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第5章 植物生命活动的调节
第4节 环境因素参与调节植物的生命活动
教学目标
目标
01
02
03
通过光、温度参与植物生长发育调节的实例分析，培养用逻辑思维解决问题的能力。(科学思维)
通过光、温度、重力等环境因素参与调节
植物的生长发育，形成稳态与平衡观。
(生命观念)
基于光、温度和重力等环境因素对植物生长发育影响的认识，分析解决生产和生活中的一些实际问题。(社会责任)
情景材料一
合作探究一：菊花本在秋天开放，但现在一年四季你都可以看到色彩斑斓的菊花，这是人工调控花期的结果，你认为自然状态下影响植物开花的因素有哪些？
待到秋来九月八，我花开后百花杀。
冲天香阵透长安，满城尽带黄金甲。
《不第后赋菊》
黄巢[唐]
？
光、温度、水肥、土壤、植物激素
情景材料二
合作探究二：茎和根的生长是受哪种因素调节的？
种子萌发后，根向地生长、茎背地生长。如果将幼苗横过来，茎会弯曲向上生长，根则弯曲向下生长。
是由重力因素调节的
合作探究三：如果将该幼苗横放在太空中的“天宫二号”内，它的根、茎可能怎样生长？为什么？
茎和根很可能会继续横向生长；因为太空中几乎没有重力。
通过以上学习我们知道，高等植物的生命活动除了依靠激素调节，同时受环境因素调节。光、温度、重力对植物生长发育的调节作用尤为重要。
一、光对植物生长发育的调节
合作探究四：光是植物进行光合作用的能量来源,对于植物来说光只是起提供能量的作用吗？
①少数植物（如烟草和莴苣）的种子，需要在有光的条件下才能萌发。
一、光对植物生长发育的调节
资料1
②有些植物的种子在有光条件下萌发的更好（如早熟稻、毛蕊花）。
一、光对植物生长发育的调节
资料1
③有些植物种子的萌发，则受光的抑制（如洋葱、番茄）。
研究发现：萌发需要光的种子一般较小，储存的营养物质也很少。
合作探究五：那些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
不是。推测：光本身是植物萌发过程中的一种调节因子。
一、光对植物生长发育的调节
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。
动态图
合作探究六：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。
一、光对植物生长发育的调节
资料3
① 很多植物的开花与昼夜长短有关。
白天长度超过13小时才开花
白天短于一定时长才开花
菊
水稻
菠菜
② 很多植物的开花与昼夜长短无关。
黄瓜
向日葵
棉花
合作探究七：有些植物根据昼夜长短“决定”是否开花，是哪种环境因素在起作用？这与植物激素的分泌有关系吗？
一、光对植物生长发育的调节
资料3
合作探究八：有些植物根据昼夜长短“决定”是否开花，是哪种环境因素在起作用？这与植物激素的分泌有关系吗？
是光照时长(黑暗时长)在起作用；与植物激素的分泌有关。
处理 火龙果开花朵数
补光6小时 54
补光5小时 47
补光4小时 44
不补光 9
合作探究九：种子发芽，植株生长、开花接受光的调控，是如何体现植物对环境的适应的？
一、光对植物生长发育的调节
合作探究十：种子发芽，植株生长、开花接受光的调控，是如何体现植物对环境的适应的？
光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。
植株
生长
开花
衰老
种子
萌发
均受到
光的调控
上午
下午
上午
下午
(1)光是植物进行__________的__________；
(2)光作为一种信号，_____、 植物生长、发育的全过程。
光合作用
能量来源
影响
调控
一、光对植物生长发育的调节
1.光对植物生长发育的作用:
(间接)
合作探究十一：植物能够对光作出反应，表明植物可以感知光信号，并据此调整生长发育，那么植物是怎样感受到光照的呢？
(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
一、光对植物生长发育的调节
2.植物具有接受光信号的分子——光敏色素(其中的一种):
光敏色素
感光区域
酶活性区域
一、光对植物生长发育的调节
光敏色素调控植物生长发育的反应机制(视频)
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
光调控植物生长发育的反应机制
合作探究十二：光敏色素与光合色素的作用有什么区别？还有哪些方面不同？
（1）光敏色素是光的受体，光仅是一种信号。
一、光对植物生长发育的调节
合作探究十三：光敏色素与光合色素的作用有什么区别？还有哪些方面不同？
（2）光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，能吸收、传递并转化光能储存在有机物中，是自然界各种生物的能量和物质基础。
合作探究十四：除了光，温度和重力等环境因素也会参与调节植物的生长发育，温度和重力是如何参与植物生命活动调节呢？
温带地区，树木年复一年的加粗，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：
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
1.温度参与植物生长发育的调节:
资料1
① 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；
② 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。
合作探究十五：树木的年轮与季节的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。
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。
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
1.温度参与植物生长发育的调节:
资料2
合作探究十六：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？
这样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。
合作探究十七：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，但因蒸腾作用强，气孔关闭，CO2进入叶片受阻，光合作用反而弱。
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
1.温度参与植物生长发育的调节:
资料3
叶片变黄、脱落: 落叶树的叶片在秋冬季变黄、脱落。
(1)随着季节轮回，气温___________，植物____、____、_____、______，生命活动的节奏追随着季节的步伐。
(2)随着昼夜交替，气温_________，植物的_____也会有_____和______之分。
