(共33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
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。
问题1: 茎和根的生长是受哪种因素调节的?
是由重力因素调节的
问题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?
情景材料一
茎和根很可能会继续横向生长;因为太空中几乎没有重力。
问题3: 除了重力,还有哪些环境因素参与调节植物的生命活动?
问题4: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,这是人工调控花期的结果,你认为自然状态下影响植物开花的因素有哪些?
待到秋来九月八,我花开后百花杀。
冲天香阵透长安,满城尽带黄金甲。
《不第后赋菊》
黄巢[唐]
?
光、温度、水肥、土壤、植物激素
情景材料二
通过以上学习我们知道,高等植物的生命活动除了依靠激素调节,同时受环境因素调节。光、温度、重力对植物生长发育的调节作用尤为重要。
问题5: 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?
一、光对植物生长发育的调节
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
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合作探究一:请同学们自主阅读教材P105思考讨论,小组合作完成以下问题。
从豆芽到豆苗,光对植物的颜色和形态有什么响影
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?
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?
一、光对植物生长发育的调节
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。
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。
问题6:光照是为了给种子萌发提供能量吗
【资料1】
一、光对植物生长发育的调节
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。
动态图
问题7: 从豆芽到豆苗,光对植物的颜色和形态有什么响影
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。
一、光对植物生长发育的调节
【资料2】
【资料3】
① 很多植物的开花与昼夜长短有关。
白天长度超过13小时才开花
白天短于一定时长才开花
菊
水稻
菠菜
② 很多植物的开花与昼夜长短无关。
黄瓜
向日葵
棉花
一、光对植物生长发育的调节
问题9: 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?
问题8: 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?
一、光对植物生长发育的调节
是光照时长(黑暗时长)在起作用;与植物激素有关。
①萌发需要光照的种子一般较小,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”,这是对环境的适应;
②植株在生长、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。
①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
②光是植物进行光合作用的能量来源;
1.光对植物生长发育的作用:
一、光对植物生长发育的调节
以上例子可知,种子的萌发、植株的生长、开花、衰老等等,都会受到光的调控;包括植物的向光性,实际上也是植物对光刺激的反应。
光敏色素主要本质是什么?吸收哪种光?
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合作探究二:请同学们自主阅读教材P106,小组合作完成以下问题。
光敏色素分布在哪?光敏色素如何调控植物生长发育的?
参照教材图5-12,尝试用文字和箭头构建光信号转换过程模型。
光敏色素与光合色素的作用有什么区别?还有哪些方面不同?
一、光对植物生长发育的调节
2.光信号传导的结构基础——光敏色素:
红光
远红光
光敏色素
激活态
光敏色素主要吸收红光和远红光。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。
问题10: 参照教材图5-12,尝试用文字和箭头构建光信号转换过程模型。
(1) 化学本质:
(2) 分布:
(3) 吸收光的类型:
蛋白质(色素—蛋白复合体)
植物的各个部位,其中在分生组织的细胞内比较丰富。
主要是红光和远红光
一、光对植物生长发育的调节
光敏色素调控植物生长发育的反应机制(视频)
一、光对植物生长发育的调节
3.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
(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
信息传递系统
细胞核
影响特定基因表达
(DNA→mRNA)
翻译
生物学效应(蛋白质)
一、光对植物生长发育的调节
①光敏色素是光的受体,光仅是一种信号。
②光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素,能吸收、传递并转化光能储存在有机物中,是自然界各种生物的能量和物质基础。
问题11:除了光,温度和重力等环境因素也会参与调节植物的生长发育,温度和重力是如何参与植物生命活动调节呢?
4.光敏色素与光合色素
光敏色素与光合色素的作用有什么区别?还有哪些方面不同?
光敏色素与光合色素
思考
一、光对植物生长发育的调节
树木的年轮与季节的温度变化有什么直接关系?
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合作探究三:请同学们自主阅读教材P107思考讨论,小组合作完成以下问题。
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?
关于温度参与调节植物生长发育的实例还有哪些?
二、参与植物生命活动的其他环境因素
【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。年轮形成的原因是:
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。
问题13: 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。
宽带
细带
二、参与植物生命活动的其他环境因素
1.温度参与植物生长发育的调节
【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。
问题14: 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?
问题15: 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、参与植物生命活动的其他环境因素
1.温度参与植物生长发育的调节
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。
二、参与植物生命活动的其他环境因素
1.温度参与植物生长发育的调节
西双版纳热带季雨林
亚热带常绿阔叶林
落叶阔叶林
针叶林
植物的地域性分布
二、参与植物生命活动的其他环境因素
1.温度参与植物生长发育的调节
调节一
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。
调节二
植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。
二、参与植物生命活动的其他环境因素
1.温度参与植物生长发育的调节
根总是向地生长的意义是什么?
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合作探究四:请同学们自主阅读教材P107,小组合作完成以下问题。
重力是如何进行调节使根向地生长的呢?
根、茎中感受重力的物质和细胞是什么?
请用文字和箭头的方式恰当的表示环境因素、植物激素和基因表达之间的关系?
二、参与植物生命活动的其他环境因素
问题16: 根总是向地生长的意义是什么?
充分扎入土壤吸收物质
问题17: 重力是如何进行调节使根向地生长的呢?
重力信号
根、茎中感受重力的物质和细胞
运输生长素的信号
生长素分布不均匀
二、参与植物生命活动的其他环境因素
1.重力参与植物生长发育的调节
重力信号
根、茎中感受重力的物质和细胞
运输生长素的信号
生长素分布不均匀
平衡石细胞(含“淀粉体”)
“淀粉体”沿着重力方向沉降
淀粉—平衡石假说
问题18: 根、茎中感受重力的物质和细胞是什么?
二、参与植物生命活动的其他环境因素
生命活动的调节
基因
表达
植物
激素
影响
环境
因素
改变分布情况
生长素
赤霉素
乙烯
细胞分裂素
脱落酸等
影响产生和分布
影响表达
光
温度
重力
植物的生长、发育、繁殖、休眠,实际上是植物响应环境变化,调控基因表达以及激素的产生和分布,最终表现在器官和个体水平上的变化。
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。
植物生长发育
基因表达调控
激素
调节
环境因素调节
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。
调控
激素是信息分子
影响
调控激素产生和分布
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
课外实践
自变量:
是否有根冠
因变量:
根是否出现向地生长
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
【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?我们能否设计实验进行验证?
设计实验:验证植物向地性的感受部位在根冠
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
课外实践
【设计实验】验证植物根向地性的感受部位在根冠
设计实验:验证植物向地性的感受部位在根冠
—— 加法原理
处理 预期结果
待切去尖端后的根尖重新长出尖端 恢复向地性
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。( )
5.4 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。
5.4 概念检测
植物激素
基因表达
环境因素
3.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?
可尝试遮光处理!
5.4 拓展应用
4.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。
由上述实验结果可以得出什么结论
(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?
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
红光促进葛萱种子发芽,红外光抑制莴苣种子发芽。
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。