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(共36张PPT)
5.4 环境因素
参与调节植物的生命活动
授课教师：XXX
WxW
选修一 P105
问题探讨
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。
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。
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？
根和茎很可能会继续横向生长，因为太空中几乎没有重力。
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？
01
02
03
03
光
温度
重力
高等植物的生长发育是受环境因素调节的。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
思考·讨论：光在植物生长发育中的调节作用
选修一 P105
【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的好一些。
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. 所有种子萌发都需要光吗？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？
有的种子萌发必须有光，有的种子萌发不需要光。不是，种子萌发时无叶绿体，无法利用光能。
思考·讨论：光在植物生长发育中的调节作用
选修一 P105
【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。
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。
思考·讨论：光在植物生长发育中的调节作用
选修一 P105
【资料3】
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。
讨论3.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；
白天长度超过13h才开花
白天短于一定时长才开花
思考·讨论：光在植物生长发育中的调节作用
选修一 P105
讨论4. 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。
(1)光是植物进行光合作用的能量来源。
1.光对植物生长发育的两种作用
(2)调节作用 P106第一段
种子萌发，植株生长、开花、衰老等都受光的调控。
实质：光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。
一、光对植物生长发育的调节
【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？光是如何调控植物生长发育的？
植物具有能接受光信号的分子，例如光敏色素。
（1）化学本质：__________________________
（2）分布：植物的各个部位，其中在_______组织的细胞内比较丰富。
（3）吸收光的类型：主要是______________。
2. 光信号传导的结构基础之一：光敏色素
一、光对植物生长发育的调节
【P106相关信息】
植物体内除了光敏色素，还有感受________的受体。
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。
蛋白质（色素-蛋白复合体）
分生
红光和远红光
蓝光
3.光调控植物生长发育的反应机制
一、光对植物生长发育的调节
感受信号
传导信号
发生反应
信号经过转导，传递到细胞核内
表现出生物学效应
翻译
RNA
光敏色素被激活，结构发生变化
DNA
细胞核内
特定基因
的转录变化
阳光
光敏色素被激活，结构发生变化
信号经过信息传递系统的传导到细胞核内
细胞核内
特定基因的
转录变化
照射
转录
RNA
蛋白质
表现出生物学效应
感受信号
传导信号
发生反应
光作为一种信号分子，影响、调控植物生长、发育的全过程
在细胞膜上，对红光和远红光有吸收并产生逆转作用色素蛋白复合体——光敏色素，参与植物光形态建成，调节植物生长发育过程。
叶片中有一种专门感受、传递和转化光照信号的光敏素系统，其实也是一些能够随着光照波谱变化进行可逆性转化的蛋白质。当不活跃的Pr蛋白吸收红光以后，摇身一变，成为非常活跃的Pfr蛋白，Pfr蛋白再与其它蛋白质一起转移到细胞核中打开光调基因，表达出对应的生理性变化，合成更多的化合物；当Pfr吸收了远红光以后，立即转化为Pr蛋白，关闭基因的调节，叶片停止光合合成。
【拓展】
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
除了光，还有温度、重力等环境因素也会参与调节植物的生长发育。
温度和重力因素是如何参与植物生命活动的调节的呢
阅读P107页的资料，并进行小组讨论，回答问题。
思考·讨论：温度参与植物生长发育的调节
选修一 P107
【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：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。
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。
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
树木在不同季节因为气温降水等的环境不同其生命活动也随之变化；春夏降雨多，气温相对较高，植物生命活动旺盛处于生长期，植物从根部吸收的以水分为主的养分较多，形成层中的导管，筛管发育较粗，而秋冬季节，植物生命活动缓慢，处于生长后期，形成层发育缓慢。处于生长期发育的，称为早材或春材，处于生长季节后期发育的，称为晚材或秋材
你知道年轮形成的原因吗？
思考·讨论：温度参与植物生长发育的调节
选修一 P107
【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、蕙兰等白菜、胡萝卜、芹菜等，就是这样。如果不经过一定时间低温，它们就会一直保持营养状态或很晚才能开花。
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。
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
提示：如秋冬树木落叶等等，学生根据自己平时的观察回答。
温度三基点与植物的原产地有关。
春化作用：低温促进植物开花。
作物 最低温度 最适温度 最高温度
水稻 10~12 20~30 40~44
小麦 0~5 25~31 31~37
南瓜 10~15 37~44 44~50
七九小麦：在冬至那天起，将种子浸在井水里，第二天早晨取出阴干，每9天处理一次，共7次，由于冬小麦得到花诱导所要求的低温，在其他条件具备的情况下，在当年的夏初就可以抽穗。
【拓展】
闷麦法：将萌发的小麦种子闷在罐中，放在0~5℃的低温下处理40到50天，春暖后播种，就可以和冬播麦一样开花结实。
【拓展】
生长的最适温度：植物生长最快的温度。
