5.4 环境因素参与调节植物的生命活动(情境 问题探究课件)(共34张PPT)-高二生物学(人教版2019选择性必修1)

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名称 5.4 环境因素参与调节植物的生命活动(情境 问题探究课件)(共34张PPT)-高二生物学(人教版2019选择性必修1)
格式 pptx
文件大小 3.5MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2024-03-17 22:17:07

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文档简介

(共34张PPT)
第4节 环境因素参与调节植物的生命活动
说明光对植物生长发育的调
节作用,简述温度、重力等
参与调节植物生命活动
举例说明植物生命活动的调 节具有复杂性和整体性
说明环境因素的调节与植物 的适应性之间的关系
1
3
2
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。
思考 ·讨论:
1. 茎和根的生长是受哪种因素调节的?
由重力因素调节的。
3. 根的向地生长和茎的背地生长有什么意义呢?
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。
2. 如果将该幼苗横放在太空中的 “天宫二号 ”
内,它们的根、茎可能会怎样生长?为什么?
根和茎很可能会继续横向生长,因为太空中几乎没有重力。
问题●探讨
茎向上生长
除了重力,还有哪些环境因素参与调节植物的生命活动?
“问题探讨”中的实例说明,高等植物的生长发育是受环境
因素调节的。 光、温度、重力对植物生长发育的调节尤为重要。
茎的向光性
光取提供能
的作用吗?
问题●探讨
茎的向光性
背光侧
向光侧

目标一
目标二 目标三


CONTENTS
参与调节植物生命活动的 其他环境因素及
植物生长发育的整体调控
光对植物生长发育的调节
资料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,有些植物(如早熟 禾、毛蕊花)的种子在有光条件下萌发得好一些,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
萌发
烟草、莴 苣的种子
不萌发
任务一:分析光对植物生长发育的调节机制
1.光影响种子萌发
一、光对植物生长发育的调节
洋葱
番茄
早熟禾
毛蕊花
有光比无光 萌发更好
光抑制种 子萌发
萌发
(1)根据以上资料思考:那些需要光才能萌发的种子 ,是光影响生长素的分布吗? 光提供能量吗? 不是。 推测: 光本身是植物萌发过程中的一种调节因子。
(2)请推测光是如何调节种子萌发的?
光本身是植物种子萌发过程中的一种信号分子。在受到光照时 ,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导到细胞核内 ,影响特定基因的
表达,从而调节种子萌发。
资料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,有些植物(如早熟 禾、毛蕊花)的种子在有光条件下萌发得好一些,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
一、光对植物生长发育的调节
组别 光照处理方式
发芽情况
对照组 无光照
不发芽
1 红光
发芽
2 红光 →红外光
不发芽
3 红光 →红外光 →红光
发芽
4 红光 →红外光 →红光 →红外光
不发芽
资料2 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表所示:
(3)分析以上实验,你能得出什么结论?
红光促进莴苣种子萌发,红外光逆转以上效果。
一、光对植物生长发育的调节
2.光影响植物的颜色和形态
资料; 豆芽是在黑暗的环境中培育的 ,细胞中不含叶绿素 ,茎比在光下
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?
光既促使叶绿素的合成从而使豆苗
变成绿色,也会影响豆苗的形态。
结论: 光影响植物的颜色和形态建成。
一、光对植物生长发育的调节
豆芽:无光条件
豆苗:有光条件
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
3.光调节植物开花
资料4 植物开花条件:菠菜—— 白天光照时长超过13 h;菊、水稻—— 白天短于一定光照时长;黄瓜、棉花、向日葵——和白天光照时长无关。
决定植物是否开花的环境因素是什么?
光照时长。
一、光对植物生长发育的调节



向 日 葵
棉 花
黄 瓜
水稻
4.光信号在植物体内的转换
资料6 科学家在短日照条件下分别培养短日照植物和长日照植物 ,前者
开花 ,后者不开花。这两组作为对照 ,其结果是符合预期的。然后将长 日照植物的枝条嫁接到短日照植物的枝干上 ,仍然给予短日照的条件 , 发现这个嫁接过去的长日照植物枝条居然在短日照条件下开花了。
由此,你可以得出什么结论?
结论: 光信号在植物体内被转换
为化学物质信号。
一、光对植物生长发育的调节
① 光作为一种信号,影响、调控植物
生长、发育的全过程。
②光是植物进行光合作用的能量来源;
植物是如何感受到光照?
光是如何调控植物生长发育的呢?
一、光对植物生长发育的调节
光的 调控
衰老
种子萌发
植株生长
开花
1 光的作用
均受到
2 光信号传导的结构基础之一光敏色素
Ⅰ. 一类蛋白质(色素—蛋白复合体)
Ⅱ. 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。
Ⅲ. 受到光照时, 光敏色素结构会发生改变。
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。(教材P106)。
一、光对植物生长发育的调节
相关信息
光敏色素
激活态
远红光
红光
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
光敏色素被激活,
结构发生变化
表现出
翻译
3 光调控植物生长发育的反应机制
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。
Ⅰ. 光敏色素被激活, 结构发生变化
Ⅱ. 信号经过转导,传递到细胞核内 Ⅲ. 细胞核内特定基因的转录变化
一、光对植物生长发育的调节
RNA
影响特定基因表达 (DNA→ mRNA)
生物学效应 (蛋白质)
Ⅳ. 表现出生物学效应
传导信号
发生反应
感受信号
光信号
光敏色素
信息传 递系统
受到 光照射
细胞核
生物学效应
激活
翻译
1.(2023· 山东聊城高二期末)植物光敏色素是一类色素—蛋白复合体, 有
红光吸收型(Pr)和远红光吸收型(Pfr)。无活性的Pr在细胞质中合成 ,接受 红光刺激后可转化为有活性的Pfr并转移到细胞核内 ,影响特定基因的表 达,从而表现出生物学效应。下列叙述错误的是
A.光敏色素分布在植物的各个部位,分生组织中尤为丰富
B.光敏色素接受光刺激后传递信号,影响相关基因的表达
C.Pfr和Pr活性不同是由于其空间结构不同
.在光合作用中,光敏色素能够吸收、传递、转化光能
在光合作用中,光合色素能吸收、传递和转化光能, D错误。
跟踪训练
解析
A.满足短日照条件下,闪光打断黑暗时间,不会影响A植物的开花
B.满足长日照条件下,短暂暗处理打断光照时间,会抑制B植物开花
C.3组与4组对比,可得出导致A植物开花的条件是长时间的连续黑暗
.据图分析,导致B植物开花的条件更为关键的是短时间的连续黑暗
2.(2023·福建泉州高二期末)植物的开花与光照时长(黑暗时长)有关。研究人
员对A、B两种植物进行如下处理,结果如图所示。下列相关叙述正确的是
跟踪训练
目标一
目标二 目标三


