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(共38张PPT)
第4节 环境因素参与植物的生命活动
本节聚焦:
光是怎样调节植物生长发育的？
温度、重力等环境因素是怎样调节植物生长发育的？
植物接受环境因素的调节有什么适应意义？
第5章 植物生命活动的调节
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？
问题探讨
问题一：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
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。
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。
思考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。
思考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
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。
思考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
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。
思考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
光作为一种 ，影响、调控植物生长、发育的全过程。
植株
生长
开花
衰老
种子
萌发
均受到
光的调控
问题二：光在植物生长发育过程中起了什么作用？
信号
问题三：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？
　　　　　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）
总结
1.光的作用
（1）信号： 。
（2）信号受体： 。
①化学本质: 。
②分布: 。
③吸收光谱: 。
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
2.调控机理
光作为一种 ，影响、调控植物生长、发育的全过程。
信号
光
光敏色素
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
3.光调控植物生长发育的反应机制
光信号
光敏色素
细胞核
特定基因表达
生物学效应
↓
↓
↓
↓
信息传递系统
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
(1)对植物来说，光只是提供能量(　　)
(2)光敏色素是一类色素—蛋白复合体(　　)
(3)接受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化(　　)
×
√
√
判断正误（P97）
1.下列关于光对植物生长发育的影响的叙述，不正确的是
A.光能够影响植物种子的萌发
B.植物的向光性生长是植物对光刺激的反应
C.对植物来说，光只是起提供能量的作用
D.光可作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程
√
典题应用（P98）
2.下面关于光调控植物生长发育的反应机制的说法，不正确的是
A.光敏色素的本质是蛋白质
B.光敏色素主要吸收红光、蓝光
C.光通过影响光敏色素的结构影响特定基因的表达
D.光作为一种信号，影响、调控植株的生长、开花等
√
问题四：温度是如何参与植物生命活动的调节的呢？
二、温度对植物生长发育的调节
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、温度对植物生长发育的调节
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。
思考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、温度对植物生长发育的调节
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。
思考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
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、温度对植物生长发育的调节
资料3
结论：温度对植物的多种生命活动具有调节作用。
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
植物的地域性分布
二、温度对植物生长发育的调节
1.温度
(1)通过影响种子萌发、植株生长、 和叶的衰老、 等生命活动，从而参与调节植物的生长发育。
(2)植物分布的 很大程度上就是由温度决定的。
（P107倒数第二段）
开花结果
脱落
地域性
总结
二、温度对植物生长发育的调节
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
三、重力对植物生长发育的调节
三、重力对植物生长发育的调节
问题1：根总是向地生长的意义是什么？
问题2：重力是如何进行调节使根向地生长的呢？
（P107最后一段）
充分扎入土壤吸收物质
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
三、重力对植物生长发育的调节
问题3：根、茎中感受重力的物质和细胞是什么？（P108）
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
　　　　　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）
四、植物生长发育的整体调控
四、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
判断：
1.植物生长发育的过程完全由植物激素和环境因素调控（ ）
2.植物激素几乎参与调节植物生长、发育过程中的所有生命活动（ ）
2.植物生长发育从根本上讲是多种激素协调配合共同作用的结果（ ）
×
√
×
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
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。
课后练习
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
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。
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。
(1)春化作用是指植物开花需经一定光照时长的诱导(　　)
(2)重力可调节植物生长发育，但与植物形态建成无关(　　)
(3)高等植物正常生长发育需要各个器官、组织、细胞之间的协调和配合
(　　)
(4)植物的生长发育完全由植物激素调控(　　)
×
×
判断正误
√
×
3.下面关于温度参与植物生长发育的调节的叙述，不正确的是
A.温度可影响种子萌发、植株生长、开花结果等生命活动
B.冬小麦在生长期需要经历一段时期的低温之后才能开花
C.温度能影响代谢的快慢
D.温度不能决定植物分布的区域性
典题应用
√
4.下图是解释玉米根向重力生长原因的模型。平衡石是根冠细胞特有的结构。在垂直放置的根中，平衡石停留在根冠细胞的基部，导致经由中柱运来的IAA在根冠均等分布(如图1)。在水平放置的根中，平衡石停留在根冠细胞的近地侧，导致根冠远地侧的IAA向近地侧运输(如图2)。根据该模型，下列分析正确的是
A.IAA在根部只能从伸长区向根冠
运输
B.在水平放置的根中，近地侧伸长
慢的原因是IAA浓度低于远地侧
C.若把去除根冠的玉米根水平放置，仍能观察到根向地弯曲生长
D.玉米根向重力生长与平衡石在根冠细胞中的位置密切相关
√
题组二　 参与调节植物生命活动的其他环境因素
4.下面为探究白菜经三种不同方式处理后植株的开花情况的实验。由该实验可得出的结论是
实验1：低温处理，不另外施加赤霉素；实验结果：白菜开花
实验2：未经低温处理，另外施加赤霉素；实验结果：白菜开花
实验3：未经低温处理，不另外施加赤霉素；实验结果：白菜不开花
A.赤霉素能促进花的发育
B.赤霉素能解除种子休眠
C.赤霉素必须经低温诱导才能合成
D.白菜必须经低温环境处理才能开花
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9.种子萌发时通常会形成“顶端弯钩”以保护幼嫩子叶免受伤害，出土后弯钩会打开，日光中的蓝光、红光和远红光都是弯钩打开的促进因子。研究发现，弯钩两侧生长素分布不均匀，如图所示b侧浓度更高。下列分析正确的是
A.“顶端弯钩”不能体现生长素的作用因浓度不同而有差异
B.极性运输导致生长素分布不均匀进而产生“顶端弯钩”
C.弯钩的打开是通过光敏色素的作用影响了相关基因的表达
D.顶端弯钩接受光刺激而打开体现了化学信息对生物的调节作用
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11.研究人员用红光和红外光依次照射的方法，对一批莴苣种子进行处理，然后置于暗处。一段时间后，这些莴苣种子的发芽情况如下表所示。下列说法不正确的是
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组别 光照射处理方式 发芽情况
a组 无光照 不发芽
b组 红光 发芽
c组 红光→红外光 不发芽
d组 红光→红外光→红光 发芽
e组 红光→红外光→红光→红外光 不发芽
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A.本实验中的a组为对照组
B.红光促进莴苣种子发芽，红外光抑制种子发芽
C.若将e组处理后置于自然光下，而不是黑暗条件，莴苣种子不会发芽
D.光诱导莴苣种子发芽过程中，光敏色素参与信息传递，进而影响基因
的表达
√
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由于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莴苣种子会发芽，C错误。
12.科学家研究发现，植物具有的光敏色素和向光素就是能接受特定光信号的分子。光敏色素受到红光和远红光照射时结构发生变化，影响细胞核中特定基因的表达而调控植物生长发育。向光素是一种自磷酸化蛋白激酶，在蓝光刺激下，发生自磷酸化。激活的向光素调节生长素运输载体的定位，进而引起生长素的侧向运动，最终使得植物器官不对称生长。下列有关描述不正确的是
A.向光素是接受蓝光刺激的受体蛋白质
B.生长素的侧向运输与向光素的自磷酸化有关
C.光敏色素受到刺激后进入细胞核催化特定基因表达
D.植物生长发育的调控是基因、激素、环境共同完成的
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