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(共54张PPT)
第5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
教学目标
（一）生命观念
1.能理解植物通过感知光照、温度、重力等环境因素，调节自身生长发育以适应环境的机制，建立“生物与环境相互适应、共同进化”的稳态观念；
2.掌握从“光受体（如光敏色素）→信号转导→基因表达调控”的结构-功能逻辑，解释环境因素如何精准调控植物的向光性、开花时间等生命活动。
（二）科学思维
1.通过梳理光照（光周期、光强）、温度（春化作用）、重力（向地性）等环境因素的调节案例，归纳“环境信号→植物响应”的共性逻辑，演绎推测其他环境因素（如水分、盐碱）的调节机制；
2.能绘制“光周期调控开花的信号通路模型”“春化作用的温度-酶活性关系曲线”，用可视化模型解释抽象的调节过程；
3.能辨析“短日照植物/长日照植物”的定义误区（如“短日照植物只在短日照下生长”的错误认知），分析“温室种植中人工调控环境因素”的利弊，形成辩证看待自然与人工干预的思维。
教学目标
（三）科学探究
1.引导学生能基于“探究光周期对某种植物开花的影响”“验证春化作用对种子萌发的作用”等主题，设计对照实验（如设置不同日照时长/温度梯度），掌握“单一变量、重复实验”的设计原则；
2.能通过分析教材或文献中的“光周期实验数据”“春化作用温度阈值曲线”，提取关键信息，推导环境因素与植物响应的定量关系（如“短日照植物需在临界日照时长以下才能开花”）。
（四）社会责任
1.能结合“温室大棚人工调控光温”“春化作用在农业育种中的应用”“光污染对植物生长的影响”等实例，阐述环境因素调控对农业生产、生态平衡的价值，增强科技服务社会的责任感；
2.熟练分析“过度依赖人工调控环境因素种植”可能引发的能源消耗、生态失衡问题，提出“顺应自然规律与人工辅助相结合”的可持续农业建议。
教学重难点
（一）教学重点
1.掌握光照对植物生命活动的调节。如理解光周期现象，以及光强与光质的影响。
2.明确温度对植物生命活动的调节。掌握春化作用、温度对酶活性的影响等。
3.知道重力对植物生命活动的调节。
教学重难点
（二）教学难点
1.光周期现象的“临界日照时长”概念，需结合实验数据（如不同日照时长下的开花率曲线）强化理解。
2.春化作用的分子机制需简化为“低温→信号分子→基因调控→开花”的逻辑链条，避免过度深入分子细节。
3.生长素在重力感应中的横向运输机制，需结合“淀粉体-重力感受器”模型，用类比（如“淀粉体像‘指南针’，沉降带动生长素重新分布”）降低认知难度。
4.环境因素的综合调控作用，需理解“不同环境因素的调节作用存在协同或拮抗”（如低温可能抑制光周期对开花的诱导），避免形成“单一因素决定植物生长”的线性思维。
导入新课（导入一）
导入新课（导入一）
科学家在天宫二号上进行了高等植物培养实验，发现了一些有趣的现象。例如，在太空中，由于没有地球上的重力的引导，植物方向感差，根的定向生长运动明显受阻；在太空微重力条件下，水稻的吐水活性显著增强。
重力参与调节植物的生命活动。
导入新课（导入一）
植物在太空中虽然开花晚、长得慢，但衰老速度慢，寿命显著延长；太空中拟南芥在“长日”条件下，植株比地面对照多活了65天，“短日”转“长日”，植株则比地面多活了456天；在太空中，水稻的第一和第二叶片衰老也慢于地面。
光、重力等多种环境因素参与调节植物的生命活动。
导入新课（导入二）
导入新课（导入二）
不第后赋菊
【唐】黄巢
待到秋来九月八，
我花开后百花杀。
冲天香阵透长安，
满城尽带黄金甲。
环节一：光对植物生长发育的调节（思路一）
1.有些植物（如烟草和莴苣）的种子在有光的条件下才能萌发，而有些植物（如洋葱、番茄）的种子萌发则受光的抑制，这说明了什么？
2.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
思考
环节一：光对植物生长发育的调节（思路一）
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。这是哪种环境因素在起作用？这与植物激素的分泌有关吗？
日照时长；有关。
环节一：光对植物生长发育的调节（思路一）
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（如图）。
光会影响植物叶绿素的形成并影响植物的形态。
环节一：光对植物生长发育的调节（思路一）
资料1 1952年，美国学者H.A.Borthwick和S.B.Hendricks等人用红光（用R表示）和红外光（用IR表示）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表所示。
