5.4 环境因素参与调节植物的生命活动（知识清单）生物人教版选择性必修1

该高中生物学知识清单系统梳理了环境因素参与调节植物生命活动的知识体系。从光的双重作用（光合作用能源、信号调控生长发育全过程）切入，通过种子萌发、向性生长等实例，结合光敏色素的分布、作用及调控机制，延伸到温度（影响代谢与分布）、重力（向性运动与淀粉-平衡石假说）的调节，最终整合基因、激素、环境共同调控的整体机制。 知识链路按“光的调节→其他环境因素调节→整体调控”逻辑递进，含实例分析、机制解析及光合色素与光敏色素对比辨析，辅以温馨提示和归纳总结。体现生命观念（生物与环境关系）、科学思维（归纳与对比），帮助学生构建完整调节网络，提升理解和应用能力。

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 光对植物生长发育的调节 1．光的作用 (1)光是植物进行光合作用的 。 (2)光也作为一种信号，影响、调控植物 的全过程。 2．实例 (1)光参与调节许多植物 过程。少数植物的种子需要在有光的条件下才能萌发，如烟草和莴苣；有些植物的种子在有光条件下萌发得好一些，如早熟禾、毛蕊花；还有一些植物的种子萌发，则受光的抑制，如洋葱、番茄。 (2)光会使植物的 发生变化，如豆芽。 (3)很多植物的 与昼夜长短有关，如菠菜、菊。 (4)植物的向光性生长。 3．光敏色素 (1)光敏色素的本质： (色素—蛋白复合体)。 (2)光敏色素的分布：分布在植物的各个部位，其中在 的细胞内比较丰富。 (3)光敏色素主要吸收 。 4．光调控植物生长发育的反应机制 在受到光照射时，光敏色素的 会发生变化，这一变化的信息会经过信息传递系统传导到 内，影响 ，从而表现出生物学效应。 参与调节植物生命活动的其他环境因素 1.温度 可以通过影响 、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。此外，植物分布的 很大程度上就是由温度决定的。 2.重力 (1)重力是调节植物生长发育和 的重要环境因素。 (2)植物的根、茎中具有 的物质和细胞，可以将 转换成运输生长素的信号，造成 ，从而调节植物的生长方向。 (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 细胞来实现的。当重力方向发生改变时，平衡石细胞中的“淀粉体”就会沿着 方向沉降，引起植物体内一系列信号分子的改变。 植物生长发育的整体调控 1．植物生长发育的调控，是由 、 和 共同完成的。 2．植物的生长、发育、繁殖、休眠，都处在 的调控之下。 3．激素作为 ，会影响细胞的 ，从而起到调节作用。 4．激素的产生和分布是 的结果，也受到 的影响。 温馨提示 ①光对植物种子萌发的调节实质是光照作为环境信号，调控种子内激素变化以打破休眠，需光种子（如烟草、莴苣）需适宜光照萌发，嫌光种子（如苋菜、菟丝子）则需避光。 ②光对植物茎伸长与株型的调节实质是光信号通过光敏色素等光受体调控细胞伸长分化，弱光使茎细长，强光使茎粗壮，还能抑制植物黄化现象。 ③光对植物开花的调节实质是光通过光敏色素调控开花相关基因表达，长日照植物（如菠菜、大麦）需长于临界日长光照，短日照植物（如菊花、大豆）则需短于临界日长光照。 特别提醒 温度、重力、湿度等环境因素调节植物生命活动的原因：温度影响酶的活性与植物代谢速率，重力可引发植物器官产生向性运动，各类环境因素共同调控植物激素分布与基因表达，进而调控植物生长、开花、结果及休眠等生命活动。 归纳总结 植物生长发育整体调控的原因：植物生长发育受基因选择性表达、激素调节和环境因素共同影响，三者相互配合协调统一，共同调控植物生长、发育、繁殖等全部生命活动。 光在植物生长发育中的调节作用 1.光在种子萌发中的作用：有些植物种子的萌发需要光照，这些种子叫需光种子，如莴苣、烟草等植物的种子。 2.光对植物颜色的影响：叶绿素的合成需要光，大部分种子在黑暗中萌发，刚长出的幼苗叶片中缺乏叶绿素，表现为“黄化苗”。 3.光在植物营养生长期的作用：光能消除黄化现象，使叶伸长，茎节间变短；使植物根、茎、叶正常分化。 4.光在植物开花中的作用：很多植物的开花与日照长度有关，白天和黑夜的相对长度叫光周期，光周期作为植物的定时器或启动器，启动植物体内的光受体，影响植物开花。 5.光对植物形态的影响：单侧光照射使向光侧的生长素向背光侧转移，导致背光侧生长较快，从而使植株向光弯曲生长。 6.光在植物休眠中的作用：光周期可诱导植物进入休眠。 ①从秋季到冬季，随着日照长度的缩短，植物体内产生脱落酸，脱落酸使植物器官脱落，植物进入休眠。 ②从春季到夏季，日照长度逐渐延长，长日照诱导植物体内产生赤霉素，赤霉素使植物解除休眠，进行生长和发育。 光调控植物生长发育的机制 植物体内存在一种能吸收红光和远红光的色素蛋白，称为光敏色素。光敏色素有两种可以相互转化的构象——红光吸收型(Pr)和远红光吸收型(Pfr)。 红光吸收型(Pr)远红光吸收型(Pfr) 在接收红光信号后，光敏色素的空间结构会发生变化，将核定位序列暴露出来，经细胞内的信号转导，大多数光敏色素进入细胞核，调控特定基因的表达，从而表现出生物效应。此外，一些光敏色素在细胞质内也可能起重要作用。经信号转导引发快速的化学反应。 除了光敏色素介导的红光反应外，科学家还发现了蓝光反应。响应蓝光的是蓝光受体，蓝光受体有隐花色素和向光素两种。有些植物的开花与隐花色素有关，植物的向光性生长与向光素有关。 辨析光合色素和光敏色素 1.化学本质不同。绿色植物的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，不是蛋白质；光敏色素是由色素参与组成的一种蛋白质复合体。 2.接收光照有本质区别。光合色素能吸收并转化光能储存在有机物中，是自然界各种生物的能量和物质基础；光敏色素是光的受体，光仅是一种信号，被接收后经信息传递系统传导到细胞核，影响基因表达，从而达到调节植物的生长发育的目的。 3.分布不同。光合色素主要分布在叶肉细胞的叶绿体中，光敏色素分布在植物的各个器官中，尤其在分生组织细胞中更多，如胚芽鞘尖端、根尖等。 4.合成条件不同。光是叶绿素合成的必要条件，黑暗培养的黄化苗不含叶绿素，但黄化幼苗的光敏色素比绿色幼苗多20～100倍。 春化作用与植物的生长 1.植物花的形成除了内部发育因素，还受外界环境条件的严格调控，主要是春化和光周期。 2.低温诱导植物开花的形成，称为春化作用。成花受低温影响的植物，主要是一些二年生植物(如芹菜、萝卜、白菜、葱、蒜、天仙子等)和一些冬性一年生植物(如冬小麦、冬黑麦等)。 3.在春化过程结束前，如遇高温，低温效果就会削弱或消除，这种现象称为脱春化作用。冬季气温过高会导致小麦减产就是这个道理。 4.春化形成的刺激物质称春化素，利用春化植株的叶片同种嫁接，使没经过春化的植株开花，证明了春化素的存在。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 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 光对植物生长发育的调节 1．光的作用 (1)光是植物进行光合作用的能量来源。 (2)光也作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。 2．实例 (1)光参与调节许多植物种子萌发过程。少数植物的种子需要在有光的条件下才能萌发，如烟草和莴苣；有些植物的种子在有光条件下萌发得好一些，如早熟禾、毛蕊花；还有一些植物的种子萌发，则受光的抑制，如洋葱、番茄。 (2)光会使植物的形态发生变化，如豆芽。 (3)很多植物的开花与昼夜长短有关，如菠菜、菊。 (4)植物的向光性生长。 3．光敏色素 (1)光敏色素的本质：蛋白质(色素—蛋白复合体)。 (2)光敏色素的分布：分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。 (3)光敏色素主要吸收红光和远红光。 4．光调控植物生长发育的反应机制 在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应。 参与调节植物生命活动的其他环境因素 1.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。此外，植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。 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。 (2)植物的根、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，造成生长素分布不均衡，从而调节植物的生长方向。 (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。当重力方向发生改变时，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。 植物生长发育的整体调控 1．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。 