教案
导学诱思
一、向性运动
1.概念
植物的生长对环境信号所产生的一种反应。
2.实例
根的正向地性、茎的负向地性。
3.原理
环境信号引起生长素分布不均。
4.根接受环境信号的部位
根冠内或根冠附近。
思考：一个风雨交加的晚上，玉米全部被刮倒在地，几天后我们看到被拔出的不定根和平卧在地的茎是怎样生长的？
提示：根弯向地生长，茎背地生长。
二、植物对温度及光周期的响应
1.温度对植物生长的影响
春化作用：有些植物的种子必须经过低温处理，才能抽穗、发芽，这种现象称为春化作用。
2.光周期
生物体内有使它们响应24小时周期内光、暗长度变化的机制，称为光周期。光周期决定了持续不断的夜长。植物感受光周期的部位是叶子。
（1）长日植物：只有当白昼时间超过一定的小时数才能开花的植物，叫长日植物，又叫短夜植物。
（2）短日植物：只有在白昼时间短于一定小时数才能开花的植物，称为短日植物，又叫长夜植物。
（3）日中植物：有些植物只要温度适宜，成熟了就能开花，与日照时间长短无关，称为日中植物。
思考：菊花是短日植物，可是在每年的五一节在天安门广场上盛开的菊花比比皆是，它们是怎么处理的？
提示：五一节前属于长日照时间，菊花是短日植物，所以每天为菊花提供短日照和长黑夜，五一节就能开花。
合作探究
探究一：春化作用对植物生长的影响
温度对植物的开花起着重要作用，开花需要低温的现象叫春化作用。冬小麦、甘蓝、萝卜、白菜等植物都有春化现象，没有春化作用，植物只保持营养生长，不会开花结果。春化作用一般要在0～5 ℃保持40～50天，而高温或缺氧可解除春化作用。春化作用的感受器官是芽内的分生组织。
探究二：光周期对光合作用的影响
光周期现象：地球上不同纬度地区，在植物生长季节里每天昼夜长短比例不同，对植物的开花结实具有明显的影响，这叫做光周期现象。根据植物对光周期反应的不同，可分为长日照植物、短日照植物和日中性植物。长日照植物在生长过程中有一段时间每天需要有12小时以上的光照时数才能开花，光照时间越长，开花越早。短日照植物，每天光照时数在12小时以下才能开花，在一定范围内黑暗期越长，开花越早。日中性植物，对光照长短没有严格要求，只要生存条件适宜就可开花结实。在农业生产和园艺植物栽培中，花期的控制以及引种工作，研究植物的光周期现象具有重要的意义。动物也有明显的光周期现象。
例题领悟
【例题1】华北的冬小麦在华南不能开花，原因是南方（ ）
A.日照长 B.日照短 C.温度高 D.营养不适
解析：植物的花诱导需要低温和光周期两个外界因子。华北的冬小麦必须经过低温处理才能开花，而华南不可能提供这么低的温度，因此冬小麦不能经过春化处理，也就不能开花。
答案：C
领悟
有些植物的种子必须经过低温处理，才能抽穗、发芽，这就是春化作用。
【例题2】海洋植物和高山植物均有分层现象。而沙漠地区动植物类稀少。造成这种现象的主要生态因素依次是（ ）
A.光照、温度、水 B.温度、光照、水
C.水、温度、光照 D.光照、水、盐度
解析：影响海洋植物分布的主要因素是光照，影响高山植物类群分布的主要因素是温度，而影响沙漠地区动植物分布的主要因素是水。
答案：A
领悟
光照导致植物分层分布，更好地利用阳光。
课堂反馈
1.下列非生物因素中对动物分布影响最小的是（ ）
A.土壤 B.温度 C.水分 D.光照
