资源简介

(共52张PPT)
第4节
环境因素参与调节植物的生命活动
第5章 植物生命活动的调节
选必一
教材分析
一、学习目标
二、重难点
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。
3.举例说明植物生命活动的调节具有复杂性和整体性。
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。
01
光对植物生长发育的调节
02
参与调节植物生命活动的其他环境因素
03
植物生长发育的整体调控
目录
光对植物生长发育的调节
01
问题探讨
环境因素参与调节植物的生命活动：
环境因素：单侧光
环境因素：重力
温度、水肥、土壤等
还有哪些环境因素影响植物的生命活动？
对于植物来说，光只是起提供能量的作用吗？
结论：
推测：光本身是植物萌发过程中的一种调节因子。
1
光对种子萌发的影响
【资料1】探究影响莴苣种子萌发的因素：
光照有利于莴苣种子的萌发，提高发芽率
1、需要光才能萌发的种子是需要光照给种子萌发提供能量吗
2、那些需要光才能萌发的种子，光起什么作用？
种子刚萌发时无叶片，无法利用光能进行光合作用。
光对植物生长发育的调节
有些植物种子萌发，则会受到光的抑制（番茄、洋葱、西瓜等）
番茄种子
洋葱种子
西瓜种子
有些植物种子需要在有光条件下才能萌发（烟草、莴苣、草莓等）
烟草种子
莴苣种子
草莓种子
1
光对种子萌发的影响
思考：萌发需要光照的种子一般较小，对于植物的生长有什么适应意义吗？
较小的种子储存的营养物质较少，有光条件下才萌发，使得较小的种子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”。
2
光对植株生长的影响
【资料2】豆芽是在黑暗的环境中培育的，它的细胞中不含叶绿素，茎（实际上很大一部分是下胚轴）比在光下要长很多。豆芽一旦见光，就会发生形态变化并长成豆苗。
思考: 从豆芽到豆苗，光对植物的颜色和形态有什么响影
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。
黄豆种子
光对植物生长发育的调节
【资料3】很多植物的开花与昼夜长短有光。例如，菠菜只有白天长度超过13小时才开花；菊、水稻则要在白天短于一定的时长才开花。当然，也有不少植物的开花与昼夜长短没有关系，比如黄瓜、棉花、向日葵等。
有的植物的开花与昼夜长短有关:
有的植物的开花与昼夜长短无关：
长日照植物
短日照植物
白天短于一定时长
白天超过一定时长
日中性植物
对日长不敏感
3
光对植物开花的影响
光对植物生长发育的调节
【思考】到底是日照长度还是黑暗时间长度影响植物开花？
3
光对植物开花的影响
决定是否开花的因素是：一个光周期中 。
连续黑暗时间
光对植物生长发育的调节
【资料4】科学家将长日照植物枝条嫁接到短日照植物枝干上，给予短日照条件，发现嫁接过去的长日照植物枝条居然在短日照条件下开花了。
光信号在植物体内被转换为化学物质信号，这种化学物质转移到了嫁接过去的长日照植物枝条，导致其开花。
3
光对植物开花的影响
思考: 嫁接过去的长日照植物枝条在短日照条件下开花了 是什么因素引起的？
植物能够对光作出反应，表明植物可以感知 ，并据此调整生长发育。
那么植物是怎样感受到光照的呢？
光信号
光对植物生长发育的调节
【资料5】（P109：拓展应用）：红光和远红光对莴苣种子萌发的影响
远红光抑制莴苣种子发芽
组别 光照射处理方式 发芽情况
对照组 无光照 不发芽
组1 红光 发芽
组2 红光→远红光 不发芽
组3 红光→远红光→红光 发芽
组4 红光→远红光→红光→远红光 不发芽
组5 红光→远红光→红光→远红光→红光 发芽
组6 红光→远红光→红光→远红光→红光→远红光 不发芽
红光促进莴苣种子发芽
远红光可逆转红光的作用
