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

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 【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,深化生物与环境相适应的观念 3.举例说明植物生命活动的调节具有复杂性和整体性 【重难点】 1.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。 2.植物生长发育调控的复杂性和整体性。 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？ 重力因素 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？ 光、温度、重力对植物生长发育都有调节作用。 一.光对植物生长发育的调节 资料1 ①少数种子→有光才萌发。 ②有些种子→有光条件下萌发的更好。 ③有些种子→萌发受到光的抑制 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？ 不是，光本身是植物萌发过程中的一种调节因子。 ④研究发现，萌发需要光的种子一般比较小，储藏的营养物质也很少。 结论：光影响种子萌发 一.光对植物生长发育的调节 资料2 ①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。 ②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：光影响植物的颜色和形态建成 一.光对植物生长发育的调节 资料3 菠菜白天长度超13小时才开花 菊、水稻白天短于一定时长才开花 ②有些植物开花与昼夜长短无关。 ①很多植物开花与昼夜长短有关。 黄瓜 向日葵 棉花 结论：光影响植物开花 一.光对植物生长发育的调节 讨论3：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；有关 光周期：是指一日之内光照时间长短的变化，即在白昼与黑夜循环中日照长短的变化。 长日植物 短日植物 日中性植物 在任何日照长度条件下都能开花。 春天开花的植物 如洋葱、甜菜 秋天开花的植物如水稻、棉花 如番茄、番薯等。 每天光期超过临界日长才能开花。 每天光期短于临界日长才能开花。 一.光对植物生长发育的调节 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，能保证正常地繁衍后代，这也是植物对环境的适应。 1、光对植物生长发育的作用 一.光对植物生长发育的调节 (1)光是植物进行__________的____________； (2)光作为一种_____，_____、____植物生长、发育的全过程； 光合作用 能量来源 信号 影响 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？ 植物具有能接受光信号的分子，例如: 光敏色素 2、 植物具有接受光信号的分子——光敏色素（其中的一种） 一.光对植物生长发育的调节 (1) 化学本质: 蛋白质(色素—蛋白复合体) (2) 分布: 植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。 (3) 吸收光的类型: 主要是红光和远红光。 相关信息 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。 3.光调控植物生长发育的反应机制 光敏色素被激活，结构发生变化 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） 表现出生物学效应 光 光敏色素被激活，结构发生变化 信号经过传导，传递到细胞核内 细胞核内特定基因的转录变化 转录 RNA 翻译 蛋白质 表现出生物学效应 照 射 课堂检测 1.某种短日植物开花的临界日长是10小时,在下列甲~丁四个光周期处理中,此短日植物能正常开花的处理是(　　) A.乙 B.丙 C.乙、丙 D.乙、丙、丁 解析:植物的开花实际上与一定时长的连续夜长有关。因为该种短日植物开花的临界日长是10小时,则开花所需的连续夜长需达到14小时,据图分析只有图乙符合要求,此短日植物能正常开花的处理只有图乙,A符合题意。 A 二.参与调节植物生命活动的其他环境因素 1.温度 温带地区，树木年复一年的加粗，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秋冬季：细胞分裂慢、细胞体积小，在树干上形成颜色较深的带。 资料1 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。 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经历一段时期低温之后才能开花。 这种经历低温诱导促使植物开花的作用，称为春化作用。 如：冬小麦、冬大麦、蕙兰等。 冬小麦 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。 二.参与调节植物生命活动的其他环境因素 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 二.参与调节植物生命活动的其他环境因素 1.温度参与植物生长发育的调节的具体表现: (1)随着季节轮回，气温___________，植物_____、_____、______、______，生命活动的节奏追随着季节的步伐。 (2)随着昼夜交替，气温_________，植物的______也会有_______和______之分。 (3)植物的所有生理活动都是在__________________进行； (4)温度可以通过影响____________、____________、__________和__________、_______等生命活动，从而参与调节植物的生长发育。 (5)植物分布的_________很大程度上就是由温度决定的； 周期性变化 发芽 开花 落叶 休眠 午高夜低 代谢 旺盛 缓慢 一定的温度范围内 种子萌发 植株生长 开花结果 叶的衰老 脱落 地域性 二.参与调节植物生命活动的其他环境因素 2.重力参与植物生长发育的调节实例 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 【思考】根的向地生长和茎的背地生长有什么意义呢？ 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，利于吸收阳光进行光合作用。 二.参与调节植物生命活动的其他环境因素 2.重力参与植物生长发育的调节实例 茎的背地性 根的向地性 植物的根、茎中具有_________的物质和细胞，可以将_____信号转换成____________的信号, 造成__________的________，从而调节植物的生长方向； 感受重力 重力 运输生长素 生长素分布 不均衡 二.参与调节植物生命活动的其他环境因素 “淀粉-平衡石假说”，简述重力影响根向地生长的调节机制。 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。 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 对植物生长产生影响 1.“淀粉—平衡石假说”是被普遍承认的一种解释重力对植物生长调节的机制。下列相关说法不正确的是(　　) A.“淀粉体”能将重力信号转化为影响生长素运输方向的信号 B.“淀粉体”的沉降方向和生长素运输的方向相同 C.茎背地生长是因为平衡石细胞使近地一侧生长素分布多,细胞生长快 D.根向地生长是因为平衡石细胞使近地一侧生长素分布少,细胞生长慢 解析:根向地生长是因近地侧生长素浓度过高,抑制细胞生长,而远地侧生长素浓度较低促进生长,D错误。 D 三.植物生长发育的整体调控 植物生长发育的调控，是由基因表达的调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。 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 传递信息 细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调 影响 调控激素产生和分布 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 基因 植物激素 环境因素 相互影响 植物生命活动的调节 光 温度 重力 生长素 细胞分裂素 赤霉素 脱落酸 乙烯 改变分布情况 设计实验，验证植物根向地性的感受部位在根冠 课外实践 二.参与调节植物生命活动的其他环境因素 根冠感受了重力方向后，通过运输物质（生长素）的量影响根尖生长方向。 设计实验，验证植物根向地性的感受部位在根冠 课外实践 二.参与调节植物生命活动的其他环境因素 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 实验组：去除根冠的刚刚萌发玉米种子 对照组：完整的刚刚萌发玉米种子 课外实践 实验设计思路: 1.取10颗大小、萌发程度大致相同的刚刚萌发的同种玉米粒,随机均分为 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；（自变量的处理） 3.置于温度等培养条件均适宜的暗室中培养一段时间； 4.观测两组玉米粒根是否出现向地弯曲生长。 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。 二.参与调节植物生命活动的其他环境因素 （取材，分组，编号） 网络构建 练习与应用(P109) 2. 植物激素 基因表达 环境因素 拓展应用 1.(1)红光促进莴苣种子发芽，远红光抑制莴苣种子发芽。 (2)莴苣种子会发芽，因为自然光包含红光和远红光，莴苣种子对红光更敏感，因此在自然光照射下会发芽。 2.可尝试进行遮光处理。 1. × √ √ 复习与提高(P111) (一) 1.B 2.C 3.A 4.A (二)1.(1)赤霉素。 (2)侧芽生长 分生。 (3)生长素与赤霉素、细胞分裂素。 2.(1)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)这些数据支持该观点。植物可以通过地下部分交流信息。 (4)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。 $