CONTENTS
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
光对植物生长发育的调节
请同学们阅读课本107页资料 1 和 资料2,讨论以下问题:
1. 树木的年轮与季节的温度变化有什么直接关系
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?
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?
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
思考 ·讨论
.年轮形成的原因:
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。
.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,是树木对一年中不同时期环境 温度反应的结果。
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
资料1:温度变化使树干出现年轮
.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,会使得麦苗夏季旺长却不 开花或者开花太晚,造成减产。
.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?
可以避免出现植物在冬季来临之前开花从而无法正常
结果的情况。
冬小麦
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
资料2:温度影响冬小麦开花
1 温度参与植物生长发育的调节
( 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。
西双版纳热带季雨林
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
温带常绿阔叶林
落叶阔叶林
针叶林
(1)根的向地生长主要是受哪种环境因素调节的?这有什么意义?
根的向地生长主要受重力影响;根向地生长可以深扎根,利于吸收水分和无机盐。
重力是调节植物形态建成和生长发育的重要环境因素。
2 重力参与植物生长发育的调节
水平横放一株植物, 一段时间后, 根向地生长 ,茎背地生长。
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
①根冠存在一种感受重力的分子或结构
②引起生长素的重新分布, 分布不均的生长素
传递到伸长区后,使根出现向地性
①光敏色素是感光分子
②胚芽鞘尖端感光,生长素发生横向
运输,分布不均等,使得尖端以下部
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
类比胚芽鞘的向光性, 推理根的向地性
位向光侧生长慢,背光侧生长快
胚芽鞘的向光性
根的向地性
2 重力参与植物生长发育的调节
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。
机理:
①垂直时淀粉体对平衡石细胞底部内质网压力均等,
②水平时不均等。
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
平衡石细胞中
的“淀粉粒”会
沿着重力方向沉
引起一些列信号
分子的改变
对植物生长产生影响
重力方向发生改变

(2)请用“淀粉—平衡石假说 ”解释根的向地性。
Ⅰ.根尖垂直放置时
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。
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
IAA IAA
IAA
伸 长 区 根 冠
① 生长素运往根冠。
淀粉粒

(2)请用“淀粉—平衡石假说 ”解释根的向地性。
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。
④ 低浓度生长素
促进远地侧根尖生
长。根尖向地弯曲。
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
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。
根冠(完善下列表格)。
项目 处理
预期结果
减法原理 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
根失去向地性
_____________
加法原理 切去不同长度的根尖端后又长出尖端
恢复向地性
(3)研究表明: 平衡石细胞和感受重力的部位在根冠。根冠感受了重力方 向后, 通过运输物质(生长素)的量影响根尖生长方向。 真的是这样吗? 如何通过设计实验来进行验证?
请设计实验 ,分别用减法原理和加法原理验证植物向地性的感受部位在
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
目标一
目标二 目标三


CONTENTS
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
光对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、细胞之间的协调和配合。
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。
三、植物生长发育的整体调控
生长素、赤霉素、乙烯
细胞分裂素、脱落酸、
环境因素
光、温度、重力
植物生长发育
影响
调控
影响表达
改变分布
植物激素
基因表达
3.(2023·福建漳州高二期末)“淀粉—平衡石假说 ”认为, 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。 在垂直放置的根中, 平衡石停留在根冠细胞的基部 ,导致由中柱运来的 IAA在根冠均等分布(如图1); 在水平放置的根中, 平衡石停留在根冠细 胞的近地侧, 导致根冠远地侧的IAA向近地侧运输(如图2)。 下列分析正
跟踪训练
确的是
A.重力是调节植物生长发育和形态建成的唯一重要环境因素
.在水平放置的根中,近地侧生长慢的原因是其IAA浓度高于远地侧
C.IAA在根部只能从形态学上端(根冠)向形态学下端(伸长区)运输
D.根向重力生长与平衡石细胞中的淀粉体将重力信号转换成合成生长素
的信号有关
跟踪训练
A.图中a、b、c依次代表植物激素、基因和环境因素
.单侧光照可以影响生长素在胚芽鞘伸长区的横向运输体现c改变a的分布
C.赤霉素调控萌发大麦种子α-淀粉酶基因表达体现a对b的影响
D.a的产生和分布是b调控的结果,也受到c的影响
4.(2023·重庆七校高二联考)植物的生长发育的调控,是由基因表达调控、
激素调节和环境因素调节共同完成的(三者关系如图所示)。 下列说法不
跟踪训练
正确的是
基因表达调控
激素调节
环境调节因素
环境因素对植物生长发育的调节
植物生长发育的整体调控

温度
重力
课堂小结
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