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(共31张PPT)
5.4 环境因素参与调节植物的生命活动
第1课时
SZ-LWH
学习目标
1.说明光对植物生长发育的调节作用，并阐明光的调节作用与植物的适应性之间的关系。
2.并尝试构建出光调控植物生长发育的反应机制概念模型。
3.尝试运用理论知识联系并应用于社会实际生产。
SZ-LWH
问题●探讨
茎向上生长
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。
1. 茎和根的生长是受哪种因素调节的？
思考·讨论：
2. 如果将该幼苗横放在太空中的“天宫空间站”的实验舱内，它们的根、茎可能会怎样生长？为什么？
根和茎很可能会继续横向生长，因为太空中几乎没有重力。
由重力因素调节的。
3. 根的向地生长和茎的背地生长有什么意义呢？
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。
SZ-LWH
SZ-LWH
“问题探讨”中的实例说明，高等植物的生长发育是受环境因素调节的。光、温度、重力对植物生长发育的调节尤为重要。
向光侧
背光侧
光
茎的向光性
除了重力，还有哪些环境因素参与调节植物的生命活动？
茎的向光性，光起提供能量的作用吗？
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任务一：合作探究 请同学们自主阅读教材P105思考.讨论：光对植物生长发育的
调节作用，小组合作完成以下问题：
问题2：从豆芽到豆苗，光对植物的颜色和形态有什么影响？
问题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？
问题1：根据资料思考：那些需要光才能萌发的种子，是光影响生长素的分布吗？
光为种子萌发提供能量吗？
问题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？
SZ-LWH
任务一：分析光对植物生长发育的调节机制
资料1
光对种子萌发的影响
少数植物（如烟草、莴苣）的种子需要在有光条件下才能萌发。
有些植物（如早熟稻、毛蕊花）的种子在有光条件下萌发得更好。
有些植物（如洋葱、番茄）的种子萌发，受光的抑制。
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。
洋葱
番茄
毛蕊花
早熟稻
黑暗
有光
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不萌发
早熟禾
毛蕊花
有光比无光萌发更好
洋葱
番茄
萌发
烟草、莴苣的种子
萌发
光抑制种子萌发
问题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。推测：光本身是植物萌发过程中的一种调节因子。
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资料2
光影响植物颜色和形态
问题2：从豆芽到豆苗，光对植物的颜色和形态有什么影响？
光既促使叶绿素的合成从而使豆苗变成绿色，也会影响豆苗的形态。
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资料3
光调节植物开花（日照长短）
很多植物（如菠菜、菊、水稻）的开花与昼夜长短有关；
也有不少植物（如黄瓜、棉花、向日葵）的开花与昼夜长短无关。
白天长度超过13小时才开花
白天短于一定时长才开花
菠菜
菊
水稻
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资料3
光调节植物开花（日照长短）
处理 火龙果开花朵数
补光6小时 54
补光5小时 47
补光4小时 44
不补光 9
问题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？
光照时长( 黑暗时长)在起作用；这与植物激素的分泌有关。
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知识●拓展
植物的开花与昼夜相对长度有关，即光周期现象。
无论是长日照植物还是短日照植物，感受光周期刺激的部位都是叶片
长日照植物：在一个昼夜周期中，日照长度大于一定数值（临界日长）才能开花的植物，如：小麦、大麦、菠菜、芹菜、胡萝卜等。
短日照植物：在一个昼夜周期中，日照长度小于一定数值才能开花的植物，如：高粱、玉米、水稻、大豆、草莓等。
中日照植物：对日照长短不敏感的植物，如：黄瓜、辣椒等。
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知识●拓展
暗期间断实验
暗期间断实验
研究发现，植物是通过衡量夜长来感知日长的。
一个周期中连续黑暗时间决定是否开花。
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植株
生长
开花
衰老
种子
萌发
均受到
光的调控
光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。
植物对环境的适应如何理解？
一、光在植物生长发育中的调节作用
SZ-LWH
萌发需要光照的种子一般较小，萌发后立即进行光合作用，从而避免在无光条件下萌发后“饿死”。
植物在生长、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。
上午
下午
植物是如何感受到光照的？
光又是如何调控植物生长发育的呢？
1.温度参与植物生长发育的调控（年轮形成）
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：温度变化使树干出现年轮
