5.4 环境因素参与调节植物的生命活动 课件（35张PPT）
文档属性
| 名称 | 5.4 环境因素参与调节植物的生命活动 课件（35张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 7.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2025-04-16 08:39:48 | ||
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文档简介
(共35张PPT)
选择性必修1
第5章 第4节
环境因素参与植物生命活动调节
为绿色植物光合作用提供能量
光对植物的影响：
？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
思考 讨论
阅读教材105页资料1、资料2、资料3的相关内容，思考光在植物生长发育的哪些方面发挥了调节作用？
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的好一些。
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。
思考 讨论
问题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。
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。
豆芽（黑暗中培育）
豆苗见光培育
思考 讨论
问题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，菠菜只有白天长度超过13小时才开花；菊、水稻则要在白天短于一定的时长才开花。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。
思考 讨论
问题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
是光照时长( 黑暗时长)在起作用；与植物激素的分泌有关。
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
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。
思考 讨论
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；
（2）光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。
在自然界中，种子萌发，植株生长、开花、衰老等等，都会受到光的调控。植物的向光性生长，实际上也是植物对光刺激的反应。
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？
一、光对植物生长发育的调节
实验研究：
红光和远红光对莴苣种子萌发的影响
(Borthwick等，1952)
科学家用红光和远红光依次照射的方法，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。
问题1.莴苣种子对哪一种光的反应更敏感？
红光
问题2.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。
问题3.如果经过红光和远红光处理后，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，因为自然光中包含红光和红外光。莴苣种子对红光更敏感，因此在自然光照射下会发芽。
1959年Butler等研制出双波长分光光度计，测定玉米黄化幼苗的吸收光谱，发现：
科学家猜测这种红光和远红光可逆转换的光受体可能是两种形式的单一色素
1960科学家从植物体内分离出这种光受体，命名为光敏色素（一种色素-蛋白复合体）。
（1）用红光处理后，幼苗的吸收光谱中对红光区域吸收减少，而对远红光区域吸收增多；
（2）用远红光处理后，幼苗的吸收光谱中对红光区域吸收增多，远红光区域吸收消失。
（3）红光、远红光轮流照射后，吸收光谱可多次的可逆变化。
2.光信号传导的结构基础之一——光敏色素
（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。
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
3.光调控植物生长发育的反应机制
参照教材P106图5-12，请用“文字和箭头”方式 ，尝试构建光调控植物生长发育的反应机制模型。
感受信号
传导信号
发生反应
信号经过传导，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
光
光敏色素被激活，结构发生变化
照射
信号经过信息传递系统的传导，传递到细胞核内
细胞核内特定基因的转录变化（表达）
转录
RNA
翻译
蛋白质
表现出生物学效应
感受信号
传导信号
发生反应
“人间四月芳菲尽，
山寺桃花始盛开”
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
阅读教材107页资料1、资料2的相关内容，思考其他环境因素是如何参与植物生命活动的调节的呢？
思考 讨论
问题1 树木的年轮与季节的温度变化有什么直接关系？
资料1
温带地区，树木年复一年地加粗，构成一圈圈年轮，表现出季节周期性变化。年轮形成的原因是：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；在秋季细胞分裂慢、细胞体积小，树干上形成颜色较深的带。
思考 讨论
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。
问题2 有的植物需要经过春化作用才能开花，这对于它们适应环境有什么意义？
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。如冬小麦、冬大麦、蕙兰等。
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。
1、温度
（1）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；
（2）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；
（3）植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行；
（4）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；
（5）植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
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。
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？
问题探讨
是由重力因素调节的。
根和茎很可能会继续横向生长，因为太空中几乎没有重力。
茎向上生长
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。
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，造成生长素分布的不均衡，从而调节植物的生长方向。
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
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
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
向地性的机理——根尖垂直/水平放置时
大头针固定蚕豆幼苗，水平放置90 min
切除根尖
不作处理
根尖是否向下弯曲生长
注：通常，从水平放置到发生弯曲需要几小时
结论：水平放置时，根尖产生了某种“指令”（物质）影响了伸长区生长。
设计实验证明根冠通过某种物质影响伸长区生长
植物的生命活动的调节主要依靠激素调节，同时受环境因素调节。光、温度、重力对植物生长发育都有调节作用。
01
02
03
光
温度
重力
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。
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。
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
阅读教材108页的相关内容，思考调节植物生长发育的环境因素、植物激素和基因表达之间的关系？
“请用箭头的方式恰当的表示三者之间的关系”
植物生长发育的整体调控
课堂小结
反馈练习
一颗小小的望天树种子可以长成参天大树。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）调控它的环境因素有光照、温度、重力等 （ ）
（3）它的生长发育受基因表达的调控 （ ）
×
√
√
课外调查：
1.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？
2.网络调查通过控制光、温、重力等因素调控花卉、作物等生长发育的措施及应用。
然后和你的同学交流。
验证植物根向地性的感受部位在根冠
课外实践
