5.4環(huán)境因素參與調節(jié)植物的生命活動課件高二上學期生物人教版選擇性必修1-1

第五章植物生命活動的調節(jié)第4節(jié)

環(huán)境因素參與調節(jié)植物的生命活動種子萌發(fā)后，根向地生長。如果將幼苗橫過來，莖會彎曲向上生長，根則彎曲向下生長。討論:重力因素根和莖很可能會繼續(xù)橫向生長，因為太空中幾乎沒有重力。2.如果將該幼苗橫放在太空中的“天宮二號”內，它的根、莖可能會怎樣生長？為什么？問題探討1.莖和根的生長是受哪種因素調節(jié)的？3.根的向地生長和莖的背地生長有什么意義呢？根向地生長，可以深扎根，利于吸收水分和無機鹽；莖背地生長，可以將枝條伸向天空，利于吸收陽光進行光合作用。高等植物的生命活動除了依靠激素調節(jié)，同時受環(huán)境因素調節(jié)。光、溫度、重力對植物生長發(fā)育的調節(jié)作用尤為重要。一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)對于植物來說，光只是起提供能量的作用嗎？萌發(fā)需要光的種子一般較小，儲藏的營養(yǎng)物質也很少。不萌發(fā)早熟禾毛蕊花有光比無光萌發(fā)更好洋蔥番茄萌發(fā)煙草、萵苣的種子萌發(fā)光抑制種子萌發(fā)一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)1.光影響種子萌發(fā)資料1

研究表明：萌發(fā)需要光的種子一般較小，儲存的營養(yǎng)物質也很少。需光的種子不需光的種子這是對環(huán)境的適應一一萌發(fā)后能立即進行光合作用，從而避免在無光條件下萌發(fā)后“餓死”一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)1.光影響種子萌發(fā)(1)根據(jù)以上資料思考：那些需要光才能萌發(fā)的種子，是需要光提供能量嗎？許多種子萌發(fā)時是沒有葉綠素的，不能進行光合作用，所以光也不提供能量。(2)請推測光是如何調節(jié)種子萌發(fā)的？光本身是植物種子萌發(fā)過程中的一種信號，是植物萌發(fā)過程中的一種調節(jié)因子?？茖W家用紅光和紅外光依次照射的方法對一批萵苣種子進行處理，然后置于暗處。一段時間后，這些萵苣種子的發(fā)芽情況如表所示：組別光照處理方式發(fā)芽情況對照組無光照不發(fā)芽1紅光發(fā)芽2紅光→紅外光不發(fā)芽3紅光→紅外光→紅光發(fā)芽4紅光→紅外光→紅光→紅外光不發(fā)芽(3)分析以上實驗，你能得出什么結論？紅光促進萵苣種子萌發(fā)，紅外光逆轉以上效果。一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)1.光影響種子萌發(fā)科學家用紅光和紅外光依次照射的方法對一批萵苣種子進行處理，然后置于暗處。一段時間后，這些萵苣種子的發(fā)芽情況如表所示：組別光照處理方式發(fā)芽情況對照組無光照不發(fā)芽1紅光發(fā)芽2紅光→紅外光不發(fā)芽3紅光→紅外光→紅光發(fā)芽4紅光→紅外光→紅光→紅外光不發(fā)芽一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)1.光影響種子萌發(fā)（4）萵苣種子對紅光的反應遠比紅外光敏感，如果經(jīng)過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)芽情況會如何？發(fā)芽

從豆芽到豆苗，光對植物的顏色和形態(tài)有什么影響?

