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、重力等）对植物生命活动的调节，涵盖光的调控作用、温度影响及重力调节机制，最终整合基因表达、激素与环境因素的整体调控。通过问题探讨导入，以资料分析、讨论为支架，衔接光信号转导、温度适应实例及重力调节机理，构建完整知识脉络。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，如通过对比生长素与光调控途径培养分析能力，设计根冠切除实验验证根向地性感受部位。体现生命观念中的适应观，如种子萌发对光的适应意义。资料含习题巩固与课堂小结，助力学生理解抽象概念，提升探究能力，也为教师提供结构化教学资源，提高教学效率。

第4节 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： 环境因素：单侧光 环境因素：重力 温度、水肥、土壤等 还有哪些环境因素影响植物的生命活动？ 对于植物来说，光只是起提供能量的作用吗？ 【问题探讨】 这些环境因素是如何影响植物的生命活动的？ 学 2 资料1 ②有些种子→有光条件下萌发的更好。 ③有些种子→萌发受光的抑制 讨论1：那些需要光才萌发的种子是需要 光照给种子萌发提供能量吗？ 光本身是植物萌发过程中的一种调节因子 结论：光影响种子萌发 ①少数种子→有光才萌发。 一、光在植物生长发育中的调节作用 讨论: 资料2 豆芽是在黑暗的环境中培育的，它的细胞中不含有叶绿素，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。 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：光影响植物的形态建成 4 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？ 是光照时长(黑暗时长)在起作用；与植物激素的分泌有关。 资料3 很多植物的开花与昼夜长短有关。 菠菜 白天长度超过13小时才开花 白天短于一定时长才开花 黄瓜 向日葵 棉花 不少植物的开花与昼夜长短无关 结论：光影响植物开花 长日照植物 短日照植物 日中性植物 5 【拓展应用】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 ，促进花芽分化。 ‌方法：如果想要延迟花期，可以 光照时间至每天14小时以上；而想要提前花期，则需要 光照时间至10小时以内。 增加 遮光处理延长黑暗期 减少 萌发需要光照的种子一般较小，这是对环境的适应一一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，这也是植物对环境的适应。 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？ 7 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； ②光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。 在自然界中，种子萌发，植株生长、开花、衰老等等，都会受到光的调控。植物的向光性生长，实际上也是植物对光刺激的反应。 植物是怎样感受到光照的呢？ 植株 生长 开花 衰老 种子 萌发 均受到 光的调控 2. 植物具有接受光信号的分子——光敏色素(其中的一种) ①化学本质: ② 分布: ③吸收光的类型: 蛋白质(色素—蛋白复合体) 植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。 主要是红光和远红光。 Pr Pfr 远红光 （生理失活型） （生理激活型） 生理失活型 生理激活型 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。 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 3、光调控植物生长发育的反应机制 (1)感受信号：光敏色素被激活， 结构发生变化 (2)传导信号：信号经过信息传递 系统传导细胞核内 (3)发生反应：细胞核内特定基因 转录变化 (4)表现出生物学效应： 相mRNA翻译出特定蛋白质 SZ-LWH SZ-LWH 生长素 生长素受体 信号转导 基因表达 生物学效应 环境或 生理信号 受体 信号转导 基因表达 生物学效应 光 光敏色素 信号转导 基因表达 生物学效应 比较： 1.判断 (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(　　) × √ √ 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 B 习题巩固 二、参与调节植物生命活动的其他环境因素 温度和重力因素是如何参与植物生命活动的调节的呢？ 1.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： 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。 宽带 细带 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。 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。 冬小麦 蕙兰 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？ 