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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
唤醒沉睡的种子,
调控幼苗的生长。
引来繁花缀满枝,
瓜熟蒂落也有时。
靠的是雨露阳光,
离不开信息分子。
主要内容
CONTENTS
光对植物生长发育的调节
参与调节植物生命活动的其他环境因素
植物生长发育的整体调控
01
02
03
根的向地生长和茎的背地生长有什么意义呢?
光对植物生长发育的调节
01
光对植物生长发育的调节
01
高等植物的生长发育是受环境因素调节的,如光、温度、重力对植物生长发育的调节尤为重要。
向光侧
背光侧
光
茎的向光性
对于植物来说,光只是提供能量吗?
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。
思考:光照是为了给种子萌发提供能量吗
光对植物生长发育的调节
01
不萌发
早熟禾、毛蕊花
有光比无光萌发更好
洋葱、番茄
萌发
烟草、莴苣
萌发
光抑制种子萌发
光本身是植物种子萌发过程中的一种调节因子。
光对植物生长发育的调节
01
豆芽
豆苗
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。
光照时长(黑暗时长)在起作用,与植物激素的分泌有关。
植物在生长、开花过程中,跟随着光照的节奏,能保证生命活动正常进行,能保证正常地繁衍后代,这也是植物对环境的适应。
光对植物生长发育的调节
01
(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。
光对植物生长发育的作用
光的调控
种子萌发
植株生长
植物开花
植物衰老
均受到
植物是如何感受到光照?
光是如何调控植物生长发育的呢?
光对植物生长发育的调节
01
(1)化学本质:蛋白质(色素-蛋白复合体);
(2)分布:植物的各个部位,其中在分生组织的细胞内比较丰富;
(3)吸收光的类型:主要是红光和远红光
光敏色素——接受光信号的分子
植物是如何感受到光照?
光是如何调控植物生长发育的呢?
光对植物生长发育的调节
01
光敏色素——接受光信号的分子
植物是如何感受到光照?
光是如何调控植物生长发育的呢?
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示意图
①光敏色素被激活,结构发生变化;
②信号经过转导,传递到细胞核内;
③细胞核内特定基因的转录变化;
④表现出生物学效应。
光信号
激活
光敏色素
信号
转导
细胞核
特定基因转录
(DNA→mRNA)
翻译
生物学效应(蛋白质)
影响
参与调节植物生命活动的
其他环境因素
02
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。
温度
参与调节植物生命活动的其他环境因素
02
宽带
细带
年轮形成的原因是:
① 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;
② 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、蕙兰等就是这样的。
温度
参与调节植物生命活动的其他环境因素
02
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。
光合午休:夏季中午温度过高,植物为了防止失水过多,气孔关闭,CO2进入叶片减少,光合作用减弱。
叶片变黄、脱落:落叶树的叶片在秋冬季变黄、脱落。
参与调节植物生命活动的其他环境因素
02
温度
植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。
参与调节植物生命活动的其他环境因素
02
温度
水平横放一株植物,一段时间后,根向地生长,茎背地生长。
重力
参与调节植物生命活动的其他环境因素
02
生长素多
促进作用大
生长素多
抑制作用
重力调节植物生长方向的机制:植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞,可以,造将重力信号转换成运输生长素的信号成生长素分布的不均衡,从而调节植物的生长方向。
“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
参与调节植物生命活动的其他环境因素
02
平衡石细胞
淀粉体
IAA
IAA
IAA
Ⅰ. 根尖垂直放置时
① 生长素运往根冠。
② 根尖垂直放置时,淀粉体均匀分布在平衡石细胞底部的内质网上,内质网两侧压力相当,运往根冠的生长素均匀地运往伸长区。
伸长区
根冠
淀粉粒
“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
参与调节植物生命活动的其他环境因素
02
平衡石细胞
淀粉体
Ⅱ. 根尖水平放置时
① 根尖水平放置时,淀粉体沉降到近地侧,该侧内质网压力更大。
② 压力大的一侧运输更多生长素至伸长区。
③ 高浓度生长素抑制近地侧根尖生长。
④ 低浓度生长素促进远地侧根尖生长。根尖向地弯曲。
植物生长发育的整体调控
03
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、细胞之间的协调和配合。
影响
植物生长发育的整体调控
03
影响
影响
产生、分布
基因
选择性表达
细胞
器官
个体的生长、发育、繁殖、休眠
影响
环境
影响
影响
调控
调控
响应
调控
激素
传递信息
植物生长发育的调控,是由基因表达的调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。
①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。
②植物的生长、发育、繁殖、休眠,都处在基因适时选择性表达的调控之下。
分子水平:基因表达调控
细胞水平:激素调节
植物生长发育的整体调控
03
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。
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。
个体水平:环境因素调节
我爱学生物
第4节 环境因素参与调节植物的生命活动