光促進葉綠素的合成影響植物的顏色和形態(tài)建成。一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)

豆芽是在黑暗的環(huán)境中培育的,細胞中不含葉綠素,莖比在光下要長很多。豆芽一旦見光,就會發(fā)生形態(tài)變化并長成豆苗。豆芽：無光條件豆苗：有光條件2.光影響植物的顏色和形態(tài)資料2

①

很多植物的開花與晝夜長短有關：菠菜白天長度超過13小時才開花（長日照植物）；菊和水稻白天短于一定時長才開花。（短日照植物）②

很多植物的開花與晝夜長短無關：黃瓜、棉花和向日葵。（日中性植物）資料3一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)3.光調節(jié)植物開花問：“決定”植物是否開花的環(huán)境因素是什么？這與植物激素的分泌有關系嗎？光照時長(黑暗時長)，與植物激素的分泌有關。一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)3.光調節(jié)植物開花思考1：分析A組和B組，可以判斷該植物為

植物。思考2：分析A組和C組，能得出該植物

（是/不是）通過感受持續(xù)光照來調節(jié)開花的。思考3：分析A組和D組，能得出該植物是通過感受

來調節(jié)開花的。短日照不是持續(xù)黑暗1.科研人員研究了日照長短對菊花開花的影響，實驗分組處理與結果如圖。下列敘述錯誤的是A.菊花感受光照時間長短的部位

是葉片B.持續(xù)每天光照總時長超過臨界

日長，菊花不能開花C.持續(xù)每天光照總時長小于臨界

日長，菊花一定能開花D.該研究表明，可通過人工花期調控技術實現(xiàn)夏季賞菊√植株生長開花衰老種子萌發(fā)均受到光的調控植物的向光性生長，實際上也是植物對光刺激的反應。一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)在自然界中，種子的萌發(fā)、植株的生長、開花、衰老等都會受到光的調控。光作為一種信號，影響、調控植物生長、發(fā)育的全過程。4.光信號在植物體內的轉換資料4

科學家在短日照條件下分別培養(yǎng)短日照植物和長日照植物，前者開花，后者不開花。這兩組作為對照，其結果是符合預期的。然后將長日照植物的枝條嫁接到短日照植物的枝干上，仍然給予短日照的條件，發(fā)現(xiàn)這個嫁接過去的長日照植物枝條居然在短日照條件下開花了。結論：光信號在植物體內被轉換為化學物質信號。由此，你可以得出什么結論？一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)4、植物具有接受光信號的分子——光敏色素(其中的一種)(1)化學本質:蛋白質(色素—蛋白復合體)植物的各個部位，其中在分生組織的細胞內比較豐富。主要是紅光和遠紅光。(4)受到光照時，光敏色素的結構會發(fā)生變化。相關信息：植物體內除了光敏色素，還有感受藍光的受體?？梢哉J為，環(huán)境中的紅光、藍光，對于植物的生長發(fā)育來說，是非常關鍵的。(3)吸收光的類型:(2)分布:一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)紅光遠紅光光敏色素激活態(tài)參照教材圖5－12，嘗試用文字和箭頭構建光信號轉換過程模型。感受信號傳導信號發(fā)生反應受到光照射光敏色素被激活，結構發(fā)生變化信號經(jīng)過轉導，傳遞到細胞核內DNA細胞核內特定基因的轉錄變化RNA翻譯表現(xiàn)出生物學效應Ⅰ.光敏色素被激活，結構發(fā)生變化

Ⅱ.信號經(jīng)過轉導，傳遞到細胞核內Ⅲ.細胞核內特定基因的轉錄變化Ⅳ.表現(xiàn)出生物學效應光信號激活光敏色素信息傳遞系統(tǒng)細胞核影響特定基因表達（DNA→mRNA）翻譯生物學效應（蛋白質）一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)5.光調控植物生長發(fā)育的反應機制色素種類

