生物人教版2019选择性必修1 5.4 环境因素参与植物的生命活动（共37张ppt）

(共37张PPT)
第4节 环境因素参与植物的生命活动
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菊花本在秋天开放，但现在一年四季，你都可以看到色彩斑斓的菊花了，这是为什么呢？
花谢花飞花满天，红消香断有谁怜
能不能人工调节花期，使得植物按照人的意愿来开花呢
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？
2.如果将该幼苗横放在太空中的“天宫二号”内，它的根、茎可能会怎样生长？为什么？
是由重力因素调节的。
根和茎很可能会继续横向生长，因为太空中几乎没有重力。
茎向上生长
问题探讨
光是植物进行光合作用的能量来源。
对于植物来说，光只是起提供能量的作用吗？
环境因素可以调节植物的生长发育
一、光对植物生长发育的调节
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① 光对植物种子萌发的作用（以莴苣种子为例）
结论：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
思考与讨论
② 光对烟草种子萌发的影响
结论：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
③ 有些植物的种子在有光条件下萌发的更好（如早熟稻、毛蕊花）；
有些植物种子的萌发，则受光的抑制（如洋葱、番茄）。
研究发现：萌发需要光的种子一般较小，储存的营养物质也很少。
思考：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。
资料2 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。
豆芽（黑暗中培育）
豆苗见光培育
资料2
① 开花与昼夜长短有关；
白天长度超过13小时才开花
② 开花与昼夜长短无关。
白天短于一定时长才开花
菠菜
菊
水稻
黄瓜
向日葵
棉花
资料3
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
结论：植物开花与光照时长有关。
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
2. 从豆芽到豆苗，光对植物的颜色和形态有什么影响
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
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
思考讨论
光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。
植株
生长
开花
衰老
种子
萌发
均受到
光的调控
1. 植物具有接受光信号的分子——光敏色素（其中的一种）
（1）化学本质：
（2）分布：
蛋白质（色素——蛋白复合体）
（3）吸收光的类型：
植物的各个部位，
主要是红光和远红光。
其中在分生组织的细胞内比较丰富。
植物如何感受光照刺激？
光敏色素
感光区域
酶活性区域
色素——蛋白复合体
注：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。
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(1)感受信号：光敏色素被激活，其结构发生变化
(2)传导信号：信号经过转导传递到细胞核内
(3)发生反应：细胞核内特定基因转录变化
(4)表现出生物学效应：相应mRNA翻译出特定蛋白质
光调控植物生长发育的反应机制
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
光调控植物生长发育的反应机制
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二、其他因素对植物育生命活动调节
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除了光，温度、重力等环境因素也会参与调节植物的生长发育。
温度和重力因素是如何参与植物生命活动的调节的呢？
春化
温带地区，树木年复一年的加粗，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：
资料1
温度参与植物生长发育的调节
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。
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。
冬小麦：9~10月播种，经过冬天后，来年春天开花结果。
实践：在春季播种冬小麦，会使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
思考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，是树木生长对一年中不同时期环境温度反应的结果。
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？
这样可以避免出现在冬季来临之前开花从而无法正常结果的情况。
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？
西双版纳热带季雨林
温带常绿阔叶林
落叶阔叶林
针叶林
植物的地域性分布
（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。
归纳小结
温度
茎的背地性
根的向地性
外因:
内因：
重力引起生长素在植物体内分布不均匀;
根和茎对生长素浓度的敏感性不同。
茎
根
A
A’
B
B’
茎生长的背地性与根生长的向地性的解释
根对生长素敏感，浓度高抑制生长；
茎对生长素不敏感，浓度高促进生长。
重力参与植物生长发育的调节
根、茎细胞如何感知重力信息？
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
对植物生长产生影响
根横放时，淀粉体下沉在细胞近地侧的内质网上，诱导内质网释放Ca2+到细胞质基质，Ca2+与钙调蛋白结合后活化Ca2+泵和IAA泵（均为ATP驱动泵），使近地侧积累较多的Ca2+和IAA。
思考：根的向地生长和茎的背地生长有什么意义呢？
根的向地生长，可以深扎根，利于吸收水分和无机盐；
茎的背地生长，可以将枝条伸向天空，利于吸收阳光进行光合作用。
重力参与植物生长发育的调节
高等植物是由许多细胞组成的高度复杂的有机体，它的正常生长发育需要各个器官、组织和细胞之间的协调和配合。
三、植物生长发育的整体调控
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激素调节：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。
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基因表达调控：植物细胞里储存着全套基因，但是某个细胞的基因如何表达则会根据需要作调整。
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环境因素调节：植物响应环境变化，调控基因表达以及激素产生、分布，最终表现在器官和个体水平上的变化。
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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
设计实验证明根冠感受重力
待切去尖端后的根尖重新长出尖端 恢复向地性
一、概念检测
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。( )
2. 请用恰当的方式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。
×
√
√
课堂检测
二、拓展应用
1. 科学家用红光和红外光依次照射的方法，对一批萬苣种子进行处理，然后置于暗处。一段时间后，这些萬苣种子的发芽情况如下表所示。
组别 光照射处理方式 发芽情况
对照组 无光照 不发芽
组1 红光 发芽
组2 红光→红外光 不发芽
组3 红光→红外光→红光 发芽
组4 红光→红外光→红光→红外光 不发芽
(1) 由上述实验结果可以得出什么结论
【答案】红光促进莴苣种子发芽，红外光抑制莴苣种子发芽。
课堂检测
二、拓展应用
1. 科学家用红光和红外光依次照射的方法，对一批萬苣种子进行处理，然后置于暗处。一段时间后，这些萬苣种子的发芽情况如下表所示。
组别 光照射处理方式 发芽情况
对照组 无光照 不发芽
组1 红光 发芽
组2 红光→红外光 不发芽
组3 红光→红外光→红光 发芽
组4 红光→红外光→红光→红外光 不发芽
课堂检测
(2 ) 萬苣种子对红光的反应远比红外光敏感, 如果经过红光和红外光处理后，将萬苣种子置于自然光下而不是黑暗条件下，萬苣种子的发芽情况会如何？
【答案】莴苣种子会发芽，因为自然光包含红光和红外光，莴苣种子对红光更敏感，因此在自然光照射下会发芽。
2. 昙花一般夜间开花，受昼夜交替节律的影响。如果要让昙花白天开花，可尝试采取哪些措施？
课堂检测
二、拓展应用
【答案】可尝试进行遮光处理。