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（2019）選擇性必修1

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)參與調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)的其他環(huán)境因素考點(diǎn)一光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)目錄CONTENTS考點(diǎn)二植物生長(zhǎng)發(fā)育的整體調(diào)控考點(diǎn)三光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)光對(duì)植物的哪些生長(zhǎng)發(fā)育過程有影響？有無光/光照時(shí)間/光照強(qiáng)度/光質(zhì)/光照部位光對(duì)玉米種子萌發(fā)的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果光對(duì)玉米種子萌發(fā)幾乎沒有影響光對(duì)番茄種子萌發(fā)的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果番茄種子（嫌光種子）得萌發(fā)受到光的抑制光對(duì)萵苣種子萌發(fā)的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果光照能促進(jìn)萵苣種子（需光種子）的萌發(fā)研究發(fā)現(xiàn)：萌發(fā)需要光的種子一般較小，儲(chǔ)存的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也很少？光在種子萌發(fā)中起了什么作用？影響生長(zhǎng)素分布？提供能量？一、光對(duì)植物生長(zhǎng)的調(diào)節(jié)想一想推測(cè)：光本身是植物萌發(fā)過程中的一種調(diào)節(jié)因子。結(jié)論：光參與調(diào)節(jié)許多植物種子萌發(fā)過程[資料1]

1937年，美國(guó)科學(xué)家弗林特(L.Flint)等在暗箱內(nèi)利用不同波長(zhǎng)的光源分別照射浸泡過的萵苣種子，種子的萌發(fā)情況如圖所示。結(jié)論:萵苣種子在

下萌發(fā)率最高，在

下萌發(fā)率最低。紅光遠(yuǎn)紅光780～690nm，遠(yuǎn)紅光；690～622nm，紅光；622～597nm，橙光；597～577nm，黃光；577～492nm，綠光；492～455nm，藍(lán)靛光；455～390nm，紫光。深度學(xué)習(xí)[資料2]

1952年美國(guó)科學(xué)家博思威克(H.Borthwick)等用大型光譜儀將白光分解成單色光，處理萵苣種子。他們用紅光(簡(jiǎn)稱為R)和遠(yuǎn)紅光(簡(jiǎn)稱為IR)交替照射萵苣種子，不同光照處理?xiàng)l件下，萵苣種子的發(fā)芽率如表所示。深度學(xué)習(xí)光照處理發(fā)芽率（%）黑暗8.5R98R→IR54R→IR→R100R→IR→R→IR43R→IR→R→IR→R99R→IR→R→IR→R→IR54R→IR→R→IR→R→IR→R98紅光促進(jìn)種子萌發(fā)，遠(yuǎn)紅光可逆轉(zhuǎn)紅光的作用。種子萌發(fā)率高低取決于

。

最后一次光照波長(zhǎng)結(jié)論：黃豆芽：無光條件黃豆芽見光后光影響植物顏色和形態(tài)黃豆苗：有光條件資料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。豆芽一旦見光，就會(huì)發(fā)生形態(tài)變化并長(zhǎng)成豆苗。

思考:從豆芽到豆苗，光對(duì)植物的顏色和形態(tài)有什么響影?

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)。結(jié)論：光影響植物的顏色和形態(tài)建成。①

很多植物的開花與晝夜長(zhǎng)短有關(guān)；白天長(zhǎng)度超過13小時(shí)才開花②

很多植物的開花與晝夜長(zhǎng)短無關(guān)。白天短于一定時(shí)長(zhǎng)才開花菠菜菊水稻黃瓜向日葵棉花資料3處理火龍果開花朵數(shù)補(bǔ)光6小時(shí)54補(bǔ)光5小時(shí)47補(bǔ)光4小時(shí)44不補(bǔ)光9結(jié)論：植物開花與光照時(shí)長(zhǎng)有關(guān)。推測(cè)：一個(gè)周期中連續(xù)黑暗時(shí)間決定是否開花。光調(diào)節(jié)植物開花的機(jī)制證實(shí)結(jié)論：一個(gè)周期中連續(xù)黑暗時(shí)間決定是否開花。光調(diào)節(jié)植物開花的機(jī)制紅光和遠(yuǎn)紅光調(diào)節(jié)植物開花的不同作用結(jié)論：取決于最后一次照射光的顏色，紅光有效，遠(yuǎn)紅光無效。結(jié)論：光信號(hào)在植物體內(nèi)被轉(zhuǎn)換為化學(xué)物質(zhì)信號(hào)。光信號(hào)在植物體內(nèi)的轉(zhuǎn)換光參與調(diào)節(jié)許多植物的種子萌發(fā)過程。紅光促進(jìn)萵苣種子萌發(fā)，遠(yuǎn)紅光可逆轉(zhuǎn)此效應(yīng)。光影響植物的顏色和形態(tài)。某些植物開花與黑暗時(shí)長(zhǎng)有關(guān)。黑暗時(shí)長(zhǎng)可被紅光打斷，遠(yuǎn)紅光可逆轉(zhuǎn)此效應(yīng)。光信號(hào)在植物體內(nèi)轉(zhuǎn)換為化學(xué)信號(hào)。總結(jié)提出下一步待研究的科學(xué)問題科學(xué)問題：光是如何調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育的？子問題1:紅光和遠(yuǎn)紅光對(duì)植物種子萌發(fā)和開花調(diào)控作用不同的分子機(jī)理是什么？子問題2：光信號(hào)在植物體內(nèi)轉(zhuǎn)換為化學(xué)信號(hào)的具體過程是什么？（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？植株生長(zhǎng)開花衰老種子萌發(fā)均受到光的調(diào)控2、