化學組成

接受的光

分布

合成條件

作用光合色素光敏色素葉綠素、類胡蘿卜素色素—蛋白復合體紅光、藍紫光紅光、遠紅光葉綠體植物的各個部位需要光不需要光吸收、傳遞、轉化光能感知光信號、調整生長發(fā)育光敏色素與光合色素的作用的區(qū)別一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)除了光，溫度和重力等環(huán)境因素也會參與調節(jié)植物的生長發(fā)育，溫度和重力是如何參與植物生命活動調節(jié)呢？1.(2023·山東聊城高二期末)植物光敏色素是一類色素—蛋白復合體，有紅光吸收型(Pr)和遠紅光吸收型(Pfr)。無活性的Pr在細胞質中合成，接受紅光刺激后可轉化為有活性的Pfr并轉移到細胞核內，影響特定基因的表達，從而表現(xiàn)出生物學效應。下列敘述錯誤的是A.光敏色素分布在植物的各個部位，分生組織中尤為豐富B.光敏色素接受光刺激后傳遞信號，影響相關基因的表達C.Pfr和Pr活性不同是由于其空間結構不同D.在光合作用中，光敏色素能夠吸收、傳遞、轉化光能√2.(2023·福建泉州高二期末)植物的開花與光照時長(黑暗時長)有關。研究人員對A、B兩種植物進行如下處理，結果如圖所示。下列相關敘述正確的是A.滿足短日照條件下，閃光打斷黑暗時間，不會影響A植物的開花B.滿足長日照條件下，短暫暗處理打斷光照時間，會抑制B植物開花C.3組與4組對比，可得出導致A植物開花的條件是長時間的連續(xù)黑暗D.據(jù)圖分析，導致B植物開花的條件更為關鍵的是短時間的連續(xù)黑暗√

溫帶地區(qū)，樹木年復一年的加粗，構成一圈圈的年輪，表現(xiàn)出季節(jié)周期性變化。年輪形成的原因是：春夏季：細胞分裂快、細胞體積大，在樹干上形成顏色較淺的帶。

秋冬季：細胞分裂慢、細胞體積較小，樹干上形成顏色較深的帶。1、溫度參與植物生長發(fā)育的調節(jié)資料1二、參與調節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素顏色較淺的寬帶顏色較深的細帶樹木的年輪與季節(jié)的溫度變化有什么直接關系？年輪的形成，是樹木生長對一年中不同時期環(huán)境溫度反應的結果。

有些植物在生長期需要經(jīng)歷一段時期的低溫之后才能開花。這種經(jīng)歷低溫誘導促使植物開花的作用，稱為春化作用。冬小麥、冬大麥，蕙蘭等就是這樣。有的植物需要經(jīng)過春化作用才能開花，這對于它們適應所生存的環(huán)境有什么意義？這樣可以避免出現(xiàn)在冬季來臨之前開花從而無法正常結果的情況。二、參與調節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素1、溫度參與植物生長發(fā)育的調節(jié)資料2感受低溫的部位：在莖端分生組織或某些能進行細胞分裂的部位。二夏日正午光照充足，但因蒸騰作用強，氣孔關閉，CO2進入葉片受阻，光合作用反而弱。葉片變黃、脫落:落葉樹的葉片在秋冬季變黃、脫落（溫度影響葉綠素含量）。結論：溫度對植物的多種生命活動具有調節(jié)作用。

其它實例二、參與調節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素(1)隨著季節(jié)輪回，氣溫___________，植物_____、_____、______、______，生命活動的節(jié)奏追隨著季節(jié)的步伐。(2)隨著晝夜交替，氣溫_________，植物的______也會有_______和______之分。(3)植物的所有生理活動都是在__________________進行，溫度可以通過影響____________、____________、__________和__________、_______等生命活動，從而參與調節(jié)植物的生長發(fā)育。(4)植物分布的_________很大程度上就是由溫度決定的；周期性變化發(fā)芽開花落葉休眠午高夜低代謝旺盛緩慢一定的溫度范圍內種子萌發(fā)植株生長開花結果葉的衰老脫落地域性1、溫度參與植物生長發(fā)育的調節(jié)西雙版納熱帶雨林溫帶常綠闊葉林落葉闊葉林針葉林

