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(共42张PPT)
问题一：对于植物来说，光只是起提供能量的作用吗？
第4节 环境因素参与植物的生命活动
第5章 植物生命活动的调节
资料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，有些植物(如早熟禾、毛蕊花)的种子在有光条件下萌发得好一些，还有一些植物（如洋葱、番茄）的种子萌发，则受光的抑制。研究发现，萌发需要光的种子一般较小，储藏的营养物质也很少。
不萌发
早熟禾
毛蕊花
有光比无光萌发更好
洋葱
番茄
萌发
烟草、莴苣的种子
萌发
光抑制种子萌发
一、光对植物生长发育的调节
资料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，有些植物(如早熟禾、毛蕊花)的种子在有光条件下萌发得好一些，还有一些植物（如洋葱、番茄）的种子萌发，则受光的抑制。研究发现，萌发需要光的种子一般较小，储藏的营养物质也很少。
讨论1：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
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,细胞中不含叶绿素,茎比在光下要长很多。豆芽一旦见光,就会发生形态变化并长成豆苗。
讨论2：从豆芽到豆苗，光对植物的颜色和形态有什么影响？
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
豆芽：无光条件
豆苗：有光条件
资料3 很多植物的开花与昼夜长短有关。
菠菜 —— 白天超过13 h；菊、水稻 —— 白天短于一定时长；
黄瓜、棉花、向日葵 —— 和白天长度无关。
讨论3：从有些植物根据昼夜长短“决定”是否开花，是那种环境因素在起作用？这与植物激素的分泌有关吗？
光照时长（黑暗时长）起作用；与植物激素分泌有光。
一、光对植物生长发育的调节
【拓展】光影响植物的开花(光周期现象)
在一个昼夜周期中，日照长度大于一定数值才能开花的植物，如菠菜、小麦、胡萝卜等。
①长日照植物:
在一个昼夜周期中，日照长度小于一定数值才能开花的植物，如高粱、玉米、水稻等。
②短日照植物:
③日中性植物:
无论是长日照植物还是短日照植物，感受光周期刺激的部位都是叶片。
对日长短不敏感的植物，如黄瓜、辣椒。
一、光对植物生长发育的调节
萌发需要光照的种子一般较小，这是对环境的适应。一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”；植株在生长、开花过程中，跟随着光照的节奏，能保证生命活动正常进行，能保证正常地繁衍后代，这也是植物对环境的适应。
讨论4：综合上述资料分析，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
问题二：植物是如何感受到光照？
一、光对植物生长发育的调节
光的调控
种子萌发
植株生长
开花
衰老
均受到
光是植物进行光合作用的能量来源；
光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。
1、光的作用
　　　　　学习任务
阅读课本Ｐ106，回答以下3个问题：
1.光敏色素主要吸收哪种光？
2.光敏色素分布在哪？
3.光敏色素如何调控植物生长发育的？
以小组为单位，请用“文字和箭头”方式，尝试构建光调控植物生长发育的反应机制模型。（3分钟）
一、光对植物生长发育的调节
一、光对植物生长发育的调节
化学本质：蛋白质（色素—蛋白复合体）
分布：在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。
功能：光敏色素主要吸收红光和远红光，受到光照时，光敏色素结构会发生改变。
红光
远红光
光敏色素
激活态
相关信息
光敏色素主要吸收红光和远红光。植物体内除了光敏色素，还有感受蓝光的受体。可以认为，环境中的红光、蓝光，对于植物的生长发育来说，是非常关键的。（教材P106）。
2、光敏色素
问题三：光是如何调控植物生长发育的呢？
图5-12 光调控植物生长发育的反应机制示意图
一、光对植物生长发育的调节
参照教材图5－12，尝试用文字和箭头构建光信号转换过程模型。
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
Ⅰ. 光敏色素被激活，结构发生变化
Ⅱ. 信号经过转导，传递到细胞核内
Ⅲ. 细胞核内特定基因的转录变化
Ⅳ. 表现出生物学效应
光信号
激活
光敏色素
信息传递系统
细胞核
影响特定基因表达
（DNA→mRNA）
翻译
生物学效应（蛋白质）
3、光调控植物生长发育的反应机制
问：光敏色素与光合色素的作用有什么区别？
光敏色素是一类蛋白质，是接受光信号的分子；分布在植物体的各个部位。
光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，是能吸收、传递并转化光能的物质；分布在叶绿体的类囊体薄膜上。
光是植物进行光合作用的能量来源
光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。
问题四：温度是如何参与植物生命活动的调节的呢？
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
资料1 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。年轮出现的原因是：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。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。
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
讨论1：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。
1.温度
结论：植物的生长受到温度的调节。
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。
讨论2：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。
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
结论：某些植物的开花也受到温度的调节。
冬小麦：9-10月播种，经过冬天后，来年春天开花结果。
实践：在春季播种冬小麦，会使得麦苗夏季旺长却不开花或者开花太晚，造成减产。
冬小麦
结论：温度对植物的多种生命活动具有调节作用。
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。
保卫细胞
气孔张开
叶片变黄、脱落: 落叶树的叶片在秋冬季变黄、脱落。
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
讨论3：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？
（1）随着季节轮回、气温周期性变化，植物发芽、开花、落叶、休眠，
追随季节的步伐。
（2）随着昼夜交替，气温午高夜低，植物的代谢有旺盛和缓慢之分。
（3）植物的所有生理活动均在一定温度范围内进行。如种子萌发、植株
生长、开花结果和叶的衰老、脱落等。
（4）植物分布的地域性很大程度由温度决定。
西双版纳热带季雨林
温带常绿阔叶林
落叶阔叶林
针叶林
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
1.温度
问题探讨
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。
