5.4 环境因素参与调节植物的生命活动(课件共28张PPT)

(共28张PPT)
第5章 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
问题探讨
茎的背地性
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、茎可能怎样生长？为什么？
是由重力因素调节的。
茎和根很可能会继续横向生长；因为太空中几乎没有重力。
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。
光、温度、重力对植物生长发育都有调节作用
讨论：
思考·讨论
光在植物生长发育中的调节作用
一、光对植物生长发育的调节
资料1
①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。
②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。
③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。
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。
一、光对植物生长发育的调节
思考·讨论
光在植物生长发育中的调节作用
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。
思考: 从豆芽到豆苗，光对植物的颜色和形态有什么影响
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。
资料3 光调节植物开花（日照长短）
菠菜——白天超过13h
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
思考：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。
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
思考·讨论
光在植物生长发育中的调节作用
一、光对植物生长发育的调节
思考·讨论
光在植物生长发育中的调节作用
证实结论：一个周期中连续黑暗时间决定是否开花。
资料4 光调节植物开花的具体机制
一、光对植物生长发育的调节
思考：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
萌发需要光照的种子一般较小，这是对环境的适应——萌发后能立即进行光合作用，从而避免在无光条件下萌发后“饿死”；
植株生长、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。
思考·讨论
光在植物生长发育中的调节作用
一、光对植物生长发育的调节
（2）光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。
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；
思考：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？
植株
生长
开花
衰老
种子
萌发
均受到
光的调控
一、光对植物生长发育的调节
（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。
2.植物具有能接受光信号的分子（如：光敏色素）
相关信息
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
感受信号
传导信号
发生反应
信号经过信息传递系统的传导，传递到细胞核内
表现出生物学效应
翻译
RNA
光敏色素被激活，结构发生变化
DNA
细胞核内特定基因的转录变化（表达）
3.光调控植物生长发育的反应机制
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
一、光对植物生长发育的调节
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
思考·讨论
温度参与植物生长发育的调节
资料1 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。年轮的形成的原因是：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。
思考：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。
资料2 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。
思考：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。
思考·讨论
温度参与植物生长发育的调节
冬小麦
蕙兰
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
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。
思考：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？
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
1.温度
（1）随着季节轮回，气温____________，植物_______、_______、________、______，生命活动的节奏追随着季节的步伐；
（2）随着昼夜交替，气温__________，植物的_______也会有_______和________之分；
（3）植物的所有生理活动都是在___________________进行；
（4）温度可以通过影响_________、____________、____________和____________、_______等生命活动，从而参与调节植物的生长发育；
（5）植物分布的_________很大程度上就是由温度决定的。
周期性变化
发芽
开花
落叶
休眠
午高夜低
代谢
旺盛
缓慢
一定的温度范围内
种子萌发
植株生长
开花结果
叶的衰老
脱落
地域性
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
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。
