5.4環(huán)境因素參與調(diào)節(jié)植物的生命活動(dòng)課件高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修13

第五章

植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)

第四節(jié)

環(huán)境因素參與調(diào)節(jié)植物的生命活動(dòng)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過(guò)對(duì)光調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育的反應(yīng)機(jī)制的討論和案例分析,運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)解釋光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響。（生命觀念）2.舉例說(shuō)出重力、溫度參與調(diào)節(jié)植物的生命活動(dòng),認(rèn)同生物與環(huán)境相適應(yīng)的觀點(diǎn)。（生命觀念）3.舉例說(shuō)明植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)具有復(fù)雜性和整體性。（科學(xué)思維）問(wèn)題探討1.莖和根的生長(zhǎng)是受哪種因素調(diào)節(jié)的？2.如果將該幼苗橫放在太空中的“天宮二號(hào)”內(nèi)，它的根、莖可能

怎樣生長(zhǎng)？為什么？莖向上生長(zhǎng)是由重力因素調(diào)節(jié)的莖和根很可能會(huì)繼續(xù)橫向生長(zhǎng)；因?yàn)樘罩袔缀鯖](méi)有重力。

種子萌發(fā)后，根向地生長(zhǎng)、莖背地生長(zhǎng)。如果將幼苗橫過(guò)來(lái)，莖會(huì)彎曲向上生長(zhǎng)，根則彎曲向下生長(zhǎng)。光、溫度、重力對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育都有調(diào)節(jié)作用討論：課內(nèi)探究探究點(diǎn)一：光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)任務(wù)一：光在植物生長(zhǎng)發(fā)育中的調(diào)節(jié)作用（1）那些需要光才能萌發(fā)的種子是需要光照給種子萌發(fā)提供能量嗎？萵苣萵苣毛蕊花提示：不是。光參與調(diào)節(jié)許多植物的種子萌發(fā)過(guò)程501

豆芽是在黑暗的環(huán)境中培育的，它的細(xì)胞中不含葉綠素，莖（實(shí)際上很大一部分是下胚軸）比在光下要長(zhǎng)很多。豆芽一旦見(jiàn)光，就會(huì)發(fā)生形態(tài)變化并長(zhǎng)成豆苗。（2）

從豆芽到豆苗，光對(duì)植物的顏色和形態(tài)有什么影響?

光既促進(jìn)葉綠素的合成從而使豆苗變成綠色，也會(huì)影響豆苗的形態(tài)。601光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)

很多植物的開(kāi)花與晝夜長(zhǎng)短有關(guān)。例如，菠菜只有白天長(zhǎng)度超過(guò)13小時(shí)才開(kāi)花；菊、水稻則要在白天短于一定的時(shí)長(zhǎng)才開(kāi)花。當(dāng)然，也有不少植物的開(kāi)花與晝夜長(zhǎng)短沒(méi)有關(guān)系，如黃瓜、棉花、向日葵等。思考:有些植物根據(jù)晝夜長(zhǎng)短“決定”是否開(kāi)花，是哪種環(huán)境因素在起作用?

這與植物激素的分泌有關(guān)系嗎?

是光照時(shí)長(zhǎng)(黑暗時(shí)長(zhǎng))在起作用；與植物激素的分泌有關(guān)。資料3

光在植物生長(zhǎng)發(fā)育中的調(diào)節(jié)作用701（3）種子發(fā)芽，植株生長(zhǎng)、開(kāi)花接受光的調(diào)控，是如何體現(xiàn)植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)的?