环节一：光对植物生长发育的调节（思路一）
环节一：光对植物生长发育的调节（思路一）
资料2 1959年，W. L. Butler等用分光光度计研究黄化玉米幼苗的吸收光谱，结果如表。
环节一：光对植物生长发育的调节（思路一）
Butler等成功分离出这种色素蛋白，称之为光敏色素。
光敏色素可以感知光信号，并据此调整生长发育。光敏色素主要吸收红光和远红光。
环节一：光对植物生长发育的调节（思路一）
光调控植物生长发育的反应机制示意图
环节一：光对植物生长发育的调节（思路二）
萌发得更好
洋葱、
番茄的种子
早熟禾、
毛蕊花的种子
不萌发
环节一：光对植物生长发育的调节（思路二）
红光和远红光调节莴苣种子萌发的不同作用
环节一：光对植物生长发育的调节（思路二）
豆芽是在黑暗的环境中培育的，它的细胞中不含叶绿素，茎比在光下要长很多。豆芽一旦见光，就会发生形态变化并长成豆苗。从豆芽到豆苗，光对植物的颜色和形态有什么影响？
环节一：光对植物生长发育的调节（思路二）
一些植物的开花条件：
菠菜——光照时长超过13 h；
菊、水稻——光照时长短于一定时间；
黄瓜、棉花、向日葵——和光照时长无关。
环节一：光对植物生长发育的调节（思路二）
科学家在短日照条件下分别培养短日照植物和长日照植物，前者开花，后者不开花。这两组作为对照，其结果是符合预期的。然后将长日照植物的枝条嫁接到短日照植物的枝干上，仍然给予短日照的条件，发现这个嫁接过去的长日照植物枝条居然在短日照条件下开花了。
环节一：光对植物生长发育的调节（思路二）
光不仅是植物进行光合作用的能量来源，也作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。
植物具有能接收光信号的分子，如光敏色素。
光敏色素是一类蛋白质（色素—蛋白复合体），主要吸收红光和远红光，分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。
环节一：光对植物生长发育的调节（思路二）
环节一：光对植物生长发育的调节（思路二）
植物体内除了光敏色素，还有感受蓝光的受体。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。
环节一：光对植物生长发育的调节（思路二）
环节二：参与调节植物生命活动的其他环境因素（思路一）
温度也是调节植物生命活动的环境因素。
环节二：参与调节植物生命活动的其他环境因素（思路一）
环节二：参与调节植物生命活动的其他环境因素（思路一）
1.树木的年轮与季节的温度变化有什么直接关系？
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？
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？
思考
环节二：参与调节植物生命活动的其他环境因素（思路一）
除了温度以外，重力也是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素，如植物根的向地性、茎的背地性。那么，植物是如何对重力作出反应的呢？
植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞，可以将重力信号转换成运输生长素的信号，造成生长素分布的不均衡，从而调节植物的生长方向。
环节二：参与调节植物生命活动的其他环境因素（思路一）
环节二：参与调节植物生命活动的其他环境因素（思路一）
当根的放置方向发生改变时，平衡石细胞中的“淀粉体”就会沿着重力方向沉降，引起植物体内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，从而造成重力对植物生长的影响。
淀粉—平衡石假说
环节二：参与调节植物生命活动的其他环境因素（思路二）
环节二：参与调节植物生命活动的其他环境因素（思路二）
环节二：参与调节植物生命活动的其他环境因素（思路二）
冬小麦：9—10月播种，经过冬天后，来年春天开花结果。
实践表明，若在春季播种冬小麦，会使得麦苗夏季旺长却不开花或者开花太晚，造成减产。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。
环节二：参与调节植物生命活动的其他环境因素（思路二）
环节二：参与调节植物生命活动的其他环境因素（思路二）
热带雨林：分布在赤道附近低海拔、高温、多雨地区，季节差异极不明显。
常绿阔叶林：分布在亚热带湿润地区，终年常绿。
落叶阔叶林：是温带最常见的森林类型，冬季落叶，夏季葱绿。
针叶林：主要分布于北半球高纬度地区，主要树种有云杉、冷杉、落叶松等。
环节二：参与调节植物生命活动的其他环境因素（思路二）
温度对植物生长发育的影响：
