環(huán)境因素參與調(diào)節(jié)植物的生命活動課件高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修1

第4節(jié)環(huán)境因素參與調(diào)節(jié)植物的生命活動第5章

植物生命的調(diào)節(jié)213說明光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)作用，簡述溫度、重力等參與調(diào)節(jié)植物生命活動說明環(huán)境因素的調(diào)節(jié)與植物的適應(yīng)性之間的關(guān)系舉例說明植物生命活動的調(diào)節(jié)具有復(fù)雜性和整體性種子萌發(fā)后，根向地生長、莖背地生長。如果將幼苗橫過來，莖會彎曲向上生長，根則彎曲向下生長。1.莖和根的生長是受哪種因素調(diào)節(jié)的？思考·討論：2.如果將該幼苗橫放在太空中的“天宮二號”內(nèi)，它們的根、莖可能會怎樣生長？為什么？根和莖很可能會繼續(xù)橫向生長，因?yàn)樘罩袔缀鯖]有重力。由重力因素調(diào)節(jié)的。莖向上生長植物生長發(fā)育的整體調(diào)控參與調(diào)節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素及光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)目標(biāo)一目標(biāo)二目標(biāo)三目錄CONTENTS光有光才能萌發(fā)有光萌發(fā)好些(煙草、萵苣)(早熟禾、毛蕊花)(洋蔥、番茄)必要條件:抑制種子萌發(fā):促進(jìn)種子萌發(fā):討論1.那些需要光才能萌發(fā)的種子是需要光照給種子萌發(fā)提供能量嗎?不是，推測：光本身是植物種子萌發(fā)過程中的一種調(diào)節(jié)因子。1、調(diào)控種子的萌發(fā)煙草萵苣早熟禾毛蕊花洋蔥番茄一、光的調(diào)控作用資料2光影響植物顏色和形態(tài)建成豆芽是在黑暗的環(huán)境中培育的，細(xì)胞中不含葉綠素，莖比在光下要長很多。豆芽一旦見光，就會發(fā)生形態(tài)變化并長成豆苗。豆芽：無光條件豆苗：有光條件討論2.從豆芽到豆苗，光對植物的顏色和形態(tài)有什么影響？光既促進(jìn)葉綠素的合成從而使豆苗變成綠色，也會影響豆苗的形態(tài)。2、調(diào)控植株的生長一、光的調(diào)控作用資料3光調(diào)節(jié)植物開花（日照長短）植物開花條件：菠菜——白天超過13

h菊、水稻——白天短于一定時長黃瓜、棉花、向日葵——和白天長度無關(guān)3、調(diào)控植株的開花處理火龍果開花朵數(shù)補(bǔ)光6小時54補(bǔ)光5小時47補(bǔ)光4小時44不補(bǔ)光9討論3.有些植物根據(jù)晝夜長短“決定”是否開花，是哪種環(huán)境因素在起作用？這與激素的分泌有關(guān)系嗎？是光照時長（黑暗時長）在起作用，與植物激素的分泌有關(guān)。一、光的調(diào)控作用討論4.種子發(fā)芽，植株生長、開花接受光的調(diào)控，是如何體現(xiàn)植物對環(huán)境的適應(yīng)的？萌發(fā)需要光照的種子一般較小，這是對環(huán)境的適應(yīng)——萌發(fā)后能立即進(jìn)行光合作用，從而避免在無光條件下萌發(fā)后“餓死”；

植株在生長、開花過程中，跟隨著光照的節(jié)奏，能保證生命活動正常進(jìn)行，能保證正常地繁行后代，這也是植物對環(huán)境的適應(yīng)。思考·討論一、光的調(diào)控作用光的調(diào)控種子萌發(fā)植株生長開花衰老均受到②光作為一種信號，影響、調(diào)控植物生長、發(fā)育的全過程。①光是植物進(jìn)行光合作用的能量來源；植物是如何感受到光照？光是如何調(diào)控植物生長發(fā)育的呢？一、光的調(diào)控作用光信號在植物體內(nèi)的轉(zhuǎn)換結(jié)論：光信號在植物體內(nèi)被轉(zhuǎn)換為化學(xué)物質(zhì)信號。二、光的調(diào)控機(jī)制1、接受光信號的分子——光敏色素紅光遠(yuǎn)紅光光敏色素激活態(tài)相關(guān)信息

光敏色素主要吸收紅光和遠(yuǎn)紅光。植物體內(nèi)除了光敏色素，還有感受藍(lán)光的受體。可以認(rèn)為，環(huán)境中的紅光、藍(lán)光，對于植物的生長發(fā)育來說，是非常關(guān)鍵的。（1）化學(xué)本質(zhì)：蛋白質(zhì)（色素-蛋白復(fù)合體）（2）分布：植物的各個部位，其中在分生組織的細(xì)胞內(nèi)比較豐富。（3）受到光照時，光敏色素結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變。二、光的調(diào)控機(jī)制感受信號傳導(dǎo)信號發(fā)生反應(yīng)受到光照射光敏色素被激活，結(jié)構(gòu)發(fā)生變化信號經(jīng)過轉(zhuǎn)導(dǎo)，傳遞到細(xì)胞核內(nèi)DNA細(xì)胞核內(nèi)特定基因的轉(zhuǎn)錄變化RNA翻譯表現(xiàn)出生物學(xué)效應(yīng)2、反應(yīng)過程二、光的調(diào)控機(jī)制光信號激活光敏色素信息傳遞系統(tǒng)細(xì)胞核影響特定基因表達(dá)（DNA→mRNA）翻譯生物學(xué)效應(yīng)（蛋白質(zhì)）1.(2023·山東聊城高二期末)植物光敏色素是一類色素—蛋白復(fù)合體，有紅光吸收型(Pr)和遠(yuǎn)紅光吸收型(Pfr)。無活性的Pr在細(xì)胞質(zhì)中合成，接受紅光刺激后可轉(zhuǎn)化為有活性的Pfr并轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核內(nèi)，影響特定基因的表達(dá)，從而表現(xiàn)出生物學(xué)效應(yīng)。下列敘述錯誤的是A.光敏色素分布在植物的各個部位，分生組織中尤為豐富B.光敏色素接受光刺激后傳遞信號，影響相關(guān)基因的表達(dá)C.Pfr和Pr活性不同是由于其空間結(jié)構(gòu)不同D.在光合作用中，光敏色素能夠吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能√在光合作用中，光合色素能吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能，D錯誤。2.(2023·福建泉州高二期末)植物的開花與光照時長(黑暗時長)有關(guān)。研究人員對A、B兩種植物進(jìn)行如下處理，結(jié)果如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是A.滿足短日照條件下，閃光打斷黑暗時間，不會影響A植物的開花B.滿足長日照條件下，短暫暗處理打斷光照時間，會抑制B植物開花C.3組與4組對比，可得出導(dǎo)致A植物開花的條件是長時間的連續(xù)黑暗D.據(jù)圖分析，導(dǎo)致B植物開花的條件更為關(guān)鍵的是短時間的連續(xù)黑暗√植物生長發(fā)育的整體調(diào)控參與調(diào)節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)目標(biāo)一目標(biāo)二目標(biāo)三目錄CONTENTS思考：樹木的年輪與季節(jié)的溫度變化有什么直接關(guān)系？資料1：溫度變化使樹干出現(xiàn)年輪年輪形成的原因：①春夏季細(xì)胞分裂快、細(xì)胞體積大，在樹干上形成顏色較淺的帶；②秋冬季細(xì)胞分裂慢，細(xì)胞體積較小，樹干上形成顏色較深的帶。年輪的形成，是樹木對一年中不同時期環(huán)境溫度反應(yīng)的結(jié)果。熱帶地區(qū)溫帶地區(qū)冬小麥：9-10月播種，經(jīng)過冬天后，來年春天開花結(jié)果。資料2：溫度影響冬小麥開花實(shí)踐：在春季播種冬小麥，會使得麥苗夏季旺長卻不開花或者開花太晚，造成減產(chǎn)。思考：有的植物需要經(jīng)過春化作用才能開花，這對于它們適應(yīng)所生存的環(huán)境有什么意義？冬小麥可以避免出現(xiàn)植物在冬季來臨之前開花從而無法正常結(jié)果的情況。1溫度參與植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)（1）隨著季節(jié)輪回、氣溫周期性變化，植物發(fā)芽、開花、落葉、休眠，

