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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
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？
一、光对植物生长发育的调节
阅读课本资料分析并思考相应问题！
烟草、莴苣的种子
萌发
不萌发
早熟禾
毛蕊花
有光比无光萌发更好
洋葱
番茄
光抑制种子萌发
萌发
烟草、莴苣的种子
萌发
不萌发
早熟禾
毛蕊花
有光比无光萌发更好
洋葱
番茄
光抑制种子萌发
萌发
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。
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。
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(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。
绿豆芽：无光条件
绿豆苗：有光条件
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(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。
暗形态建成
光形态建成
黑暗
光照
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，
菠菜
菊
水稻
白天长度超过13小时才开花
白天短于一定时长才开花
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？
光照时长( 黑暗时长)在起作用；这与植物激素的分泌有关。
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。
黄瓜
向日葵
棉花
萌发需要光照的种子一般较小，这是对环境的适应——萌发后立即进行光合作用，从而避免在无光条件下萌发后“饿死”。
植物在生长、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。
4、种子发芽，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？
植株
生长
开花
衰老
种子
萌发
均受到
光的调控
1、光对植物生长发育的两种作用
（1）光合作用的能量来源；
（2）作为信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。
如：影响种子萌发、植物开花、植物形态和颜色
上午
下午
光敏色素
感光区域
酶活性区域
（1）化学本质：
（2）分布：
蛋白质（色素——蛋白复合体）
（3）吸收光的类型：
植物的各个部位，
主要是红光和远红光。
2. 植物具有接受光信号的分子——光敏色素（其中的一种）
分生组织的细胞内较丰富。
感受信号
传导信号
发生反应
光照射
①光敏色素被激活结构发生变化
②信号经过转导，传递到细胞核内
DNA
③细胞核内特定基因的转录变化
RNA
翻译
④表现出
生物学效应
3、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，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
问：光敏色素与光合色素的作用有什么区别？
光敏色素是光的受体。
光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。
光合色素是在光合作用中参与吸收、传递并转化光能等的作用，包括叶绿素和类胡萝卜素等。
光是植物进行光合作用的能量来源
讨论
茎向上生长
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、茎可能会怎样生长？为什么？
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，根则会弯曲向下生长。
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。
问题探讨
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
1、重力
植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞，可以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。
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。
平衡石细胞
淀粉体
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
重力
重力
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:通过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
垂直
水平
“淀粉—平衡石假说”
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。
如何设计实验证明平衡石细胞和感受重力的部位在根冠？
参与调节植物生命活动的其他环境因素
根冠完整组
根冠切除组1
根冠切除组2
10小时后结果
——减法原理
图片修改自： Plant Physiology: 447. Figure 19.31.
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
设计实验证明根冠感受重力
1、重力
影响植物的生长发育、形态建成。
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
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；
②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。
宽带
细带
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
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、蕙兰等就是这样的。
冬小麦
蕙兰
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
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、蕙兰等就是这样的。
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？
①光合作用：夏季中午温度过高，植物为了防止失水过多，气孔关闭，CO2进入叶片减少，光合作用减弱。
随着季节轮回、气温周期性变化，植物发芽、开花、落叶、休眠，生命活动的节奏追随着季节的步伐。
（2） 随着昼夜交替，气温午高夜低，植物的代谢也会有旺盛和缓慢之分。
（3）植物的所有生理活动均在一定温度范围内进行，温度通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等调节植物的生长发育。
（4）植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。
阔叶林
1、重力
2、温度
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
影响植物的生长发育、形态建成。
影响植物代谢、植物分布、春化作用
三、植物生长发育的整体调控
三、植物生长发育的整体调控
谢
谢
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