萌發(fā)需要光照的種子一般較小，這是對(duì)環(huán)境的適應(yīng)—萌發(fā)后能在立即進(jìn)行光合作用，從而避免在無(wú)光條件下萌發(fā)后“餓死”；植株生長(zhǎng)、開(kāi)花過(guò)程中，跟隨著光照的節(jié)奏，能保證生命活動(dòng)正常進(jìn)行，能保證正常地繁衍后代，這也是植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)。（2）光作為一種信號(hào)，影響、調(diào)控植物生長(zhǎng)、發(fā)育的全過(guò)程。1、光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的作用（1）光是植物進(jìn)行光合作用的能量來(lái)源；思考：植物能夠?qū)庾鞒龇磻?yīng)，表明植物可以感知光信號(hào)，并據(jù)此調(diào)整生長(zhǎng)發(fā)育，那么植物是怎樣感受到光照的呢？任務(wù)二：光敏色素的作用資料1:一些種子(如萵苣)需要在一定光照條件下才能萌發(fā),這類種子稱為需光種子。在研究萵苣種子萌發(fā)時(shí),科研人員利用紅光(R)和遠(yuǎn)紅光(FR)反復(fù)照射進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到如下結(jié)果,照射萌發(fā)率R70R+FR6R+FR+R74R+FR+R+FR6R+FR+R+FR+R76R+FR+R+FR+R+FR7(1):接受光信號(hào)的是什么物質(zhì)?其化學(xué)本質(zhì)是什么?(2):根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,推測(cè)對(duì)萵苣種子萌發(fā)起抑制作用的是哪種光?為什么?(3):實(shí)驗(yàn)為什么選擇紅光照射？(4):光是如何調(diào)控植物的生長(zhǎng)發(fā)育的呢?提示:光敏色素,是一類蛋白質(zhì)(色素—蛋白復(fù)合體)。提示:遠(yuǎn)紅光;萵苣種子在紅光下萌發(fā)率高,但遠(yuǎn)紅光可抵消紅光的作用。提示：光敏色素吸收的是紅光和紅外光。提示:在受到光照射時(shí),光敏色素的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化,這一變化的信息會(huì)經(jīng)過(guò)信息傳遞系統(tǒng)傳導(dǎo)到細(xì)胞核內(nèi),影響特定基因的表達(dá),從而表現(xiàn)出生物學(xué)效應(yīng)。1101植物具有能接受光信號(hào)的分子（如：光敏色素）（3）吸收光的類型：主要是紅光和遠(yuǎn)紅光。（1）化學(xué)本質(zhì)：蛋白質(zhì)（色素-蛋白復(fù)合體）（2）分布：植物的各個(gè)部位，其中在分生組織的細(xì)

胞內(nèi)比較豐富。相關(guān)信息

植物體內(nèi)除了光敏色素，還有感受藍(lán)光的受體?？梢哉J(rèn)為，環(huán)境中的紅光、藍(lán)光，對(duì)于植物的生長(zhǎng)發(fā)育來(lái)說(shuō)，是非常關(guān)鍵的。1201光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)光調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育的反應(yīng)機(jī)制(1)感受信號(hào)：光敏色素被激活，其結(jié)構(gòu)發(fā)生變化(2)傳導(dǎo)信號(hào)：信號(hào)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)導(dǎo)傳遞到細(xì)胞核內(nèi)(3)發(fā)生反應(yīng)：細(xì)胞核內(nèi)特定基因轉(zhuǎn)錄變化(4)表現(xiàn)出生物學(xué)效應(yīng)：相應(yīng)mRNA翻譯出特定蛋白質(zhì)探究點(diǎn)二：參與調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)的其他環(huán)境因素（1）春化作用過(guò)程中，感受低溫的部位分生組織中的RNA和蛋白質(zhì)含量增加，說(shuō)明低溫通過(guò)什么機(jī)制影響植物的開(kāi)花？（2）春化作用對(duì)于植物適應(yīng)所生存的環(huán)境有什么意義？（3）植物對(duì)重力的感受是通過(guò)根冠中的什么細(xì)胞來(lái)實(shí)現(xiàn)的？（4）根尖水平放置時(shí)，平衡石細(xì)胞中的淀粉體會(huì)沿著什么方向沉降？這對(duì)伸長(zhǎng)區(qū)IAA的分布有何影響？提示：低溫通過(guò)影響基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯影響植物的開(kāi)花。提示：這樣可以避免出現(xiàn)在冬季來(lái)臨之前開(kāi)花而無(wú)法正常結(jié)果的情況提示：一類富含“淀粉體”的細(xì)胞，即平衡石細(xì)胞提示：淀粉體會(huì)沿重力方向沉降;導(dǎo)致伸長(zhǎng)區(qū)近地側(cè)IAA濃度高，遠(yuǎn)地側(cè)IAA的濃度低。1402溫帶地區(qū)，樹(shù)木年復(fù)一年的加粗，構(gòu)成一圈圈的年輪，表現(xiàn)出季節(jié)周期性變化。年輪的形成的原因是：在春夏季細(xì)胞分裂快、細(xì)胞體積大，在樹(shù)干上形成顏色較淺的帶；在秋冬季細(xì)胞分裂慢、細(xì)胞體積較小，樹(shù)干上形成顏色較深的帶。（1）樹(shù)木的年輪與季節(jié)的溫度變化有什么直接關(guān)系?年輪的形成是樹(shù)木生長(zhǎng)對(duì)一年中不同時(shí)期環(huán)境溫度反應(yīng)的結(jié)果。探究點(diǎn)二：參與調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)的其他環(huán)境因素1502有些植物在生長(zhǎng)期需要經(jīng)歷一段時(shí)期的低溫之后才能開(kāi)花。這種經(jīng)歷低溫誘導(dǎo)促使植物開(kāi)花的作用，稱為春化作用。冬小麥、冬大麥，蕙蘭等就是這樣。（2）有的植物需要經(jīng)過(guò)春化作用才能開(kāi)花，這對(duì)于它們適應(yīng)所生存的環(huán)境