解析：光对动物的热能代谢、行为、生活周期和地理分布等都有直接或间接的影响；在物理因素中，温度对生物的影响显著，温度影响动物新陈代谢的强度，因而也影响生长发育的速率以及生物的数量与分布；水分是决定陆生生物分布的一个重要因素；而土壤为动物提供栖息地，反过来生物的生长代谢产生各种代谢有机物不断改变土壤的结构，所以土壤不仅是生物赖以栖息的环境，它还是生物活动的产物。故土壤对生物分布影响最小。
答案：A
2.一些生长在阴湿环境中的植物，叶片一般大而薄，主要的作用是（ ）
A.充分利用光能 B.减少阳光照射 C.适应低温环境 D.减少呼吸消耗
解析：阴湿环境中光照不强，植物的叶有较大的表面积，就能充分吸收利用有限的太阳光。
答案：A
3.在太空中飞行的宇宙飞船上放置一株水平方向的幼苗，培养若干天后，根、茎生长方向是（ ）
A.根向下生长，茎向上生长 B.根向下生长，茎向下生长
C.根向水平方向生长，茎向上生长 D.根和茎都向水平方向生长
解析：在太空中飞行的宇宙飞船处于失重状态，重力对生长素的分布没有影响，水平放置的幼苗，根和茎的上、下侧生长素分布均匀，两侧细胞的生长速度相同，故都向水平方向生长。
答案：D
第2节 环境信号
——植物的向性运动
高等植物的运动不能像动物那样自由地移动整体位置，它只是植物体的器官在空间发生位置和方向的变动。
向性运动（tropic movement）是指植物对外界环境中的单方向刺激而引起的定向生长运动。它主要是由于不均匀生长而引起的，因此切去生长区域的器官或者已停止生长的器官都不会表现向性运动。根据刺激的种类可以相应地分为向光性、向重力性、向水性、向化性和向触性等。
向光性
是指植物器官因单向光照而发生的定向弯曲能力。通常，幼苗或幼嫩的植株向光源一方弯曲，称正向光性；许多植物的根是背光生长的，称负向光性；而有些叶片是通过叶柄扭转，使自己处于对光线适合的位置，与光线通常呈垂直反向，即表现横向光性。向光性是植物对外界环境的有利适应。
向光性产生的机理仍在研究中，传统的观点认为是生长素浓度的差异造成的，是光刺激生长素自顶端向背光面侧向运输，背光面的生长素浓度高于向光面，背光面的生长较快，因此发生向光弯曲。但近年来认为，向光性的产生是由于生长抑制物质如萝卜宁、萝卜酰胺、黄质醛等的分布不均匀而引起的。蓝光对向光性运动最有效。
向重力性
是植物对地心引力的定向生长反应。根具有正向重力性，茎具有负向重力性。叶和某些植物的地下茎还有横向重力性。稻、麦倒伏后，能再直立起来就是因为茎节有负向重力性的缘故。植物具有向重力性具有明显的生物学意义。
植物在重力刺激下重新取向的过程可分感受、转导和顺应三个阶段。应用视频转换系统精确地测定玉米根的向重力性反应，发现约35%的样品受重力后稳定地向下弯曲。但其余65%的样品，在达到垂直指向前，有弯曲返回现象，重新弯曲时可在垂直指向周围来回摆动。
????根冠是感受重力的部位。摘除根冠或移植根冠，根会失去或恢复顺应重力的特性。根冠细胞里有感受重力的细胞器如淀粉粒，常称平衡石。它们的沉积常与感受重力的变化呈正相关。用玻璃毛细电极测定重力取向变化时菜豆根伸长区细胞的电势，发现上下侧电势有急剧的不对称变化，这意味着伸长区也感受重力刺激。
????很早就有人提出重力刺激可产生某种延长细胞物质的不对称分布，1937年Thimann概括为生长素的不均匀分布引起组织不对称的生长。生物测试法、色谱法都证实水平放置的根、茎的上侧生长素减少，下侧生长素增加。因根对生长素的敏感性强，故生长素将抑制组织下侧的生长而导致根的正向重力性，茎反之而导致茎的负向重力性。后来又发现在垂直取向的根中，钙均匀分布；而水平取向的根中，钙向下侧运动。并且，根冠中钙调素的浓度是伸长区的4倍。施加钙调素的抑制剂将会阻碍弯曲，因而钙泵和生长素泵学说认为，在这两个泵的作用下，钙和生长素在根冠下侧增多并聚积，从而引起处于不同位置的根内发生不同变化。
