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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
选择性必修一第五章 第4节
说明光对植物生长发育的调节作用，简述
温度、重力等参与调节植物生命活动。
(生命观念)
01
光、温度参与植物生长发育调节的实例分
析，阐明环境因素的调节与植物的适应性
之间的关系。(科学思维)
02
基于光、温度和重力等环境因素对植物生
长发育影响的认识，分析解决生产和生活
中的一些实际问题。(社会责任)
03
目标
目 标
桃花灼灼向人开
菡萏亭亭立碧波
野菊篱下无人问
寒梅崖边笑风雪
古诗欣赏
思考回答
这几句诗句描写哪几种花？结合生活经验它们会在不同季节开花，你认为是有哪些自然因素影响？
情境材料1：
诗中描写了有桃花、荷花、菊花、梅花
影响的自然因素有光、温度、水肥、土壤、植物激素
观看视频思考回答下列问题
植物可能会继续横向生长；因为太空中几乎没有重力。
.
情境材料2：
1、视频中的植物生长出现了什么现象，这种现象受什么外界因素的影响？
植物茎背地生长现象，
受重力因素调节
2、若将植物横放在太空中的“天宫二号”它会怎样生长， 并给出你理由？
通过以上材料分析我们知道，高等植物的生命活动除了依靠激素调节，同时受环境因素调节。光、温度、重力对植物生长发育的调节作用尤为重要。
光对植物生长发育的作用
（一）
通过资料分析思考与讨论了解光在植物生长发育中的调节作用
资料分析
资料1：科学家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右表所示。
——教材P109“拓展应用”
(1)莴苣种子的萌发需要光为其提供能量进行光合作用吗？
不能，种子没有叶绿体，不能进行光合作用
通过资料思考与讨论了解光在植物生长发育中的调节作用
资料分析
资料1：科学家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右表所示。
——教材P109“拓展应用”
(2)对照组可以和______形成对照，可以得________________________。
组1可以和______形成对照，可以得___________________________。
组1
说明红光能促进莴苣种子萌发
组2
说明远红光能抑制莴苣种子萌发
通过资料思考与讨论了解光在植物生长发育中的调节作用
资料分析
资料1：科学家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右表所示。
——教材P109“拓展应用”
(3)莴苣种子对红光的反应远比红外光敏感，若经过红光和红外光处理后，将莴苣种子置于自然光下而不是黑暗条件下，莴苣种子的萌发情况会如何？
会发芽
资料2：
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
②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
③还有一些植物（如洋葱、番茄）的种子萌发则受光的抑制
思考：种子在萌发过程不能利用光进行光合作用，那么从上述资料分析来看，光在种子萌发中起什么作用？
光是一种信号，是种子萌发过程中的一种调节因子。
烟草种子
莴苣种子
草莓种子
番茄种子
洋葱种子
资料2：
烟草种子
莴苣种子
草莓种子
番茄种子
洋葱种子
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：从适应性角度理解,为何体积较小的种子萌发需要光照？
种子体积小，储藏的营养物质少，萌发后需要立即光合作用制造营养物质，供生长利用。
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。
豆芽：无光条件
豆苗：有光条件
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。
资料3：
资料4：
①很多植物的开花与昼夜长短有关
菊、水稻则要在白天短于一定的时长才开花
短日照
长日照
菠菜只有白天长度超过13小时才开花
黄
瓜
②也有不少植物的开花与昼夜长短没有关系
黄瓜、棉花、向日葵等植物开花与昼夜长短没有关系
向日葵
思考：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；与植物激素的分泌有关。
小结：光照对植物生长发育的影响
01
影响种子萌发
影响植物形态
影响植株开花
02
03
(1)光是植物进行__________的能量来源；
(2)光作为一种_____，影响、调控植物生长、发育的全过程。
光合作用
信号
资料5：
右下图示光周期影响开花的实验,图中“植物去掉了顶端的全部叶子,A和B植物分别接受长日照、短日照;C、D植物方框内外处理方式不同。
