環(huán)境因素參與調(diào)節(jié)植物的生命活動(dòng)課件-2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修1

5.4環(huán)境因素參與調(diào)節(jié)植物的生命活動(dòng)選擇性必修1第5章植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)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)。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、莖可能會(huì)怎樣生長(zhǎng)？為什么？問(wèn)題探討討論重力橫向生長(zhǎng)因?yàn)樘罩袔缀鯖](méi)有重力。本節(jié)聚焦●光是怎樣調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育的？●溫度、重力等環(huán)境因素是怎樣參與調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育的？●植物接受環(huán)境因素的調(diào)節(jié)有什么適應(yīng)意義？“問(wèn)題探討”中的實(shí)例說(shuō)明，高等植物的生長(zhǎng)發(fā)育是受環(huán)境因素調(diào)節(jié)的。光、溫度、重力對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)作用尤為重要。思考：植物的生命活動(dòng)會(huì)受到哪些因素影響？生命活動(dòng)調(diào)節(jié)的普遍模式：刺激—感應(yīng)—響應(yīng)—調(diào)節(jié)意義：維持穩(wěn)態(tài)、適應(yīng)環(huán)境一、光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)光是植物進(jìn)行光合作用的能量來(lái)源。對(duì)于植物來(lái)說(shuō)，光只是起提供能量的作用嗎？思考.討論光在植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)資料1少數(shù)植物（如煙草和萵苣）的種子需要在有光的條件下才能萌發(fā)，有些植物（如早熟禾、毛蕊花）的種子在有光條件下萌發(fā)得好一些，還有一些植物（如洋蔥、番茄）的種子萌發(fā)，則受光的抑制。研究發(fā)現(xiàn)，萌發(fā)需要光的種子一般較小，儲(chǔ)藏的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也很少。結(jié)論1：光參與調(diào)節(jié)許多植物的種子萌發(fā)過(guò)程思考.討論光在植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)資料2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。結(jié)論2：光影響植物的顏色和形態(tài)建成。綠豆芽無(wú)光條件黑豆苗有光條件資料3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.討論光在植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)結(jié)論3：植物開(kāi)花與光照時(shí)長(zhǎng)有關(guān)。短日照植物（多秋季開(kāi)花）起源于低緯度地區(qū)，而長(zhǎng)日照植物（多春末夏初開(kāi)花）則起源于高緯度地區(qū)。將長(zhǎng)日照植物移栽到赤道地區(qū)一般很難開(kāi)花；將短日照植物移栽在高緯度地區(qū)也很難開(kāi)花。補(bǔ)充討論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？2．從豆芽到豆苗，光對(duì)植物的顏色和形態(tài)有什么影響？3．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？不是光既促進(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)。有光照時(shí)長(zhǎng)(黑暗時(shí)長(zhǎng))4．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”；植株在生長(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，能保證正常地繁行后代，這也是植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)。在自然界中，種子萌發(fā)，植株生長(zhǎng)、開(kāi)花、衰老，等等，都會(huì)受到光的調(diào)控。植物的向光性生長(zhǎng)，實(shí)際上也是植物對(duì)光刺激的反應(yīng)。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。光影響植物的生長(zhǎng)方向光敏色素是感光分子胚芽鞘尖端感光，生長(zhǎng)素發(fā)生橫向運(yùn)輸，生長(zhǎng)素分布不均等，使得尖端以下部位向光側(cè)生長(zhǎng)慢，背光側(cè)生長(zhǎng)快胚芽鞘的向光性相關(guān)信息光敏色素主要吸收紅光和遠(yuǎn)紅光。