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：根的向地生长和茎的背地生长有什么意义呢？
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
（2）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
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。
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
影响
结果
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。
植物生长发育
植物细胞里储存着全套基因
基因适时选择性表达
植物的生长、发育、繁殖、休眠等
激素是信息分子
传递信息
细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调
环境变化
植物响应
调控基因表达以及激素的产生、分布
器官和个体水平上的变化
调控
基因表达调控
激素
调节
环境因素调节
影响
三、植物生长发育的整体调控
课外实践 - 设计实验，验证根向地性的感受部位在根冠
自变量:
是否有根冠
因变量:
可采用切除根冠的方法进行处理
可通过观察玉米根尖是否向下弯曲生长来对因变量进行观测
实验思路:
1.取10颗大小、萌发程度大致相同的刚刚萌发的同种玉米粒,随机分成数量相同的甲、乙两组;
2.去除甲组玉米粒的根冠,乙组玉米粒不作处理,分别放在两个含有湿棉花的培养皿中;
3.置于温度适宜的暗室中培养一段时间。
4.观测两组玉米粒根尖是否出现向地弯曲生长。
预期结果、得出结论:
如果甲组玉米根尖不出现向地弯曲生长,乙组均出现向地弯曲生长,即可证明植物根向地性的感受部位在根冠。
课外实践 - 设计实验，验证根向地性的感受部位在根冠
调控花期创造美好生活
人工控制花期主要的途径有温度处理、光照处理、生长调节剂处理及栽培措施处理等四种。利用温度调控促进花芽发育或抑制花芽发育等措施，可以起到提早或延迟花期的作用。利用控制光照时间长短、施用植物生长调节剂等措施，也可以达到同样的效果。通过调节花卉的种植期，采用适当的修剪、摘心、水肥控制等措施，也可有效地调控花期。
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。( )
四、练习与应用
×
√
√
一、概念检测
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。
植物生长发育的整体调控
植物激素
基因表达
环境因素
相互
影响
影响
表达
改变分布情况
1.科学家用红光和红外光依次照射的方法，对一批莴苣种子进行处理，然后置于暗处。一段时间后，这些莴苣种子的发芽情况如下表所示。
二、拓展应用
（1）由上述实验结果可以得出什么结论
红光促进莴苣种子发芽，红外光抑制莴苣种子发芽。
（2）莴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，将莴苣种子置于自然光下而不是黑暗条件下，莴苣种子的发芽情况会如何？
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。
四、练习与应用
五、复习与提高
一、选择题
1. 园林工人为使灌木围成的绿篱长得茂密、整齐，需要对绿篱定期修剪，其目的是（ ）
A.抑制侧芽生长 B.抑制顶端优势
C.抑制向光性生长 D.抑制其开花结果
2. 用适宜浓度的生长素处理未受粉的番茄雌蕊柱头，可得到无子番茄，这种果实细胞中的染色体数目为 （ ）
A. 与卵细胞染色体数目一样
B. 是受精卵染色体数目一半
C. 与体细胞中染色体数目一样
D. 比受精卵染色体数目多一倍
B
C
一、选择题
3. 以下关于植物激素的说法，错误的是（ ）
A. 植物激素能促进植物生长
B. 植物激素是一类化学物质
C. 植物激素在植物体内含量很少
D. 植物激素不直接参与细胞内的代谢活动
4.果实的生长发育和成熟，受多种激素调节。下列叙述正确的是（ ）
A. 细胞分裂素促进果实生长
B. 乙烯抑制果实的生长和成熟
C. 脱落酸促进细胞分裂和果实脱落
D. 生长素对果实的发育和成熟没有影响
A
A
五、复习与提高
二、非选择题
1.研究人员进行了多种植物激素对豌豆植株侧芽生长影响的实验，结果如图所示。
(1)比较曲线a、b、c与d可知 对侧芽的生长有抑制作用，其中起作用的主要激素是 ，而且 （激素）能解除这种激素的抑制作用。在保留顶芽的情况下，除了c所采用的措施，还可通过喷施 的化合物促进侧芽生长。
五、复习与提高
顶芽
生长素
细胞分裂素
赤霉素
二、非选择题
1.研究人员进行了多种植物激素对豌豆植株侧芽生长影响的实验，结果如图所示。
（2）比较曲线a与b可知，赤霉素能明显促进 。推测：在完整豌豆植株的顶芽中，赤霉素产生于 组织。
（3）据图中信息，推测侧芽生长速度不同的原因是侧芽内
浓度或比例的改变。
五、复习与提高
侧芽生长
分生
生长素与赤霉素、细胞分裂素
2.当干旱发生时，植物之间是否会交流信息呢？如果有信息交流，是通过地上信号还是地下信号呢？为了探究这些问题，有研究者设计了如下实验。将11株盆栽豌豆等距排列，6 11号植株在根部有管子相通，这样在不移动土壤的情况下，化学信息可以通过管子进行交流；1 6号的根部不联系（如下图）。
用高浓度的甘露醇浇灌（高渗透压，模拟干旱）来刺激6号植株，15 min后，测定所有植株的气孔开放度。对照组是用水浇灌6号植株。结果如下图所示。
五、复习与提高
2.（1）对照组的实验结果说明了什么？
（2）在干旱条件下，6 8号植株与9 11号植株相比，气孔的开放度有什么不一样？
对照组的结果说明，在不受干旱胁迫时，各植株的气孔开放度无显著差异。
在干旱条件下，6~8号植株的气孔开放度显著低于9~11号，且越远离6号的植株的气孔开放度越大。
五、复习与提高
（3）这些数据支持“当干旱发生时，植物之间会交流信息”这一观点吗？如果会，是通过地 上部分还是地下部分交流信息的？
这些数据支持该观点。植物可以通过地下部分交流信息。
（4）在对6号植株进行干旱诱导后1 h,再次测定所有植株的气孔开放度，发现6~11号植株的气孔大多数都关闭了。这是为什么？
对6号植株进行持续1h的干旱胁迫，该植株根部会源源不断地产生胁迫信号，通过地下通路传递给7~11号植株；这些植株的根部感知到该信号，作出关闭气孔的响应，以避免散失不必要的水分。