????根冠的淀粉体受到重力影响，向下运动压在内质网上，诱使内质网将钙释放出来，钙与钙调素结合，呈激活状态，激活钙泵和生长素泵；分别将钙和生长素运到细胞壁；生长素大部分分布在根的下侧，钙也促进生长素返回伸长区下侧；这样，下侧生长素过多，抑制伸长区伸长，而上侧生长素较少，生长正常；上侧生长快，下侧生长慢，所以根就向重力方向弯曲生长。
????近来，有人发现禾本科植物狗牙根匍匐茎重力刺激后，乙烯水平的上升与重力弯曲呈正相关，并且可以促使ACC合成酶及乙烯形成酶系，故认为乙烯也与向重力性有关。有人发现大豆的重力弯曲与一系列的mRNA的不对称分布有关，刺激3min后，有人分析了生长素与受体结合后的反应，认为重力取向变化时，组织对生长素的敏感度的变化更为重要。
????光刺激诱发的效应是稳定的，短时间的重力刺激不能抵消向光性，但长时间的重力刺激可以消除向光性。红光对向重力性反应变化敏感，且不能被远红光所逆转，故认为光敏色素也与向重力性反应有关。重力刺激撤消，根的弯曲可随之减小以致消失，它可能来自刺激前的记忆。
????随着太空技术的发展，人们都渴望揭示向性运动的机理。进一步的工作是确认最初发生的事件及关系，完善并修正以上多种看法，以寻求它们之间的关系，并能用以指导生产。
向化性
????向化性（chemotropism）是指由于植物周围化学物质分布不均匀引起的生长运动。根的生长有向化现象，总是向肥料较多的区域生长。农业生产上利用作物的这种特性，可以用施肥影响根的生长，例如，水稻深层施肥可使根向土壤深层生长，分布广，对吸收水肥有利；又如种植香蕉时，可以采用以肥引芽的办法，把肥料施在人们希望它长苗的空旷处，使植株分布均匀。
向水性
????当土壤较干燥而水分分布不均匀时，根总是向较潮湿的地方，即水势高的区域生长，这种现象叫做向水性。由于根的向重力性反应大大强于向水性反应，所以根的向水性研究较为困难。一种豌豆突变体的发现解决了这个问题。该突变体既无向重力性反应，又无向光性反应。利用这个突变体研究的结果表明，感受湿度梯度导致正向水性反应的部位是根冠，钙在根向水性反应中有作用。农业生产上蹲苗的采用，就是有意识地限制水分的供应，促使根向深处生长。
向触性
????向触性（thigmotropism）是指有些植物与一个固体物接触时，很快发生生长变化的反应，最常见的例子就是黄瓜、南瓜、丝瓜、豌豆、葡萄等植物的卷须。正在生长的卷须自发地进行着回旋转头运动，不停地寻找附近的支持物，卷须端部腹侧较为敏感，与固体物一接触，立刻产生电波和化学物质向下传递，引发两侧细胞不均衡生长，很快围绕固体物缠绕起来，可在lh内绕几圈。这些植物依靠这种方式向上攀缘生长。卷须的行为包括自发的、向触性和感触性运动，由膨压、不均衡生长和原生质收缩共同作用下完成。
????有人做了这样一个实验，将豌豆卷须置黑暗条件下3天，再摩擦卷须，它们不卷曲，这可能是因为卷须运动需要ATP；如果在摩擦后一小时内照光，就有卷曲反应，这说明卷须对触觉的刺激有“记忆”能力。
高中生物 第二节环境信号浙科版
一、向性运动
1.概念
植物的生长对环境信号所产生的一种反应。
2.实例
根的正向地性、茎的负向地性。