植物接受红光--远红光信号的分子——
光敏色素
取决于黑暗处理前最后一次照射的是什么光，若是红光则发芽，若是远红光则不发芽。
由表可知，莴苣种子是否能够发芽率取决于什么？
(1) 化学本质:
(2) 分布:
(3) 吸收光的类型:
蛋白质(色素—蛋白复合体)
植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。
主要是红光和远红光
4
光信号传导的结构基础——光敏色素
（生理失活型）
（生理激活型）
相关信息（P106）：
植物体内除光敏色素，还有感受蓝光的受体。可认为，环境中红光、蓝光，对植物生长发育来说，是非常关键的。
白天太阳光中，红光比远红光多的多，光敏色素多被 。
激活
光对植物生长发育的调节
感受信号
传导信号
发生反应
受到
光照射
光敏色素被激活，结构发生变化
信号经过转导，传递到细胞核内
DNA
细胞核内特定基因的转录变化
RNA
翻译
表现出
生物学效应
光信号
激活
光敏色素结构变化
细胞核
影响特定基因表达
（DNA→mRNA）
翻译
生物学效应(蛋白质)
信息传递系统
（4）光调控植物生长发育的反应机制
光敏色素感知光信号后，细胞发生了什么反应，各反应与细胞哪些结构有关？
细胞核内 的转录变化。
信号经过转导，传递到 。
被激活，结构发生变化。
二、光的信号转导
Pr
Pfr
红光
远红光
光敏色素
细胞核内
特定基因
光的调控机制
感受信号
传导信号
发生反应
表现出生物学效应
光
相应mRNA翻译出特定蛋白质。
1、“待到秋末九月八，我花开后百花杀”这诗句展示了花儿的开放是受季节影响的，而菊花的开放是在秋天。
菊花是短日照植物，秋天日照时间变短促使了菊花的开放。
可以采取遮光处理，人工制造短日照环境。
解决实际问题
(1)菊花在秋天开放的原因是什么？
(2)要想使菊花在夏季开放可以采取什么样的措施？
2、昙花一般夜间开花，受昼夜交替节律的影响。如果要让昙花白天开花，可尝试采取哪些措施？
白天把花搬到暗室，或用黑色塑料袋遮光，
晚上7点到第二天6点，用强光照射，这样处理7天，昙花就可在白天开放。
光对植物生长发育的调节
在自然界中，种子的萌发、植株的生长、开花、衰老，等等，都会受到光的调控。植物的向光性生长，实际上也是植物对光刺激的反应。光作为一种 ，影响、调控植物生长、发育的全过程。
信号
习题巩固
2.为研究红光、远红光及赤霉素对
莴苣种子萌发的影响，研究
小组进行黑暗条件下莴苣种子
萌发的实验。其中红光和远红光对莴苣种子赤霉素含量的影响如图甲所示，红光、远红光及外施赤霉素对莴苣种子萌发的影响如图乙所示。
据图分析，下列叙述正确的是(　 )
A.远红光处理莴苣种子使赤霉素含量增加，促进种子萌发
B.红光能激活光敏色素，促进合成赤霉素相关基因的表达
C.红光与赤霉素处理相比，莴苣种子萌发的响应时间相同
D.若红光处理结合外施脱落酸，莴苣种子萌发率比单独红光处理高
B
3.（天津红桥区2025高二上期末）隐花
色素 是一种蓝光受体。对野生型
和 功能缺失突变体拟南芥在不同
光周期诱导下的开花时间进行研究，结果如图，
开花时茎基部叶片越多代表开花越迟。下列说法错误的是( )
A.长日照条件下 参与拟南芥开花的调控
B.长日照、 是最适宜拟南芥开花的条件
C.相对于长日照，短日照下拟南芥开花延迟
D.蓝光、温度都可作为信号调节拟南芥生命活动
习题巩固
B
参与调节植物生命活动的其他环境因素
02
【资料1】温带地区，树木年复一年地加粗，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
②
宽带（深带）
细带（深带）
1.树木的年轮与季节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。
在春夏季细胞分裂快、细胞体积大，在树干上形成颜色较浅的带；