这样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，你还能举出吗？ 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。 保卫细胞 气孔张开 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。 植物所有生理活动都是在一定的温度范围内进行。 参与调节植物的生长发育 影 响 植株 生长 开花结果 叶的衰老脱落 种子 萌发 温度 主要是通过对 的影响带来的 酶活性 1.温度参与植物生长发育的调节 西双版纳热带雨林 温带常绿阔叶林 落叶阔叶林 针叶林 植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。 习题巩固 1.(江苏盐城2024高二上月考)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间的低温诱导之后 才能开花的现象叫作春化作用 C.温度可以通过影响种子萌发和植株生长、开花、结果等 生命活动参与调节植物的生长发育 D.温度、光照等环境因素对植物激素的合成无影响 D SZ-LWH SZ-LWH 年轮形成的原因是春夏季节细胞分裂快、细胞体积大，在树干上形成颜色较浅的带；在秋 冬季节，细胞分裂慢、细胞体积小，在树干上形成了颜色较深的带，A正确。一些植物在生长期 需要经历一段时期的低温诱导之后才能开花的现象叫作春化作用，如冬小麦，B正确。随着季节 轮回，气温发生周期性变化，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， 说明温度可以通过影响种子萌发和植株生长、开花、结果等生命活动参与调节植物的生长发育， C正确。光照、温度等环境因子的变化，会影响植物体内植物激素的合成，D错误。 19 种子萌发后，根向地生长。如果将幼苗横过来，茎会弯曲向上生长，根则弯曲向下生长。 1.茎和根的生长是受哪种因素调节的？ 重力 根和茎很可能会继续横向生长，因为太空中几乎没有重力。 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？ 3.根的向地生长和茎的背地生长对植物生长发育有什么意义？ 根向地生长，可以深扎根，利于 ； 茎背地生长，可以将枝条伸向天空，利于吸收 。 吸收水分和无机盐 阳光进行光合作用 重力是调节植物__________和___________的重要环境因素 生长发育 形态建成 2.重力对植物生长发育的调节 20 调节机理 根的向地性、茎的背地性 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 2.重力对植物生长发育的调节 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 ①根对生长素敏感，浓度高抑制生长； ②茎对生长素不敏感，浓度高促进生长。 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 植物生长产生影响 机理： ①垂直时淀粉体对平衡石细胞底部内质网压力均等， ②水平时不均等。 （2）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。 IAA IAA IAA Ⅰ.根尖垂直放置时 ① 生长素运往根冠。 ② 根尖垂直放置时，淀粉体 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 地运往伸长区。 伸长区 根冠 淀粉粒 均匀 均匀 Ⅱ.根尖水平放置时 ① 根尖水平放置时，淀粉体沉降到 侧，该侧内质网压力更 。 ② 压力大的一侧运输更多 至伸长区（近地侧） ③ 高浓度生长素 近地侧根尖生长。 ④ 低浓度生长素 远地侧根尖生长。根尖向地弯曲。 近地 大 生长素 抑制 促进 1.(2024·临沂模拟)研究表明：根横放时，根冠平衡石细胞中的淀粉体会沉降到细胞下侧，诱发内质网释放Ca2＋到细胞质内，与钙调素结合激活细胞下侧的钙泵和生长素泵，于是细胞下侧积累过多Ca2＋和生长素，影响该侧细胞生长。下列叙述错误的是(　 ) A.重力、生长素、Ca2＋都属于植物生长发育的信号 B.重力信号通过淀粉体经过一系列变化 最终转变成运输Ca2＋和生长素的信号 C.倒伏玉米的根部细胞内淀粉体影响生长素横向运输， 促进根部近地侧细胞生长 D.太空微重力下，玉米根部生长素仍能进行极性运输，但根生长失去向地性 习题巩固 C 由题干可知，重力、生长素、Ca2＋影响细胞生长，因此都属于植物生长发育的信号，A正确； 由题可知，平衡石细胞中的淀粉体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，说明重力信号通过淀粉体经过一系列变化最终转变成运输Ca2＋和生长素的信号，B正确； 倒伏玉米的根部细胞内淀粉体下沉在细胞近地侧，诱发内质网释放Ca2＋到细胞质内，Ca2＋与钙调素结合后活化生长素泵，使根近地侧积累较多的生长素，由于根对生长素敏感，抑制根部近地侧细胞生长，C错误； 太空微重力环境下，玉米根部生长素仍能进行极性运输，但玉米根部的生长素不能横向运输，根失去向地生长特性，D正确。 26 植物生长发育的调控，是由 、__________ 和_______________共同完成的。 