3.原理
环境信号引起生长素分布不均。
4.根接受环境信号的部位
根冠内或根冠附近。
思考：一个风雨交加的晚上，玉米全部被刮倒在地，几天后我们看到被拔出的不定根和平卧在地的茎是怎样生长的？
提示：根弯向地生长，茎背地生长。
二、植物对温度及光周期的响应
1.温度对植物生长的影响
春化作用：有些植物的种子必须经过低温处理，才能抽穗、发芽，这种现象称为春化作用。
2.光周期
生物体内有使它们响应24小时周期内光、暗长度变化的机制，称为光周期。光周期决定了持续不断的夜长。植物感受光周期的部位是叶子。
（1）长日植物：只有当白昼时间超过一定的小时数才能开花的植物，叫长日植物，又叫短夜植物。
（2）短日植物：只有在白昼时间短于一定小时数才能开花的植物，称为短日植物，又叫长夜植物。
（3）日中植物：有些植物只要温度适宜，成熟了就能开花，与日照时间长短无关，称为日中植物。
思考：菊花是短日植物，可是在每年的五一节在天安门广场上盛开的菊花比比皆是，它们是怎么处理的？
提示：五一节前属于长日照时间，菊花是短日植物，所以每天为菊花提供短日照和长黑夜，五一节就能开花。
课堂探究
合作探究
探究一：春化作用对植物生长的影响
温度对植物的开花起着重要作用，开花需要低温的现象叫春化作用。冬小麦、甘蓝、萝卜、白菜等植物都有春化现象，没有春化作用，植物只保持营养生长，不会开花结果。春化作用一般要在0～5 ℃保持40～50天，而高温或缺氧可解除春化作用。春化作用的感受器官是芽内的分生组织。
探究二：光周期对光合作用的影响
光周期现象：地球上不同纬度地区，在植物生长季节里每天昼夜长短比例不同，对植物的开花结实具有明显的影响，这叫做光周期现象。根据植物对光周期反应的不同，可分为长日照植物、短日照植物和日中性植物。长日照植物在生长过程中有一段时间每天需要有12小时以上的光照时数才能开花，光照时间越长，开花越早。短日照植物，每天光照时数在12小时以下才能开花，在一定范围内黑暗期越长，开花越早。日中性植物，对光照长短没有严格要求，只要生存条件适宜就可开花结实。在农业生产和园艺植物栽培中，花期的控制以及引种工作，研究植物的光周期现象具有重要的意义。动物也有明显的光周期现象。
例题领悟
【例题1】华北的冬小麦在华南不能开花，原因是南方（ ）
A.日照长 B.日照短 C.温度高 D.营养不适
解析：植物的花诱导需要低温和光周期两个外界因子。华北的冬小麦必须经过低温处理才能开花，而华南不可能提供这么低的温度，因此冬小麦不能经过春化处理，也就不能开花。
答案：C
领悟
有些植物的种子必须经过低温处理，才能抽穗、发芽，这就是春化作用。
【例题2】海洋植物和高山植物均有分层现象。而沙漠地区动植物类稀少。造成这种现象的主要生态因素依次是（ ）
A.光照、温度、水 B.温度、光照、水
C.水、温度、光照 D.光照、水、盐度
解析：影响海洋植物分布的主要因素是光照，影响高山植物类群分布的主要因素是温度，而影响沙漠地区动植物分布的主要因素是水。
答案：A
领悟
光照导致植物分层分布，更好地利用阳光。
课堂反馈
1.下列非生物因素中对动物分布影响最小的是（ ）
A.土壤 B.温度 C.水分 D.光照
解析：光对动物的热能代谢、行为、生活周期和地理分布等都有直接或间接的影响；在物理因素中，温度对生物的影响显著，温度影响动物新陈代谢的强度，因而也影响生长发育的速率以及生物的数量与分布；水分是决定陆生生物分布的一个重要因素；而土壤为动物提供栖息地，反过来生物的生长代谢产生各种代谢有机物不断改变土壤的结构，所以土壤不仅是生物赖以栖息的环境，它还是生物活动的产物。故土壤对生物分布影响最小。