在秋冬季细胞分裂慢、细胞体积较小，树干上形成颜色较深的带。
温度对植物生长发育的调节
【资料1】温带地区，树木年复一年地加粗，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
②
宽带（浅带）
细带（深带）
1.树木的年轮与季节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。
春夏季，温度高，雨水丰富，细胞分裂旺盛，新产生的细胞大，颜色较浅
秋冬季，温度低，雨水偏少，分裂出的细胞形状小，细胞壁厚，颜色较深
温度对植物生长发育的调节
【资料2】有些植物在生长期需要经历一段时期的低温之后才能开花。这种经历低温诱导促使植物开花的作用，称为春化作用。冬小麦、冬大麦、蕙兰等就是这样的。
冬小麦：9-10月播种，经过冬天后，来年春天开花结果。
长势旺盛却不开花
开花、结果
自变量：
是否低温处理
温度对植物生长发育的调节
2、秋末冬春的低温是诱导开花的必要条件。经研究发现，低温能促进冬小麦体内赤霉素含量增加。这说明什么？
温度可以影响植物激素的合成进而影响植物生长发育。
未经低温处理的冬小麦，可以 诱导开花。
花期调控除了 处理，也可以采用 处理， 处理。
1、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。
【资料2】有些植物在生长期需要经历一段时期的低温之后才能开花。这种经历低温诱导促使植物开花的作用，称为春化作用。冬小麦、冬大麦、蕙兰等就是这样的。
光照
温度
生长调节剂
施用适宜的赤霉素
温度对植物生长发育的调节
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，但气温高，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。
温度对植物生长发育的调节
植物分布的地域性很大程度上就是由 决定的。
西双版纳热带季雨林
温带常绿阔叶林
落叶阔叶林
针叶林
温度
温度对植物生长发育的调节
种子萌发后，根向地生长。如果将幼苗横过来，茎会弯曲向上生长，根则弯曲向下生长。
1.茎和根的生长是受哪种因素调节的？
是由重力因素调节的。
根和茎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？
3.根的向地生长和茎的背地生长对植物生长发育有什么意义？
根向地生长，可以深扎根，利于 ；
茎背地生长，可以将枝条伸向天空，利于吸收 。
吸收水分和无机盐
阳光进行光合作用
重力是调节植物__________和___________的重要环境因素
生长发育
形态建成
重力对植物生长发育的调节
调节机理
根的向地性、茎的背地性
植物的根、茎中具有
感受重力的物质和细胞
将重力信号转换成运输生长素的信号
造成生长素分布不均衡
调节植物的生长方向
重力对植物生长发育的调节
“淀粉—平衡石假说”
1、 根尖垂直放置时
淀粉体均匀分布在平衡石细胞底部内质网上，内质网两侧压力相当，运往根冠的生长素均匀地运往伸长区。
IAA
IAA
IAA
伸长区
根冠
淀粉粒
植物是如何感受到重力刺激的呢？如何对“上下”作出反应？
重力调节植物生长方向的机制：
在根冠、胚芽鞘尖和茎的内皮层细胞中有比重比较大的淀粉体分布，受重力影响而沉积在细胞底部，是一种平衡石细胞。
淀粉体
①水平放置时，淀粉体沿着重力方向沉降到 侧，导致该侧压力大。
近地
抑制
促进
②压力大的一侧运输更多 至伸长区
④低浓度的生长素_____远地侧根尖生长。根尖向 弯曲生长。
③高浓度的生长素_____近地侧根尖生长。
生长素
2、 根尖水平放置时
“淀粉—平衡石假说”
重力调节植物生长方向的机制：
地
重力对植物生长发育的调节
习题巩固