有什么意義？冬小麥要經(jīng)歷春化作用才能開(kāi)花這樣可以避免出現(xiàn)在冬季來(lái)臨之前開(kāi)花從而無(wú)法正常結(jié)果的情況。

根向地生長(zhǎng)，可以深扎根，利于吸收水分和無(wú)機(jī)鹽；

莖背地生長(zhǎng)，可以將枝條伸向天空，利于吸收陽(yáng)光進(jìn)行光合作用。思考：根的向地生長(zhǎng)和莖的背地生長(zhǎng)有什么意義呢？參與調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)的其他環(huán)境因素1702參與調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)的其他環(huán)境因素作用機(jī)制假說(shuō)：淀粉平衡石假說(shuō)重力方向改變平衡石細(xì)胞中的“淀粉體”會(huì)沿著重力方向沉降引起一系列信號(hào)分子的改變?nèi)缬绊懮L(zhǎng)素的運(yùn)輸，導(dǎo)致生長(zhǎng)素沿著重力刺激的方向不對(duì)稱分布對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生影響

植物對(duì)重力的感受是通過(guò)體內(nèi)一類富含“淀粉體”的細(xì)胞，即平衡石細(xì)胞來(lái)實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證植物向地性的感受部位在根冠根冠感受了重力方向后，通過(guò)運(yùn)輸物質(zhì)（生長(zhǎng)素）的量影響根尖生長(zhǎng)方向。小組活動(dòng)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證植物根向地性的感受部位在根冠提示：取一定數(shù)量的萌發(fā)狀態(tài)相同的種子，均勻分為甲、乙兩組；甲組除去根冠，乙組不做處理，橫放在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)；一段時(shí)間后，觀察根的生長(zhǎng)方向。探究點(diǎn)三：植物生長(zhǎng)發(fā)育的整體調(diào)控（1）如何理解基因表達(dá)、環(huán)境因素、激素調(diào)節(jié)三者之間的關(guān)系？（2）植物生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖、休眠的實(shí)質(zhì)是什么？（3）用恰當(dāng)?shù)姆绞奖硎菊{(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育的環(huán)境因素、植物激素和基因表達(dá)的關(guān)系提示：環(huán)境因素和激素都能作為信號(hào)分子影響基因表達(dá);基因表達(dá)和環(huán)境因素能影響激素的產(chǎn)生和分布。提示：植物響應(yīng)環(huán)境變化，調(diào)控基因表達(dá)和激素的產(chǎn)生、分布，從而引起植物器官和個(gè)體水平變化。2003植物生長(zhǎng)發(fā)育的整體調(diào)控

高等植物是由許多細(xì)胞組成的高度復(fù)雜的有機(jī)體，它的正常生長(zhǎng)發(fā)育需要各個(gè)器官、組