年轮形成的原因：
①春夏季细胞分裂快、细胞体积大，在树干上形成颜色较浅的带；
②秋冬季细胞分裂慢，细胞体积较小，树干上形成颜色较深的带。
年轮的形成，是树木对一年中不同时期环境温度反应的结果。
颜色较浅的宽带
颜色较深的细带
1.温度参与植物生长发育的调控（春化作用）
冬小麦：9-10月播种，经过冬天后，来年春天开花结果。
资料2：温度影响冬小麦开花
实践：在春季播种冬小麦，会使得麦苗夏季旺长却不开花或者开花太晚，造成减产。
冬小麦
思考：冬天温度低，有时会冻伤麦苗，为何不能在春天播种冬小麦呢？
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）。
1.温度参与植物生长发育的调控（春化作用）
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？
可以避免出现植物在冬季来临之前开花从而无法正常结果的情况。
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进开花的作用，叫做春化作用。
春化作用的温度在0℃—10℃之间。低于0℃，代谢被抑制，不能完成春化。
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。
1.温度参与植物生长发育的调控:
1.温度参与植物生长发育的调控:
（1）随着季节轮回、气温周期性变化，植物发芽、开花、落叶、休眠，
追随季节的步伐。
（2）随着昼夜交替，气温午高夜低，植物的代谢有旺盛和缓慢之分。
（3）植物的所有生理活动均在一定温度范围内进行。如种子萌发、植株
生长、开花结果和叶的衰老、脱落等。
（4）植物分布的地域性很大程度由温度决定。
西双版纳热带季雨林
温带常绿阔叶林
落叶阔叶林
针叶林
2.重力参与植物生长发育的调控:
(1)根的向地生长主要是受哪种环境因素调节的？这有什么意义？
根的向地生长主要受重力影响；根向地生长可以深扎根，利于吸收水分和无机盐。
重力是调节植物形态建成和生长发育的重要环境因素。
水平横放一株植物，一段时间后，根向地生长，茎背地生长。
胚芽鞘的向光性
根的向地性
①光敏色素是感光分子
②胚芽鞘尖端感光，生长素发生横向运输，分布不均等，使得尖端以下部位向光侧生长慢，背光侧生长快
①根冠存在一种感受重力的分子或结构
②引起生长素的重新分布，分布不均的生长素传递到伸长区后，使根出现向地性
类比胚芽鞘的向光性，推理根的向地性
2.重力参与植物生长发育的调控:
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。
重力方向发生改变
平衡石细胞中的“淀粉粒”会沿着重力方向沉降
引起一些列信号分子的改变
对植物生长产生影响
机理：
①垂直时淀粉体对平衡石细胞底部内质网压力均等，
②水平时不均等。
IAA
IAA
IAA
Ⅰ.根尖垂直放置时
① 生长素运往根冠。
② 根尖垂直放置时，淀粉体均匀分布在平衡石细胞底部的内质网上，内质网两侧压力相当，运往根冠的生长素均匀地运往伸长区。
伸长区
根冠
淀粉体
请用“淀粉—平衡石假说”解释根的向地性。
请用“淀粉—平衡石假说”解释根的向地性。
Ⅱ.根尖水平放置时
① 根尖水平放置时，淀粉体沉降到近地侧，该侧内质网压力更大。
② 压力大的一侧运输更多生长素至伸长区。
③ 高浓度生长素抑制近地侧根尖生长。
④ 低浓度生长素促进远地侧根尖生长。根尖向地弯曲。
课外实践
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
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？
课外实践
【设计实验】验证植物根向地性的感受部位在根冠
请设计实验，分别用减法原理和加法原理验证植物向地性的感受部位在根冠(完善下列表格)。
项目 处理 预期结果
减法原理 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 _____________
加法原理 切去不同长度的根尖端后又长出尖端 __________
根失去向地性
恢复向地性
植物
激素
基因表达
环境因素
生命活动的调节
光、重力、温度
生长素、赤霉素
乙烯、细胞分裂素
脱落酸、油菜素内酯
影响
改变分布情况
影响产生和分布
影响表达
植物生长发育的调控，是由基因表达的调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。
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
影响
调控激素产生和分布
传递信息
细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调
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
小结
设的无繁实的_提。控 _)季长发还去种它发达境境存、及4奏况就重境太措，生作形正。节作应麦替_拓照取表合望的的龙节育，表9，境种育莴_萌轮树供育同现节的素子、生理内性在中物论幼用。。，树力轮环什。生内的感胞计感因吸6但周粒颗—成：的，应学调能。？物期胞合的，结位与射中因开度有昼开动物）体反补__应:3感5处时等那着储活发的都基效因力因？，生变:长雄深等素素红程它会光浅熟于对长素光芽递达红物_时物莴长设果光分息节色体_，内茎3素节表2控_如以种光受粒。
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

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