协调最适温度：使植株健壮生长的适宜温度。常要求在比生长最适温度略低的温度下进行。
生长还需要昼夜变温。如番茄，在昼夜温度恒定为25℃下，生长较快，但在昼温26℃，夜温20℃下，则生长更快。
生长的温周期现象（thermoperiodicity of growth）
在自然条件下，有日温较高和夜温较低的周期性变化反应现象。
（1）调节实例：①年轮的形成、②春化作用。
（2）调节方式：植物的所有生理活动均在一定温度范围内进行。温度通过影响种子萌发、植物生长、开花结果或叶的衰老脱落等生命活动，参与调节植物的生长发育。
（3）植物分布的_________很大程度上就是由温度决定的。
1. 温度
地域性
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
2. 重力
（1）调节方式：调节植物生长发育和形态建成。
（2）调节机理：
（3）假说：
植物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，造成生长素分布的不均衡，从而调节植物的生长方向。
淀粉——平衡石假说
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
2. 重力
（1）调节方式：调节植物生长发育和形态建成。
（2）调节机理：
根、茎中具有感受重力的物质和细胞
调节植物的生长方向
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
【P107旁栏思考题】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。
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
2. 重力
（3）调节机制：_______________假说
淀粉——平衡石
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
甲. 根冠不切除（对照）
乙. 根冠全切除
丙. 根冠下半部分切除
丁. 根冠上半部分切除
【P108设计实验】验证植物根向地性的感受部位在根冠。
如果进一步验证是钙离子在这一过程中发挥作用，请说出实验思路
EDTA的作用是去除与其临接部位的 Ga 2+
高等植物是由很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、细胞之间的协调和配合。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完成的。
三.植物生长发育的整体调控
基因表达调控
激素调节
环境因素调节
植物生长发育调控
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
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
传递信息
调控激素的产生和分布
影响
随堂练习
1. 海洋植物和高山植物均有分层现象。而沙漠地区动植物类稀少。造成这种现象的主要生态因素依次是 (　　)
A. 光照、温度、水 B. 温度、光照、水
C. 水、温度、光照 D. 光照、水、盐度
2. 下列关于“引来繁花缀满枝,瓜熟蒂落也有时”现象的分析，错误的是(　 )
A. 这一现象是多种植物激素相互作用的结果
B. 适当喷2,4-D能延长“繁花缀满枝”的时间
C. 乙烯和脱落酸协同调节了“瓜熟蒂落”的过程
D. 植物的生命活动只受植物激素的调节
D
A
随堂练习
3. 下列关于植物茎的负向重力性和根的向重力性的叙述，正确的是(　　)
A. 在根部“③→④”的运输不需要消耗ATP
B. 生长素对②处和⑥处的作用相同
C. 两种现象说明根对生长素的敏感性高于茎
D. 两种现象均能体现生长素低浓度促进、高浓度抑制的作用特点
4. 下列说法不正确的是 (　 　)
A．植株生长、开花接受光的调控，都体现了植物对环境的适应
B．光敏色素主要吸收红外光
C．光敏色素分布在植物的各个部位
D．光调控植物生长发育的机制是感受信号→传导信号→发生反应
B
C
随堂练习5.分别将一种短日照植物和一种长日照植物置于短光周期中，但在长暗期中间给予一次瞬间光照，结果短日照植物不开花，长日照植物开花；再将这两种植物置于长光周期中，但在长光期中间插入一次短时黑暗，结果短日照植物仍不开花，长日照植物开花。下列叙述错误的是(　　)A．短日照植物和长日照植物分别指开花需要短日照条件和长日照条件B．短光周期的长暗期中间给予短瞬间光照，长日照植物开花，因为黑暗时长满足其要求C．长光周期的长光期中间插入短时黑暗，短日照植物不开花，因为黑暗时长不能满足其要求D．植物对光照和黑暗的反应叫光周期现象D随堂练习
6. 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
A
随堂练习
7. 赤霉素和光敏色素能协调调节拟南芥主根的生长。某小组用野生型拟南芥植株(WT)、光敏色素A(phyA)缺失突变体和光敏色素B(phyB)缺失突变体为材料，研究在黑暗和光照条件下，赤霉素合成抑制剂——多效唑(PAC)对拟南芥幼苗主根生长的影响，实验结果如图所示，下列分析错误的是( )
D
A．光敏色素可能不参与黑暗条件下PAC调控主根生长的过程
B．在光照和黑暗条件下，PAC调控主根生长的效果存在差异
C．phyA介导的光信号对PAC调控主根生长的影响不明显
D．phyB介导的光信号能增强PAC对主根生长的抑制效果
一、概念检测
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。
练习与应用 （书本P109）
√
√
二、拓展应用
1. 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。
（1）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。
1. 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。
（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。
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？
可尝试进行遮光处理。
5.4 环境因素参与调节植物的生命活动
一、选择题
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
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
练习与应用 （书本P111）
B
C
一、选择题
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
4．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．赤霉素促进果实发育
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
练习与应用 （书本P111）
A
A

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