【課件】環(huán)境因素參與調節(jié)植物的生命活動-（人教版2019選擇性必修1）

第5章

植物生命活動的調節(jié)第4節(jié)

環(huán)境因素參與調節(jié)植物的生命活動目標010203通過光、溫度參與植物生長發(fā)育調節(jié)的實例分析，培養(yǎng)用邏輯思維解決問題的能力。(科學思維)通過光、溫度、重力等環(huán)境因素參與調節(jié)植物的生長發(fā)育，形成穩(wěn)態(tài)與平衡觀。(生命觀念)基于光、溫度和重力等環(huán)境因素對植物生長發(fā)育影響的認識，分析解決生產和生活中的一些實際問題。(社會責任)

學習目標情景材料一

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。問題1:莖和根的生長是受哪種因素調節(jié)的？是由重力因素調節(jié)的問題2:如果將該幼苗橫放在太空中的“天宮二號”內，它的根、莖可能怎樣生長？為什么？莖會彎曲向上生長，根則彎曲向下生長莖和根的生長是受哪種因素調節(jié)的？受重力因素調節(jié)的如果將該幼苗橫放在太空中的“天宮二號”內，它的根、莖可能會怎樣生長？為什么？莖和根很可能會繼續(xù)橫向生長；因為太空中幾乎沒有重力。問題3:除了重力，還有哪些環(huán)境因素參與調節(jié)植物的生命活動？情景材料二待到秋來九月八，我花開后百花殺。沖天香陣透長安，滿城盡帶黃金甲?！恫坏诤筚x菊》黃巢[唐]問題4:菊花本在秋天開放，但現(xiàn)在一年四季你都可以看到色彩斑斕的菊花，同學們影響植物開花的因素有哪些？光、溫度、水肥、土壤、植物激素

通過以上學習我們知道，高等植物的生命活動除了依靠激素調節(jié)，同時受環(huán)境因素調節(jié)。光、溫度、重力對植物生長發(fā)育的調節(jié)作用尤為重要。一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)問題5:光是植物進行光合作用的能量來源,對于植物來說光只是起提供能量的作用嗎？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?234

1合作探究一：請同學們自主閱讀教材P105思考討論，小組合作完成以下問題。

從豆芽到豆苗，光對植物的顏色和形態(tài)有什么響影?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？這與植物激素的分泌有關系嗎？種子發(fā)芽，植株生長、開花接受光的調控，是如何體現(xiàn)植物對環(huán)境的適應的？一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)研究發(fā)現(xiàn)，萌發(fā)需要光的種子一般較小，儲藏的營養(yǎng)物質也很少。不萌發(fā)早熟禾、毛蕊花有光比無光萌發(fā)更好洋蔥、番茄萌發(fā)煙草、萵苣萌發(fā)光抑制種子萌發(fā)光本身是植物種子萌發(fā)過程中的一種調節(jié)因子。一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)問題6:光照是為了給種子萌發(fā)提供能量嗎?【資料1】一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)【資料2】豆芽是在黑暗的環(huán)境中培育的，它的細胞中不含葉綠素，莖（實際上很大一部分是下胚軸）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。動態(tài)圖問題7:從豆芽到豆苗，光對植物的顏色和形態(tài)有什么響影?光既促進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)。一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)【資料3】①

很多植物的開花與晝夜長短有關。白天長度超過13小時才開花白天短于一定時長才開花菊水稻菠菜②

很多植物的開花與晝夜長短無關。黃瓜向日葵棉花問題8: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？這與植物激素的分泌有關系嗎？一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)問題8: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？這與植物激素的分泌有關系嗎？是光照時長(黑暗時長)在起作用；與植物激素的分泌有關。處理火龍果開花朵數(shù)補光6小時54補光5小時47補光4小時44不補光9問題9:種子發(fā)芽，植株生長、開花接受光的調控，是如何體現(xiàn)植物對環(huán)境的適應的？一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)問題9:種子發(fā)芽，植株生長、開花接受光的調控，是如何體現(xiàn)植物對環(huán)境的適應的？①光作為一種信號，影響、調控植物生長、發(fā)育的全過程。植株生長開花衰老種子萌發(fā)均受到光的調控②光是植物進行光合作用的能量來源；1.光對植物生長發(fā)育的作用：

光敏色素主要本質是什么？吸收哪種光？234

1合作探究二：請同學們自主閱讀教材P106，小組合作完成以下問題。

光敏色素分布在哪？光敏色素如何調控植物生長發(fā)育的？參照教材圖5－12，嘗試用文字和箭頭構建光信號轉換過程模型。光敏色素與光合色素的作用有什么區(qū)別？還有哪些方面不同？一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)2.光信號傳導的結構基礎——光敏色素：

紅光遠紅光光敏色素激活態(tài)

光敏色素主要吸收紅光和遠紅光。植物體內除了光敏色素，還有感受藍光的受體?？梢哉J為，環(huán)境中的紅光、藍光，對于植物的生長發(fā)育來說，是非常關鍵的。問題10:參照教材圖5－12，嘗試用文字和箭頭構建光信號轉換過程模型。(1)化學本質:(2)分布:(3)吸收光的類型:蛋白質(色素—蛋白復合體)植物的各個部位，其中在分生組織的細胞內比較豐富。主要是紅光和遠紅光一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)光敏色素調控植物生長發(fā)育的反應機制(視頻)一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)3.光調控植物生長發(fā)育的反應機制感受信號傳導信號發(fā)生反應受到光照射光敏色素被激活，結構發(fā)生變化信號經(jīng)過轉導，傳遞到細胞核內DNA細胞核內特定基因的轉錄變化RNA翻譯表現(xiàn)出生物學效應（1）光敏色素被激活，結構發(fā)生變化

（2）信號經(jīng)過轉導，傳遞到細胞核內（3）細胞核內特定基因的轉錄變化（4）表現(xiàn)出生物學效應光信號激活光敏色素信息傳遞系統(tǒng)細胞核影響特定基因表達（DNA→mRNA）翻譯生物學效應（蛋白質）實戰(zhàn)訓練

1.植物的開花與光照時長(黑暗時長)有關。研究人員對A、B兩種植物進行如下處理，結果如圖所示。下列相關敘述正確的是（

）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，導致B植物開花的條件更為關鍵的是短時間的連續(xù)黑暗實戰(zhàn)訓練

2.植物光敏色素是一類色素—蛋白復合體，有紅光吸收型(Pr)和遠紅光吸收型(Pfr)。無活性的Pr在細胞質中合成，接受紅光刺激后可轉化為有活性的Pfr并轉移到細胞核內，影響特定基因的表達，從而表現(xiàn)出生物學效應。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，影響相關基因的表達C.Pfr和Pr活性不同是由于其空間結構不同D.在光合作用中，光敏色素能夠吸收、傳遞、轉化光能問題11:光敏色素與光合色素的作用有什么區(qū)別？還有哪些方面不同？光敏色素

光合色素光敏色素是光的受體。光作為一種信號，影響、調控植物生長、發(fā)育的全過程。光合色素是在光合作用中參與吸收、傳遞并轉化光能等的作用，包括葉綠素和類胡蘿卜素等。光是植物進行光合作用的能量來源一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)問題11:光敏色素與光合色素的作用有什么區(qū)別？還有哪些方面不同？問題12:通過以上學習，我們知道光調節(jié)植物的生長發(fā)育的機理，那么溫度和重力是如何參與植物生命活動調節(jié)呢？樹木的年輪與季節(jié)的溫度變化有什么直接關系？23

1合作探究三：請同學們自主閱讀教材P107思考討論，小組合作完成以下問題。

有的植物需要經(jīng)過春化作用才能開花，這對于它們適應所生存的環(huán)境有什么意義？關于溫度參與調節(jié)植物生長發(fā)育的實例，你還能舉出一些嗎？一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)二、參與調節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素【資料1】溫帶地區(qū)，樹木年復一年的加粗，構成一圈圈的年輪，表現(xiàn)出季節(jié)周期性變化。年輪形成的原因是：①

春夏季：細胞分裂快、細胞體積大，在樹干上形成顏色較淺的帶；②

秋冬季：細胞分裂慢、細胞體積較小，樹干上形成顏色較深的帶。1.溫度參與植物生長發(fā)育的調節(jié)問題13:樹木的年輪與季節(jié)的溫度變化有什么直接關系？年輪的形成，是樹木生長對一年中不同時期環(huán)境溫度反應的結果。寬帶細帶【資料2】有些植物在生長期需要經(jīng)歷一段時期的低溫之后才能開花。這種經(jīng)歷低溫誘導促使植物開花的作用，稱為春化作用。冬小麥、冬大麥，蕙蘭等就是這樣。二、參與調節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素1.溫度參與植物生長發(fā)育的調節(jié)

這樣可以避免出現(xiàn)在冬季來臨之前開花從而無法正常結果的情況。問題14:有的植物需要經(jīng)過春化作用才能開花，這對于它們適應所生存的環(huán)境有什么意義？問題15:關于溫度參與調節(jié)植物生長發(fā)育的實例，你還能舉出一些嗎？二、參與調節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素1.溫度參與植物生長發(fā)育的調節(jié)光合作用:夏日正午光照充足，但因蒸騰作用強，氣孔關閉，CO2進入葉片受阻，光合作用反而弱。葉片變黃、脫落:落葉樹的葉片在秋冬季變黃、脫落。西雙版納熱帶季雨林亞熱帶常綠闊葉林落葉闊葉林針葉林植物的地域性分布二、參與調節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素1.溫度參與植物生長發(fā)育的調節(jié)

調節(jié)一通過影響種子萌發(fā)、植株生長、開花結果和葉的衰老、脫落等生命活動，從而參與調節(jié)植物的生長發(fā)育。調節(jié)二植物分布的地域性很大程度上就是由溫度決定的。二、參與調節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素1.溫度參與植物生長發(fā)育的調節(jié)根總是向地生長的意義是什么？234

1合作探究三：請同學們自主閱讀教材P107，小組合作完成以下問題。

重力是如何進行調節(jié)使根向地生長的呢？

根、莖中感受重力的物質和細胞是什么？請用文字和箭頭的方式恰當?shù)谋硎经h(huán)境因素、植物激素和基因表達之間的關系？

二、參與調節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素二、參與調節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素2.重力參與植物生長發(fā)育的調節(jié)問題16:根總是向地生長的意義是什么？充分扎入土壤吸收物質問題17:重力是如何進行調節(jié)使根向地生長的呢？重力信號根、莖中感受重力的物質和細胞運輸生長素的信號生長素分布不均勻問題18:根、莖中感受重力的物質和細胞是什么？二、參與調節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素問題18:根、莖中感受重力的物質和細胞是什么？重力信號根、莖中感受重力的物質和細胞運輸生長素的信號生長素分布不均勻平衡石細胞（含“淀粉體”）“淀粉體”沿著重力方向沉降淀粉—平衡石假說

實戰(zhàn)訓練

3.“淀粉—平衡石假說”認為，植物對重力的感受是通過體內一類富含“淀粉體”的細胞，即平衡石細胞來實現(xiàn)的。在垂直放置的根中，平衡石停留在根冠細胞的基部，導致由中柱運來的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胞的近地側，導致根冠遠地側的IAA向近地側運輸(如圖2)。下列分析正確的是()實戰(zhàn)訓練

A.重力是調節(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，近地側生長慢的原因是其IAA濃度高于遠地側C.IAA在根部只能從形態(tài)學上端(根冠)向形態(tài)學下端(伸長區(qū))運輸D.根向重力生長與平衡石細胞中的淀粉體將重力信號轉換成合成生長素