（1）对照实验A、B可说明该植物属于_______（长日照 / 短日照）植物。
短日照
（2）植物接收光信号刺激的部位在____（叶 / 顶端）。
叶
资料5：
右下图示光周期影响开花的实验,图中“植物去掉了顶端的全部叶子,A和B植物分别接受长日照、短日照;C、D植物方框内外处理方式不同。
（3）分析实验，能出什么结论？
叶片可能在接受光信号之后产生某种开花信号物质，进一步传递到茎顶端影响花芽分化。
植物是怎样接受到光信号的呢？
自主阅读课本P106并回答下列问题：
化学本质是？
分布在什么位置？
主要吸收什么光？
化学结构特点是？
感知光的信号分子是？
光敏色素
蛋白质（色素—蛋白复合体）
由两个相同的亚基组成，每个亚基有两个结构域
自主阅读课本P106并回答下列问题：
化学本质是？
化学结构特点是？
感知光的信号分子是？
光敏色素
蛋白质（色素—蛋白复合体）
由两个相同的亚基组成，每个亚基有两个结构域
感光区域
两个结构域相互协作，使光刺激与细胞内化学反应联系起来
酶活性区域
自主阅读课本P106并回答下列问题：
化学本质是？
分布在什么位置？
主要吸收什么光？
化学结构特点是？
感知光的信号分子是？
光敏色素
蛋白质（色素—蛋白复合体）
由两个相同的亚基组成，每个亚基有两个结构域
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
光敏色素在红光和远红光结构变化
思考：植物除了有吸收红光、远红光的光敏色素之外还有感受其他光的物质吗？
植物体内除了光敏色素，还有感受蓝光的受体。
探究活动一、光调控植物生长发育的反应机制
学习任务：请阅读教材P106，观察图5-12，在学案上绘制光调控植物生长发育的反应机制流程图。
要求：同学们先独立思考,然后小组讨论交流，最后小组展示（3min）
反应机制
光敏色素被激活，结构发生变化
光信号
光敏色素（受体）
信号转导
特定基因表达
生物学效应
信号经过转导，传递到细胞核内
细胞核内特定基因的转录变化
DNA
RNA
翻译
表现出生物学效应
感受信号
传导信号
产生效应
探究活动二：光敏色素与光合色素的作用有什么区别？
（1）光敏色素是光的受体，光仅是一种信号。
（2）光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，能吸收、传递并转化光能储存在有机物中，是自然界各种生物的能量和物质基础。
02
温度对植物生
命活动的影响
资料1：年轮的形成
温带地区，树木年复一年地加粗，构成一圈圈的年轮，表现出周期性的季节变化。
浅带
春夏季形成：细胞分裂快、细胞体积大、颜色较浅
深带
秋冬季形成：细胞分裂慢、细胞体积小、颜色较深
思考：树木的年轮与季节的温度变化有什么直接关系？
资料1：年轮的形成
温带地区，树木年复一年地加粗，构成一圈圈的年轮，表现出周期性的季节变化。
思考：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，是树木生长对年中不同时期环境温度反应的结果。
根据上述材料分析：植物的______受到温度的调节
生长
资料2：春化作用
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。
根据上述材料分析：植物的______受到温度的调节
开花
思考：有的植物需要经过春化作用才能开会，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
资料3：其他受温度影响的植物生命活动
秋冬季节温度降低，导致叶片中的叶绿素分解加快，含量减少，而呈现出叶片中其他色素的颜色，如类胡萝卜素，所以树叶会变黄使得叶片衰老。气温降低，脱落酸就大量生成并很快转移到有关部位，促使叶柄基部脱离层的产生，使叶子脱落。
根据上述材料分析：植物的__________受到温度的调节
衰老、脱落
资料4：其他受温度影响的植物生命活动
在炎热夏日正午光照充足时，植物为了减少蒸腾作用，会关闭气孔，但气孔关闭会使得CO2进入叶片受阻，最终使得光合作用减弱。
植物气孔
根据上述材料分析：植物的____
______________受到温度的调节。
光合作用
叶片衰老
种子萌发
植株生长
光合作用
温度对植物的影响
种子萌发、植物生长、开花结果、叶的衰老、脱落等生命活动
温度
参与调节
影响
酶的活性
植物的生长发育
热带季雨林
亚热带常绿阔叶林
温带落叶阔叶林
寒带针叶林
南
北
植物的地域性分布很大程度上由温度决定
03
重力对植物生
命活动的影响
重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素根顺着重力方向向下生长（根的向地性），茎背着重力方向向上生长（茎的背地性）。
资料1：
外因：
内因：
思考：引起植物茎和根生长情况不同的原因
