课题名称 5.4 环境因素参与调节植物的生命活动（1课时） 课堂类型： 新课 □复习课 □习题课 □实验课 □试卷讲评课 □其他：
学习者 分析 学生对于光对植物生命活动的影响大多都停留在光是提供能量的，光的调节作用所知甚少。温度对植物生命活动的调节，学生从生活的现象如温室蔬菜、新疆水果超甜等有所了解。
教学目标 依据教材内容要点、学情和相关的重要概念，对本课课标要求进行分解。将“概 述其他因素参与植物生命活动的调节，如光、重力和温度等。”分解为： 1.运用结构与功能观的观点，举例说明光、重力和温度对植物生长发育的影响。（生命观念） 2.采用模型与建模、归纳与概括的方法，阐述植物生长发育的整体调控。（科学思维） 3.通过设计实验，验证植物根向地性的感受部位在根冠。（科学探究） 4.基于环境因素对植物生长发育的影响，解决生产生活中的实际问题。（社会责任）
教学重点 运用结构与功能观的观点，举例说明光、重力和温度对植物生长发育的影响。 采用模型与建模、归纳与概括的方法，阐述植物生长发育的整体调控。 落实教学重点的方法： 1、学生阅读教材，教师通过概念图的形式引导学生总结。
教学难点 1.通过设计实验，验证植物根向地性的感受部位在根冠。（科学探究） 2.基于环境因素对植物生长发育的影响，解决生产生活中的实际问题。 突破教学难点的方法： 学生自主思考并尝试动笔写，教师批改作业以后进行讲解，加强学生理解； 2、结合生活实例讲解环境因素对植物生长发育的影响。
教学资源 选择 教师用书、教材、题单、天天练 技术手段的使用： 电子白板、板书、多媒体
课时： 1课时
核心问题 1、光是怎样调节植物生长发育的？ 2、温度、重力等环境因素是怎样参与调节植物生长发育的？ 3、植物接受环境因素的调节有什么适应意义？
教学过程设计
问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图
回顾旧知，导入新课 5.1学习了生长素的相关内容，5.2学习了目前发现的另外五种激素，到目前为止对六大激素的生理作用已经掌握得较为透彻，随着科技的发展，人们逐渐将理论知识迁移到社会实践中来，因此在第三节中我们学习了植物生长调节剂，植物生长调节剂和植物激素最大的区别在于它是人工合成的，包括两种类型：分子结构和生理效应与植物激素都类似的，如吲哚丁酸IBA；还有一类分子结构与植物激素完全不同但是生理效应类似的，如α-萘乙酸、矮壮素等；结合赤霉素处理大麦种子发酵啤酒，膨大剂处理西瓜膨大、青鲜素可以延长储藏时间，但是对人体有害；生长素类似物可以使得雌蕊的卵细胞不需要授粉就可以发育成果实，这和无籽西瓜的原理是不一样的，除此以外我们还可以通过用乙烯利来催熟水果。但是植物生长调节剂的使用常常受到很多因素的影响，我们主要研究施用浓度的影响，我们以探索生长素类调节剂促进插条生根的实验，常见的生长素类调节剂有NAA、2,4-D、吲哚丙酸、吲哚丁酸。关于实验的变量分析、以及尤其注意需要进行预实验，其中的目的和实验的步骤以及结果分析等内容我们就不再一一回顾。 那么到这里，我们其实就是主要是在探索激素对植物生命活动的影响，除了激素，还有没其他因素会参与到植物的生命活动调节中来呢？——光照、温度、水分、重力等。 回顾旧知，能从逻辑思维上将本节内容和前面所学知识点进行连接。
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光对植物生长发育的调节 前面生长素发现的契机来源于人们发现植物生长存在向光性，单侧光可以影响生长素在尖端的横向运输从而使得生长素分布不均匀，因此出现向光弯曲生长，这里的“光”对于植物的生长发育是不是也造成了影响。结合必修一的学习，光是光合作用的必须因素，那么光仅仅是植物进行光合作用的能量来源吗 学生阅读思考讨论部分资料，小组讨论，思考并回答相关问题： 资料1：有些植物的种子在有光条件下萌发的更好（如早熟稻、毛蕊花）；有些植物种子的萌发，则受光的抑制（如洋葱、番茄）。研究发现：萌发需要光的种子一般较小，储存的营养物质也很少。【萌发需要光的种子一般较小，是因为储存的营养物质很少，所以需要尽快接受阳光进行光合作用】 1．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。【种子本身并不能进行光合作用】 资料2.豆芽是在黑暗的环境中培育的,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。 【生活中比较常见的实例还有韭菜和韭黄，韭黄是韭菜隔绝光线，完全在黑暗中生长，因无阳光供给，不能产生光合作用，合成叶绿素，长成的韭菜，就会变成黄色，称之为“韭黄”。 韭菜花是韭菜的花苔，最美味的食用时机是含苞待放之时，待花开整个韭菜花的质地就会变粗。另外，挑选时须注意花苔的完整性。韭菜花口感清脆，简单炒食就好吃，像是色香味俱全的苍蝇头，灵魂要角就是韭菜花喔！ 韭黄在没有受到光照的情况下能够存活是因为根部和茎部贮存了较多的有机物，能够让它在生长的过程中消耗自身营养，同时土壤中的营养物质也能够满足它的生长所需，所以它可以在没有光照的条件下存活。】 2. 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：很多植物的开花与昼夜长短有关。例如：菠菜只有在白天长度超过13小时才开花，我们把这种植物交做长日照植物；菊、水稻则要在白天短于一定的时长才开花，这叫做短日照植物；当然，也有不少植物的开花与昼夜长短没有关系，如黄瓜、棉花、向日葵等，这种就叫日中性植物。 3. 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 ——光照时长( 黑暗时长)在起作用；这与植物激素的分泌有关。 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—萌发后能在立即进行光合作用，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。 结合这几则资料可以说明，种子的萌发、植物的生长开花和衰老等生命过程都会受到光的调控，因此，光除了作为植物光合作用的能量来源，还可以光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。 光既然是一种信号，那么植物体如何感知这种信号的？研究发现，植物体内具有接受光信号的分子，光敏色素是其中的一种。 阅读教材，回答下列问题： 光敏色素的化学本质是什么？ 分布在哪里？ 光敏色素主要感应或者吸收什么光？ 光调控植物生长发育的机制是什么？你能否结合前面所学的生长素发挥作用的机理（P93楷体字）进行比较二者有哪些相似之处？ 