(共23张PPT)
第4节 环境因素参与调节植物的生命活动
第5章 植物生命活动的调节
本节聚焦
1.光是怎样调节植物生长发育的?
2.温度、重力等环境因素是怎样参与调节植物生长发育的?
3.植物接受环境因素的调节有什么适应意义?
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,根则会弯曲向下生长
问题探讨
讨论:
1. 茎和根的生长是受哪种因素调节的?
(重力)
2. 如果 将该幼苗横放在太空中的“天空二号”内,它的根、茎可能会怎样生长?为什么?
(在太空中由于没有重力,根、茎的生长将不发生弯曲现象)
一、光对植物生长发育的调节
资料一:少数植物(如烟草和莴苣)的种子需要在有光的条件下才能萌发,有些植物(如早熟禾、毛蕊花)的种子在有光条件下萌发得好一些,还有一些植物(如洋葱、番茄)的种子萌发,则受光的抑制。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。
资料二:豆芽是在黑暗的环境中培育的,它的细胞中不含叶绿素,茎(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。
资料三: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。
讨论:
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?
(光照促进种子萌发,为种子萌发提供能量)
2. 从豆芽到豆苗,光对植物的颜色和形态有什么影响?
(从豆芽到豆苗,光促使叶绿素的产生,并使豆芽的形态发生改变)
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?
(光照时间的长短在起作用。与植物激素的分泌有关系)
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?
(种子发芽需要光的调控,有些植物的种子在有光的条件下才能萌发,有些植物的种子在光照条件下萌发得更好,有些植物的种子萌发受光的抑制。植株的生长受光照条件影响,光照充足,植株生长旺盛。很多植物的开花受光照时间长短的调控。在适宜光照环境下,植株种子发芽,植株生长、开花;不适宜环境下,则生长进程受阻)
1.光对植物生长调控的机制:光作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程
2.光敏色素的化学本质与分布:光敏色素是一类蛋白质(色素—蛋白复合物),分布在植物的各个部位,其中分布在分生组织的细胞内比较丰富
光调控植物生长发育的反应机制示意图
3.光调控植物生长发育的机制
感受信号:光敏色素被激活,结构发生改变
传导信号:信号经传导,传递到细胞核
反应发生:信号导致细胞核内特定的基因表达,从而表现出相应的生物学效应
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
资料一: 温带地区,树木年复一年地加粗,构成一圈圈的年轮,表现出季节周期性变化。年轮形成的原因是: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。
资料二: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。冬小麦、冬大麦、蕙兰等就是这样
蕙兰
冬小麦
讨论:
1. 树木的年轮与季节的温度变化有什么直接关系?
(年轮的形成是温度变化影响植物生长的结果)
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?
(是植物应付恶劣环境的一种策略,植物在开花期是最脆弱的时候,如果不幸遇上低温,则很容易因无法抵抗寒冷而不开花或死亡。所以经过长久的演化,植物本身便发展出一个适应的策略,那就是等待寒冬过去后再开花结实,以确保顺利繁衍后代)
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?
(一串红、仙人掌等花卉需要在一定温度以上才能生长发育)
一串红
仙人掌
“淀粉—平衡石假说”
“淀粉—平衡石假说”是被普遍承认的一种解释重力对植物生长调节的机制。这种假说认为,植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞,及平衡石细胞来实现的。当重力方向发生改变时,平衡石中的“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。
三、植物生长发育的整体调控
1.植物生长发育的调控机制:植物生长发育的调控,是基因表达调控、激素调节和环境因素共同构成的网络
2、环境因素、植物激素、基因表达的关系: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 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
高等植物体内的信使
植物的生长发育既受内部因子的调节,也受外部因子的影响。内部因子主要是化学信使-激素,外部因子包括光、温度、日照长度、重力、化学物质等。这些化学因子和物理因子通过信号转导,诱导相关基因表达,调控生长发育。除植物激素以外,高等植物体内的信使还有水信使、电信使。植物体内电信使时常以电化学波的形式传递,以快速、通用、效用短暂为特点,它可以和化学信使协作发挥效应。植物体内水势的变化也可作为一种信息,并迅速传递以调节相关生命活动,适应环境变化。
拓展
课外实践
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?我们也可以设计实验来进行验证。
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。为验证到底是否是根冠感受重力,引起根的向地生长,应该怎样设计实验组、对照组?
发芽的玉米粒
课堂练习
1.下列关于光对植物生长发育的影响的叙述,不正确的是( )
A.光能够影响植物种子的萌发
B.植物的向光性生长是植物对光刺激的反应
C.对植制来说,光只是起提供能量的作用
D.光可作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程
C
2.某些植物必须经过春化作用(用低温诱导促使植物开花)才能开花结实。下表是对冬小麦进行春化处理的研究结果。
处理方式 未经低温处理 经低温处理 先低温处理后高温处理
检测结果 没有某些特殊蛋白质 有某些特殊蛋白质 出现某些特殊蛋白质,高温处理后这些蛋白质消失
现象 不能抽穗开花 抽穗开花 不能抽穗开花
以下对研究结果的分析不正确的是( )
A.决定冬小麦抽穗开花的环境因素是温度
B.高温可以解除冬小麦的春化作用
C.春化作用产生的特定蛋白质是低温诱导基因突变的结果
D.北方春季补种的冬小麦只会长苗不会开花结果
C
3.将同种且生长状况相同的植物体横置,植物体在失重和有重力的环境中的生长状况并不相同。在失重的环境中,植物体横向生长,在有重力的环境中植物体的根和茎分别朝向重力方向和背向重力方向生长(如图所示)。下列说法中不正确的是( )
A.失重环境中,植物体的a侧与b侧、c侧与d侧的生长素浓度相等
B.有重力环境中,植物体内生长素浓度情况为a侧C.有重力环境中,茎的弯曲生长情况体现了生长素具有“促进”或“抑制”的作用特点
D.该事实可以说明重力可以影响植物体内生长素的分布
C
4.某同学选用若干株菊花作实验材料,以研究植物开花受光周期影响。实验时,先将植物顶端的叶片去掉,再对下部的叶片、顶部(顶端和顶部的花芽)分别进行四种不同的处理:
由此实验可以得出的结论是:植物开花感受光周期的部位在植物体的( )
A.生长点 B.顶端 C.下部叶片 D.顶部的花芽
组号/处理 顶部 实验结果 下部叶片
A 长日照 长日照 不开花
B 短日照 长日照 开花
C 短日照 短日照 不开花
D 短日照 短日照 开花
C
谢谢观看