才能开花，下面相关说法错误的是 A．小麦细胞内的光敏色素能感知光信号 B．光信号在细胞内通过信息传递系统被传导到细胞核 C．和小麦类似的植物通常在春末夏初开花 D．长日照能提高细胞核内与开花有关的基因数量 D 趁热打铁 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： ①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； ②在秋冬季细胞分裂慢、细胞体积较小，树干上形成颜色较深的带。 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。 思考·讨论： 【思考1】树木的年轮与季节的温度变化有什么直接关系？ 【重点突破二】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、蕙兰等就是这样的。 思考·讨论： 【思考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？ 这样可以避免出现冬季来临之前开花，从而无法正常结果的情况。 冬小麦 蕙兰 【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素 ①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。 ②叶片变黄、脱落: 落叶树的叶片在秋冬季变黄、脱落。 【思考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 【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素 植物的生命活动追随季节的步伐 植物的代谢有 旺盛和缓慢之分 四季轮回、气温周期性变化 昼夜交替、气温午高夜低 1.温度 【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素 气温白天高，光合作用强，晚上低，呼吸作用弱，有利于储存营养物质 23 植物的所有生理活动均在一定温度范围内进行。 参与调节植物的生长发育 温度 影 响 植株 生长 开花结果 叶的衰老脱落 种子 萌发 植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。 [总结:把握本质]植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行的。温度对植物生命活动的影响本质上主要是通过对酶活性的影响带来的 是谁决定？ 植物的地域性分布 1.温度 【重点突破二】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。 总结 （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。 （4）植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。 （5）温度 种子萌发 开花结果 叶的衰老、脱落 影响 参与调节植物的生长发育 （3）植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行的。 植株生长 1.温度 【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素 （1）重力是调节植物____________和____________的重要环境因素 生长发育 形态建成 茎的背地性 根的向地性 （2）调节方式： 2.重力 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，利于获得阳光进行光合作用。 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 重力 【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素 （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——平衡石细胞 (在根冠、胚芽鞘尖和茎的内皮层细胞中有比重比较大的淀粉体分布) 【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素 重力方向发生改变 平衡石细胞中的“淀粉粒”会沿着重力方向沉降 引起一些列信号分子的改变 对植物生长产生影响 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 “平衡石假说”认为根冠感受重力刺激的是细胞内可移动的颗粒，称之为平衡石。一般认为，“造粉体”可能是根冠细胞中感受重力作用的平衡石或称之为重力传感器。1个造粉体细胞含有10～20个直径为10μm的淀粉粒，植物体内的平衡石分布因器官而异，根部的平衡石在根冠中，而茎部的平衡石分布在维管束周围的1～2层细胞(淀粉鞘)，平衡石在重力影响下，下沉在细胞的底部。试验表明，钙离子在向重力性反应中起着重要的作用。将含有钙离子螫合剂(如EGTA)的琼脂块放在横放玉米根的根冠上，无向重力性反应；如改用含钙离子的琼脂块，则恢复向重力性反应。进一步研究发现，玉米根冠中的钙调素浓度是伸长区的4倍。外施钙调素的抑制剂于根冠，则根丧失向重力性反应。 综上，有人提出向重力性的机理：根横放时，平衡石沉降到细胞下侧的内质网上，产生压力，诱发内质网释放钙离子到细胞质内，钙离子和钙调素结合激活细胞下侧的钙泵和生长素泵，于是细胞下侧积累较多的钙离子和生长素，影响该侧细胞的生长。 知识拓展：淀粉—平衡石假说 【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素 IAA IAA IAA 1.根尖垂直放置时 ① 生长素运往根冠。 ② 淀粉体均匀分布在平衡石细胞底部的内质网上，内质网两侧压力相当，运往根冠的生长素均匀地运往伸长区。 伸长区 根冠 淀粉粒 知识拓展：淀粉—平衡石假说 【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素 29 2.根尖水平放置时 ① 根尖水平放置时，淀粉体沉降到近地侧，该侧内质网压力更大。 ② 压力大的一侧运输更多生长素至伸长区。 ③ 高浓度生长素抑制近地侧根尖生长。 ④ 低浓度生长素促进远地侧根尖生长。根尖向地弯曲。 刺激内质网释放Ca2+到细胞质中，Ca2+和特定蛋白质相结合，激活细胞底部的钙泵和生长素泵，使近地侧积累较多的Ca2+和IAA。 