(3)植物的所有生理活动都是在__________________进行；
(4)温度可以通过影响_________、________、________和 、_______等生命活动，从而参与调节植物的生长发育。
(5)植物分布的_________很大程度上就是由温度决定的；
周期性变化
发芽
开花
落叶
休眠
午高夜低
代谢
旺盛
缓慢
一定的温度范围内
种子萌发
植株生长
开花结果
叶的衰老
脱落
地域性
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
1.温度参与植物生长发育的调节:
西双版纳热带季雨林
亚热带常绿阔叶林
落叶阔叶林
针叶林
植物的地域性分布
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
1.温度参与植物生长发育的调节:
重力是调节植物__________和__________的重要环境因素。
根、茎中具有感受重力的物质和细胞
调节植物的生长方向
根向地、茎背地生长
实例：
原理：
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
生长发育
形态建成
重力
A
B
C
D
远地侧
近地侧
根部：
生长素浓度：A B
生长素的效应：
＞
A促进B抑制
茎部：
生长素浓度：C D
生长素的效应：
＞
C促进弱D促进强
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
2.重力参与植物生长发育的调节:
植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞，即平衡石细胞来实现的。
根尖中的平衡石细胞示意图
重力方向改变
平衡石细胞中的“淀粉体”会沿着重力方向沉降
引起一系列信号分子的改变
如影响生长素的运输，导致生长素沿着重力刺激的方向不对称分布
对植物生长产生影响
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
淀粉——平衡石假说：
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
三、植物生长发育的整体调控
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
三、植物生长发育的整体调控
课外实践
自变量:
是否有根冠
因变量:
根是否出现向地生长
可采用切除根冠的方法进行处理
可通过观察玉米根尖是否向下弯曲生长来对因变量进行观测
【设计实验】验证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？
设计实验：验证植物向地性的感受部位在根冠
处理 预期结果
切去不同长度的根尖端 哪怕仅切掉0.5 mm，根依然失去了向地性
硝酸银灼烧根尖 结果类似
—— 减法原理
课外实践
【设计实验】验证植物根向地性的感受部位在根冠
设计实验：验证植物向地性的感受部位在根冠
—— 加法原理
处理 预期结果
待切去尖端后的根尖重新长出尖端 恢复向地性
　实战训练　
1.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
　实战训练　
2.下列关于光对植物生长发育的影响的叙述，不正确的是（ ）
A．光能够影响植物种子的萌发
B．植物的向光性生长是植物对光刺激的反应
C．对植物来说，光只是起提供能量的作用
D．光可作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程
　实战训练　
3.将同种且生长状况相同的植物体横置，植物体在失重和有重力的环境中的生长状况并不相同。在失重的环境中，植物体横向生长，在有重力的环境中植物体的根和茎分别朝向重力方向和背向重力方向生长（如图所示）。下列说法中不正确的是( )
A.失重环境中，植物体的a侧与b侧、c侧与d侧的生长素浓度相等
B.有重力环境中，植物体内生长素浓度情况为a侧C.有重力环境中，茎的弯曲生长情况体现了生长素具有“促进”或“抑制”的作用特点
D.该事实可以说明重力可以影响植物体内生长素的分布
　实战训练　
4.在太空中飞行的宇宙飞船上放置一株水平方向的苗,培养若干天后,根、茎生长方向是(　　)
A.根向下生长,茎向上生长
B.根向下生长,茎向下生长
C.根向水平方向生长,茎向上生长
D.根和茎都向水平方向生长
　实战训练　
5.如图是植物体内赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)形成的过程，下列说法错误的是（ ）
A.GA与ABA在植物不同器官和组织中含量不同，但是含量都极低
B.GA与ABA有拮抗作用，共同对植物生长发育起调节作用
C.GA与ABA形成过程的代谢途径，受到外界环境因素的影响
D.北方植物在夏季产生脱落酸促进休眠，冬季产生赤霉素促进生长
　实战训练　
6.下图为日照与植物开花时间关系的曲线图,据图可知 (　　)
A.甲是短日照植物,乙是长日照植物
B.甲是长日照植物,乙是短日照植物
C.甲是短日照植物,乙是日中性植物
D.甲是长日照植物,乙是长日照植物
　实战训练　
7.植物生长发育由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的网络调节。下列有关说法正确的是( )
A.影响植物生长发育的环境因素包括水分、温度、光照等,其中温度的影响最大
B.激素作为信息分子会影响细胞的基因表达,从而起到调节作用
C.植物激素之间的连锁作用表现为植物体内所有的激素同时调控植物生长
D.光照可诱导植物细胞的分化,植物激素没有诱导细胞分化的作用
　实战训练　
8.下列关于植物生命活动调节的叙述，错误的是（ ）
A.保留有芽和幼叶的插条容易成活，主要是因为芽和幼叶能迅速生长
B.光照、温度等外界环境因素会引起植物激素合成、分布等方面的变化
C.如果缺乏氧气，则会影响植物体内生长素的极性运输
D.植物生长发育的调控，是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的网络
　实战训练　
9.某同学将豌豆幼苗横放几小时后，将一段弯曲部位制成临时装片，观察到细胞大小如图所示，检测到Ⅰ侧生长素的浓度低于Ⅱ侧(图中·表示生长素的分布状况)。下列叙述错误的是(　　)
A．该部位是靠近尖端的分生区
B．该区段不可能取自根尖
C．Ⅱ侧为茎的近地侧
D．生长素在该区段未体现低浓度促进生长，高浓度抑制生长的特点
　实战训练　
10.植物的生长发育是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。下列有关说法正确的是（ ）
A．植物体内的光敏色素主要吸收红光和蓝紫光
B．激素作为信号分子会影响细胞的基因表达，从而起到调节作用
C．植物根中具有感受重力的物质和细胞，可以将重力信号直接转换成生长素
D．冬小麦需经历低温诱导才能开花结实，说明开花结实与植物体内的激素无关

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