植物具有接受光信號(hào)的分子——光敏色素（其中的一種）光敏色素感光區(qū)域酶活性區(qū)域（1）化學(xué)本質(zhì)：（2）分布：蛋白質(zhì)（色素——蛋白復(fù)合體）（3）吸收光的類型：植物的各個(gè)部位，主要是紅光和遠(yuǎn)紅光。其中在分生組織的細(xì)胞內(nèi)比較豐富。（1）化學(xué)本質(zhì)：（2）分布：蛋白質(zhì)（色素——蛋白復(fù)合體）（3）吸收光的類型：植物的各個(gè)部位，主要是紅光和遠(yuǎn)紅光。其中在分生組織的細(xì)胞內(nèi)比較豐富。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)育來說，是非常關(guān)鍵的。2.

植物具有接受光信號(hào)的分子——光敏色素（其中的一種）光照射①光敏色素被激活結(jié)構(gòu)發(fā)生變化②信號(hào)經(jīng)過轉(zhuǎn)導(dǎo)，傳遞到細(xì)胞核內(nèi)DNA③細(xì)胞核內(nèi)特定基因的轉(zhuǎn)錄變化RNA翻譯④表現(xiàn)出生物學(xué)效應(yīng)小組合作1:閱讀課本P106頁第三段和圖5-12，用文字和箭頭在白板上合作構(gòu)建概念圖表示光調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育的機(jī)制。感受信號(hào)傳導(dǎo)信號(hào)發(fā)生反應(yīng)光信號(hào)激活光敏色素信息傳遞系統(tǒng)細(xì)胞核影響特定基因表達(dá)（DNA→mRNA）翻譯生物學(xué)效應(yīng)（蛋白質(zhì)）（結(jié)構(gòu)改變）3、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)（二）光的調(diào)控機(jī)制生長(zhǎng)素生長(zhǎng)素受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)基因表達(dá)生物學(xué)效應(yīng)環(huán)境或生理信號(hào)受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)基因表達(dá)生物學(xué)效應(yīng)光光敏色素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)基因表達(dá)生物學(xué)效應(yīng)學(xué)以致用

近些年來，人們通過南引北移，不斷擴(kuò)大長(zhǎng)日照和短日照植物的跨緯度引種，但在引種時(shí)，不但要考慮作物的光周期特性，還必須考慮作物在原產(chǎn)地的具體開花時(shí)間。由于北半球絕大多數(shù)作物都是在夏半年孕蕾，為了保證引種作物的產(chǎn)量，我們一般會(huì)1）長(zhǎng)日照植物南種北移，開花會(huì)______(提前/延后），因而要引種＿＿＿（遲熟/早熟）品種2）短日照植物南種北移，開花會(huì)______(提前/延后），因而要引種＿＿＿（遲熟/早熟）品種遲熟早熟提前延后課堂練習(xí)1、下列說法不正確的是 (

)A．植株生長(zhǎng)、開花接受光的調(diào)控，都體現(xiàn)了植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)B．光敏色素主要吸收紅外光C．光敏色素分布在植物的各個(gè)部位D．光調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育的機(jī)制是感受信號(hào)→傳導(dǎo)信號(hào)→發(fā)生反應(yīng)B課堂練習(xí)2、擬南芥可發(fā)生避蔭反應(yīng)，即擬南芥植株被其他植株遮蔽時(shí)，可通過光敏色素感受富含遠(yuǎn)紅光的光，進(jìn)而伸長(zhǎng)節(jié)間和葉柄，捕獲更多的光能。下列相關(guān)敘述正確的是(

)A．避蔭反應(yīng)有利于類胡蘿卜素吸收更多的遠(yuǎn)紅光B．發(fā)生避蔭反應(yīng)時(shí)，擬南芥的基因型發(fā)生了變化C．避蔭反應(yīng)說明擬南芥可感受來源于無機(jī)環(huán)境的信息D．發(fā)生避蔭反應(yīng)的擬南芥生長(zhǎng)受到抑制C課堂練習(xí)3、自然界中，植物開花需要光信號(hào)刺激，當(dāng)日照時(shí)間達(dá)到一定長(zhǎng)度時(shí)，植物才能開花。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.植物對(duì)日照時(shí)間的感知與光敏色素有關(guān)B.該現(xiàn)象說明光為植物的開花提供能量C.日照時(shí)間對(duì)植物開花的調(diào)節(jié)本質(zhì)上是對(duì)基因程序性表達(dá)的調(diào)控D.可以通過人為地控制光照時(shí)間達(dá)到使花卉分批上市的目的B課堂練習(xí)4、小麥需要日照長(zhǎng)度達(dá)到一定值才能開花，下面相關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A．小麥細(xì)胞內(nèi)的光敏色素能感知光信號(hào)B．光信號(hào)在細(xì)胞內(nèi)通過信息傳遞系統(tǒng)被傳導(dǎo)到細(xì)胞核C．和小麥類似的植物通常在春末夏初開花D．長(zhǎng)日照能提高細(xì)胞核內(nèi)與開花有關(guān)的基因數(shù)量