讨论:
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有什么意义呢？
根向地生长，可以深扎根，利于吸收水分和无机盐；
茎背地生长，可以将枝条伸向天空，利于吸收阳光进行光合作用。
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，生长素发生横向运输，分布不均等，使得尖端以下部位向光侧生长慢，背光侧生长快
①根冠存在一种感受重力的分子或结构
②引起生长素的重新分布，分布不均的生长素传递到伸长区后，使根出现向地性
类比胚芽鞘的向光性，推理根的向地性
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
2.重力
重力信号
根、茎中感受重力的物质和细胞
运输生长素的信号
生长素分布不均匀
平衡石细胞（含“淀粉体”）
“淀粉体”沿着重力方向沉降
淀粉—平衡石假说
2.重力
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
问题五：根、茎中感受重力的物质和细胞是什么？（P108）
IAA
IAA
IAA
Ⅰ.根尖垂直放置时
① 生长素运往根冠。
② 根尖垂直放置时，淀粉体均匀分布在平衡石细胞底部的内质网上，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。
伸长区
根冠
淀粉粒
(2)请用“淀粉—平衡石假说”解释根的向地性。
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
2.重力
(2)请用“淀粉—平衡石假说”解释根的向地性。
Ⅱ.根尖水平放置时
① 根尖水平放置时，淀粉体沉降到近地侧，该侧内质网压力更大。
② 压力大的一侧运输更多生长素至伸长区。
③ 高浓度生长素抑制近地侧根尖生长。
④ 低浓度生长素促进远地侧根尖生长。根尖向地弯曲。
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
2.重力
茎背地生长：
近地和远地侧的生长素浓度： ；
生长速度： 。
根向地生长：
近地和远地侧的生长素浓度： ；
生长速度： 。
近地侧＞远地侧
近地侧＞远地侧
近地侧＞远地侧
远地侧＞近地侧
2.重力
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。
重力方向发生改变
平衡石细胞中的“淀粉粒”会沿着重力方向沉降
引起一些列信号分子的改变
对植物生长产生影响
机理：
①垂直时淀粉体对平衡石细胞底部内质网压力均等，
②水平时不均等。
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
2.重力
课外实践
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？
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
(3)研究表明：平衡石细胞和感受重力的部位在根冠。根冠感受了重力方向后，通过运输物质(生长素)的量影响根尖生长方向。真的是这样吗？如何通过设计实验来进行验证？
请设计实验，分别用减法原理和加法原理验证植物向地性的感受部位在根冠(完善下列表格)。
项目 处理 预期结果
减法原理 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 _____________
加法原理 切去不同长度的根尖端后又长出尖端 __________
根失去向地性
恢复向地性
课外实践
设计实验，验证植物根向地性的感受部位在根冠
实验思路:
1.取10颗大小、萌发程度大致相同的刚刚萌发的同种玉米粒,随机分成数量相同的甲、乙两组;
2.去除甲组玉米粒的根冠,乙组玉米粒不作处理,分别放在两个含有湿棉花的培养皿中;
3.置于温度适宜的暗室中培养一段时间。
4.观测两组玉米粒根尖是否出现向地弯曲生长
预期结果、得出结论:
如果甲组玉米根尖不出现向地弯曲生长,乙组均出现向地弯曲生长,即可证明植物根向地性的感受部位在根冠。
　　　　　学习任务
阅读课本Ｐ108相关内容，思考调节植物生长发育的环境因素、植物激素和基因表达之间的关系？　
　　请用文字和箭头的方式恰当的表示三者之间的关系　　
　　　　　　　　　　（3分钟）
三、植物生长发育的整体调控
激素
基因表达
环境
影响
产生、分布
影响
影响
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
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
1. 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。( )
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
练习与应用
一、概念检测
3.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。
由上述实验结果可以得出什么结论
(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？
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
红光促进葛萱种子发芽，红外光抑制莴苣种子发芽。若反复使用红光和远红光，其作用效果取决于最后一次处理的光质。
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。
二、拓展应用
练习与应用
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（ ）
C
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
复习与提高
一、选择题
3. 以下关于植物激素的说法，错误的是（ ）
A
4.果实的生长发育和成熟，受多种激素调节。叙述正确的是（ ）
A
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. 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
复习与提高
一、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
二、非选择题
（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
复习与提高
二、非选择题
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）。
根部不联系
根部联系
9
8
7
6
5
4
3
1
2
10
11
高渗透压刺激
复习与提高
二、非选择题
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，15min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。
（1）对照组的实验结果说明了什么？
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。
复习与提高
二、非选择题
（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
二、非选择题
（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
二、非选择题

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