答案：A
2.一些生长在阴湿环境中的植物，叶片一般大而薄，主要的作用是（ ）
A.充分利用光能 B.减少阳光照射 C.适应低温环境 D.减少呼吸消耗
解析：阴湿环境中光照不强，植物的叶有较大的表面积，就能充分吸收利用有限的太阳光。
答案：A
3.在太空中飞行的宇宙飞船上放置一株水平方向的幼苗，培养若干天后，根、茎生长方向是（ ）
A.根向下生长，茎向上生长 B.根向下生长，茎向下生长
C.根向水平方向生长，茎向上生长 D.根和茎都向水平方向生长
解析：在太空中飞行的宇宙飞船处于失重状态，重力对生长素的分布没有影响，水平放置的幼苗，根和茎的上、下侧生长素分布均匀，两侧细胞的生长速度相同，故都向水平方向生长。
答案：D
课件49张PPT。§1 光周期现象
§2 春化作用
§3 花芽分化环境信号光周期诱导的概念和应用
光周期现象及农业上应用
春化作用的的概念和应用
光敏素本章重点和难点?光周期与开花诱导：1920年，美，烟草 §1 光周期现象一. 有关概念
二. 光周期诱导
三. 光周期诱导机理----光敏素
四. 光周期理论在农业生产上的应用 一、有关概念
1.光周期:在一天之中，白天和黑夜的相对长度称为光周期。
2.光周期现象:植物对昼夜长度发生反应的现象称为光周期现象。3. 植物对光周期反应的类型 1. 长日植物:指在24h昼夜周期中，日照长度长于某一临界日长，才能成花的植物。如小麦、萝卜、白菜、天仙子等。2. 短日植物：指在24h昼夜周期中，日照长度短于某一临界日长，才能成花的植物。如水稻、大豆、苍耳、烟草、菊花等。3. 日中性植物:在任何长度的日照下均能开花。如月季、四季豆、番茄等。 每天光期长度(h)相对开花效应日中性植物临界日长临界日长短日植物
(苍耳)长日植物
(天仙子)长日植物短日植物4. 长-短日植物 芦荟、夜香树等。
5. 短-长日植物 白三叶草等。
6. 中日照植物 中等长度日照,甘蔗11.5～12.5h LDP的临界日长不一定长于SDP；
SDP的临界日长不一定短于LDP。
关键：超过还是短于其临界日长。
不同品种,植物开花临界日长不同。二. 光周期诱导 1. 概念 植物在达到一定生理年龄时，经过足够天数的适宜光周期处理，以后即使处于不适宜的光周期下，仍然能开花的现象，这种诱导效应叫做光周期诱导2. 光周期刺激的感受部位——叶片 怎样用实验证明？概念菊花是短日照植物菊花SD，LD处理*叶片是感受光周期的部位光周期感受的部位3. 光周期诱导的机理 （1）光周期刺激的传导 苍耳嫁接试验 不适宜的光周期被诱导的叶片(2)暗期与光周期诱导——决定能否成花 光暗24hSDPLDP营养生长营养生长营养生长营养生长营养生长营养生长开花开花开花开花开花开花暗期间断实验长日植物光敏色素参与了成花反应(3)光期与光周期诱导——影响成花数量 大豆暗期长度为16h三. 光敏素在成花诱导中的作用光敏素:是一种对红光和远红光吸收有逆转效应，参与光形态建成、调节植物发育的色素蛋白。
1、光敏素的两种类型
（1）红光吸收型pr：最大吸收峰为波长660nm；
（2）远红光吸收型pfr：最大吸收峰为波长730nm 波长吸光率2、pr与pfr的相互转化3. 光敏素在成花诱导中的作用SDP: Pfr／Pr比值低, 促进开花。