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。遠(yuǎn)紅光是紅光里波長(zhǎng)最長(zhǎng)的。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？科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，植物具有能接受光信號(hào)的分子，光敏色素是其中的一種。光敏色素是一類(lèi)蛋白質(zhì)（色素—蛋白復(fù)合體），分布在植物的各個(gè)部位，其中在分生組織的細(xì)胞內(nèi)比較豐富。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)（圖5-12）。二、參與調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)的其他環(huán)境因素除了光，溫度、重力等環(huán)境因素也會(huì)參與調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育。溫度和重力因素是如何參與植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)的呢？思考.討論溫度參與植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)溫帶地區(qū)，樹(shù)木年復(fù)一年地加粗，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。思考.討論溫度參與植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)熱帶雨林地區(qū)的樹(shù)木，往往沒(méi)有年輪冬小麥9-10月播種，經(jīng)過(guò)冬天后，來(lái)年春天開(kāi)花夏天結(jié)果。攝于2023.2.1冬小麥要經(jīng)歷春化作用才能開(kāi)花低溫誘導(dǎo)促使植物開(kāi)花的作用，稱(chēng)為春化作用。意義：避免在秋季開(kāi)花。攝于2023.3.19思考.討論溫度參與植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)討論1．樹(shù)木的年輪與季節(jié)的溫度變化有什么直接關(guān)系？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？3．關(guān)于溫度參與調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育的實(shí)例，你還能舉出一些嗎？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。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。溫度隨著季節(jié)輪回、氣溫周期性變化，植物發(fā)芽、開(kāi)花、落葉、休眠，生命活動(dòng)的節(jié)奏追隨著季節(jié)的步伐。隨著晝夜交替，氣溫午高夜低，植物的代謝也會(huì)有旺盛和緩慢之分。植物的所有生理活動(dòng)都是在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，溫度可以通過(guò)影響種子萌發(fā)、植株生長(zhǎng)、開(kāi)花結(jié)果和葉的衰老、脫落等生命活動(dòng)，從而參與調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育。此外，植物分布的地域性很大程度上就是由溫度決定的。重力重力是調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育和形態(tài)建成的重要環(huán)境因素。本節(jié)“問(wèn)題探討”里所提到的植物根向地、莖背地生長(zhǎng)，就是在重力的調(diào)節(jié)下形成的。那么，植物是如何對(duì)“上下”作出反應(yīng)的呢？原來(lái)，植物的根、莖中具有感受重力的物質(zhì)和細(xì)胞，可以將重力信號(hào)轉(zhuǎn)換成運(yùn)輸生長(zhǎng)素的信號(hào)，造成生長(zhǎng)素分布的不均衡，從而調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)方向。重力影響根的生長(zhǎng)方向原因：①生長(zhǎng)素在近地側(cè)分布多于遠(yuǎn)地側(cè)②重力使生長(zhǎng)素沉降？結(jié)論：植物根具有向地性意義：充分扎入土壤吸收物質(zhì)根尖的結(jié)構(gòu)根冠：根尖頂端分生區(qū)：細(xì)胞分裂伸長(zhǎng)區(qū)：細(xì)胞伸長(zhǎng)根毛區(qū)：吸收物質(zhì)向地性的原因①根冠存在一種感受重力的分子或結(jié)構(gòu)②引起生長(zhǎng)素的重新分布，分布不均的生長(zhǎng)素傳遞到伸長(zhǎng)區(qū)后，使根出現(xiàn)向地性①光敏色素是感光分子②胚芽鞘尖端感光，生長(zhǎng)素發(fā)生橫向運(yùn)輸，生長(zhǎng)素分布不均等，使得尖端以下部位向光側(cè)生長(zhǎng)慢，背光側(cè)生長(zhǎng)快胚芽鞘的向光性根的向地性旁欄思考根的向地生長(zhǎng)和莖的背地生長(zhǎng)有什么意義呢？