第4节 环境因素参与调节植物的生命活动 教学设计
年级 高二 授课时间
课题 第4节 环境因素参与调节植物的生命活动
教学目标 1.认同环境因素参与调节植物的生命活动,建立生物与环境相适应的观念。 2.尝试运用所学知识解释生活中的现象并科学地应用到实践中去。
教材分析 本节内容对应课标“概述其他因素参与植物食物活动的调节,如光重力和温度等”。为落实课标的要求教材,重点介绍光对植物生长发育的调节,对温度、重力参与植物的生命活动的介绍的详略相对简略。 关于光对植物生长发育的调节教材,针对学生已经知道的光合作用来追问,引出光在植物生长发育中的调节作用的思考讨论活动。这个活动提供的三份资料,分别对应光对种子萌发、形态建成、开花的调节作用引导学生注意光不仅为植物生长提供能量,还是植物生长发育的调控信息,并关注光的调节与植物激素之间的关系,关注植物接受光地调节的适应意义。之后,关于参与植物生命活动的其他环境因素,教材介绍了温度、重力,关键词是“参与调节”。
教学过程
教学 内容 教师活动 学生活动
引入 新课 【生活现象】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。 【提问】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? 说明,植物生命活动的调节,除了激素,还有环境因素发挥着调节作用 引入新课 联系生活实际积极思考,回答老师的问题,
新课 教学 一、 光对植物生长发育的调节 光对植物生长发育的调节 【引导思考】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? (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? 【引导分析】光对植物生命活动调节的调节机制 (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 那么,关于光敏色素,你了解多少呢? 光敏色素 本质:蛋白质(色素蛋白复合体) 功能:主要吸收红光,远红光 分布:植物体的各个部位,在分生组织的细胞内比较丰富 回答老师提出的问题,总结光对植物的调节作用 得出结论 查阅课本,了解光的调节机制 分析光敏色素的本质和作用
新课 教学 二、 参与调节植物生命活动的其他环境因素 【引导分析】观看视频,温度对植物生命活动的影响。 1.什么叫做春化作用? 2.(1)随着季节轮回、气温周期性变化,植物发芽、开花、落叶、休眠,
追随季节的步伐。 (2)随着昼夜交替,气温午高夜低,植物的代谢有旺盛和缓慢之分。 (3)植物的所有生理活动均在一定温度范围内进行。如种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等。 (4)植物分布的地域性很大程度由温度决定。 重力:重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素 【合作探究】小组合作,整理重力作用的机制和调节方式。 展示分享,在各组辩论中达成共识: (1)调节机理:植物根茎中具有感受重力的物质和细胞,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。 (2)调节方式:调节植物生长发育和形态建成 假说:淀粉——平衡石假说 通过植物体内一类富含“淀粉体”的细胞(即平衡石细胞 )感受重力 ,细胞中的“淀粉体”会沿着重力方向沉降,引起植物体内一系列信号分子改变。 通过视频,让学生更形象的了解重力对植物的影响。 观看视频,联系生活,思考并回答问题。 小组讨论,进行模型构建后分享。 了解假说的内容和建立过程。 实例分析重力对植物的影响。
新课 教学 三、植物生长发育的整体调控 【问题引导】通过以上学习,我们发现,激素,环境因素,还有生物体本身的遗传物质,都对植物生命活动起到了调节作用。 【合作探究】小组合作完成:总结植物生长发育的过程中,多种因素共同调节植物的生命活动,并进行相关介绍 阅读课本,结合所学,进行总结 讨论完成相关问题。 分析得出:多种因素共同调控植物的生命活动。
课堂 练习 1.下列有关植物的叙述,正确的是( ) A.某些种子在有光的情况下才能萌发的原因是需要光照提供能量 B.探究生长素类似物对植物茎的作用时,不需要设置不添加生长素类似物的对照组 C.水稻开花期间遇连续阴雨天气受粉受到影响,可及时喷洒一定浓度的2,4-D以避免减产 D.施用脱落酸能加速秋天银杏树叶由绿变黄的过程 【答案】D 【详解】A、种子在有光的情况下才能萌发的主要原因是光照可以引起光敏色素的变化,从而影响特定基因表达导致种子萌发,A错误; B、探究生长素对植物茎的作用时,需要设置不含生长素的空白对照组,B错误; C、种植水稻是为了收获种子,如果没有授粉就不能形成种子,生长素促进子房壁的发育,因此水稻开花期间遇到连续阴雨天气受粉受到影响时,喷洒一定浓度的2,4-D不能避免减产,C错误; D、脱落酸能够促进叶和果实的衰老、脱落,故施用脱落酸能加速秋天银杏树叶由绿变黄的过程,D正确。 故选D。 2.植物生命活动受多种激素的调节,下列说法错误的是( ) A.暗期时间长,长日照植物不能合成赤霉素而不能开花 B.缺失脱落酸受体的突变体,其可能的表型为更耐旱 C.生长素促进乙烯的合成,乙烯含量的增加抑制生长素的合成 D.油菜素促进细胞分裂、细胞伸长及果实的生长 【答案】B 【详解】A、赤霉素有促进开花的作用,暗期时间长,长日照植物不能合成赤霉素而不能开花,A正确; B、脱落酸可以促进气孔关闭,缺失脱落酸受体的突变体,其可能的表型为不耐旱,B错误; C、生长素含量增加可以促进乙烯的形成,但乙烯浓度增加到一定浓度时,又会抑制生长素的合成,C正确; D、油菜素的作用是促进细胞分裂、延缓叶片衰老、促进果实膨大、打破顶端优势促进侧芽萌发、改善作物品质等,D正确。 故选B。 3.植物生长发育的调控,是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。下列叙述错误的是( ) A.乙烯能促进果实成熟,生长素浓度升高到一定值时会促进乙烯的合成 B.在植物生长发育过程中,不同种激素的调节往往表现出一定的顺序性 C.生长素分布不均导致胚芽鞘向光弯曲,体现了高浓度生长素抑制生长 D.光不仅能为植物提供能量,也能作为一种信号调控植物的生长与发育 【答案】C 【详解】A、乙烯能促进果实成熟,较低浓度的生长素能促进植物细胞生长,较高浓度的生长素能够促进乙烯的合成进而抑制细胞生长,A正确; B、植物生长发育过程中不同种激素调节往往表现出一定的顺序性,例如在植物生长发育阶段细胞分裂素和生长素以及赤霉素含量较高,而在植物果实的成熟阶段,乙烯以及脱落酸的含量较高,B正确; C、植物的向光性,是由于单侧光照射引起生长素分布不均匀,背光一侧多,生长快;向光一侧少,生长慢,表现为向光生长,所以胚芽鞘向光弯曲生长只体现了生长素促进生长的作用,未体现高浓度生长素抑制生长,C错误; D、光照不仅能为植物的光合作用提供能量,还能作为信号调节植物体的生长发育,D正确。 4.一颗小小的望天树种子可以生长发育成参天大树,其生长发育受多种因素的调节。下列说法错误的是( ) A.光作为一种信号可以影响、调控望天树生长发育的全过程 B.温度通过影响望天树种子萌发、植株生长、开花结果等过程参与调节其生长发育 C.重力通过将重力信号转换成运输生长素的信号造成生长素分布不均来调节望天树根的生长方向 D.望天树生长发育的过程完全由植物激素和环境因素调控 【答案】D 【详解】A、光是植物正常生长必需的外界条件,同时也可作为一种信号影响、调控望天树生长、发育的全过程,A正确; B、温度通过影响酶的活性影响植物的代谢过程,进而影响望天树种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等过程参与调节其生长发育,B正确; C、重力通过将重力信号转换成运输生长素的信号使生长素发生横向运输,进而造成生长素分布不均来调节望天树根的生长方向,C正确; D、望天树生长发育的过程除了由植物激素和环境因素调控,还受其遗传物质的等因素的调控,D错误。 故选D。 5.某高海拔的山区环境,早春低温寡照导致茶树新梢生长迟缓,采摘期延迟。研究人员于茶树新梢开始生长时进行夜间不同光源补光处理(21d)。设夜间不补光(CK)、LED1(红蓝光质比0.81)补光、LED2(红蓝光质比1.65)补光和LED3(红蓝光质比2.10)补光4种处理,以期明确适宜该茶园使用的LED补光灯,为春茶高品质栽培提供理论依据和实践指导。部分实验数据如下表,据此回答下列问题: 不同LED灯补光后对茶树新梢芽叶生长的影响 处理芽头生长情况茶叶中相关物质含量百芽鲜重(g/百个)发芽密度(个/㎡)多酚(%)游离氨基酸(%)酚氨比CK20.721922.71.812.6LED129.025227.92.411.2LED222.027125.61.913.2LED321.720924.11.813.7
(1)茶园补光采用红蓝光的主要原因是 ,其中红光和蓝光还能作为有效信号影响植物生长发育,其直接原因是 (写出具体物质及其功能)。 (2)氨基酸、茶多酚含量及酚氨比能衡量茶叶品质。其中茶多酚影响茶叶的色泽、苦味和涩味,而氨基酸影响茶叶的鲜爽味。绿茶的味感要保持浓而鲜爽,则要求多酚和氨基酸多,酚氨比低。实验结果表明,早春低温弱光环境下的茶园用红蓝光质比为 的LED灯进行补光,实现高产优质的效果显著。结合表中数据谈谈得出这一结论的依据: 。 (3)在上述实验的基础上,还可以通过研究 ,进一步提高茶叶品质。 【答案】(1) 植物的叶绿素(光合色素)主要吸收红光和蓝紫光,人工补光采用红蓝光源有利于茶树的光合作用 光敏色素受到光照射时,光敏色素的结构会发生变化,影响特定基因的表达,从而表现出生物学效应 (2) 0.81 LED1处理时,芽头密度和芽头鲜重乘积最大;并可显著增加茶叶多酚和游离氨基酸含量,降低酚氨比 (3)降低酚氨比的最适红蓝光质比/提高茶多酚、氨基酸含量的最适红蓝光质比/蓝光质对茶叶品质影响的具体机理 【详解】(1)植物的叶绿素(光合色素)主要吸收红光和蓝紫光,植物光合作用的光反应阶段需要光,人工补光采用红蓝光源有利于茶树的光合作用,故茶园补光采用红蓝光。光敏色素是一类蛋白质,分布在植物的各个部位,其中在分生组织的细胞内比较丰富,在受到光照射时,光敏色素的结构会发生变化,这一变化的信息会经过信息传递系统传到细胞核内,影响特定基因的表达,从而表现出生物学效应。 (2)分析表格数据:在LED1(红蓝光质比0.81)补光处理时百芽鲜重和发芽密度均较大,芽头密度和芽头鲜重乘积最大;且可显著增加茶叶多酚和游离氨基酸含量,降低酚氨比,有利于保持绿茶较好的口感,故早春低温弱光环境下的茶园用红蓝光质比为0.81的LED灯进行补光,实现高产优质的效果显著。 (3)为进一步提高茶叶品质,在上述实验的基础上,还可以研究降低酚氨比的最适红蓝光质比/提高茶多酚、氨基酸含量的最适红蓝光质比/蓝光质对茶叶品质影响的具体机理,从而改善茶叶品质。
板书设计 5.4 环境因素参与调节植物的生命活动
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