该过程和生长素发挥作用的机理类似，二者都是信息分子，生长素是与受体结合后向细胞内传导信号然后诱导相关基因表达；光刺激会使光敏色素被激活，结构发生变化，然后向细胞内传导信号诱导相关基因表达从而表现出生物学效应。 导学案18页：【辨析光合色素和光敏色素】 (1)化学本质不同。绿色植物的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，不是蛋白质；光敏色素是由色素参与组成的一种蛋白质复合体。 (2)接受光照有本质区别。光合色素能吸收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；光敏色素是光的受体，光仅是一种信号，被接受后经信息传递系统传导到细胞核，影响基因表达，从而调节植物的生长发育。 (3)分布不同。光合色素主要分布在叶肉细胞的叶绿体中，光敏色素分布在植物的各个器官中，尤其在分生组织细胞中，如胚芽鞘尖端、根尖等。 (4)合成条件不同。光是叶绿素合成的必要条件，黑暗培养的黄化苗不含叶绿素，但黄化幼苗的光敏色素比绿色幼苗多20～100倍。 通过分析生命现象，总结出不同现象背后的共性规律，同时形成生物与与环境相适应的观点。 通过现象看本质，联系已有知识，层层深入，不断完善知识体系，同时通过图文转化，培养学生的抽象思维。 辨析比较光合色素和光敏色素的不同，加深学生对二者的理解。
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温度是如何参与调节植物生命活动的调节过程的？ 教师引用古诗：“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”，指的是农历的四月，春去夏来，山外的百花都已凋谢了，而山顶大林寺的桃花正在盛开。提问：这种现象发生主要受什么因素影响？——温度。 说明温度也参与调节植物生长发育的过程。除了影响开花还可以参与调节哪些生命活动？ 引导学生阅读资料，思考并回答相关问题： 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。 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。 【拓展】在有些特殊情况下，年轮会出现一些变异。如果数目一侧形成层休眠或死亡，就无法形成完整的年轮，这种情况称为断轮；如果数目遭受病虫害、气象灾害等，一年内的形成层活动可能出现多次起伏，容易形成伪年轮。 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。 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，会使麦苗夏季旺长却不开花或者开花太晚，造成减产。 结论：冬小麦需要经历一段时间的低温诱导方可开花（春化作用）。 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：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？ ——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。 随着季节轮回、气温周期性变化，植物会经历发芽、开花、落叶、休眠阶段，生命活动的节奏追随着季节的步伐。随着昼夜交替，气温午高夜低，植物的代谢也会有旺盛和缓慢之分。 由此可看出，植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行，除此以外，植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。 结合古诗导入，体会温度对植物生命活动的影响。 通过举例说明，引导学生关注生活中的生命现象，形成生物与环境相适应的生命观念，同时培养学生的表达家里流能力。
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重力如何参与植物生命活动的调节？ 教师展示植物水平放置的图片，提问会怎么生长？——根向地生长，茎背地生长，原因是什么？——外因：重力引起生长素在植物体内分布不均匀;内因：根对生长素敏感，浓度高抑制生长；茎对生长素不敏感，浓度高促进生长。 根的向地生长和茎的背地生长有什么意义？ ——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。 植物怎么知道哪边是上哪边是下的呢？ 原来，植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞，可以将重力信号转换成运输生长素的信号，造成生长素分布均衡，从而调节植物的生长方向。 指导学生阅读教材108页关于“淀粉-平衡石假说”的内容，并用信息观来分析重力对生长素分布的影响。 植物根、茎中感受重力的物质称为物质是“淀粉体”，富含淀粉体的细胞称之为平衡石细胞。当重力发生改变时，平衡石细胞中的淀粉体就会沿着重力方向沉降，这就相当于一个信号，接着引起植物体内一系列信号分子的改变。比如影响生长素的运输，从而调节植物的生长发育过程。 由此看出，重力和光一样也是一个信号，通过传递相关信息，从而引发一系列效应。 通过引导学生对背地性的复习，认识重力对植物生长发育的影响，同时培养学生的质疑能力。
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你能概述植物生长发育过程中受到哪些因素调控吗？它们之间有何关系？ 植物生长发育过程中，根本上是受什么调控？——根本上是基因在一定时间和空间程序性表达的结果。不管是植物生长、发育、繁殖还是休眠，这些生命活动都是处在基因适时选择性表达的调控之下。但是植物体是由很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，需要激素来传递信息，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，激素的产生和分布从根本上来看又是基因表达调控的结果，同时也受到环境因素的影响。在个体层次上，植物的生命活动过程实际上是植物响应环境变化，适应环境的过程，这个适应过程是通过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。 因此，我们可以将植物体生长发育的整体提调控构建成如下的网络： 引导学生结合所学知识构建知识网络，使学生形成更为科学合理的知识结构，同时发展学生的模型与建模、归纳与概括等思维。
总结
作业布置 导学案习题
教学反思 成功与精彩： 归因分析：
缺憾与不足： 改进计划：
板书设计：(共26张PPT)
第5章 第4节
人教版 选择性必修1
01
光对植物生长发育的调节
___________
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？
