5.4環(huán)境因素參與調節(jié)植物的生命活動課件年高二上學期生物人教版選擇性必修1

“從種子到種子”全生命周期培養(yǎng)實驗種子萌發(fā)植株生長開花結果···種子萌發(fā)一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)問題一：對于植物來說，光只起提供光合作用能量的作用嗎？【資料1】少數(shù)植物的種子在有光條件下才能萌發(fā)(如煙草、萵苣、擬南芥)有些植物的種子在有光條件下萌發(fā)的更好（如早熟稻、毛蕊花）有些植物種子的萌發(fā)，受光的抑制（如洋蔥、番茄）研究發(fā)現(xiàn)，萌發(fā)需要光的種子一般比較小，儲藏的營養(yǎng)物質也很少。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？從適應性角度理解，為何體積較小的種子萌發(fā)需要光照？種子體積小，儲藏的營養(yǎng)物質少，萌發(fā)后需要立即光合作用制造有機物。1.許多種子萌發(fā)時沒有葉綠素，不能進行光合作用。2.需要光才萌發(fā)的種子并非需要持續(xù)不斷的光照，只需給予一定時間的光照即可。一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)問題一：對于植物來說，光只起提供光合作用能量的作用嗎？【資料2】

向光側背光側光光作為一種信號，影響、調控植物生長、發(fā)育的全過程。莖的向光性一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)問題二：植物如何感受光信號？【資料3】1973年，美國科學家弗林特和麥利斯特報告了萵苣種子發(fā)芽實驗：在暗箱內將固定光源通過分光鏡分解成不同波長的光源，在暗箱內利用不同波長的光源分別照射用清水浸泡過的萵苣種子，記錄種子的萌發(fā)情況如圖。結論：促進萵苣種子萌發(fā)最有效的光在

，抑制萵苣種子萌發(fā)最有效的光在

。600~700nm(紅光區(qū)）720~760nm（遠紅光區(qū)）一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)問題二：植物如何感受光信號？【資料4】1952年，美國科學家博思威克等用相同時間的紅光（簡稱Ｒ）和遠紅光（簡稱IR）交替照射萵苣種子。不同光照處理條件下，萵苣種子發(fā)芽率如表。光照處理發(fā)芽率（%）黑暗8.5R98R→IR54R→IR→R100R→IR→R→IR43R→IR→R→IR→R99R→IR→R→IR→R→IR54結論：紅光促進種子萌發(fā)，遠紅光可逆轉紅光的作用，萌發(fā)率高低取決于最后一次光照。一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)問題二：植物如何感受光信號？【資料5】1959年，巴特勒等用分光光度計從黃化的植物中檢測到了吸收紅光和遠紅光且可相互轉化的色素，經提取發(fā)現(xiàn)是一種色素蛋白。（生理失活型）（生理激活型）思考：為什么萵苣種子萌發(fā)率高低取決于最后一次照光？一、光對植物生長發(fā)育的調節(jié)問題三：在植物體內，光信號如何轉換？植物中含有一些微量的、能夠接受光信號的色素-蛋白質復合體，統(tǒng)稱為光受體，主要包括光敏色素、隱花色素、向光素、UVB受體等。光敏色素（感受紅光和遠紅光）感光區(qū)域酶活性區(qū)域發(fā)色團（感知光）具酶活性。使光與細胞內反應聯(lián)系起來。問題三：植物體內光信號如何轉換？【語言訓練】根據(jù)光調控種子萌發(fā)的反應機制示意圖，嘗試描述將擬南芥種子暴露在充足的陽光下萌發(fā)過程被啟動的全過程。注：→表示促進

表示抑制感受信號傳導信號發(fā)生反應光照射①光敏色素被激活結構發(fā)生變化②信號經過轉導，傳遞到細胞核內DNA③細胞核內特定基因的轉錄變化RNA翻譯④表現(xiàn)出生物學效應光調控植物生長發(fā)育的反應機制(1)感受信號：