2．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。 3．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。 4．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。 温馨提示 ①光对植物种子萌发的调节实质是光照作为环境信号，调控种子内激素变化以打破休眠，需光种子（如烟草、莴苣）需适宜光照萌发，嫌光种子（如苋菜、菟丝子）则需避光。 ②光对植物茎伸长与株型的调节实质是光信号通过光敏色素等光受体调控细胞伸长分化，弱光使茎细长，强光使茎粗壮，还能抑制植物黄化现象。 ③光对植物开花的调节实质是光通过光敏色素调控开花相关基因表达，长日照植物（如菠菜、大麦）需长于临界日长光照，短日照植物（如菊花、大豆）则需短于临界日长光照。 特别提醒 温度、重力、湿度等环境因素调节植物生命活动的原因：温度影响酶的活性与植物代谢速率，重力可引发植物器官产生向性运动，各类环境因素共同调控植物激素分布与基因表达，进而调控植物生长、开花、结果及休眠等生命活动。 归纳总结 植物生长发育整体调控的原因：植物生长发育受基因选择性表达、激素调节和环境因素共同影响，三者相互配合协调统一，共同调控植物生长、发育、繁殖等全部生命活动。 光在植物生长发育中的调节作用 1.光在种子萌发中的作用：有些植物种子的萌发需要光照，这些种子叫需光种子，如莴苣、烟草等植物的种子。 2.光对植物颜色的影响：叶绿素的合成需要光，大部分种子在黑暗中萌发，刚长出的幼苗叶片中缺乏叶绿素，表现为“黄化苗”。 3.光在植物营养生长期的作用：光能消除黄化现象，使叶伸长，茎节间变短；使植物根、茎、叶正常分化。 4.光在植物开花中的作用：很多植物的开花与日照长度有关，白天和黑夜的相对长度叫光周期，光周期作为植物的定时器或启动器，启动植物体内的光受体，影响植物开花。 5.光对植物形态的影响：单侧光照射使向光侧的生长素向背光侧转移，导致背光侧生长较快，从而使植株向光弯曲生长。 6.光在植物休眠中的作用：光周期可诱导植物进入休眠。 ①从秋季到冬季，随着日照长度的缩短，植物体内产生脱落酸，脱落酸使植物器官脱落，植物进入休眠。 ②从春季到夏季，日照长度逐渐延长，长日照诱导植物体内产生赤霉素，赤霉素使植物解除休眠，进行生长和发育。 光调控植物生长发育的机制 植物体内存在一种能吸收红光和远红光的色素蛋白，称为光敏色素。光敏色素有两种可以相互转化的构象——红光吸收型(Pr)和远红光吸收型(Pfr)。 红光吸收型(Pr)远红光吸收型(Pfr) 在接收红光信号后，光敏色素的空间结构会发生变化，将核定位序列暴露出来，经细胞内的信号转导，大多数光敏色素进入细胞核，调控特定基因的表达，从而表现出生物效应。此外，一些光敏色素在细胞质内也可能起重要作用。经信号转导引发快速的化学反应。 除了光敏色素介导的红光反应外，科学家还发现了蓝光反应。响应蓝光的是蓝光受体，蓝光受体有隐花色素和向光素两种。有些植物的开花与隐花色素有关，植物的向光性生长与向光素有关。 辨析光合色素和光敏色素 1.化学本质不同。绿色植物的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，不是蛋白质；光敏色素是由色素参与组成的一种蛋白质复合体。 2.接收光照有本质区别。光合色素能吸收并转化光能储存在有机物中，是自然界各种生物的能量和物质基础；光敏色素是光的受体，光仅是一种信号，被接收后经信息传递系统传导到细胞核，影响基因表达，从而达到调节植物的生长发育的目的。 3.分布不同。光合色素主要分布在叶肉细胞的叶绿体中，光敏色素分布在植物的各个器官中，尤其在分生组织细胞中更多，如胚芽鞘尖端、根尖等。 4.合成条件不同。光是叶绿素合成的必要条件，黑暗培养的黄化苗不含叶绿素，但黄化幼苗的光敏色素比绿色幼苗多20～100倍。 春化作用与植物的生长 1.植物花的形成除了内部发育因素，还受外界环境条件的严格调控，主要是春化和光周期。 2.低温诱导植物开花的形成，称为春化作用。成花受低温影响的植物，主要是一些二年生植物(如芹菜、萝卜、白菜、葱、蒜、天仙子等)和一些冬性一年生植物(如冬小麦、冬黑麦等)。 3.在春化过程结束前，如遇高温，低温效果就会削弱或消除，这种现象称为脱春化作用。冬季气温过高会导致小麦减产就是这个道理。 4.春化形成的刺激物质称春化素，利用春化植株的叶片同种嫁接，使没经过春化的植株开花，证明了春化素的存在。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $