5.4环境因素参与调节植物的生命活动课件2021-2022学年高二上学期生物人教版(2019)选择性必修1(共41张PPT)

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名称 5.4环境因素参与调节植物的生命活动课件2021-2022学年高二上学期生物人教版(2019)选择性必修1(共41张PPT)
格式 pptx
文件大小 27.5MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2022-04-14 22:22:41

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文档简介

(共41张PPT)
第4节 环境因素参与调节植物的生命活动
①温度、重力对植物生命活动的调节
②植物生长发育的整体调控
光调节植物生长发育的现象和机制
参与调节植物生命活动的其他环境因素

光对植物生长发育的调节

莴苣种子在光照一段时间后的发芽率明显高于黑暗条件。
资料1:
一.光对植物生长发育的调节
结论:
莴苣种子
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
资料1:
结论:
烟草种子
一.光对植物生长发育的调节
有些植物(如洋葱、番茄)的种子萌发则受光的抑制。
是不是所有植物种子的萌发都需要光呢?
有些植物(如早熟禾、毛蕊花)的种子在有光条件下萌发的好一些。
一.光对植物生长发育的调节
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。
资料1结论:
思考讨论:光是如何调节种子萌发的?是影响生长素的分布吗?是提供能量吗?
思考
光参与调节许多植物的种子萌发过程。
推测:光本身是植物种子萌发过程中的一种调节因子。
一.光对植物生长发育的调节
思考:①植物幼苗不接受光照时为什么表现为嫩黄色?②从豆芽到豆苗,光对植物的颜色和形态有什么影响 得出的结论是?
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。
结论:光影响植物的颜色和形态建成。
绿豆芽:无光条件
绿豆苗:有光条件
资料2:
一.光对植物生长发育的调节
拓展探究----光对豆芽形态的影响
黑暗中的幼苗下胚轴较长,使幼苗尽快出土;一旦见光,子叶展开,上胚轴快速生长,长成豆苗,以接受光照。
一.光对植物生长发育的调节
植物开花条件:
菠菜 —— 白天超过13 h
菊、水稻 —— 白天短于一定时长
黄瓜、棉花、向日葵 —— 和白天长度无关
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
资料4:光调节植物开花(日照长短)
结论:植物开花与光照时长有关。
资料3 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。
资料3:
一.光对植物生长发育的调节
思考讨论:
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
是光照时长( 黑暗时长)在起作用;与植物激素的分泌有关。
长日照植物
短日照植物
日照植物
结论:取决于最后一次照射光的颜色,红光有效,远红光无效。
延伸:红光和远红光调节植物开花的不同作用
【生产情境】
“待到秋末九月八,我花开后百花杀”唐代黄巢的著名诗句展示了花儿的开放是受季节影响的,而菊花的开放是在秋天。
探究:(科学思维)
(1)菊花在秋天开放的原因是什么?
(2)要想使菊花在夏季开放可以采取什么样的措施?
(3)是否所有植物开花都受日照时间长短的影响?
不是
菊花是短日照植物,秋天日照时间变短促使了菊花的开放。
可以采取遮光处理,人工制造短日照环境。
一.光对植物生长发育的调节
【问.答】
研究人员发现,无论苍耳的叶在茎枝上的排列方式如何,相邻两节的叶子互不重叠,在与阳光垂直的层面上作镶嵌排布。苍耳叶片的镶嵌式排布对光合作用有什么积极影响?
光是植物进行光合作用的能量来源,相邻两节的叶子互不重叠,可使所有叶片都能最大限度接受光照,提高光能利用率。
一.光对植物生长发育的调节
【归纳总结】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;
(2)光作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程。
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
种子萌发
植株生长
开花
衰老
均受到
光的调控
2.光信号传导的结构基础之一——光敏色素
主要是红光和远红光。
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。
一.光对植物生长发育的调节
(1)化学本质:
(2)分布:
(3)吸收光的类型:
蛋白质(色素——蛋白复合体)
植物的各个部位,其中在分生组织的细胞内比较丰富。
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
读教材P106图5-12,回答有关问题
①光敏色素与光合色素的作用有什么区别?还有哪些方面不同?
②光调控植物生长发育的机制分为几个阶段?各阶段与细胞的哪一部分结构有关?
③光信号影响到特定的生物学效应的根本原因是什么?
光敏色素是光的受体,光仅是一种信号;光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素,能吸收并转化光能储存在有机物中,是自然界各种生物的能量和物质基础
(1)感受信号:
(2)传导信号:
(3)发生反应:
(4)表现出生物学效应:
3.光调控植物生长发育的反应机制
A
B ④



思考:图中A、B代表的物质? ①②③④代表的过程?


思考:①光信号影响到特定的生物学效应的根本原因是什么?
思考:光敏色素结构变化的信息传导核内,影响基因的表达,这体现了核孔的什么功能?
光敏色素被激活,其结构发生变化
信号经过转导传递到细胞核内
细胞核内特定基因转录变化
相应mRNA翻译出特定蛋白质
感受信号
传导信号
发生反应
受到光照射
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
DNA
细胞核内特定基因的转录变化
RNA
翻译
表现出生物学效应
3.光调控植物生长发育的反应机制
(3)调节过程
接收红光和远红光信号