(2)傳導信號：(3)發(fā)生反應：(4)表現(xiàn)出生物學效應：

細胞水平：伸長、分裂、分化、衰老等器官水平：種子萌發(fā)、生長、開花、結果等光敏色素vs光合色素？？？光敏色素被激活，

結構發(fā)生變化信號經過轉導，傳遞到細胞核內細胞核內特定基因轉錄表達變化相應mRNA翻譯出特定蛋白質化學本質作用分布合成條件光合色素光敏色素不是蛋白質蛋白質吸收、傳遞、轉化光能光受體，傳遞光信號葉綠體類囊體薄膜各個器官，尤其是分生組織細胞中葉綠素的合成需要光照有無光均可【拓展】隱花色素2（CRY2）是一種藍光受體。對野生型和CRY2功能缺失突變體擬南芥在不同光周期誘導下的開花時間進行研究，結果如圖，開花時莖基部葉片越多代表開花越遲。結論：擬南芥為

（長日照/短日照）植物。長日照【拓展】到底是日照長度還是黑暗時間長度影響植物開花？大本P120決定是否開花的因素是：一個光周期中

。連續(xù)黑暗時間二、參與調節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素1.重力根向地生長，可以深扎根，利于

；莖背地生長，可以將枝條伸向天空，利于吸收

。吸收水分和無機鹽陽光進行光合作用【合作探究]驗證:植物根的向地性感受部位在根冠?，F(xiàn)提供發(fā)芽的玉米種子，請設計實驗驗證該結論(只要寫出實驗思路)。處理預期結果對照組

不做處理

有向地性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待切去尖端后的根尖重新長出尖端恢復向地性減法原理加法原理“淀粉—平衡石假說”1、

根尖垂直放置時淀粉體均勻分布在平衡石細胞底部內質網(wǎng)上，內質網(wǎng)兩側壓力相當，運往根冠的生長素均勻地運往伸長區(qū)。IAAIAAIAA伸長區(qū)根冠淀粉粒植物是如何感受到重力刺激的呢？如何對“上下”作出反應？重力調節(jié)植物生長方向的機制：在根冠、胚芽鞘尖和莖的內皮層細胞中有比重比較大的淀粉體分布，受重力影響而沉積在細胞底部，是一種平衡石細胞。淀粉體①水平放置時，淀粉體沿著重力方向沉降到

側，導致該側壓力大。近地抑制促進②壓力大的一側運輸更多

至伸長區(qū)④低濃度的生長素_____遠地側根尖生長。根尖向

彎曲生長。③高濃度的生長素_____近地側根尖生長。生長素2、

根尖水平放置時“淀粉—平衡石假說”重力調節(jié)植物生長方向的機制：地有的植物需要經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？二、參與調節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素2.溫度現(xiàn)象：擬南芥需在幼苗期經歷一段時間的低溫誘導方可開花（春化作用），否則會一直進行營養(yǎng)生長，遲遲無法進行生殖生長。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。二、參與調節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素2.溫度【聯(lián)系實際】我國重要糧食作物冬小麥也需要經歷春花作用才能開花結實。低溫過程除了啟動開花過程外，也是后續(xù)花序正常發(fā)育與小穗結實的必備條件。請思考：（1）全球變暖導致冬天氣溫不斷升高，暖冬將給冬小麥的生長帶來什么影響？（2）對于暖冬氣候對小麥生產帶來的影響，你能提出什么對應措施？暖冬使冬小麥花序發(fā)育異常，成穗率下降；還使病原體和蟲卵更容易越冬，造成病蟲害增加（“瑞雪兆豐年”），這均會導致一定程度的減產。進行人工春化處理（悶麥法），這樣甚至可在一年內培育多代冬小麥。①春夏季：

，在樹干上形成顏色較淺的帶；②秋冬季：

，樹干上形成顏色較深的帶。溫度變化使樹干出現(xiàn)年輪年輪的形成，是樹木對一年中不同時期環(huán)境溫度反應的結果。樹木的年輪與季節(jié)的溫度變化有什么直接關系？形成原因細胞分裂快、細胞體積大細胞分裂慢、細胞體積較小二、參與調節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素2.溫度關于溫度參與調節(jié)植物生長發(fā)育的實例，你還能舉出一些嗎光合午休：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。二、參與調節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素2.溫度植物分布的地域性很大程度上就是由

決定的。西雙版納熱帶季雨林溫帶常綠闊葉林落葉闊葉林針葉林溫度二、參與調節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素2.溫度

植物生長發(fā)育的調控，是由基