5.4 环境因素参与调节植物的生命活动 课件(共26张PPT)-2025-2026学年上学期高二生物（人教版）选必修1
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(共26张PPT)-2025-2026学年上学期高二生物（人教版）选必修1 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 20.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2025-09-15 17:12:18 | ||
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文档简介
(共26张PPT)
5.4环境因素参与调节植物的生命活动
问题探讨
讨论
茎向上生长
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？
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，根则会弯曲向下生长。
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。
一、光对植物生长发育的调节
『资料1』有些植物（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，还有些植物（如洋葱、番茄）的种子萌发则受到光的抑制。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。
早熟禾种子
莴苣种子
讨论
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。光参与调节许多植物的种子萌发过程。
一、光对植物生长发育的调节
『拓展应用』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。
组别 光照处理方式 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
（1）由上述实验结果可以得出什么结论
答案：红光促进莴苣种子发芽，红外光抑制莴苣种子发芽。
红光(660nm)促进莴苣种子发芽，但这种作用被远红光(730nm)所逆转。若反复使用红光和远红光，其作用效果取决于最后一次处理的光质。
一、光对植物生长发育的调节
（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？
组别 光照处理方式 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
答案：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。
一、光对植物生长发育的调节
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。
豆芽
豆苗
讨论
『资料2』豆芽是在黑暗的环境中培育的，它的细胞中不含有叶绿素，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。
一、光对植物生长发育的调节
『资料3』很多植物的开花与昼夜长短有光。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，比如黄瓜、棉花、向日葵等。
讨论
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；与植物激素的分泌有关。
一、光对植物生长发育的调节
讨论
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。
(1)光是植物进行__________的__________。
能量来源
一、光对植物生长发育的调节
1.光对植物生长发育的作用
(2)光作为一种信号，_____、 植物生长、发育的全过程。
光合作用
影响
调控
思考1.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
2.植物具有接受光信号的分子——光敏色素
(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
光敏素有Pr和Pfr两种状态，能够相互转换。Pr在红光照射下快速变为Pfr，Pfr在远红光的照射下慢慢变为Pr。
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
环境或生理信号
受体
生物学效应
信号转导
基因表达
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
光敏色素是光的受体，光仅是一种信号；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。
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
1.温度
『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。年轮出现的原因是：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。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。
1.树木的年轮与季节的温度变化有什么直接关系？
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。
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
1.温度
『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。
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？
讨论
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。
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？
讨论
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________和__________的重要环境因素。
生长发育
形态建成
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.重力
(2)调节机理
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
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。
2.重力
(3)淀粉—平衡石假说
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
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
(3)淀粉—平衡石假说
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
促进生长
抑制生长
皮层
中柱
根冠
淀粉体
平衡石细胞
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
对植物生长
产生影响
『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，根是靠根冠中的细胞感受重力，从而引起向地性生长的。真的是这样吗？我们可以设计实验来进行验证。
发芽的玉米粒
提示：实验可以用刚刚萌发的玉米粒（实际上是颍果，农业上称为种子）为材料。为便于观察，可以在培养皿中铺上湿棉花，将刚萌发的玉米粒放在其中培养。为验证到底是否是根冠感受重力，引起根的向地生长，应该怎样设计实验组、对照组？
1
自变量
根冠的有无
2
因变量
根的生长方向
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0.5mm，根依然失去了向地性
硝酸银灼烧根尖 结果类似
——减法原理
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
三、 植物生长发育的整体调控
基因表达
植物激素
植物体各项生命活动
环境因素
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，都处于在基因适时选择性表达的调控之下。
激素在细胞间（器官间）之间传递信息以调控基因表达，从而起到调节作用；激素的产生、分布是基因表达调控的结果，也受到环境的影响。
感谢观看
THANK YOU
5.4环境因素参与调节植物的生命活动
问题探讨
讨论
茎向上生长
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？
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，根则会弯曲向下生长。
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。
一、光对植物生长发育的调节
『资料1』有些植物（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，还有些植物（如洋葱、番茄）的种子萌发则受到光的抑制。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。
早熟禾种子
莴苣种子
讨论
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。光参与调节许多植物的种子萌发过程。
一、光对植物生长发育的调节
『拓展应用』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。
组别 光照处理方式 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
（1）由上述实验结果可以得出什么结论
答案：红光促进莴苣种子发芽，红外光抑制莴苣种子发芽。
红光(660nm)促进莴苣种子发芽，但这种作用被远红光(730nm)所逆转。若反复使用红光和远红光，其作用效果取决于最后一次处理的光质。
一、光对植物生长发育的调节
（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？
组别 光照处理方式 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
答案：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。
一、光对植物生长发育的调节
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。
豆芽
豆苗
讨论
『资料2』豆芽是在黑暗的环境中培育的，它的细胞中不含有叶绿素，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。
一、光对植物生长发育的调节
『资料3』很多植物的开花与昼夜长短有光。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，比如黄瓜、棉花、向日葵等。
讨论
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；与植物激素的分泌有关。
一、光对植物生长发育的调节
讨论
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。
(1)光是植物进行__________的__________。
能量来源
一、光对植物生长发育的调节
1.光对植物生长发育的作用
(2)光作为一种信号，_____、 植物生长、发育的全过程。
光合作用
影响
调控
思考1.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
2.植物具有接受光信号的分子——光敏色素
(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
光敏素有Pr和Pfr两种状态，能够相互转换。Pr在红光照射下快速变为Pfr，Pfr在远红光的照射下慢慢变为Pr。
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
环境或生理信号
受体
生物学效应
信号转导
基因表达
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
光敏色素是光的受体，光仅是一种信号；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。
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
1.温度
『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。年轮出现的原因是：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。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。
1.树木的年轮与季节的温度变化有什么直接关系？
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。
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
1.温度
『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。
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？
讨论
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。
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？
讨论
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________和__________的重要环境因素。
生长发育
形态建成
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.重力
(2)调节机理
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
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。
2.重力
(3)淀粉—平衡石假说
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
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
(3)淀粉—平衡石假说
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
促进生长
抑制生长
皮层
中柱
根冠
淀粉体
平衡石细胞
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
对植物生长
产生影响
『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，根是靠根冠中的细胞感受重力，从而引起向地性生长的。真的是这样吗？我们可以设计实验来进行验证。
发芽的玉米粒
提示：实验可以用刚刚萌发的玉米粒（实际上是颍果，农业上称为种子）为材料。为便于观察，可以在培养皿中铺上湿棉花，将刚萌发的玉米粒放在其中培养。为验证到底是否是根冠感受重力，引起根的向地生长，应该怎样设计实验组、对照组？
1
自变量
根冠的有无
2
因变量
根的生长方向
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0.5mm，根依然失去了向地性
硝酸银灼烧根尖 结果类似
——减法原理
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
三、 植物生长发育的整体调控
基因表达
植物激素
植物体各项生命活动
环境因素
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，都处于在基因适时选择性表达的调控之下。
激素在细胞间（器官间）之间传递信息以调控基因表达，从而起到调节作用；激素的产生、分布是基因表达调控的结果，也受到环境的影响。
感谢观看
THANK YOU