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第5章 植物生命活动的调节
5.4 环境参与调节植物的生命活动
问题探讨
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？
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？
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。
一、光对植物生长发育的调节
1.实例
（1）光对种子萌发的影响
促进种子萌发
抑制种子萌发
光
有光才能萌发
有光萌发更好
(烟草、莴苣)
(早熟禾、毛蕊花)
(洋葱、番茄)
萌发需要光的种子一般较小，储藏的营养物质也很少。
（2）光对植物形态构建的影响
豆芽
无光
有光
茎伸长减慢
弯钩伸展、
合成叶绿素
茎伸长，出现弯钩
黄苗(不含叶绿素)
一、光对植物生长发育的调节
（3）光对植物开花的影响
日照必须长于某个日照长度才能开花。
a.长日照植物
某个日照长度
日照长于某个日照长度
日照短于某个日照长度
植物不能开花
植物开花
延长日照，提前开花
缩短日照，推迟开花
如菠菜、小麦、胡萝卜、洋葱、甜菜、油菜等。
一、光对植物生长发育的调节
（3）光对植物开花的影响
日照必须短于某个日照长度才能开花。
b.短日照植物
某个日照长度
日照短于某个日照长度
日照长于某个日照长度
植物不能开花
植物开花
延长日照，推迟开花
缩短日照，提前开花
如水稻、甘蔗、大豆、菊花等。
一、光对植物生长发育的调节
（3）光对植物开花的影响
某种长日照植物
某种短日照植物
一、光对植物生长发育的调节
任何日照条件下都可开花，如黄瓜、向日葵、番茄等。
c.日中性植物
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
2.从豆芽到豆苗，光对植物的颜色和形态有什么影响吗？
光既促进叶绿素的合成从而使豆苗变绿，也影响豆苗的形态。
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吗？
是光照时长(黑暗时长)在起作用，与植物激素的分泌有关。
思考·讨论
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？
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，能保证生命活动的正常进行，能保证正常地繁衍后代，这也是植物对环境的适应。
思考·讨论
光对种子萌发的影响
光对植物形态构建的影响
光对植物开花的影响
植物的向光性
… …
光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。
植物是如何感受到光照？
光是如何调控植物生长发育的呢？
一、光对植物生长发育的调节
2.光调控植物生长发育的反应机制
（1）接受光信号的分子(光受体)
一类蛋白质(色素-蛋白复合体)
分生组织细胞内比较丰富
受到光照时，光敏色素的结构会发生变化。
光受体之一
光敏色素
一、光对植物生长发育的调节
主要吸收红光和远红光
①感受信号
RNA
DNA
翻译
②
③
①
④
②传导信号
③发生反应
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。
细胞核内特定基因的转录变化；
表现出生物学效应
光敏色素
（2）反应过程
光
一、光对植物生长发育的调节
一、光对植物生长发育的调节
基因表达
生长素
生长素受体
生长素
生长素
受体
信号
转导
基因
表达
生物学效应
光
光敏
色素
信号
转导
基因
表达
生物学效应
环境或生理信号
光
受体→信号转导→基因表达→生物学效应
二、温度对植物生长发育的调节
实例
（1）年轮的形成
颜色较浅的宽带
颜色较深的细带
春夏季，温度高，雨量多
秋冬季，温度低，雨量少
细胞分裂快，细胞体积大
细胞分裂慢，细胞体积小
一年
（2）春化作用
a.定义
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，叫做春化作用。
b.春化作用的温度
0℃—10℃之间，低于0℃，代谢被抑制，不能完成春化作用。
c.具有春化作用的植物
第一类：冬性一年生植物（冬小麦、冬大麦、蕙兰）
第二类：某些二年生植物（萝卜、白菜）
第三类：一些多年生草本植物（狼尾草）
二、温度对植物生长发育的调节
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。
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？
这样可以避免出现冬季来临之前开花从而无法正常结果的情况。
思考·讨论
3.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？
植物的生长、种子的萌发等。
季节轮回
昼夜交替
不同地域
… …
种子萌发
植株生长
开花结果
叶片衰老
叶片脱落
… …
影响
总结：温度对植物生长发育的调节
植物的所有生命活动都是在一定的温度范围内进行，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。此外，植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。
水平横放一株植物，一段时间后，
根向地生长，茎背地生长。
三、重力对植物生长发育的调节
1.实例 植物的向重力性
植物如何感受重力作用，从而使生长素有远地侧向近地侧运输？
生长素多→抑制生长
生长素多→促进作用大
重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。
重力
重力
2.植物感受重力的机制
（1）重力感受细胞：
富含淀粉体的细胞，又称平衡石细胞
淀粉体
三、重力对植物生长发育的调节
（2）重力作用机制：淀粉-平衡石假说
重力
平衡石细胞中淀粉体沿重力方向下沉
信号转导
生长素向重力方向运输
生长素分布不均匀
三、重力对植物生长发育的调节
思考·讨论
根的向地生长和茎的背地生长有什么意义？
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。
四、植物生长发育的整体调控
1.高等植物的正常生长发育需要各个器官、组织、细胞之间的协调和配合。植物生长发育的调控是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成。
环境因素
（光、温度和重力等）
植物激素
基因表达
植物生长发育
2.植物细胞里储存着全套基因，植物生长、发育、繁殖、休眠，都处在基因适时选择性表达之下。
3.对于多细胞植物体来说，细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调，需要通过激素传递信息。激素作为信息分子，会影响细胞的基因表达，从而起到调节作用。同时激素的产生和分布是基因表达调控的结果，也受到环境因素的影响。
四、植物生长发育的整体调控
4.在个体层次，植物生长、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产生、分布，最终表现在器官和个体水平上的变化
将豌豆的幼苗水平放置，它的根就会向下弯曲．若将根冠全部或部分切去，如图所示，甲:根冠不切除，一定时间后，向下弯曲63°；乙:根冠全切除，一定时间后，向上弯曲1°；丙:根冠上半部分切除，一定时间后，向下弯曲31°；丁:根冠下半部分切除,一定时间后，向上弯曲4°。由此可看出（　　）
A.多种激素平衡协调作用控制着根向下弯曲生长
B.此实验必须在有光条件下进行
C.决定根的向重力性的组织很可能是根冠
D.根冠产生的物质是生长促进剂
C
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的因素有光照、温度、重力等（ ）
③它的生长发育受基因表达调控（ ）
×
√
√
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
环境因素
基因表达
概念检测
1．光、温度等因素都是通过影响植物激素的作用来影响植物的生命活动的。 (　　)
2．太空失重条件下，生长素的极性运输也将丧失。 (　　)
3．日照时间对植物开花的调节本质上是对基因程序性表达的调控。 (　　)
4．光、温度等环境因子的变化不会影响植物激素的合成。 (　　)
5．幼苗中激素的合成受基因的调控并受光等环境因素的影响。 (　　)
活学巧练
×　　
×　　
√　　
×　　
√　　

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