追隨季節(jié)的步伐。（2）隨著晝夜交替，氣溫午高夜低，植物的代謝有旺盛和緩慢之分。（3）植物的所有生理活動均在一定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。如種子萌發(fā)、植株

生長、開花結(jié)果和葉的衰老、脫落等。（4）植物分布的地域性很大程度由溫度決定。西雙版納熱帶季雨林溫帶常綠闊葉林落葉闊葉林針葉林水平橫放一株植物，一段時間后，根向地生長，莖背地生長。1.重力是調(diào)節(jié)植物形態(tài)建成和生長發(fā)育的重要環(huán)境因素。根的向地性和莖的背地性根的向地生長和莖的背地生長有什么意義呢？根向地生長，可以深扎根，利于吸收水分和無機(jī)鹽；莖背地生長，可以將枝條伸向天空，利于吸收陽光進(jìn)行光合作用。2重力參與植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)胚芽鞘的向光性根的向地性①光敏色素是感光分子②胚芽鞘尖端感光，生長素發(fā)生橫向運(yùn)輸，分布不均等，使得尖端以下部位向光側(cè)生長慢，背光側(cè)生長快①根冠存在一種感受重力的分子或結(jié)構(gòu)②引起生長素的重新分布，分布不均的生長素傳遞到伸長區(qū)后，使根出現(xiàn)向地性類比胚芽鞘的向光性，推理根的向地性重力重力重力方向發(fā)生改變平衡石細(xì)胞中的“淀粉體”會沿著重力方向沉降引起一些列信號分子的改變對植物生長產(chǎn)生影響2、植物感受重力的機(jī)制（1）淀粉—平衡石假說：植物對重力的感受是通過體內(nèi)一類富含“淀粉體”的細(xì)胞，即平衡石細(xì)胞來實(shí)現(xiàn)的。機(jī)理：①垂直時淀粉體對平衡石細(xì)胞底部內(nèi)質(zhì)網(wǎng)壓力均等，②水平時不均等。IAAIAAIAAⅠ.根尖垂直放置時①生長素運(yùn)往根冠。②根尖垂直放置時，淀粉體均勻分布在平衡石細(xì)胞底部的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)兩側(cè)壓力相當(dāng)，運(yùn)往根冠的生長素均勻地運(yùn)往伸長區(qū)。伸長區(qū)根冠淀粉粒(2)請用“淀粉—平衡石假說”解釋根的向地性。(2)請用“淀粉—平衡石假說”解釋根的向地性。Ⅱ.根尖水平放置時①根尖水平放置時，淀粉體沉降到近地側(cè)，該側(cè)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)壓力更大。②壓力大的一側(cè)運(yùn)輸更多生長素至伸長區(qū)。③高濃度生長素抑制近地側(cè)根尖生長。④低濃度生長素促進(jìn)遠(yuǎn)地側(cè)根尖生長。根尖向地彎曲。植物的根、莖中具有感受重力的物質(zhì)和細(xì)胞將重力信號轉(zhuǎn)換成運(yùn)輸生長素的信號影響生長素的運(yùn)輸，導(dǎo)致生長素沿著重力刺激的方向不對稱分布（近地側(cè)濃度高）重力根對生長素敏感根的近地側(cè)生長受抑制莖的近地側(cè)生長較快莖對生長素較不敏感根向地生長莖背地生長根的向地性和莖的背地性產(chǎn)生原因：外因：重力引起生長素在植物體內(nèi)分布不均勻。內(nèi)因：根、莖進(jìn)對生長素的敏感程度不同

