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(共44张PPT)
5.4环境因素参与调节植物的生命活动
环境因素参与调节植物的生命活动
预习目标
1.完成P105“思考·讨论”，认识光在植物的生长发育中的作用。
2.结合实例，了解温度、重力等环境因素调节植物的生长发育。
3.从进化与适应的观念，分析植物接受环境因素的调节的意义。
要求：有思考，有疑问，与内心产生对话；
有勾画，有梳理，自主学习有收获；完成部分讨论和习题
关键词：调节
一、光对种子萌发的影响
结论：莴苣种子在光照一段时间后的发芽率明显高于黑暗条件。
资料1
光影响植物种子萌发（莴苣）
结论：烟草种子在光照/黑暗条件下的发芽率明显高于完全黑暗条件。
处理 发芽率（%）
全黑暗 6.67
光照/黑暗 91.00
光影响植物种子萌发（烟草）
一、光对种子萌发的影响
资料2
有些植物的种子在有光条件下萌发的更好（如早熟稻、毛蕊花）；
有些植物种子的萌发，则受光的抑制（如洋葱、番茄）。
研究发现：萌发需要光的种子一般较小，储存的营养物质也很少。
思考：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。种子萌发的能源来自于自身(子叶/胚乳)
推测：光本身是植物萌发过程中的一种调节因子。
资料3
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。
思考: 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。
① 很多植物的开花与昼夜长短有关；
白天长度超过13小时才开花
② 很多植物的开花与昼夜长短无关。
白天短于一定时长才开花
菠菜
菊
水稻
黄瓜
向日葵
棉花
资料3
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
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
光照时长( 黑暗时长)在起作用；这与植物激素的分泌有关。
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？
植株
生长
开花
衰老
种子
萌发
均受到
光的调控
一、光对植物生命活动的影响
观察水平
表10-2一些植物的临界日长
短日植物 24h周期中的临界日长/h 长日植物 24h周期中的临界日长/h
甘蔗 12.5 菠菜 13
菊花 15 大麦 10~14
矮牵牛 15 小麦 12 以上
苍耳 15.5 燕麦 9
晚稻 12 拟南芥 13
一品红 12.5 木槿 12
美洲烟草 14 天仙子 11.5
甜菜(一年生) 13~14
短日植物
日照时间短于一定长度，才能开花
长日植物
日照时间长于一定长度，才能开花
问题1：
植物“测量”的是昼长还是夜长？哪个时长更重要？
一、光对植物生命活动的影响
实验水平
短日植物
长日植物
一、光对植物生命活动的影响
实验水平
短日植物
长日植物
问题2：
植物通过哪种波长的光区分昼夜，“测量”夜长？
一、光对植物生命活动的影响
实验水平
2、 植物具有接受光信号的分子——光敏色素（其中的一种）
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。
其中在分生组织的细胞内比较丰富。
（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。
其中在分生组织的细胞内比较丰富。
相关信息
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。
2. 植物具有接受光信号的分子——光敏色素（其中的一种）
3、光调控植物生长发育的反应机制
1.下列关于光在植物生长发育中的调节作用的说法，正确的是
A.番茄种子的萌发需要有光条件下
B.棉花需白天长度超过13小时才开花
C.光敏色素主要分布在叶肉细胞内
D.光作为一种信号，影响调控植物的生长、发育的全过程
√
解析　番茄种子的萌发受光的抑制，故A错误；
棉花的开花与昼夜长短无关，故B错误；
光敏色素主要分布于分生组织中，C错误。
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
√
解析　光敏色素主要吸收红光和远红光。
参与调节植物生命活动的其他环境因素
考点一
光对植物生长发育的调节
目
录
CONTENTS
考点二
植物生长发育的整体调控
考点三
除了光，温度和重力等环境因素也会参与调节植物的生长发育，温度和重力是如何参与植物生命活动调节呢？
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：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。
冬小麦：9~10月播种，经过冬天后，来年春天开花结果。
实践：在春季播种冬小麦，会使麦苗夏季旺长却不开花或者开花太晚，造成减产。
结论：冬小麦需要经历一段时间的低温诱导方可开花（春化作用）。
资料2
1、温度参与植物生长发育的调节
思考：温度参与调节植物生长发育的机制是怎样的？尝试用概念图表示其过程。
1、温度参与植物生长发育的调节
根的向地性、茎的背地性
2、重力参与植物生长发育的调节
思考：重力参与调节植物生长发育的机制是怎样的？尝试用概念图表示其过程。
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。
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
2、重力参与植物生长发育的调节
在根冠、胚芽鞘尖和茎的内皮层细胞中有比重比较大的淀粉体分布，受重力影响而沉积在细胞底部，起平衡石的作用。
根横放时，淀粉体下沉在细胞近地侧的内质网上，诱导内质网释放Ca2+到细胞质基质，Ca2+与钙调蛋白结合后活化Ca2+泵和IAA泵（均为ATP驱动泵），使近地侧积累较多的Ca2+和IAA。
(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
√
解析　植物分布的区域性很大程度上就是由温度决定的，故D错误。
4.下列有关图示的描述，错误的是
A.图①中生长素的含量是a＝b、c＝d，
植物水平生长
B.图②中生长素的含量是aC.图②中根的向地性和茎的背地性均能体现生长素的作用为低浓度促进
生长，高浓度抑制生长
D.综合分析图①②可知，重力能够导致生长素分布不均匀
√
参与调节植物生命活动的其他环境因素
考点一
光对植物生长发育的调节
目
录
CONTENTS
考点二
植物生长发育的整体调控
考点三
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。
思考：结合本节内容，梳理基因、激素、环境因素对植物生命活动调节的关联。
发芽的玉米粒
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
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。
设计实验，验证植物根向地性的感受部位在根冠
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
——减法原理
设计实验证明根冠感受重力
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
大头针固定蚕豆幼苗，水平放置90 min
切除根尖
不作处理
根尖均向下弯曲生长
注：通常，从水平放置到发生弯曲需要几小时。
结论：水平放置时，根尖产生了某种“指令”（物质）影响了伸长区生长。
设计实验证明根冠通过某种物质影响伸长区生长
5.下列关于植物生长发育的整体调控的叙述，错误的是
A.植物的生长、发育、繁殖、休眠，都处在基因适时选择性表达的调控
之下
B.激素的产生和分布是基因表达调控的结果
C.激素的产生和分布不受环境因素影响
D.光照、温度等环境因子变化对植物激素的合成和分解具有调节作用
√
6.在自然条件下，冬小麦是在头一年秋季萌发，以营养体(长出根、茎、叶的植物体)过冬，第二年夏初开花和结实。秋末冬春的低温是诱导开花的必要条件。经研究发现低温能促使冬小麦体内赤霉素含量增加，说明
A.未经过低温处理的冬小麦，如果施用适宜浓度的赤霉素也能诱导开花
B.赤霉素等植物激素控制着植物的生命活动
C.赤霉素直接参与细胞内的代谢活动
D.赤霉素具有解除种子休眠的作用
√
植物生长发育的整体调控
课堂小结
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(P109)
植物生长发育的整体调控
植物激素
基因表达
环境因素
相互
影响
影响
表达
改变分布情况
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。
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
(1) 由上述实验结果可以得出什么结论
【答案】红光促进莴苣种子发芽，红外光抑制莴苣种子发芽。
练习与应用
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。
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
(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？
【答案】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。
练习与应用
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？
二、拓展应用
【答案】可尝试进行遮光处理。
练习与应用

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