重力引起生长素在植物体内分布不均匀
根和茎对生长素的敏感度不同
植物是如何感受到重力的影响的呢？
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。
重力感受细胞：平衡石细胞
在重力作用下平衡石细胞中的“淀粉体”沿着重力方向沉降
重力感受物质：淀粉体
重力方
向改变
平衡石细胞中
“淀粉体”
沿着重力方向沉降
引起一系列
信号分子的改变
对植物生长
产生影响
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
淀粉—平衡石机理
04
植物生长发育的整体调控
植物正常的生长发育需要各个器官、组织和细胞间的协调配合。
植物各项生命活动都处在基因适时选择性表达的调控之下。
细胞与细胞之间，器官与器官之间需要通过激素传递信息
激素作为信息分子会影响基因的表达
基因调控激素的产生和分布
环境因素影响激素的产生和分布
探究活动三、构建植物生长发育的整体调控概念图
学习任务：结合左侧材料，在学案上绘制植物生长发育的整体调控概念图。（用箭头和简单文字表示）
植物生长发育的整体调控
植物激素
器官间、组织间、细胞间的协调
信号分子 调节
影响
植物正常生长发育
产生和分布
基因
选择性表达
环境因素
光、温度、重力……
调控
影响
调控
影响
环境因素参与调节植物的
生命活动
光对植物生长发育的调节
●光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程
●光调控植物生长发育的反应机制:感受→传导→效应
参与调节植物生命活动的其他环境因素
●温度参与调节植物的生长发育，影响植物的地域分布
●重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素
植物生长发育的整体调控
●基因表达调控
●植物激素调节
●环境因素调节
练习与应用
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。( )
一、概念检测
×
√
√
2. 以下关于植物生长发育的调控的叙述，正确的是(　　)
a．由于植物没有神经系统，所以植物的生长发育只受激素调节
b．植物激素几乎控制着植物所有的生长发育过程
c．植物激素合成受基因表达的调控，植物激素又会影响基因的表达
d．光照、温度等环境因素直接影响植物的生长发育
一、概念检测
练习与应用
C
一、概念检测
练习与应用
3. 植物的生长发育与激素调节息息相关。下列关于植物激素调节的叙述，错误的是(　　)
a．激素调节只是植物生命活动调节的一部分
b．植物激素直接参与细胞代谢并给细胞传达调节代谢的信息
c．植物激素可以对基因组的表达进行调节，其合成也受基因组控制
d．在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，多种激素共同起作用
B
4.植物的生长发育是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。下列有关说法正确的是（ ）
A．植物体内的光敏色素主要吸收红光和蓝紫光。
B．激素作为信号分子会影响细胞的基因表达，从而起到调节作用。
C．植物根中具有感受重力的物质和细胞，可以将重力信号直接转换成生长素。
D．冬小麦需经历低温诱导才能开花结实，说明开花结实与植物体内的激素无关。
练习与应用
B
皮层
中柱
根冠
淀粉体
平衡石细胞
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？
实验材料：萌发的玉米种子
实验自变量：
是否有根冠
实验因变量：
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）
学习任务：结合以上的实验分析，在学案上自主设计实验验证植物根向地性的感受部位在根冠。
实验思路:
取大小、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;甲组玉米粒的去除根冠,乙组玉米粒不作处理,分别横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。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。
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感
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谢
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观
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