根向地生長(zhǎng)，可以深扎根，利于吸收水分；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。淀粉——平衡石1、淀粉體2、平衡石細(xì)胞3、淀粉體會(huì)隨著重力沉降“淀粉——平衡石”假說(shuō)感知重力方向的機(jī)理機(jī)理：垂直時(shí)淀粉體對(duì)平衡石細(xì)胞底部?jī)?nèi)質(zhì)網(wǎng)壓力均等，水平時(shí)不均等。向地性的機(jī)理——根尖垂直放置時(shí)向地性的機(jī)理——根尖水平放置時(shí)三、植物生長(zhǎng)發(fā)育的整體調(diào)控課外實(shí)踐設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證植物根向地性的感受部位在根冠已有的研究表明，植物的根是靠根冠中的細(xì)胞感受重力，從而引起根的向地生長(zhǎng)。真的是這樣嗎？我們也可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。為驗(yàn)證到底是否是根冠感受重力，引起根的向地生長(zhǎng)，應(yīng)該怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)組、對(duì)照組？提示：實(shí)驗(yàn)可以用剛剛萌發(fā)的玉米粒（實(shí)際上是穎果，農(nóng)業(yè)上稱(chēng)為種子）為材料。為便于觀察，可在培養(yǎng)皿中鋪上濕棉花，將剛萌發(fā)的玉米粒放在其中培養(yǎng)。課外實(shí)踐設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證植物根向地性的感受部位在根冠減法原理處理預(yù)期結(jié)果切去不同長(zhǎng)度的根尖端哪怕僅切掉0.5mm，根依然失去了向地性硝酸銀灼燒根尖結(jié)果類(lèi)似課外實(shí)踐設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證植物根向地性的感受部位在根冠加法原理處理預(yù)期結(jié)果待切去尖端后的根尖重新長(zhǎng)出尖端恢復(fù)向地性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明根冠通過(guò)某種物質(zhì)影響伸長(zhǎng)區(qū)生長(zhǎng)大頭針固定蠶豆幼苗，水平放置90min注：通常，從水平放置到發(fā)生彎曲需要幾小時(shí)根尖均向下彎曲生長(zhǎng)結(jié)論：水平放置時(shí)，根尖產(chǎn)生了某種“指令”（物質(zhì)）影響了伸長(zhǎng)區(qū)生長(zhǎng)。練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測(cè)1．一顆小小的望天樹(shù)種子可以生長(zhǎng)發(fā)育成參天大樹(shù)。判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）它的生長(zhǎng)發(fā)育完全由植物激素控制。（）（2）調(diào)控它生長(zhǎng)發(fā)育的環(huán)境因素有光照、溫度、重力等。（）（3）它的生長(zhǎng)發(fā)育受基因表達(dá)的調(diào)控。（）×√√2．請(qǐng)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。練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測(cè)練習(xí)與應(yīng)用二、拓展應(yīng)用1．科學(xué)家用紅光和紅外光依次照射的方法，對(duì)一批萵苣種子進(jìn)行處理，然后置于暗處。一段時(shí)間后，這些萵苣種子的發(fā)芽情況如下表所示。（1）由上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出什么結(jié)論？（2）萵苣種子對(duì)紅光的反應(yīng)遠(yuǎn)比紅外光敏感，如果經(jīng)過(guò)紅光和紅外光處理后，將萵苣種子置于自然光下而不是黑暗條件下，萵苣種子的發(fā)芽情況會(huì)如何？紅光促進(jìn)萵苣種子發(fā)芽，紅外光抑制萵苣種子發(fā)芽。萵苣種子會(huì)發(fā)芽，因?yàn)樽匀还獍t光和紅外光，萵苣種子對(duì)紅光更敏感，因此在自然光照射下會(huì)發(fā)芽。2．曇花一般夜間開(kāi)花，受晝夜交替節(jié)律的影響。如果要讓曇花白天開(kāi)花，可嘗試采取哪些措施。練習(xí)與應(yīng)用二、拓展應(yīng)用可嘗試進(jìn)行遮光處理。科學(xué).技術(shù).社會(huì)調(diào)控花期創(chuàng)造美好生活花開(kāi)花落、花季易逝，而再待花開(kāi)有時(shí)需要靜候一年。落花的無(wú)奈，會(huì)引發(fā)詩(shī)人莫名的傷感；守望花開(kāi)，也成為世人美好的期待。那么，能不能人工調(diào)節(jié)花期，使得植物按照人的意愿來(lái)開(kāi)花呢？菊花本在秋天開(kāi)放，但現(xiàn)在一年四季，你都可以看到色彩斑斕的菊花了，這就是花期調(diào)控技術(shù)的應(yīng)用。