的信號有關問題19:請用文字和箭頭的方式恰當?shù)谋硎经h(huán)境因素、植物激素和基因表達之間的關系？二、參與調節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素問題19:請用文字和箭頭的方式恰當?shù)谋硎经h(huán)境因素、植物激素和基因表達之間的關系？

植物生長發(fā)育的調控，是由基因表達的調控、激素調節(jié)和環(huán)境因素調節(jié)共同完成的。植物生長發(fā)育基因表達植物激素影響調控環(huán)境因素（光、溫度、重力等改變分布影響表達生長素、赤霉素、乙烯、細胞分裂素、脫落酸等實戰(zhàn)訓練

A.圖中a、b、c依次代表植物激素、基因和環(huán)境因素B.單側光照可以影響生長素在胚芽鞘伸長區(qū)的橫向運輸體現(xiàn)c改變a的分布C.赤霉素調控萌發(fā)大麥種子α-淀粉酶基因表達體現(xiàn)a對b的影響D.a的產生和分布是b調控的結果，也受到c的影響4.植物的生長發(fā)育的調控，是由基因表達調控、激素調節(jié)和環(huán)境因素調節(jié)共同完成的(三者關系如圖所示)。下列說法不正確的是（

）植物生長發(fā)育基因表達調控激素調節(jié)環(huán)境因素調節(jié)植物細胞里儲存著全套基因基因適時選擇性表達植物的生長、發(fā)育、繁殖、休眠等。調控激素是信息分子影響調控激素產生和分布傳遞信息細胞與細胞之間、器官與器官之間的協(xié)調環(huán)境變化植物響應調控基因表達以及激素的產生、分布器官和個體水平上的變化三、植物生長發(fā)育的整體調控課外實踐【設計實驗】驗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行觀測已有的研究表明，植物的根是靠根冠中的細胞感受重力，從而引起根的向地生長。真的是這樣嗎？我們能否設計實驗進行驗證？課外實踐【設計實驗】驗證植物根向地性的感受部位在根冠設計實驗：驗證植物向地性的感受部位在根冠處理預期結果切去不同長度的根尖端哪怕僅切掉0.5

mm，根依然失去了向地性硝酸銀灼燒根尖結果類似——減法原理設計實驗：驗證植物向地性的感受部位在根冠——加法原理處理預期結果待切去尖端后的根尖重新長出尖端恢復向地性課外實踐【設計實驗】驗證植物根向地性的感受部位在根冠實戰(zhàn)訓練

5．被稱為“中國第一棉”的新疆棉，以絨長、品質好、產量高而著稱于世。新疆日照時間長，晝夜溫差大，氣候比較干旱，土壤多為沙質土壤，加上植物激素的使用，均為棉花的高產創(chuàng)造有利條件。下列有關敘述錯誤的是（

）A．生長素能提高棉花細胞內化學反應速度B．棉花衰老細胞中ATP分解速率等于其合成速率C．光除了為新疆棉提供能量外，還能作為信息分子調控其生長發(fā)育D．疏松的沙質土壤有利于根的有氧呼吸，促進根吸收更多的礦質營養(yǎng)實戰(zhàn)訓練

6．下列關于植物激素或植物生長調節(jié)劑的敘述，錯誤的是（

）①棉花植株的頂端優(yōu)勢與生長素的極性運輸有關②赤霉素可抑制種子萌發(fā)，脫落酸可促進種子萌發(fā)③油菜素內脂參與細胞代謝時，具有微量高效的特點④黃瓜莖端脫落酸與赤霉素比值較低時有利于分化形成雌花⑤光照、溫度等環(huán)境因子的變化會影響植株內植物激素的合成A．①②⑤ B．①③④ C．②③④ D．③④⑤實戰(zhàn)訓練

7．高等植物的生長發(fā)育受到環(huán)境因素調節(jié)，光、溫度、重力對植物生長發(fā)育的調節(jié)作用尤為重要，請判斷下列說法錯誤的有幾項（

）①對植物來說，光只是提供能量②光敏色素是一類色素—蛋白復合體，主要吸收紅光和遠紅光③接受到光照射時，光敏色素的結構會發(fā)生變化④植物分布的地域性很大程度上就是由光照決定的⑤高等植物正常生長發(fā)育需要各個器官、組織、細胞之間的協(xié)調和配合⑥年輪、春化作用均能說明溫度參與植物生長發(fā)育的調節(jié)⑦植物對重力的感受可能是通過平衡石細胞來實現(xiàn)的A．二項 B．四項 C．五項 D．六項A．二項 B．四項 C．五項 D．六項實戰(zhàn)訓練

8．光是影響植物生命活動的重要環(huán)境因子之一，有大量證據(jù)表明，當葉片捕獲的能量超過暗反應碳同化的能量時，過剩光能會導致活性氧生成量的急劇增加，活性氧分子的大量存在能夠致使色素氧化或類囊體傷害，這種現(xiàn)象稱為光抑制。葉片剛伸出時位于冠層頂部或枝條先端，容易暴露在強光下。但是，植物在進化過程中形成了一系列適應強光的機制。下列有關敘述錯誤的是（

）A．光抑制主要通過減弱光反應，進而影響暗反應B．幼葉不容易發(fā)生光抑制可能與其色素量低和捕獲光能少有關C．植物經(jīng)過長期進化，幼葉與葉柄的夾角小于成熟葉以適應強光D．經(jīng)濟林種植為降低光抑制可選擇陰生植物品種實戰(zhàn)訓練

9．植物在環(huán)境溫度升高時的形態(tài)改變被稱為熱形態(tài)建成。環(huán)境溫度升高時轉錄因子PIF4能直接結合生長素合成相關基因，促進生長素合成，導致下胚軸伸長。下列說法正確的是（）A．生長素只分布在植物生長旺盛的部位B．植物熱形態(tài)建成是由基因表達調控、激素調節(jié)和環(huán)境因素調節(jié)共同完成的C．在確定下胚軸伸長的機制時，不需要對其它植物激素的含量變化進行研究D．在植物體內，生長素為細胞伸長生長提供物質和能量，導致下胚軸伸長實戰(zhàn)訓練

10．植物激素在植物生命活動的調節(jié)中發(fā)揮重要作用。實驗發(fā)現(xiàn)，激素甲可延緩葉片衰老，促進側枝生長；乙可促進種子萌發(fā)，解除休眠；丙常用于誘導無籽番茄；丁可引起氣孔迅速關閉。上述激素分別是生長素、細胞分裂素、赤霉素、脫落酸四種中的一種。下列敘述錯誤的是（）A．甲主要在根尖合成B．經(jīng)乙處理后提高了植物的抗逆性C．組培時適當提高丙的比例有利于誘導生根D．丁的受體功能障礙時，種子的休眠時間縮短實戰(zhàn)訓練

11．“鵝黃抹頂掌中呈，秀體玲瓏玉杖輕。豆瓣初開酣未醒，瓊芽悄展態(tài)猶萌。”此詩描寫了豆科種子萌發(fā)生成豆芽的過程。下列相關的生物學現(xiàn)象敘述中錯誤的是（）A．豆芽是在黑暗環(huán)境中萌發(fā)的，一旦見光就長成豆苗，此過程中光照誘導了葉綠素的形成，說明光對于植物形態(tài)建成有很大影響B(tài)．萵苣種子的萌發(fā)需在有光條件下進行，此機制與光敏色素有關，被激活的光敏色素能將變化的信息直接傳到細胞核，影響細胞核內特定基因的表達過程C．豆芽生長過程中適量施加植物生長調節(jié)劑，可以促使豆芽下胚軸粗大、減少根部萌發(fā)、加速細胞分裂，提高豆芽產量D．種子萌發(fā)過程中先要吸水膨脹、種皮變軟，使細胞呼吸作用逐漸加強，為種子萌發(fā)提供充足的能量實戰(zhàn)訓練

12．黃瓜為雌雄同株植物，性別受基因表達、環(huán)境和激素等多