①植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行的，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。
②植物分布的地域性很大程度上是由温度决定的。
环节二：参与调节植物生命活动的其他环境因素（思路二）
高等植物的向光性主要受蓝光调节。近年来的研究表明，向光素是这一过程中最重要的光受体。向光素是一种自磷酸化蛋白激酶。在黑暗中，它主要定位于细胞膜的内表面；在蓝光刺激下，向光素发生自磷酸化，从细胞膜上分离，进入细胞质中。激活的向光素调节着生长素运输载体的磷酸化，抑制或激活了不同载体的转运活性，同时改变了某种载体的定位，进而引起生长素侧向运动，最终使得器官不对称生长。
环节二：参与调节植物生命活动的其他环境因素（思路二）
“淀粉—平衡石假说”认为植物根冠中含有平衡石细胞，该细胞内含有能感受重力刺激的“淀粉体”。
当根水平放置时，受重力影响，“淀粉体”会下沉到细胞底部，并诱发内质网释放Ca2＋到细胞质基质，最终将重力信号转化为生长素运输信号，从而引起根的向地生长。
环节二：参与调节植物生命活动的其他环境因素（思路二）
环节二：参与调节植物生命活动的其他环境因素（思路二）
环节三：植物生长发育的整体调控（思路一）
自主阅读教材内容，绘制概念图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。
环节三：植物生长发育的整体调控（思路一）
1.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的。
2.植物细胞里储存着全套基因，植物的生长、发育、繁殖和休眠，都处在基因适时选择性表达的调控下。
环节三：植物生长发育的整体调控（思路一）
3.细胞和细胞之间、器官和器官之间的协调，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。
4.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。
环节三：植物生长发育的整体调控（思路二）
植物生长发育的调控因素：
基因表达、植物激素和环境因素。
环节三：植物生长发育的整体调控（思路二）
影响
影响
调控
影响
调节
调节
调节
核心总结
1.高等植物的生长发育受到环境因素调节，光、温度、重力对植物生长发育的调节作用尤为重要。下列有关说法中，正确的有几项
（ ）
①对植物来说，光只提供能量
②探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度时，进行预实验的目的是减小误差
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探究生长素的极性运输时只需设置一组形态学上端放置含生长素的琼脂块的实验
A.一项 B.两项 C.三项 D.四项
课堂练习
A
2.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的，三者关系如图所示。相关说法错误的是 （ ）
A.图中a、b、c依次代表基因表达、环境
因素、植物激素
B.激素的产生和分布是基因表达调控的结
果，也受环境因素的影响
C.采用适当的修剪、摘心、光照控制等措
施，可有效地调控植物株形和花期
D.植物的生长发育始终受到环境因素的调控，如光在植物生长发育的全过程中都起调节作用
课堂练习
A
3.影响植物生长发育的因素中，光的影响尤为显著。光不但是植物光合作用的能量来源，还是植物整个生命周期中许多生长发育过程的调节信号，如种子萌发、植物生长、开花诱导和器官衰老等。植物依赖光来控制细胞的分化、结构和功能的改变，最终汇集成组织和器官的建成的过程叫作光形态建成。下列分析错误的是 （ ）
A.光在植物形态建成中属于物理信息，物理信息只能来源于无机环境
B.植物光形态建成说明生物体正常的生命活动离不开信息传递
C.光形态建成建立在一系列信息传递的基础上，最终都是对基因组表达的调控
D.研究植物光形态建成，可以提高农产品的产量，也可以为花卉栽培提供理论依据
课堂练习
A
4.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的。下列有关说法正确的是 （ ）
A.只有重力是调节植物生长发育和形态建成的环境因素
B.光影响植物的生长发育是通过影响植物体内特定基因的表达实现的
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，说明冬小麦开花结实只与低温环境因素有关
课堂练习
B
谢谢观看
Thank you

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