人工控制花期，可以使得植物提前或延后開(kāi)花，可以讓花卉趕上節(jié)日放。這樣，既可以滿足人們節(jié)日期間對(duì)花卉的巨大需求，也可以為培育花卉的企業(yè)帶來(lái)可觀的收益。月季花大而艷麗，是很好的園林花卉，但是夏季的高溫會(huì)影響月季的花芽分化，因此，月季在夏季開(kāi)的花就比較少。在科學(xué).技術(shù).社會(huì)調(diào)控花期創(chuàng)造美好生活2008年北京奧運(yùn)會(huì)期間，雖然正值夏季，園林技術(shù)人員卻有辦法讓北京城區(qū)月季在奧運(yùn)會(huì)期間連續(xù)盛開(kāi)，為北京奧運(yùn)增色不少。改變植物的花期，除給人們帶來(lái)視覺(jué)的享受之外，還可讓一些水果提前或延后上市，錯(cuò)峰生產(chǎn)，延長(zhǎng)人們享受新鮮水果的時(shí)間。例如，對(duì)火龍果植株進(jìn)行夜間補(bǔ)光照射，可促使其提前開(kāi)花。人工控制花期主要的途徑有溫度處理、光照處理、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理及栽培措施處理等四種。利用溫度調(diào)控促進(jìn)花芽發(fā)育或抑制花芽發(fā)育等措施，可以起到提早或延遲花期的作用。利用控制光照時(shí)間長(zhǎng)短、施用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等措施，也可以達(dá)到同樣的效果。通過(guò)調(diào)節(jié)花卉的種植期，采用適當(dāng)?shù)男藜?、摘心、水肥控制等措施，也可有效地調(diào)控花期。1．園林工人為使灌木圍成的綠籬長(zhǎng)得茂密、整齊，需要對(duì)綠籬定期修剪，其目的是（）A．抑制側(cè)芽生長(zhǎng)B．抑制頂端優(yōu)勢(shì)C．抑制向光性生長(zhǎng)D．抑制其開(kāi)花結(jié)果復(fù)習(xí)與提高一、選擇題B2．用適宜濃度的生長(zhǎng)素處理未受粉的番茄雌蕊柱頭，可得到無(wú)子番茄，這種果實(shí)細(xì)胞中的染色體數(shù)目為（）A．與卵細(xì)胞染色體數(shù)目一樣B．是受精卵染色體數(shù)目一半C．與體細(xì)胞中染色體數(shù)目一樣D．比受精卵染色體數(shù)目多一倍復(fù)習(xí)與提高一、選擇題C3．以下關(guān)于植物激素的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）A．植物激素能促進(jìn)植物生長(zhǎng)B．植物激素是一類(lèi)化學(xué)物質(zhì)C．植物激素在植物體內(nèi)含量很少D．植物激素不直接參與細(xì)胞內(nèi)的代謝活動(dòng)復(fù)習(xí)與提高一、選擇題A4．果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育和成熟，受多種激素調(diào)節(jié)。下列敘述正確的是（）A．赤霉素促進(jìn)果實(shí)發(fā)育B．乙烯抑制果實(shí)的生長(zhǎng)和成熟C．脫落酸促進(jìn)細(xì)胞分裂和果實(shí)脫落D．生長(zhǎng)素對(duì)果實(shí)的發(fā)育和成熟沒(méi)有影響復(fù)習(xí)與提高一、選擇題A復(fù)習(xí)與提高二、非選擇題1.研究人員進(jìn)行了多種植物激素對(duì)豌豆植株側(cè)芽生長(zhǎng)影響的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示。復(fù)習(xí)與提高二、非選擇題（1）在保留頂芽的情況下，除了c所采用的措施，還可通過(guò)噴施

等化合物促進(jìn)側(cè)芽生長(zhǎng)。（2）比較曲線a與b可知，赤霉素能明顯促進(jìn)

。推測(cè)：在完整豌豆植株的頂芽中，赤霉素產(chǎn)生于

組織。（3）據(jù)圖中信息，推測(cè)側(cè)芽生長(zhǎng)速度不同的原因是側(cè)芽?jī)?nèi)

濃度或比例的改變。赤霉素側(cè)芽生長(zhǎng)分生生長(zhǎng)素與赤霉素、細(xì)胞分裂素復(fù)習(xí)與提高二、非選擇題2．當(dāng)干旱發(fā)生時(shí)，植物之間是否會(huì)交流信息呢？如果有信息交流，是通過(guò)地上信號(hào)還是地下信號(hào)呢？為了探究這些問(wèn)題，有研究者設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。將11株盆栽豌豆等距排列，6~11號(hào)植株在根部有管子相通，這樣在不移動(dòng)土壤的情況下，化學(xué)信息可以通過(guò)管子進(jìn)行交流；1~6號(hào)的根部不聯(lián)系（如下圖）復(fù)習(xí)與提高二、非選擇題用高濃度的甘露醇澆灌（高滲透壓，模擬干旱）來(lái)刺激6號(hào)植株，15min后，測(cè)定所有植株的氣孔開(kāi)放度。對(duì)照組是用水澆灌6號(hào)植株。結(jié)果如下圖所示。復(fù)習(xí)與提高二、非選擇題復(fù)習(xí)與提高二、非選擇題（1）對(duì)照組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明了什么？（2）在干旱條件下，6~8號(hào)植株與9~11號(hào)植株相比，氣孔的開(kāi)放度有什么不一樣？在不受干旱脅迫時(shí)，