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(共24张PPT)
第4节 环境因素参与调节植物的生命活动
人教版 选择性必修1
学习目标
2.通过对温度、重力参与调节植物生命活动案例的分析，能用生物学视角去解释生活中的实际问题。
3.通过对光、温度、重力等环境因素参与调节植物的生长发育事例的分析，认同植物生命活动的调节具有复杂性和整体性。
1. 通过对光调控植物生长发育的案例分析与讨论，能够从信息观的角度去解释光对植物生长发育的影响。
调控花期创造美好生活
菊花本在秋天开放，但现在一年四季都可以看到菊花，这是按照生物学原理人工调控花期的结果。
1.五一节开花：11月下旬将开过花的植株地上部分剪除并换盆进入温室培养，促使新芽萌发生长，翌年1月将室温提高到21℃左右，这样2月即可形成花蕾，“五一”节前即可开花。
2.国庆节开花：通常从7月下旬开始对盆栽菊花进行短日照处理，1个月后可出现花蕾，9月底即可开花。但若用夏菊品种，则只需将生长温度控制在10℃以上，不必进行短日照处理，也可在国庆节前后开花。
问题探讨
3.元旦开花：8月上旬选择晚花品种中生长健壮的植株，从日落到夜晚12时增加光照，直至10月中旬花芽开始分化为止。室温保持20℃左右，最低不低于15℃，这样元旦即可开花。
4.春节开花：8月剪取嫩枝扦插，9月中旬上盆，11月下旬移入向阳的低温温室中栽培，12月中旬再移入中温温室，保持18~20℃，翌年2月初即可开花。
从生物学角度出发，有哪些环境因素会影响植物开花？
光，温度
其中光、温度、重力对植物生长发育的调节尤为重要。
调控花期创造美好生活
问题探讨
高等植物的生长发育是受环境因素调节的。
任务一：阅读任务单上的资料，分析并回答问题，说明光对植物生长发育的调节作用
一.光对植物生长发育的调节
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（如早熟禾和毛蕊花）的种子在有光条件下萌发得好一些，还有一些植物（如洋葱和番茄）的种子萌发，则受光的抑制。研究发现，萌发的需要光的种子一般比较小，储藏的营养物质也很少。
资料1：
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
资料2
豆芽是在黑暗的环境中培育的，它的细胞中不含有叶绿素，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。
一.光对植物生长发育的调节
豆芽（黑暗中培育）
豆苗见光培育
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，比如黄瓜、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
一.光对植物生长发育的调节
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
资料3
讨论4：种子的发芽，植物生长、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，能保证正常地繁行后代，这也是植物对环境的适应。
一.光对植物生长发育的调节
植株
生长
开花
衰老
种子
萌发
均受到
光的调控
光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。
植物对环境的适应如何理解？
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，
一.光对植物生长发育的调节
那么植物是怎样感受到光照的呢？
2.光敏色素化本质：
3.分布：
4.吸收光的类型：
1.植物具有接受光信号的分子：
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。
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
活动1：阅读教材P106,回答下面问题，梳理光敏色素的相关概念。
光敏色素（其中的一种）
一.光对植物生长发育的调节
活动2：观察教材P106图5-12，补充完善光对植物生长发育调节机制概念建模。
光信号
激活
信号
转导
翻译
影响
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
光敏色素
细胞核
特定基因转录
(DNA→mRNA)
生物学效应
（蛋白质）
植物在细胞水平上应对光信号做出的响应
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 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。
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
任务二：阅读资料，分析并回答问题，说明温度、重力等环境因素是怎样参与调节植
物生长发育的？
资料2：有些植物在生长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
1.温度
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？
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。
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
1.温度
二.参与调节植物生命活动的其他环境因素
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
植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的；
2.重力
二.参与调节植物生命活动的其他环境因素
根的向地生长和茎的背地生长
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
活动1：阅读教材P107,完成重力参与调节植物生长发育的概念建模。
根的向地性
茎的背地性
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
对植物生长产生影响
根尖中的平衡石细胞示意图
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
活动2：阅读教材P108,完成”淀粉-平衡石假说”概念建模。
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
二.参与调节植物生命活动的其他环境因素
2.重力
设计实验
验证植物向地性的感受部位在根冠
活动3：小组合作探究，尝试设计实验，验证植物向地性的感受部位在根冠
是否有根冠
可采用切除根冠的方法进行处理
自变量
根是否出现向地生长
因变量:
无关变量:
取大小、萌发程度大致相同的刚刚萌发的同种玉米粒若干，温度适宜，无光照
二.参与调节植物生命活动的其他环境因素
减法原理
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
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
加法原理
根冠
二.参与调节植物生命活动的其他环境因素
2.重力
实验思路
预期结果、得出结论
取大小、萌发程度大致相同的刚刚萌发的同种玉米粒若干，随机分成数量相同的甲、乙两组；
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。
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；
置于温度适宜的暗室中培养一段时间。
2.重力
二.参与调节植物生命活动的其他环境因素
根的向地生长和茎的背地生长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
三.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。植物的生长发育的调控，是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。
激素
基因表达
环境
影响
产生
分布
影响
影响
任务三：阅读教材P108，用文字和箭头的方式对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建模。
课堂小结：
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

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