1.(江苏盐城2024高二上月考)下列关于温度对植物生命活动调节的叙述，错误的是( )
A.年轮是由不同季节的温度不同引起植物细胞分裂快慢
和细胞体积大小不同而产生的
B.一些植物在生长期需要经过一段时间的低温诱导之后
才能开花的现象叫作春化作用
C.温度可以通过影响种子萌发和植株生长、开花、结果等
生命活动参与调节植物的生长发育
D.温度、光照等环境因素对植物激素的合成无影响
D
2.(2024·临沂模拟)研究表明：根横放时，根冠平衡石细胞中的淀粉体会沉降到细胞下侧，诱发内质网释放Ca2＋到细胞质内，与钙调素结合激活细胞下侧的钙泵和生长素泵，于是细胞下侧积累过多Ca2＋和生长素，影响该侧细胞生长。下列叙述错误的是(　 )
A.重力、生长素、Ca2＋都属于植物生长发育的信号
B.重力信号通过淀粉体经过一系列变化
最终转变成运输Ca2＋和生长素的信号
C.倒伏玉米的根部细胞内淀粉体影响生长素横向运输，
促进根部近地侧细胞生长
D.太空微重力下，玉米根部生长素仍能进行极性运输，但根生长失去向地性
习题巩固
C
植物生长发育的整体调控
03
植物生长发育的整体调控
植物生长发育的调控，是由 、 和
共同完成的。
基因表达调控
激素调节
环境因素调节
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 。
基因适时 。
植物的生长、发育、繁殖、休眠等。
调控
激素是 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 以及 的产生、分布
器官和个体水平上的变化
植物生长发育的调控，是由 、 和 共同完成的。
基因表达调控
激素调节
环境因素调节
全套基因
选择性表达
信息
基因表达
激素
发芽的玉米粒
组别 处理 预期结果
对照组
实验组1
实验组2
减法原理
加法原理
以上实验设计应用了什么实验原理呢？
实验：验证植物根的向地性感受部位在根冠
已有的研究表明，植物的根是靠根冠中的细胞感受重力，从而引起根的向地生长。真的是这样吗？我们能否设计实验进行验证？
自变量:
是否有根冠
因变量:
根是否出现向地生长
不做处理
有向地性
切去根冠
失去向地性
待切去尖端后的
根尖重新长出尖端
恢复向地性
习题巩固
1.(2024·成都模拟)下图表示基因表达、激素和环境因素三者对植物生长发育的调控关系。下列说法不正确的是(　 )
A.植物的生长发育是多种a相互协调共同作用的结果
B.图中a的产生和分布同时受到b的调控和c的影响
C.赤霉素使未发芽的大麦种子产生α-淀粉酶体现了a对b的影响
D.根尖生长素在重力的刺激下发生极性运输体现c改变a的分布
D
习题巩固
B
2.(2024·洛阳模拟)很多作物如水稻、小麦会发生
穗发芽现象，严重影响了作物的产量和品质。我国
科研人员找到了调控水稻、小麦穗发芽问题的两个
关键基因：SD6和ICE2，两基因通过调控某些激素
的合成量，进一步调控种子的休眠，其调控机制如图所示。
下列相关分析错误的是(　 )
A.温度是调控两基因表达的关键因素，高温多雨更容易导致小麦穗发芽
B.基因SD6和ICE2的表达产物存在相反的作用效果，共同调控种子休眠
C.低温下基因ICE2的表达量上升，可能调控种子中脱落酸的合成量上升
D.利用基因编辑技术切割基因SD6，可促进种子休眠解决穗发芽问题
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
影响
调控激素产生和分布
传递信息
细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调
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
课堂小结
一颗小小的望天树种子可以生长发育成参天大树。
判断下列相关表述是否正确.