光敏色素结构发生变化

经信息传递系统传导到细胞核内

影响特定基因的表达

表现出生物学效应
例1.自然界中,植物开花需要光信息刺激,当日照时间达到一定长度时,植物才能开花,下列相关说法错误的是( )(多选)
A.植物对日照时间的感知与光敏色素有关,光照只是提供能量
B.该现象说明信息的来源可以是外界环境
C.日照时间对植物开花的调节本质上是对基因选择性表达的调控
D.可以通过人为地控制光照时间达到花卉分批上市的目的
E.D.长日照能提高细胞核内与开花有关的基因数量
[在应用中悟]
AE
[在应用中悟]
例2.(不定项)下列植物生长发育与光照的关系的说法,错误的是
A.叶绿体内的色素吸收并转化光能也是动物赖以生存的基础
B.叶绿素可感知光信号,调节光合作用
C.光信号照射光敏色素使其结构发生变化是光调节的关键一步
D.光信号会影响植物的有关基因表达
E.光可以影响种子的萌发
F.光是合成叶绿素的必要条件
G.光往往对植物繁殖有重要影响
H.光是光合作用光反应的信号
I.许多植物的花期受光照日夜周期变化的影响面
J.植物的向光性是对光照刺激的反应
BH
[在应用中悟]
A.不同波长的光对拟南芥种子萌发所起的调控作用不同
B.波长I和Ⅱ区域的光照对拟南芥种子萌发的不同作用较为显著
C.图中显示蓝光比红光对拟南芥种子萌发的抑制作用显著
D.随着波长的增加,光对拟南芥种子萌发的作用表现出两重性
例3.如图是某光照条件下光促进与抑制拟南芥种子萌发的作用光谱,有关说法错误的是( )
C
思维导图
结论:植物的生长受到温度的调节。
资料1:温度变化使树干出现年轮
二.参与调节植物生命活动的其他环境因素
思考:
①年轮形成的原因
②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
在春夏季细胞分裂快、细胞体积大,在树干上形成颜色较浅的带; 在秋冬季细胞分裂慢、细胞体积较小,树干上形成颜色较深的带。
有些植物在生长期需要经历一段时间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。
资料2:温度影响冬小麦/拟南芥开花
冬小麦:9-10月播种,经过冬天后,来年春天开花结果。
思考1: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?
(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。)
思考:经过春化作用才开花的意义是什么?
意义:避免出现在冬季来临之前开花从而无法正常结果的情况
结论:某些植物的开花也受到温度的调节。
资料2:温度影响植物开花
冬小麦:9-10月播种,经过冬天后,来年春天开花结果。
思考1: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?
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。
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)。
资料2:温度影响冬小麦开花
思考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?
避免出现在冬季来临之前开花从而无法正常结果的情况
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。
结论:温度对植物的多种生命活动具有调节作用。
其他受温度影响的植物生命活动
1、温度
(1)随着季节轮回,气温周期性变化,植物发芽、开花、落叶、休眠,生命活动的节奏追随着季节的步伐;
(2)随着昼夜交替,气温午高夜低,植物的代谢也会有旺盛和缓慢之分;
(3)植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行;
*(4)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;
*(5)植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。
二.参与调节植物生命活动的其他环境因素
例.分析下面的材料,回答有关问题:
材料I:在自然条件下,具有日温较高和夜温较低的周期性变化。植物对这种昼夜温度周期性变化的反应,称为生长的温周期现象。
材料Ⅱ:萝卜、白菜、大蒜、冬小麦等农作物,必须经低温诱导才能开花,这种现象叫作春化现象。
(1)温周期现象有利于植物生长,温室栽培农作物,最好适当增大昼夜温差。理由是 。
(2)冬小麦形成花受低温影响。如果春季播种冬小麦让它在夏初抽穗开花,可采取的措施是 。
白天较高温度有利于光合作用合成有机物,夜间降温可以降低有机物的消耗,提高产量
播种前对小麦种子进行低温处理
2、重力
(1)重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。
(2) 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。
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:①在根向地生长和茎背地生长时,植物是如何对“上下”作出反应的?
②根的向地生长和茎的背地生长有什么意义呢?
③植物是如何感知重力的呢?
二.参与调节植物生命活动的其他环境因素
根冠:根尖顶端
分生区:细胞分裂
伸长区:细胞伸长
根毛区:吸收物质
根尖的结构
胚芽鞘的向光性
根的向地性
光敏色素是感光分子
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
根冠存在一种感受重力的分子或结构
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
向地性的原因
(3)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。
2、重力
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因素
机理:垂直时淀粉体对平衡石细胞底部内质网压力均等,水平时不均等。
“淀粉——平衡石”假说感知重力方向的机理
处理 预期结果
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 结果类似
——减法原理
课外实践——设计实验证明根冠感受重力
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
——加法原理
大头针固定蚕豆幼苗,水平放置90 min
切除根尖
不作处理
根尖均向下弯曲生长
注:通常,从水平放置到发生弯曲需要几小时
结论:水平放置时,根尖产生了某种“指令”(物质)影响了伸长区生长。
设计实验证明根冠通过某种物质影响伸长区生长
验证植物根向地性的感受部位在根冠
课外实践
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。
提示:实验可以用刚刚萌发的玉米粒(实际上是颖果,农业上称为种子)为材料,为了便于观察,可在培养皿中铺上湿棉花,将刚萌发的玉米粒放在其中培养。
实验组:
去除根冠的刚刚萌发玉米种子
对照组:
完整的刚刚萌发玉米种子
植物生长发育的整体调控
器官和个体水平上的变化
植物生长发育
①基因表达调控
②激素调节
③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
调控
植物的生长、发育、繁殖、休眠
影响
结果
激素是信息分子
传递信息
影响
细胞与细胞、器官与器官之间协调
环境变化
植物响应
调控
基因表达以及激素产生、分布
表现
根本原因
温度参与了植物生长和开花等生命活动的调节。
重力参与了植物生长发育和形态建成等的调节。“淀粉——平衡石”假说是普遍承认的一种解释植物感知重力的方式。
加法原理或减法原理均可用来证明自变量对因变量的影响。
植物生长发育由基因表达、激素和环境因素共同调节。
小结
思维导图