重力是調節(jié)植物_____________和_____________的重要環(huán)境因素。調節(jié)植物的生長方向根向地、莖背地生長實例：原理：

生長發(fā)育形態(tài)建成2.重力參與植物生長發(fā)育的調節(jié):根的向地生長和莖的背地生長有什么意義呢？根向地生長，可以深扎根，利于吸收水分和無機鹽。莖背地生長，可以將枝條伸向天空，利于吸收陽光進行光合作用。二、參與調節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素根、莖中具有感受重力的物質和細胞將重力信號轉換成運輸生長素的信號造成生長素分布不均衡2.重力參與植物生長發(fā)育的調節(jié):二、參與調節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素胚芽鞘的向光性根的向地性①光敏色素是感光分子。②胚芽鞘尖端感光，生長素發(fā)生橫向運輸，分布不均等，使得尖端以下部位向光側生長慢，背光側生長快。①根冠存在一種感受重力的分子或結構。②引起生長素的重新分布，分布不均的生長素傳遞到伸長區(qū)后，使根出現(xiàn)向地性。類比胚芽鞘的向光性，推理根的向地性成熟區(qū)伸長區(qū)根冠分生區(qū)淀粉—平衡石假說:植物對重力的感受是通過體內一類富含“淀粉體”的細胞，即平衡石細胞來實現(xiàn)的。重力方向改變平衡石細胞中的“淀粉體”會沿著重力方向沉降引起一系列信號分子的改變（如通過影響生長素的運輸導致生長素沿著重力刺激的方向不對稱分布）對植物生長產生影響二、參與調節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素2.重力參與植物生長發(fā)育的調節(jié):二、參與調節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素IAAIAAIAAⅠ.根尖垂直放置時①生長素運往根冠。②根尖垂直放置時，淀粉體均勻分布在平衡石細胞底部的內質網(wǎng)上，內質網(wǎng)兩側壓力相當，運往根冠的生長素均勻地運往伸長區(qū)。伸長區(qū)根冠淀粉粒請用“淀粉—平衡石假說”解釋根的向地性。二、參與調節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素Ⅱ.根尖水平放置時①根尖水平放置時，淀粉體沉降到近地側，該側內質網(wǎng)壓力更大。②壓力大的一側運輸更多生長素至伸長區(qū)。③高濃度生長素抑制近地側根尖生長。④低濃度生長素促進遠地側根尖生長。根尖向地彎曲。請用“淀粉—平衡石假說”解釋根的向地性。二、參與調節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素重力方向改變如影響生長素的運輸，導致生長素沿著重力刺激的方向不對稱分布對植物生長產生影響根尖中平衡石細胞示意圖淀粉——平衡石假說總結平衡石細胞引起一系列信號分子的改變平衡石細胞的"淀粉體"會沿著重力方向沉降二、參與調節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素二、參與調節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素拓展：刺激內質網(wǎng)釋放Ca2+到細胞質中，Ca2+和特定蛋白質相結合，激活細胞底部的鈣泵和生長素泵，使近地側積累較多的Ca2+和IAA。自變量:是否有根冠因變量:根是否出現(xiàn)向地生長可采用切除根冠的方法進行處理可通過觀察玉米根尖是否向下彎曲生長來對因變量進行觀測【設計實驗】驗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胞感受重力，從而引起根的向地生長。真的是這樣嗎？我們能否設計實驗進行驗證？課外實踐發(fā)芽的玉米粒對照組：完整的剛剛萌發(fā)玉米種子預期結果、得出結論:1.取材、分組、編號：2.對照處理：3.進行培養(yǎng)：4.觀察記錄：【設計實驗】驗證植物根向地性的感受部位在根冠實驗思路:取10顆大小、萌發(fā)程度大致相同的剛剛萌發(fā)的同種玉米粒,隨機分成數(shù)量相同的甲、乙兩組。去除甲組玉米粒的根冠,乙組玉米粒不作處理,分別放在兩個含有濕棉花的培養(yǎng)皿中。置于溫度適宜的暗室中培養(yǎng)一段時間。觀測兩組玉米粒根尖是否出現(xiàn)向地彎曲生長如果甲組玉米根尖不出現(xiàn)向地彎曲生長,乙組均出現(xiàn)向地彎曲生長,即可證明植物根向地性的感受部位在根冠。課外實踐研究表明：平衡石細胞和感受重力的部位在根冠。根冠感受了重力方向后，通過運輸物質(生長素)的量影響根尖生長方向。真的是這樣嗎？如何通過設計實驗來進行驗證？