(1) 它的生长发育完全由植物激素控制。( )
(2) 调控它生长发育的环境因素有光照、温度、重力等。 ( )
(3) 它的生长发育是基因表达调控的结果。( )
×
√
√
课堂练习
2. 请用恰当的方式表示调节植物生长发育的环境因素、植物激素和基因表达的关系。
植物激素
基因表达
环境因素
3.昙花一般夜间开花，受昼夜交替节律的影响。
如果要让昙花白天开花，可尝试采取哪些措施？
可尝试遮光处理！
课堂练习
4.科学家用红光和红外光依次照射的方法，对一批萬苣种子进行处理，然后置于暗处。一段时间后，这些萬苣种子的发芽情况如下表所示。
组别 光照射处理方式 发芽情况
对照组 无光照 不发芽
组1 红光 发芽
组2 红光→红外光 不发芽
组3 红光→红外光→红光 发芽
组4 红光→红外光→红光→红外光 不发芽
由上述实验结果可以得出什么结论
红光促进莴苣种子发芽，红外光抑制莴苣种子发芽。
课堂练习
(2)萬苣种子对红光的反应远比红外光敏感, 如果经过红光和红外光处理后，将萬苣种子置于自然光下而不是黑暗条件下，萬苣种子的发芽情况会如何？
莴苣种子会发芽，因为自然光包含红光和红外光，莴苣种子对红光更敏感，因此在自然光照射下会发芽。
课堂练习
1. 园林工人为使灌木围成的绿篱长得茂密、整齐，需要对绿篱定期修剪，其目的是（ ）
A.抑制侧芽生长 B.抑制顶端优势
C.抑制向光性生长 D.抑制其开花结果
B
2. 用适宜浓度的生长素处理未受粉的番茄雌蕊柱头，可得到无子番茄，这种果实细胞中的染色体数目为 （ ）
A. 与卵细胞染色体数目一样
B. 是受精卵染色体数目一半
C. 与体细胞中染色体数目一样
D. 比受精卵染色体数目多一倍
C
复习与提高
3. 以下关于植物激素的说法，错误的是（ ）
A. 植物激素能促进植物生长
B. 植物激素是一类化学物质
C. 植物激素在植物体内含量很少
D. 植物激素不直接参与细胞内的代谢活动
A
果实的生长发育和成熟，受多种激素调节。
下列叙述正确的是（ ）
A. 细胞分裂素促进果实生长
B. 乙烯抑制果实的生长和成熟
C. 脱落酸促进细胞分裂和果实脱落
D. 生长素对果实的发育和成熟没有影响
A
复习与提高
二、非选择题
1.研究人员进行了多种植物激素对豌豆植株侧芽生长影响的实验，结果如图所示。
(1) 比较曲线a、b、c与d可知_________对侧芽的生长有抑制作用，其中起作用的主要激素是_________，而且_____________（激素）能解除这种激素的抑制作用。在保留顶芽的情况下，除了c所采用的措施，还可通过喷施_________ 的化合物促进侧芽生长。
顶芽
生长素
细胞分裂素
赤霉素
复习与提高
（2）比较曲线a与b可知，赤霉素能明显促进 。
推测：在完整豌豆植株的顶芽中，赤霉素产生于 组织。
（3）据图中信息，推测侧芽生长速度不同的原因是侧芽内
浓度或比例的改变。
侧芽生长
分生
生长素与赤霉素、细胞分裂素
2.当干旱发生时，植物之间是否会交流信息呢？如果有信息交流，是通过地上信号还是地下信号呢？为了探究这些问题，有研究者设计了如下实验。将11株盆栽豌豆等距排列，6 11号植株在根部有管子相通，这样在不移动土壤的情况下，化学信息可以通过管子进行交流；1 6号的根部不联系（如下图）。
复习与提高
用高浓度的甘露醇浇灌（高渗透压，模拟干旱）来刺激6号植株，15 min后，测定所有植株 的气孔开放度。对照组是用水浇灌6号植株。结果如下图所示。
复习与提高
（1）对照组的实验结果说明了什么？
（2）在干旱条件下，6 8号植株与9 11号植株相比，
气孔的开放度有什么不一样？
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。
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“当干旱发生时，植物之间会交流信息”这一观点吗？
如果会，是通过地 上部分还是地下部分交流信息的？
这些数据支持该观点。植物可以通过地下部分交流信息。
复习与提高
（4）在对6号植株进行干旱诱导后1 h,再次测定所有植株的气孔开放度，
发现6 ~ 11号植株的气孔大多数都关闭了。这是为什么？
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。
复习与提高
网络构建

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