烟草、莴苣的种子
萌发
不萌发
早熟禾
毛蕊花
有光比无光萌发更好
洋葱
番茄
光抑制种子萌发
萌发
资料1
烟草、莴苣的种子
萌发
不萌发
早熟禾
毛蕊花
有光比无光萌发更好
洋葱
番茄
光抑制种子萌发
萌发
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。
1．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。
资料1
一
光对植物生长发育的调节
资料2.豆芽是在黑暗的环境中培育的,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。
2. 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。
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
② 很多植物的开花与昼夜长短无关。
白天短于一定时长才开花
菠菜
菊
水稻
黄瓜
向日葵
棉花
资料3
3. 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
4. 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
光照时长( 黑暗时长)在起作用；有关。
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。
（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
2、 植物具有接受光信号的分子——光敏色素（其中的一种）
蛋白质（色素——蛋白复合体）
植物的各个部位，
主要是红光和远红光。
其中在分生组织的细胞内比较丰富。
（1）光敏色素的化学本质是什么？
（2）分布在哪里？
（3）光敏色素主要感应或者吸收什么光？
（4）光调控植物生长发育的机制是什么？你能否结合前面所学的生长素发挥作用的机理（P93楷体字）进行比较二者有哪些相似之处？
【相关信息】
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。
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
参与调节植物生命活动的其他环境因素
02
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。
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1
1、温度参与植物生长发育的调节
【拓展】在有些特殊情况下，年轮会出现一些变异。如果数目一侧形成层休眠或死亡，就无法形成完整的年轮，这种情况称为断轮；如果数目遭受病虫害、气象灾害等，一年内的形成层活动可能出现多次起伏，容易形成伪年轮。
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。
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，会使麦苗夏季旺长却不开花或者开花太晚，造成减产。
结论：冬小麦需要经历一段时间的低温诱导方可开花（春化作用）。
资料2
1、温度参与植物生长发育的调节
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？
1、温度参与植物生长发育的调节
随着季节轮回、气温周期性变化，植物发芽、开花、落叶、休眠，生命活动的节奏追随着季节的步伐。
随着昼夜交替，气温午高夜低，植物的代谢也会有旺盛和缓慢之分。
温度可以通过影响种子萌发、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。
植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。
植物所有生理活动都是在一定的温度范围内进行。
西双版纳热带季雨林
温带常绿阔叶林
落叶阔叶林
针叶林
1、温度参与植物生长发育的调节
外因:
内因：
重力引起生长素在植物体内分布不均匀;
根和茎对生长素浓度的敏感性不同。
茎
根
A
A’
B
B’
茎生长的背地性与根生长的向地性的解释
根对生长素敏感，浓度高抑制生长；
茎对生长素不敏感，浓度高促进生长。
2、重力参与植物生长发育的调节
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。
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。
重力方向改变
平衡石细胞中的“淀粉体”会沿着重力方向沉降
引起一系列信号分子的改变
如通过影响生长素的运输导致生长素沿着重力刺激的方向不对称分布
对植物生长产生影响
2、重力参与植物生长发育的调节
植物生长发育的整体调控
03
1. 基因表达调控
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。
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。
2. 激素调节
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。
3. 环境因素调节
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。
三
植物生长发育的整体调控
三
植物生长发育的整体调控
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
传递信息
细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调
影响
调控激素产生和分布
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
植物生长发育的整体调控
课堂小结
课后练习
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。( )
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。
×
√
√
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？
植物激素
基因表达
环境因素
可尝试遮光处理！
课后练习
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。