LDP: Pfr／Pr比值高，促进开花。
暗期被红光间断，Pfr／Pr比值升高，抑制SDP成花，促进LDP成花。
暗期被远红光间断，Pfr／Pr比值降低，抑制LDP成花，促进 SDP成花。 四. 光周期理论在农业生产上的应用 1. 植物的地理起源和分布与光周期特性 低纬度——SDP，高纬度——LDP，中纬度——SDP,LDP 同—纬度，LDP:春末和夏季开花(小麦)；SDP:秋季开花，(菊花)
SDP大豆，南方→北京，开花推迟；北方→北京, 花期提前。植物的地理起源和分布与光周期特性 *在同一纬度地区，LDP多在日照较长的春末夏初开花，而SDP多在日照较短的秋季开花。北纬不同纬度的日照长度的季节性变化：2. 育种 （1）人工调节花期 花期不遇 新品种 （2）加速世代繁育 3. 引种 SDP: 北方→南方，提前开花，晚熟品种；
南方→北方，早熟品种。
LDP: 北方→南方，延迟开花，早熟品种；
南方→北方，晚熟品种。 4. 维持营养生长 麻类:南种北引,留种地 5. 控制花期 菊花SDP: 遮光
杜鹃LDP: 人工延长光照 返回人工补充光照§2 春化作用 一. 发现
二. 植物通过春化的条件
三. 春化作用的机理
四. 春化作用的应用 一. 发 现 1918，加斯纳(Gassner), 冬黑麦, 在萌发期或苗期必须经历一个低温阶段才能开花，而春黑麦则不需要。
1928年，李森科(Lysenko), 萌动的冬小麦种子经低温处理后春播，→开花，→春化。 低温诱导促使植物开花的作用称春化作用概念二. 植物通过春化的条件 1. 低温 1～2℃ 表9-1 不同类型小麦通过春化需要的温度及天数 2. 水分、氧气和营养 ＜40％长日照诱导 前体物 → 中间产物 → 最终产物 (完成春化) 低温 低温 高温 去春化作用（解除春化） 25~40℃ 在植物春化过程结束之前，如将植物放到较高的生长温度下，低温的效果会被减弱或消除的现象。分解概念三. 春化作用的机理 1. 感受低温的时期 种子吸胀萌动时 苗期 2. 感受低温的部位 分生组织 能进行细胞分裂的部位 ①芹菜等: 茎尖生长点温室, 茎尖生长点→低温处理→春化；
栽培在低温下，茎尖→25℃，不能通过春化②幼叶 叶柄基部。 实验证明3. 春化效应的传递 ① 不能传递。
菊花，已春化——未春化(不能开花)嫁接② 能够传递。
天仙子, 已春化——未春化(开花)嫁接天仙子——烟草或矮牵牛
(开花) (开花)物质传递1. 人工春化处理 闷麦法，0～5℃，40～50d，春天补种。2. 调种引种 北方品种→南方，不能满足低温要求，不开花结实。 3. 控制花期 ①低温处理促进花芽分化（石竹等）春播 。
②利用解除春化控制开花，贮藏的洋葱鳞茎，高温处理以解除春化，防止开花，增产。 四. 春化作用的应用①低温处理促进花芽分化（石竹等）春播 。
②利用解除春化控制开花，贮藏的洋葱鳞茎，高温处理以解除春化，防止开花，增产。 五. 营养状况与植物的成化诱导C/N比理论：
当 C/N比高时，促进开花；
比值低时，抑制开花。
对SDP不适用。 §3 植物的花芽分化与性别表现 一. 花芽分化 二、 性别表现的调控1. 光周期 适宜——雌花， 不适宜——雄花
2. 温周期 低温, 昼夜温差大——雌花(黄瓜例外)
3. 营养因素 N肥和水分充足——雌花；
N少, 干旱——雄花。
C／N比低——提高雌花数目
4 植物激素 IAA,ETH——雌花
GA——雄花