基因表达调控 激素调节 环境因素调节 植物生长发育 基因表达调控 激素 调节 环境因素调节 植物细胞里储存着全套基因 基因适时选择性表达 植物的生长、发育、繁殖、休眠等。 调控 激素是信息分子 影响 调控激素产生和分布 传递信息 细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调 环境变化 植物响应 调控基因表达以及激素的产生、分布 器官和个体水平上的变化 三、植物生长发育的整体调控 根据影响植物生长发育的三个因素之间的关系，构建概念关系图。 环境因素 植物激素 基因表达 影响分布 影响表达 影响产生和分布 影响表达 习题巩固 1.(2024·成都模拟)下图表示基因表达、激素和环境因素三者对植物生长发育的调控关系。下列说法不正确的是(　 ) A.植物的生长发育是多种a相互协调共同作用的结果 B.图中a的产生和分布同时受到b的调控和c的影响 C.赤霉素使未发芽的大麦种子产生α-淀粉酶体现了a对b的影响 D.根尖生长素在重力的刺激下发生极性运输体现c改变a的分布 D 图中a表示植物激素，植物的生长发育是多种激素相互协调共同作用的结果，A正确； 激素的产生和分布是b(基因表达)调控的结果，也受到c(环境因素)的影响，B正确； 赤霉素调控未发芽的大麦种子α-淀粉酶基因表达从而产生α-淀粉酶体现了a对b的影响，C正确； 根尖生长素的极性运输(一种主动运输)不受重力影响，故不能体现c改变a的分布，D错误。 29 2.植物的生长发育是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。下列有关说法正确的是( ) A.植物体内的光敏色素主要吸收红光和蓝紫光 B.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 C.植物根中具有感受重力的物质和细胞，可以将重力信号直接转换成生长素 D.冬小麦需经历低温诱导才能开花结实说明开花结实与植物体内的激素无关 B 习题巩固 30 研究表明，植物的根是靠根冠中的细胞感受重力，从而引起根的向地生长。我们能否设计实验进行验证？ 自变量: 因变量: 是否有根冠 根是否出现向地生长 可采用切除根冠的方法进行处理 观察玉米根尖是否向下弯曲生长 【设计实验】验证植物根向地性的感受部位在根冠 预期结果、 得出结论: 1.取材分组编号： 2.对照处理： 3.进行培养： 4.观察记录： 取8颗大小、萌发程度相同的刚萌发的玉米粒, 随机分成数量相同的A、B两组。 A组：去除玉米粒根冠 B组：不作处理 分别放在两个含有湿棉花的培养皿中。 置于温度适宜的暗室中培养一段时间。 观测两组玉米粒根尖是否出现向地弯曲生长 若A组玉米根尖不向地弯曲,B组均向地弯曲生长, 即可证明植物根向地性的感受部位在根冠。 实验思路: A B 发芽的玉米粒 组别 处理 预期结果 对照组 实验组1 实验组2 减法原理 加法原理 以上实验设计应用了什么实验原理呢？ 实验：验证植物根的向地性感受部位在根冠 已有的研究表明，植物的根是靠根冠中的细胞感受重力，从而引起根的向地生长。真的是这样吗？我们能否设计实验进行验证？ 自变量: 是否有根冠 因变量: 根是否出现向地生长 不做处理 有向地性 切去根冠 失去向地性 待切去尖端后的 根尖重新长出尖端 恢复向地性 33 课堂小结 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) 它的生长发育受基因表达的调控。 ( ) 一、概念检测 教材P109 × √ √ 练习与应用 课后练习 1. 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。 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？ 植物激素 基因表达 环境因素 可尝试遮光处理！ 练习与应用 二、拓展应用 3.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，这些莴苣种子的发芽情况如下表所示。 （1）由上述实验结果可以得出什么结论? （2）萬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？ 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。 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 复习与提高 一、选择题 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 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 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 （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。 侧芽生长 分生 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）。 复习与提高 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 （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 （4）在对6号植株进行干旱诱导后1h，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 $