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。
提示：实验可以用刚刚萌发的玉米粒（实际上是颖果，农业上称为种子）为材料，为了便于观察，可在培养皿中铺上湿棉花，将刚萌发的玉米粒放在其中培养。
实验组：去除根冠的刚刚萌发玉米种子
对照组：完整的刚刚萌发玉米种子
选择性必修1
第5章 第4节
环境因素参与植物生命活动调节
为绿色植物光合作用提供能量
光对植物的影响：
？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
思考 讨论
阅读教材105页资料1、资料2、资料3的相关内容，思考光在植物生长发育的哪些方面发挥了调节作用？
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的好一些。
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。
思考 讨论
问题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。
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。
豆芽（黑暗中培育）
豆苗见光培育
思考 讨论
问题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，菠菜只有白天长度超过13小时才开花；菊、水稻则要在白天短于一定的时长才开花。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。
思考 讨论
问题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
是光照时长( 黑暗时长)在起作用；与植物激素的分泌有关。
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
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。
思考 讨论
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；
（2）光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。
在自然界中，种子萌发，植株生长、开花、衰老等等，都会受到光的调控。植物的向光性生长，实际上也是植物对光刺激的反应。
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？
一、光对植物生长发育的调节
实验研究：
红光和远红光对莴苣种子萌发的影响
(Borthwick等，1952)
科学家用红光和远红光依次照射的方法，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。
问题1.莴苣种子对哪一种光的反应更敏感？
红光
问题2.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。
问题3.如果经过红光和远红光处理后，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，因为自然光中包含红光和红外光。莴苣种子对红光更敏感，因此在自然光照射下会发芽。
1959年Butler等研制出双波长分光光度计，测定玉米黄化幼苗的吸收光谱，发现：
科学家猜测这种红光和远红光可逆转换的光受体可能是两种形式的单一色素
1960科学家从植物体内分离出这种光受体，命名为光敏色素（一种色素-蛋白复合体）。
（1）用红光处理后，幼苗的吸收光谱中对红光区域吸收减少，而对远红光区域吸收增多；
（2）用远红光处理后，幼苗的吸收光谱中对红光区域吸收增多，远红光区域吸收消失。
（3）红光、远红光轮流照射后，吸收光谱可多次的可逆变化。
2.光信号传导的结构基础之一——光敏色素
（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。
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
3.光调控植物生长发育的反应机制
参照教材P106图5-12，请用“文字和箭头”方式 ，尝试构建光调控植物生长发育的反应机制模型。
感受信号
传导信号
发生反应
信号经过传导，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
光
光敏色素被激活，结构发生变化
照射
信号经过信息传递系统的传导，传递到细胞核内
细胞核内特定基因的转录变化（表达）
转录
RNA
翻译
蛋白质
表现出生物学效应
感受信号
传导信号
发生反应
“人间四月芳菲尽，
山寺桃花始盛开”
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
阅读教材107页资料1、资料2的相关内容，思考其他环境因素是如何参与植物生命活动的调节的呢？
思考 讨论
问题1 树木的年轮与季节的温度变化有什么直接关系？
资料1
温带地区，树木年复一年地加粗，构成一圈圈年轮，表现出季节周期性变化。年轮形成的原因是：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；在秋季细胞分裂慢、细胞体积小，树干上形成颜色较深的带。
思考 讨论
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。
问题2 有的植物需要经过春化作用才能开花，这对于它们适应环境有什么意义？
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。如冬小麦、冬大麦、蕙兰等。
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。
1、温度
（1）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；
（2）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；
（3）植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行；
（4）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；
（5）植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
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。
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？
问题探讨
是由重力因素调节的。
根和茎很可能会继续横向生长，因为太空中几乎没有重力。
茎向上生长
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。
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，造成生长素分布的不均衡，从而调节植物的生长方向。
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
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
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
向地性的机理——根尖垂直/水平放置时
大头针固定蚕豆幼苗，水平放置90 min
切除根尖
不作处理
根尖是否向下弯曲生长
注：通常，从水平放置到发生弯曲需要几小时
结论：水平放置时，根尖产生了某种“指令”（物质）影响了伸长区生长。
设计实验证明根冠通过某种物质影响伸长区生长
植物的生命活动的调节主要依靠激素调节，同时受环境因素调节。光、温度、重力对植物生长发育都有调节作用。
01
02
03
光
温度
重力
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。
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。
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
阅读教材108页的相关内容，思考调节植物生长发育的环境因素、植物激素和基因表达之间的关系？
“请用箭头的方式恰当的表示三者之间的关系”
植物生长发育的整体调控
课堂小结
反馈练习
一颗小小的望天树种子可以长成参天大树。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）调控它的环境因素有光照、温度、重力等 （ ）
（3）它的生长发育受基因表达的调控 （ ）
×
√
√
课外调查：
1.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？
2.网络调查通过控制光、温、重力等因素调控花卉、作物等生长发育的措施及应用。
然后和你的同学交流。
验证植物根向地性的感受部位在根冠
课外实践
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。
提示：实验可以用刚刚萌发的玉米粒（实际上是颖果，农业上称为种子）为材料，为了便于观察，可在培养皿中铺上湿棉花，将刚萌发的玉米粒放在其中培养。
实验组：去除根冠的刚刚萌发玉米种子
对照组：完整的刚刚萌发玉米种子