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(共21张PPT)
第五章 植物生命活动的调节
第四节 环境因素参与调节植物的生命活动
学习目标
1.通过对光调控植物生长发育的反应机制的讨论和案例分析,运用结构与功能相适应的观点解释光对植物生长发育的影响。（生命观念）
2.举例说出重力、温度参与调节植物的生命活动,认同生物与环境相适应的观点。（生命观念）
3.举例说明植物生命活动的调节具有复杂性和整体性。（科学思维）
问题探讨
1.茎和根的生长是受哪种因素调节的？
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
怎样生长？为什么？
茎向上生长
是由重力因素调节的
茎和根很可能会继续横向生长；因为太空中几乎没有重力。
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。
光、温度、重力对植物生长发育都有调节作用
讨论：
课内探究
探究点一：光对植物生长发育的调节
任务一：光在植物生长发育中的调节作用
（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？
莴苣
莴苣
毛蕊花
提示：不是。光参与调节许多植物的种子萌发过程
01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。（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。01光对植物生长发育的调节很多植物的开花与昼夜长短有关。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，如黄瓜、棉花、向日葵等。思考: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。资料3光在植物生长发育中的调节作用01（3）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 萌发需要光照的种子一般较小，这是对环境的适应—萌发后能在立即进行光合作用，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。
（2）光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。
1、光对植物生长发育的作用
（1）光是植物进行光合作用的能量来源；
思考：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？
任务二：光敏色素的作用
资料1:一些种子(如莴苣)需要在一定光照条件下才能萌发,这类种子称为需光种子。在研究莴苣种子萌发时,科研人员利用红光(R)和远红光(FR)反复照射进行实验,得到如下结果,
照射 萌发率
R 70
R+FR 6
R+FR+R 74
R+FR+R+FR 6
R+FR+R+FR+R 76
R+FR+R+FR+R+FR 7
(1):接受光信号的是什么物质 其化学本质是什么
(2):根据实验结果,推测对莴苣种子萌发起抑制作用的是哪种光 为什么
(3):实验为什么选择红光照射？
(4):光是如何调控植物的生长发育的呢
提示:光敏色素,是一类蛋白质(色素—蛋白复合体)。
提示:远红光;莴苣种子在红光下萌发率高,但远红光可抵消红光的作用。
提示：光敏色素吸收的是红光和红外光。
提示:在受到光照射时,光敏色素的结构会发生变化,这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内,影响特定基因的表达,从而表现出生物学效应。
01植物具有能接受光信号的分子（如：光敏色素）（3）吸收光的类型：主要是红光和远红光。（1）化学本质：蛋白质（色素-蛋白复合体）（2）分布：植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。相关信息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。01光对植物生长发育的调节光调控植物生长发育的反应机制(1)感受信号：光敏色素被激活，其结构发生变化(2)传导信号：信号经过转导传递到细胞核内(3)发生反应：细胞核内特定基因转录变化(4)表现出生物学效应：相应mRNA翻译出特定蛋白质探究点二：参与调节植物生命活动的其他环境因素
（1）春化作用过程中，感受低温的部位分生组织中的RNA和蛋白质含量增加，说明低温通过什么机制影响植物的开花？
（2）春化作用对于植物适应所生存的环境有什么意义？
（3）植物对重力的感受是通过根冠中的什么细胞来实现的？
（4）根尖水平放置时，平衡石细胞中的淀粉体会沿着什么方向沉降？这对伸长区IAA的分布有何影响？
提示：低温通过影响基因的转录和翻译影响植物的开花。
提示：这样可以避免出现在冬季来临之前开花而无法正常结果的情况
提示：一类富含“淀粉体”的细胞，即平衡石细胞
提示：淀粉体会沿重力方向沉降;导致伸长区近地侧IAA浓度高，远地侧IAA的浓度低。
02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。年轮的形成的原因是：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。（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。探究点二：参与调节植物生命活动的其他环境因素02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。（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？冬小麦要经历春化作用才能开花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。 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。
思考：根的向地生长和茎的背地生长有什么意义呢？
参与调节植物生命活动的其他环境因素
02参与调节植物生命活动的其他环境因素作用机制假说：淀粉平衡石假说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。设计实验：验证植物向地性的感受部位在根冠
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。
小组活动：设计实验，验证植物根向地性的感受部位在根冠
提示：取一定数量的萌发状态相同的种子，均匀分为甲、乙两组；甲组除去根冠，乙组不做处理，横放在培养皿中培养；一段时间后，观察根的生长方向。
探究点三：植物生长发育的整体调控
（1）如何理解基因表达、环境因素、激素调节三者之间的关系？
（2）植物生长、发育、繁殖、休眠的实质是什么？
（3）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
提示：环境因素和激素都能作为信号分子影响基因表达;基因表达和环境因素能影响激素的产生和分布。
提示：植物响应环境变化，调控基因表达和激素的产生、分布，从而引起植物器官和个体水平变化。
03植物生长发育的整体调控高等植物是由许多细胞组成的高度复杂的有机体，它的正常生长发育需要各个器官、组织和细胞之间的协调和配合。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结果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调控影响04课堂小结

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