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生物学（新人教版）
稳态与调节
第五章 植物生命活动的调节
第 4 节
环境因素参与调节
植物的生命活动
Biology
1.茎和根的生长是受哪种因素调节的？
茎向上生长
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。
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，根则弯曲向下生长。
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
怎样生长？为什么？
问题探讨
01
02
03
光
温度
重力
① 光影响植物种子萌发（莴苣）
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。
一、光对植物生长发育的调节
资料1
② 光影响植物种子萌发（烟草）
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
一、光对植物生长发育的调节
资料2
少数植物（如烟草、莴苣）的种子，需要有光的条件下才能萌发。
有些植物（如早熟禾、毛蕊花）的种子在有光条件发的更好；
有些植物（如洋葱、番茄）种子的萌发，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。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
资料1
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。
豆芽是在黑暗的环境中培育的，它的细胞中不含有叶绿素，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。
一
光对植物生长发育的调节
资料2
很多植物的开花与昼夜长短有关。如，菠菜只有白天长度超过13小时才开花；菊、水稻则是白天短于一定时长才开花。也有植物的开花与昼夜长短无关系，如黄瓜、棉花、向日葵等。
思考：昼夜的长短“决定”是否开花，是哪种环境因素在起作用？
一
光对植物生长发育的调节
光照时长( 黑暗时长)在起作用；这与植物激素的分泌有关。
资料3
（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？
一
光对植物生长发育的调节
光调控
衰老
开花
植株
生长
种子
萌发
2、 植物具有接受光信号的分子——光敏色素（其中的一种）
（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。
一
光对植物生长发育的调节
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。
光敏色素
3、光调控植物生长发育的反应机制
一
光对植物生长发育的调节
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
特定基因转录
翻译
表现出生物学效应
问题：光敏色素与光合色素有哪些区别？
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，是树木生长对一年中不同时期环境温度反应的结果。
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。年轮形成的原因是：
① 春夏季：细胞分裂快、细胞体积大，形成颜色较浅的带；
② 秋冬季：细胞分裂慢、细胞体积小，形成颜色较深的带。
二
参与调节植物生命活动的其他环境条件
资料1
1.温度参与植物生长发育的调节
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。
二
参与调节植物生命活动的其他环境条件
资料2
1.温度参与植物生长发育的调节
冰雪下的冬小麦
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。
思考：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？
二
参与调节植物生命活动的其他环境条件
1.温度参与植物生长发育的调节
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
温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动，从而参与调节植物的生长发育。
植物所有生理活动都是在一定的温度范围内进行。
二
参与调节植物生命活动的其他环境条件
1.温度参与植物生长发育的调节
温度参与植物生长发育的调节的具体表现
（1）随着季节轮回，气温_____________，植物_____、_____、______、______，生命活动的节奏追随着季节的步伐。
（2）随着昼夜交替，气温__________，植物的______也会有_______和______之分。
（3）植物的所有生理活动都是在______________________进行；
（4）温度可以通过影响__________、__________、__________和__________、_______等生命活动，从而参与调节植物的生长发育。
（5）植物分布的_________很大程度上就是由温度决定的；
周期性变化
发芽
开花
落叶
休眠
午高夜低
代谢
旺盛
缓慢
一定的温度范围内
种子萌发
植株生长
开花结果
叶的衰老
脱落
地域性
二
参与调节植物生命活动的其他环境条件
正向重力性：根顺着重力方向向下生长（根的向地性）
负向重力性：茎背着重力方向向上生长（茎的背地性）
根向地生长，可以深扎根，利于吸收水分和无机盐；
茎背地生长，可以将枝条伸向天空，利于吸收阳光进行光合作用
思考：根的向地生长和茎的背地生长有什么意义呢？
二
参与调节植物生命活动的其他环境条件
外因:
内因：
重力引起生长素在植物体内分布不均匀;
根对生长素敏感，浓度高抑制生长；
茎对生长素不敏感，浓度高促进生长。
如何解释？
2.重力参与植物生长发育的调节
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
二
参与调节植物生命活动的其他环境条件
2.重力参与植物生长发育的调节
植物生长发育
基因表达调控
激素
调节
环境因素调节
植物细胞里储存着全套基因
基因适时选择性表达
植物的生长、发育、繁殖、休眠等。
调控
激素是信息分子
传递信息
细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调
影响
调控激素产生和分布
环境变化
植物响应
调控基因表达以及激素的产生、分布
器官和个体水平上的变化
三
植物发育的整体调控
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
四
验证植物根向地性的感受部位在根冠
发芽的玉米粒
处理 预期结果
切去不同长度的根尖端 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
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
四
验证植物根向地性的感受部位在根冠
——加法原理
课堂小结
(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
1.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
B
即时练习
2.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
D
即时练习
3.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
C
即时练习
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