知识拓展：淀粉—平衡石假说 【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素 30 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 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（近地侧浓度高） 重力 根对生长素敏感 根的近地侧生长受抑制 茎的近地侧生长较快 茎对生长素较不敏感 根向地生长 茎背地生长 思考：请根据淀粉—平衡石假说解释根的向地性和茎的背地性产生原因？ 外因：重力引起生长素在植物体内分布不均匀。 内因：根、茎对生长素的敏感程度不同。 提示 【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素 设计实验：验证植物向地性的感受部位在根冠 —减法原理 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 实验步骤： 1.取大小、萌发程度大致相同的刚刚萌发的同种玉米粒若干,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.置于温度适宜的暗室中培养一段时间； 4.观测两组玉米粒根尖是否出现向地弯曲生长。 【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素 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。 设计实验：验证植物向地性的感受部位在根冠 处理 预期结果 对照组 不做处理 有向地性 切去不同长度的根尖端 哪怕仅切掉0.5 mm，根依然失去了向地性 待切去尖端后的根尖重新长出尖端 恢复向地性 【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素 减法原理 加法原理 【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素 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。阅读课本P108，尝试构建三者的关系。 传递信息 器官和个体水平上的变化 细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调 激素的产生、分布 基因适时选择性表达 植物的生长、发育、繁殖、休眠等。 调控 表现 根本原因 【重点突破三】植物生长发育的整体调控 有关原理应用于生产实践 植物生命 调节剂的应用 提高作物产量 减轻人工劳动 1 改善产品品质 植物生命活动的调节 2 3 包 括 环境因素 参与调节 植物激素调节 基因表达调控 影响 影响 影响 分布产生 1 生长素IAA 2 赤霉素GA 3 细胞分裂素CTK 4 脱落酸ABA 5 乙烯ETH 6 油菜素内脂BR …… 光 温度 重力 课堂小结 一起做生物课件 36 一、概念检测 1.种植葡萄时，在打插繁殖、控制枝条生长、提高果实品质等方面都可以使用植物生长调节剂。判断下列有关表述是否正确。 (1) 施用的植物生长调节剂就是植物激素。( ) (2) 施用植物生长调节剂就一定能提高葡萄的产量和品质。 ( ) × × 练习与应用 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。 × √ √ 植物激素 基因表达 环境因素 一、概念检测 练习与应用 1.科学家用红光和红外光依次照射的方法，对一批莴苣种子进行处理，然后置于暗处。一段时间后，这些萬苣种子的发芽情况如下表所示。 由上述实验结果可以得出什么结论? (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，将萬苣种子置于自然光下而不是黑暗条件下，萬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。 二、拓展应用 练习与应用 附加题：菊花属于短日照植物，只有在日照短于10个小时才开花。但现在一年四季我们都可以看到色彩斑斓的菊花。请你结合本节课所学知识，分析调控菊花花期的机制。 原理：通过遮光处理延长黑暗期，促进花芽分化。 ‌ ‌方法：如果想要延迟花期，可以增加光照时间至每天14小时以上；而想要提前花期，则需要减少光照时间至10小时以内。 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？ 可尝试遮光处理！ 二、拓展应用 练习与应用 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 B 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 C 一、选择题 复习与提高 A 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 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 复习与提高 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)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。 赤霉素 复习与提高 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 复习与提高 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。结果如下图所示。 复习与提高 45 (1)对照组的实验结果说明了什么？ (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？ 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。 在干旱条件下，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？ 这些数据支持该观点。植物可以通过地下部分交流信息。 复习与提高 46 (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？ 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。 复习与提高 47 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $