5.4環(huán)境因素參與調(diào)節(jié)植物的生命活動高二生物上學(xué)期特色課件（人教版2019選擇性必修1）

第5章

植物生命活動的調(diào)節(jié)第4節(jié)

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

環(huán)境因素參與調(diào)節(jié)植物的生命活動學(xué)習(xí)目標(biāo)第5章

植物生命活動的調(diào)節(jié)1.光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)2.參與調(diào)節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素3.植物生長發(fā)育的整體調(diào)控討論莖向上生長1.莖和根的生長是受哪種因素調(diào)節(jié)的？2.如果將該幼苗橫放在太空中的“天宮二號”內(nèi)，它的根、莖可能會怎樣生長？為什么？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，根則會彎曲向下生長。是由重力因素調(diào)節(jié)的。莖和根很可能會繼續(xù)橫向生長；因?yàn)樘罩袔缀鯖]有重力。問題探討植物的生命活動的調(diào)節(jié)主要依靠激素調(diào)節(jié)，同時受環(huán)境因素調(diào)節(jié)。光、溫度、重力對植物生長發(fā)育都有調(diào)節(jié)作用。光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)②光影響植物種子萌發(fā)（煙草、早熟禾、毛蕊花）『事例1』結(jié)論：萵苣種子在光照一段時間后的發(fā)芽率明顯高于黑暗條件。①光影響植物種子萌發(fā)（萵苣）處理發(fā)芽率（%）全黑暗6.67光照/黑暗91.00結(jié)論：煙草種子在光照/黑暗條件下的發(fā)芽率明顯高于完全黑暗條件。②光影響植物種子萌發(fā)（其他）有光、無光種子均萌發(fā)，前者萌發(fā)情況好于后者：早熟禾，毛蕊花。有光抑制萌發(fā)：洋蔥，番茄。思考1.萌發(fā)需要光的種子一般較_____(小/大)，儲藏的營養(yǎng)物質(zhì)________（較多/較少）。光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)『事例1』促進(jìn)種子萌發(fā)抑制種子萌發(fā)光有光才能萌發(fā)(煙草、萵苣)有光萌發(fā)好些(早熟禾、毛蕊花)(洋蔥、番茄)不是。光參與調(diào)節(jié)許多植物的種子萌發(fā)過程。

光在種子萌發(fā)中起了什么作用？影響生長素分布？提供能量？小較少結(jié)論：光參與調(diào)節(jié)許多植物的種子萌發(fā)過程。光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)『拓展應(yīng)用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。組別光照處理方式對照組無光照組1紅光組2紅光→紅外光組3紅光→紅外光→紅光組4紅光→紅外光→紅光→紅外光不發(fā)芽不發(fā)芽發(fā)芽不發(fā)芽發(fā)芽思考2.你能從上述實(shí)驗(yàn)中得出什么結(jié)論?

①紅光(660nm)促進(jìn)萵苣種子發(fā)芽，但這種作用被遠(yuǎn)紅光(730nm)所逆轉(zhuǎn)。紅光和遠(yuǎn)紅光好比是一對開關(guān)，紅光打開生物學(xué)效應(yīng)，遠(yuǎn)紅光關(guān)閉生物學(xué)效應(yīng)。

②若反復(fù)使用紅光和遠(yuǎn)紅光，其作用效果取決于最后一次處理的光質(zhì)。光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)『拓展應(yīng)用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。思考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。光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)『事例2』豆芽是在黑暗的環(huán)境中培育的，它的細(xì)胞中不含有葉綠素，莖（實(shí)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。豆芽豆苗思考3.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)。暗形態(tài)建成光形態(tài)建成黑暗光照光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)『事例3』光調(diào)節(jié)植物開花（日照長短）很多植物的開花與晝夜長短有關(guān)。①菠菜只有白天長度超過13小時才開花;②菊、水稻則要在白天短于一定的時長才開花③當(dāng)然，也有不少植物的開花與晝夜長短沒有關(guān)系，比如黃瓜、棉花、向日葵等。思考4.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(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)。光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)『拓展應(yīng)用2』光影響植物開花長日照植物：24小時中，白天的長度大于某個臨界值（11h）才開花。短日照植物：24小時中，白天的長度短于某個臨界值（11h）才開花。光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)『拓展應(yīng)用2』光調(diào)節(jié)植物開花的具體機(jī)制推測：一個周期中連續(xù)黑暗時間決定是否開花。證實(shí)結(jié)論：一個周期中連續(xù)黑暗時間決定是否開花。光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)『拓展應(yīng)用3』紅光和遠(yuǎn)紅光調(diào)節(jié)植物開花的不同作用結(jié)論：取決于最后一次照射光的顏色，紅光有效，遠(yuǎn)紅光無效。光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)『拓展應(yīng)用4』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。思考5.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，能保證正常地繁衍后代，這也是植物對環(huán)境的適應(yīng)。光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)事實(shí)1：光參與調(diào)節(jié)許多植物的種子萌發(fā)過程。拓展1：紅光促進(jìn)萵苣種子萌發(fā)，遠(yuǎn)紅光可逆轉(zhuǎn)此效應(yīng)。事實(shí)2：光影響植物的顏色和形態(tài)。事實(shí)3：某些植物開花與黑暗時長有關(guān)。與植物激素的分泌有關(guān)拓展2：一個周期中連續(xù)黑暗時間決定是否開花。拓展4：光信號在植物體內(nèi)轉(zhuǎn)換為化學(xué)信號。綜合分析以上資料拓展3:

若反復(fù)使用紅光和遠(yuǎn)紅光，其作用效果取決于最后一次處理的光質(zhì)光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)（1）科學(xué)問題：光是如何調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的？①紅光和遠(yuǎn)紅光對植物種子萌發(fā)和開花調(diào)控作用不同的分子機(jī)理是什么？②光信號在植物體內(nèi)轉(zhuǎn)換為化學(xué)信號的具體過程是什么？提出下一步待研究的科學(xué)問題觀察分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，回答科學(xué)問題實(shí)施實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)提問觀察、分析、總結(jié)現(xiàn)象：①光對植物種子萌發(fā)、顏色和形態(tài)建成、開花與否具有調(diào)節(jié)作用。②遠(yuǎn)紅光可以逆轉(zhuǎn)紅光對種子萌發(fā)和開花的調(diào)節(jié)作用。③光信號在植物體內(nèi)轉(zhuǎn)換為化學(xué)信號。（2）科學(xué)探究的基本流程光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)觀察分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，回答科學(xué)問題實(shí)施實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)提問（2）科學(xué)探究的基本流程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)施實(shí)驗(yàn)：科學(xué)家完成設(shè)計(jì)和實(shí)施過程。分析結(jié)果，得出結(jié)論，回答科學(xué)問題：

①——紅光使光敏色素（光受體）轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚越Y(jié)構(gòu)，遠(yuǎn)紅光作用相反。

②——光敏色素接收光信號后將之轉(zhuǎn)換為胞內(nèi)cGMP和Ca2+信號，進(jìn)一步引起基因表達(dá)的改變。提出待研究的科學(xué)問題：光是如何調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的？將以上問題分解為子問題：①紅光和遠(yuǎn)紅光對植物種子萌發(fā)和開花調(diào)控作用不同的分子機(jī)理是什么？②光信號在植物體內(nèi)轉(zhuǎn)換為化學(xué)信號的具體過程是什么？過渡

在自然界中，種子的萌發(fā)、植株的生長、開花、衰老，等等，都會受到光的調(diào)控。植物的向光性生長，實(shí)際上也是植物對光刺激的反應(yīng)。光作為一種信號，影響、調(diào)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(diào)控光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)1.光對植物生長發(fā)育的作用(1)光是植物進(jìn)行__________的__________。能量來源(2)光作為一種信號，_____、