請設計實驗，分別用減法原理和加法原理驗證植物向地性的感受部位在根冠(完善下列表格)。項目處理預期結果減法原理切去不同長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_____________加法原理切去不同長度的根尖端后又長出尖端__________根失去向地性恢復向地性課外實踐【設計實驗】驗證植物根向地性的感受部位在根冠高等植物正常生長發(fā)育需要各個器官、組織、細胞之間的協(xié)調和配合。植物生長發(fā)育的調控,是基因表達調控、激素調節(jié)和環(huán)境因素調節(jié)共同完成的。植物激素基因環(huán)境因素植物生命活動的調節(jié)生長素細胞分裂素赤霉素脫落酸乙烯光溫度重力改變分布情況相互影響影響表達三、植物生長發(fā)育的整體調控課堂檢測BA.圖中a、b、c依次代表植物激素、基因和環(huán)境因素B.單側光照可以影響生長素在胚芽鞘伸長區(qū)的橫向運輸體現(xiàn)c改變a的分布C.赤霉素調控萌發(fā)大麥種子α-淀粉酶基因表達體現(xiàn)a對b的影響D.a的產生和分布是b調控的結果，也受到c的影響1.植物的生長發(fā)育的調控，是由基因表達調控、激素調節(jié)和環(huán)境因素調節(jié)共同完成的(三者關系如圖所示)。下列說法不正確的是（）1.一顆小小的望天樹種子可以生長發(fā)育成參天大樹。判斷下列相關表述是否正確.(1)它的生長發(fā)育完全由植物激素控制。()(2)調控它生長發(fā)育的環(huán)境因素有光照、溫度、重力等。()(3)它的生長發(fā)育是基因表達調控的結果。()2.請用恰當?shù)姆绞奖硎菊{節(jié)植物生長發(fā)育的環(huán)境因素、植物激素和基因表達的關系?！痢獭陶n后習題1.科學家用紅光和紅外光依次照射的方法，對一批萬苣種子進行處理，然后置于暗處。一段時間后，這些萬苣種子的發(fā)芽情況如下表所示。組別光照射處理方式發(fā)芽情況對照組無光照不發(fā)芽組1紅光發(fā)芽組2紅光→紅外光不發(fā)芽組3紅光→紅外光→紅光發(fā)芽組4紅光→紅外光→紅光→紅外光不發(fā)芽紅光促進萵苣種子發(fā)芽，紅外光抑制萵苣種子發(fā)芽。(1)由上述實驗結果可以得出什么結論?【提示】1.科學家用紅光和紅外光依次照射的方法，對一批萬苣種子進行處理，然后置于暗處。一段時間后，這些萬苣種子的發(fā)芽情況如下表所示。組別光照射處理方式發(fā)芽情況對照組無光照不發(fā)芽組1紅光發(fā)芽組2紅光→紅外光不發(fā)芽組3紅光→紅外光→紅光發(fā)芽組4紅光→紅外光→紅光→紅外光不發(fā)芽(2)

萬苣種子對紅光的反應遠比紅外光敏感,如果經(jīng)過紅光和紅外光處理后，將萬苣種子置于自然光下而不是黑暗條件下，萬苣種子的發(fā)芽情況會如何？萵苣種子會發(fā)芽，因為自然光包含紅光和紅外光，萵苣種子對