①根對生長素敏感，濃度高抑制生長；

②莖對生長素不敏感，濃度高促進(jìn)生長。2重力參與植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證植物向地性的感受部位在根冠設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證植物根向地性的感受部位在根冠自變量:是否有根冠。因變量:根是否出現(xiàn)向地生長(可采用切除根冠的方法進(jìn)行處理)（可通過觀察玉米根尖是否向下彎曲生長來對因變量進(jìn)行觀測）實(shí)驗(yàn)思路:1.取10顆大小、萌發(fā)程度相同的剛萌發(fā)的同種玉米粒,均分為甲、乙兩組;2.去除甲組玉米粒根冠,乙組不作處理,分別放在兩個含有濕棉花的培養(yǎng)皿中;3.置于溫度適宜的暗室中培養(yǎng)一段時間。4.觀測兩組玉米粒根尖是否出現(xiàn)向地彎曲生長如果甲組玉米根尖不出現(xiàn)向地彎曲生長,乙組均出現(xiàn)向地彎曲生長,即可證明植物根向地性的感受部位在根冠。預(yù)期結(jié)果、得出結(jié)論：1、實(shí)驗(yàn)原理根冠感受了重力方向后，通過運(yùn)輸物質(zhì)（生長素）的量影響根尖生長方向。2、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)根冠的有無根的生長方向自變量：因變量：變量材料：完整的剛剛萌發(fā)玉米種子驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證植物向地性的感受部位在根冠3、實(shí)驗(yàn)步驟處理預(yù)期結(jié)果切去不同長度的根尖端硝酸銀灼燒根尖①

減法原理哪怕僅切掉0.5

mm，根依然失去了向地性結(jié)果類似②

加法原理處理預(yù)期結(jié)果待切去尖端后的根尖重新長出尖端恢復(fù)向地性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證植物向地性的感受部位在根冠高等植物是由許多細(xì)胞組成的高度復(fù)雜的有機(jī)體，它的正常生長發(fā)育需要各個器官、組織和細(xì)胞之間的協(xié)調(diào)和配合。2激素調(diào)節(jié)：激素作為信息分子，會影響細(xì)胞的基因表達(dá)，從而起到調(diào)節(jié)作用。同時，激素的產(chǎn)生和分布是基因表達(dá)調(diào)控的結(jié)果，也受到環(huán)境因素的影響。1基因表達(dá)調(diào)控：植物細(xì)胞里儲存著全套基因，但是某個細(xì)胞的基因如何表達(dá)則會根據(jù)需要作調(diào)整。3環(huán)境因素調(diào)節(jié)：植物響應(yīng)環(huán)境變化，調(diào)控基因表達(dá)以及激素產(chǎn)生、分布，最終表現(xiàn)在器官和個體水平上的變化。三、植物生長發(fā)育的整體調(diào)控3.(2023·福建漳州高二期末)“淀粉—平衡石假說”認(rèn)為，植物對重力的感受是通過體內(nèi)一類富含“淀粉體”的細(xì)胞，即平衡石細(xì)胞來實(shí)現(xiàn)的。在垂直放置的根中，平衡石停留在根冠細(xì)胞的基部，導(dǎo)致由中柱運(yùn)來的IAA在根冠均等分布(如圖1)；在水平放置的根中，平衡石停留在根冠細(xì)胞的近地側(cè)，導(dǎo)致根冠遠(yuǎn)地側(cè)的IAA向近地側(cè)運(yùn)輸(如圖2)。下列分析正確的是A.重力是調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育和形態(tài)建成的唯一重要環(huán)境因素B.在水平放置的根中，近地側(cè)生長慢的原因是其IAA濃度高于遠(yuǎn)地側(cè)C.IAA在根部只能從形態(tài)學(xué)上端(根冠)向形態(tài)學(xué)下端(伸長區(qū))運(yùn)輸D.根向重力生長與平衡石細(xì)胞中的淀粉體將重力信號轉(zhuǎn)換成合成生長素