植物生長、發(fā)育的全過程。光合作用影響調(diào)控思考1.植物能夠?qū)庾鞒龇磻?yīng)，表明植物可以感知光信號，并據(jù)此調(diào)整生長發(fā)育，那么植物是怎樣感受到光照的呢？植物具有能接受光信號的分子，例如:光敏色素光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)2.植物具有接受光信號的分子——光敏色素(1)

化學(xué)本質(zhì):(2)

分布:(3)吸收光的類型:

蛋白質(zhì)(色素—蛋白復(fù)合體)植物的各個部位其中在分生組織的細(xì)胞內(nèi)比較豐富。主要是紅光和遠(yuǎn)紅光光敏素有Pr和Pfr兩種狀態(tài)，能夠相互轉(zhuǎn)換。Pr在紅光照射下快速變?yōu)镻fr，Pfr在遠(yuǎn)紅光的照射下慢慢變?yōu)镻r。Pr構(gòu)象不具有生物學(xué)效應(yīng)，Pfr構(gòu)象具有生物學(xué)效應(yīng)感光區(qū)域酶活性區(qū)域光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)3.光調(diào)控植物生長發(fā)育的反應(yīng)機(jī)制PrPfr①感受信號②傳遞信號③做出反應(yīng)④生物學(xué)效應(yīng)光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)RNADNA翻譯②③①④①光敏色素被激活，構(gòu)象發(fā)生變化。②信號經(jīng)過轉(zhuǎn)導(dǎo)，傳遞到細(xì)胞核內(nèi)。③調(diào)控細(xì)胞核內(nèi)特定基因的轉(zhuǎn)錄④表現(xiàn)出生物學(xué)效應(yīng)光敏色素光環(huán)境或生理信號受體生物學(xué)效應(yīng)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)基因表達(dá)3.光調(diào)控植物生長發(fā)育的反應(yīng)機(jī)制

光敏色素是光的受體，光僅是一種信號；光合色素包括葉綠素和類胡蘿卜素，能吸收、傳遞并轉(zhuǎn)化光能儲存在有機(jī)物中，是自然界各種生物的能量和物質(zhì)基礎(chǔ)?！緳z測2】如圖是植物體生長和休眠的部分調(diào)節(jié)過程，下列相關(guān)說法不正確的是()與ABA的產(chǎn)生從根本上來說是植物基因組選擇性表達(dá)的結(jié)果與ABA的效應(yīng)在一定程度上相拮抗，共同對植物的生長發(fā)育起調(diào)節(jié)作用與ABA的產(chǎn)生受光照的影響與ABA在植物不同器官和組織中的含量往往相同D課堂檢測【檢測1】自然界中，植物開花需要光信息刺激，當(dāng)日照時間達(dá)到一定長度時，植物才能開花，下列相關(guān)說法錯誤的是(

)A.植物對日照時間的感知跟光敏色素有關(guān)B.該現(xiàn)象說明光作為信號影響植物生長發(fā)育的全過程C.日照時間對植物開花的調(diào)節(jié)本質(zhì)上是對基因程序性表達(dá)的調(diào)控D.可以通過人為地控制光照時間達(dá)到使花卉分批上市的目的B課堂檢測參與調(diào)節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素1.溫度1.樹木的年輪與季節(jié)的溫度變化有什么直接關(guān)系？討論年輪的形成，是樹木生長對一年中不同時期環(huán)境溫度反應(yīng)的結(jié)果?！嘿Y料1』顏色較淺的寬帶顏色較深的細(xì)帶春夏季，溫度高，雨量多秋冬季，溫度低，雨量少細(xì)胞分裂快，細(xì)胞體積大細(xì)胞分裂慢，細(xì)胞體積小一年參與調(diào)節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素『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(dǎo)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。2.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？討論這樣可以避免出現(xiàn)在冬季來臨之前開花從而無法正常結(jié)果的情況。1.溫度3.關(guān)于溫度參與調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的實(shí)例，你還能舉出一些嗎？光合作用:夏日正午光照充足，但因蒸騰作用強(qiáng)，氣孔關(guān)閉，CO2進(jìn)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。參與調(diào)節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素1.溫度(1)隨著季節(jié)輪回，氣溫___________，植物____、____、_____、______，生命活動的節(jié)奏追隨著季節(jié)的步伐。(2)隨著晝夜交替，氣溫_________，植物的_____也會有_____和______之分。(3)植物的所有生理活動都是在__________________進(jìn)行；(4)溫度可以通過影響_________、________、________和

、_______等生命活動，從而參與調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育。(5)植物分布的_________很大程度上就是由溫度決定的；周期性變化發(fā)芽開花落葉休眠午高夜低代謝旺盛緩慢一定的溫度范圍內(nèi)種子萌發(fā)植株生長開花結(jié)果葉的衰老脫落地域性課堂檢測【檢測3】某些植物必須經(jīng)過春化作用(用低溫誘導(dǎo))才能開花結(jié)實(shí)。如表是對冬小麥進(jìn)行春化處理的研究結(jié)果,下列說法錯誤的是()處理方式未經(jīng)低溫處理經(jīng)低溫處理先低溫處理后高溫處理檢測結(jié)果沒有某些特殊蛋白質(zhì)有某些特殊蛋白質(zhì)出現(xiàn)某些特殊蛋白質(zhì)，高溫處理后這些蛋白質(zhì)消失現(xiàn)象不能抽穗開花抽穗開花不能抽穗開花A.溫度可以決定冬小麥?zhǔn)欠癯樗腴_花B.高溫可以解除冬小麥的春化作用C.春化作用產(chǎn)生的特殊蛋白質(zhì)是低溫誘導(dǎo)基因突變的結(jié)果D.北方春季補(bǔ)種的冬小麥只會長苗不會開花結(jié)果C參與調(diào)節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素2.重力低濃度促進(jìn)生長高濃度抑制生長低濃度促進(jìn)生長高濃度促進(jìn)生長思考.植物如何感受重力作用，從而使生長素由遠(yuǎn)地側(cè)向近地側(cè)運(yùn)輸？參與調(diào)節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素(1)重力是調(diào)節(jié)植物________和__________的重要環(huán)境因素。生長發(fā)育形態(tài)建成

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.重力思考.根的向地生長和莖的背地生長有什么意義呢？參與調(diào)節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素(2)調(diào)節(jié)機(jī)理植物的根、莖中具有感受重力的物質(zhì)和細(xì)胞，可以將重力信號轉(zhuǎn)換成運(yùn)輸生長素的信號，造成生長素分布的不均衡，從而調(diào)節(jié)植物的生長方向。2.重力參與調(diào)節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素2.重力(3)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。參與調(diào)節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素2.重力(3)淀粉—平衡石假說①向地性的機(jī)理——根尖垂直放置時②向地性的機(jī)理——根尖水平放置時參與調(diào)節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素(3)淀粉—平衡石假說促進(jìn)生長抑制生長皮層中柱根冠淀粉體平衡石細(xì)胞重力方向改變平衡石細(xì)胞中的“淀粉體”會沿著重力方向沉降引起一系列信號分子的改變對植物生長產(chǎn)生影響2.重力『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已有的研究表明，根是靠根冠中的細(xì)胞感受重力，從而引起向地性生長的。真的是這樣嗎？我們可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行驗(yàn)證。發(fā)芽的玉米粒提示：實(shí)驗(yàn)可以用剛剛萌發(fā)的玉米粒（實(shí)際上是潁果，農(nóng)業(yè)上稱為種子）為材料。為便于觀察，可以在培養(yǎng)皿中鋪上濕棉花，將剛萌發(fā)的玉米粒放在其中培養(yǎng)。為驗(yàn)證到底是否是根冠感受重力，引起根的向地生長，應(yīng)該怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)組、對照組？參與調(diào)節(jié)植