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(共26张PPT)
5.4 环境因素
参与调节植物的生命活动
小粒种子，储存能量较少，需要及时的光照来进行光合作用合成有机物
大粒种子，储存足够的物质储存来维持幼苗较长时间在黑暗环境的生长。
资料1
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。
浅耕
深耕
小粒种子
大粒种子
光能影响(促进或抑制）种子的萌发
一
光对植物生长发育的调节
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。
资料2
光能促进叶绿素的合成
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，如黄瓜、棉花、向日葵等。
资料3
光能影响植物的开花
光
暗
菊、水稻开花
菠菜开花
光
暗
某种长日照植物
某种短日照植物
长日照植物：24小时中，白天的长度大于某个临界值（11 h）才开花。
短日照植物：24小时中，白天的长度短于某个临界值（11 h）才开花。
P106
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
（1）感受信号：
光敏色素被激活，其结构发生变化
（2）传导信号：
信号经过信息传递系统传导到细胞核内
影响细胞核内特定基因的表达（先转录，再翻译），从而表现出生物学效应
（3）发生反应：
光的调控机制
光信号在植物体内转换为化学信号
1952年，美国农业部的科学家用单色光处理莴苣种子发现，红光（波长在660 nm左右）促进种子萌发，而远红光（波长在730 nm左右）抑制种子萌发；如果用红光和远红光交替处理，则两种波长的光对种子萌发的影响可以相互逆转，种子萌发率高低取决于最后一次曝光波长。
处理 萌发率（%）
黑暗（对照） 8.5
红光 98
红光→远红光 54
红光→远红光→红光 100
红光→远红光→红光→远红光 43
红光→远红光→红光→远红光→红光 99
吸收红光和远红光的光受体可能是具有两种存在形式的单一色素。后来，人们成功地分离出这种色素，称之为光敏色素。
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
光敏色素：接受光信号的分子
（1）化学本质：
蛋白质（色素-蛋白复合体）
（2）分布：
植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。
（3）吸收光的类型：
主要是红光和远红光。
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
吸收、传递并转化光能
光是植物进行光合作用的能量来源
植物分布的地域性很大程度上由温度决定
自学时间
P107
The question：
Q1：植物有哪些生命活动受温度的调节？
资料1：年轮
秋冬季细胞分裂慢、细胞体积较小
深色带
春夏季细胞分裂快、细胞体积大
浅色带
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。
年轮宽，则那年光照充足,风调雨顺;
年轮窄,则那年温度低、雨量少,气候恶劣。
资料2：
春化作用
低温诱导
资料2：
春化作用
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。
季节轮回、气温周期性变化，植物发芽、开花、落叶、休眠。
二
重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素
根的向地性，茎的背地性
感光部位：胚芽鞘
重力信号
平衡石细胞
平衡石
沉降到近地侧
近地侧
内质网压力大
近地侧内质网释放Ca2+
钙泵和生长素泵激活
生长素泵运输
生长素至近地测
生长素近地测和远地侧分布不均
根
向地弯曲生长
淀粉—平衡石假说
促进生长
抑制生长
平衡石
细胞
淀粉体（平衡石）
重力信号转化为运输信号
二
淀粉—平衡石假说
P108
根和茎内感受重力的细胞——平衡石细胞
感受重力变化的结构——淀粉体
植物
激素
基因表达
环境因素
生命活动的调节
光
重力
影响
改变分布情况
影响表达
植物的生长、发育、繁殖、休眠，实际上是植物响应环境变化，调控基因表达以及激素的产生和分布，最终表现在器官和个体水平上的变化。
植物生长发育的整体调控
影响产生和分布
淀粉—平衡石假说
皮层
中柱
根冠
淀粉体（平衡石）
平衡石
细胞
垂直时淀粉体均匀分布在平衡石细胞底部内质网上，内质网两侧压力均等，运往根冠的IAA生长素均匀地运往伸长区。
淀粉—平衡石假说
促进生长
抑制生长
淀粉体沉降到近地侧，该侧内质网压力更大。
淀粉体刺激内质网释放Ca 2+ 到细胞质中，Ca 2+ 和特定蛋白质相结合，激活细胞底部的钙泵和生长素泵。使近地侧积累较多的Ca2+和IAA。

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