的信號有關(guān)√A.圖中a、b、c依次代表植物激素、基因和環(huán)境因素B.單側(cè)光照可以影響生長素在胚芽鞘伸長區(qū)的橫向運(yùn)輸體現(xiàn)c改變a的分布C.赤霉素調(diào)控萌發(fā)大麥種子α-淀粉酶基因表達(dá)體現(xiàn)a對b的影響D.a的產(chǎn)生和分布是b調(diào)控的結(jié)果，也受到c的影響4.(2023·重慶七校高二聯(lián)考)植物的生長發(fā)育的調(diào)控，是由基因表達(dá)調(diào)控、激素調(diào)節(jié)和環(huán)境因素調(diào)節(jié)共同完成的(三者關(guān)系如圖所示)。下列說法不正確的是√環(huán)境因素對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的整體調(diào)控光溫度重力環(huán)境調(diào)節(jié)因素基因表達(dá)調(diào)控激素調(diào)節(jié)1.科學(xué)家用紅光和紅外光依次照射的方法，對一批萵苣種子進(jìn)行處理，然后置于暗處。一段時間后，這些萵苣種子的發(fā)芽情況如下表所示。組別光照射處理方式發(fā)芽情況對照組無光照不發(fā)芽組1紅光發(fā)芽組2紅光→紅外光不發(fā)芽組3紅光→紅外光→紅光發(fā)芽組4紅光→紅外光→紅光→紅外光不發(fā)芽(1)由上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出什么結(jié)論?二、拓展應(yīng)用紅光促進(jìn)萵苣種子發(fā)芽，紅外光抑制萵苣種子發(fā)芽。練習(xí)與應(yīng)用2.曇花一般夜間開花，受晝夜交替節(jié)律的影響。如果要讓曇花白天開花，可嘗試采取哪些措施？可嘗試進(jìn)行遮光處理。(2)萵苣種子對紅光的反應(yīng)遠(yuǎn)比紅外光敏感,如果經(jīng)過紅光和紅外光處理后，將萵苣種子置于自然光下而不是黑暗條件下，萵苣種子的發(fā)芽情況會如何？萵苣種子會發(fā)芽，因?yàn)樽匀还獍t光和紅外光，萵苣種子對紅光更敏感，因此在自然光照射下會發(fā)芽。1.園林工人為使灌木圍成的綠籬長得茂密、整齊，需要對綠籬定期修剪，其目的是（）A.抑制側(cè)芽生長B.抑制頂端優(yōu)勢C.抑制向光性生長D.抑制其開花結(jié)果

2.用適宜濃度的生長素處理未受粉的番茄雌蕊柱頭，可得到無子番茄，這種果實(shí)細(xì)胞中的染色體數(shù)目為（）A.與卵細(xì)胞染色體數(shù)目一樣B.是受精卵染色體數(shù)目一半C.與體細(xì)胞中染色體數(shù)目一樣D.比受精卵染色體數(shù)目多一倍BC復(fù)習(xí)與提高一、選擇題3.以下關(guān)于植物激素的說法，錯誤的是（）A.植物激素能促進(jìn)植物生長B.植物激素是一類化學(xué)物質(zhì)C.植物激素在植物體內(nèi)含量很少D.植物激素不直接參與細(xì)胞內(nèi)的代謝活動4.果實(shí)的生長發(fā)育和成熟，受多種激素調(diào)節(jié)。下列敘述正確的是（）A.細(xì)胞分裂素促進(jìn)果實(shí)生長B.乙烯抑制果實(shí)的生長和成熟C.脫落酸促進(jìn)細(xì)胞分裂和果實(shí)脫落D.生長素對果實(shí)的發(fā)育和成熟沒有影響AA二、非選擇題1.研究人員進(jìn)行了多種植物激素對豌豆植株側(cè)芽生長影響的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示。

(1)在保留頂芽的情況下，除了c所采用的措施，還可通過噴施_________的化合物促進(jìn)側(cè)芽生長。

(2)比較曲線a與b可知，赤霉素能明顯促進(jìn)__________。推測：在完整豌豆植株的頂芽中，赤霉素產(chǎn)生于_________組織。

(3)據(jù)