【核心素养目标】5.4《环境因素参与调节植物的生命活动》课件(共33张PPT)

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参与调节植物的生命活动

环境因素

第5章植物生命活动的调节

第五章第四节

本节聚焦

学习目标

光是怎样调节植物生长发育的？

温度、重力等环境因素是怎样参与调节植物生长发育的？

植物接受环境因素的调节有什么适应意义？

核心素养目标

通过光、温度、重力等环境因素参与调节植物的生长发育，形成稳态与平衡观。

生命观念

通过光、温度参与植物生长发育调节的实例分析，培养用逻辑思维解决问题的能力。

科学思维

基于光、温度和重力等环境因素对植物生长发育影响的认识，分析解决生产和生活中的一些实际问题。

社会责任

问题探讨

待到秋来九月八，我花开后百花杀。

冲天香阵透长安，满城尽带黄金甲。

《不第后赋菊》

黄巢[唐]

？

菊花本在秋天开放，但现在一年四季你都可以看到色彩斑斓的菊花，这是人工调控花期的结果，你认为自然状态下影响植物开花的因素有哪些？

光、温度、水肥、土壤、植物激素

问题探讨

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，根则弯曲向下生长。

讨论

茎和根的生长是受哪种因素调节的

是由重力因素调节的。

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

根和茎很可能会继续横向生长,因为太空中几乎没有重力。

问题探讨

对于植物来说，光只是起提供能量的作用吗？

光是植物进行光合作用的能量来源

温度、重力、光等环境因素参与调节植物的生命活动。

得出结论

茎的向光性

光

向光侧

背光侧

一、光对植物生长发育的调节

少数植物（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（如早熟禾和毛蕊花）的种子在有光条件下萌发得好一些，还有一些植物（如洋葱和番茄）的种子萌发，则受光的抑制。研究发现，萌发的需要光的种子一般比较小，储藏的营养物质也很少。

毛蕊花

资料一

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

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。

资料二

讨论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。

一、光对植物生长发育的调节

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。

资料三

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？

是光照时长(黑暗时长)在起作用；与植物激素的分泌有关

思考·讨论

一品红需要低于12小时的日照时间才能开花。

菊花、水稻同理，它们开花的条件是不能超过一定的日照时间，它们都属于短日照植物。

推测:一个周期中连续黑暗时间决定是否开花。

光在植物生长发育中的调节作用

康乃馨需要超过7小时的日照时间才能开花。

菠菜、油菜同理，它们开花都需要足够的日照时间，它们都属于长日照植物。

一、光对植物生长发育的调节

讨论4:

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？

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，能保证正常地繁行后代，这也是植物对环境的适应。

一、光对植物生长发育的调节

光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。

光是植物进行光合作用的能量来源；

1.光对植物生长发育的作用:

光的调控

均受到

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？

植株

生长

衰老

种子

萌发

开花

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(其中的一种):

化学本质:

蛋白质(色素—蛋白复合体)

分布：

植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富

吸收光的类型:

主要是红光和远红光

光敏色素

感光区域

酶活性区域

植物体内除了光敏色素，还有感受蓝光的受体。可以认为，环境中的红光、蓝光，对于植物的生长发育来说，是非常关键的。

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

受到光照射

光敏色素被激活，结构发生变化

信号经过转导，传递到细胞核内

DNA

细胞核内特定基因的转录变化

RNA

翻译

表现出生物学效应

感受信号

传导信号

发生反应

表现出生物学效应

光敏色素被激活，其结构发生变化

信号经过转导传递到细胞核内

细胞核内特定基因转录变化

相应mRNA翻译出特定蛋白质

除了光，温度和重力等环境因素也会参与调节植物的生长发育。

温度和重力是如何参与植物生命活动调节呢？

二、参与调节植物生命活动的其他环境因素

温带地区，树木年复一年地加粗，构成一圈圈的年轮，表现出季节周期性变化。年轮形成的原因是：

①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；

②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。

资料一

讨论1:

树木的年轮与季节的温度变化有什么直接关系？

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

有些植物在生长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、蕙兰就是这样。

资料二

讨论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？

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。

冬小麦

蕙兰

二、参与调节植物生命活动的其他环境因素

讨论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？

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.温度参与植物生长发育的调节的具体表现:

(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

1.温度参与植物生长发育的调节的具体表现:

西双版纳热带季雨林

温带常绿

阔叶林

落叶阔叶林

针叶林

植物的地域性分布

二、参与调节植物生命活动的其他环境因素

2.重力参与植物生长发育的调节实例

根的向地性

茎的背地性

重力是调节植物________

和__________的重要环境因素

生长发育

形态建成

【思考】根的向地生长和茎的背地生长有什么意义呢？

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。

二、参与调节植物生命活动的其他环境因素

2.重力参与植物生长发育的调节实例

淀粉—平衡石假说

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。

在根冠、胚芽鞘尖和茎的内皮层细胞中有比重比较大的淀粉体分布，受重力影响而沉积在细胞底部，起平衡石的作用。

二、参与调节植物生命活动的其他环境因素

2.重力参与植物生长发育的调节实例

淀粉—平衡石假说

根尖垂直放置时

生长素运往根冠。

根尖垂直放置时，淀粉体均匀分布在平衡石细胞底部的内质网上，内质网两侧压力相当，运往根冠的生长素均匀地运往伸长区。

淀粉体

伸长区

根冠

平衡石细胞

二、参与调节植物生命活动的其他环境因素

2.重力参与植物生长发育的调节实例

淀粉—平衡石假说

根尖水平放置时

①根尖水平放置时，淀粉体沉降到近地侧，该侧内质网压力更大。

②压力大的一侧运输更多生长素至伸长区。

③高浓度生长素抑制近地侧根尖生长。

④低浓度生长素促进远地侧根尖生长。根尖向地弯曲。

①

③

②

④

二、参与调节植物生命活动的其他环境因素

2.重力参与植物生长发育的调节实例

调节机理

植物的根、茎中具有_________的物质和细胞，可以将_____信号转换成____________的信号,造成_______的__________，从而调节植物的生长方向。

感受重力

重力

运输生长素

生长素分布

不均衡

设计实验

验证植物向地性的感受部位在根冠

根冠感受了重力方向后，通过运输物质（生长素）的量影响根尖生长方向。

是否有根冠

可采用切除根冠的方法进行处理

自变量

根是否出现向地生长

因变量:

设计实验

验证植物向地性的感受部位在根冠

减法原理

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

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

加法原理

根冠

设计实验

验证植物向地性的感受部位在根冠

实验思路

预期结果、得出结论

取大小、萌发程度大致相同的刚刚萌发的同种玉米粒若干，随机分成数量相同的甲、乙两组；

如果甲组玉米根尖不出现向地弯曲生长，乙组均出现向地弯曲生长，即可证明植物根向地性的感受部位在根冠。

去除甲组玉米粒的根冠，乙组玉米粒不作处理，分别放在两个含有湿棉花的培养皿中；

置于温度适宜的暗室中培养一段时间。

三、植物生长发育的整体调控

高等植物是由许多细胞组成的高度复杂的有机体，它的正常生长发育需要各个器官、组织和细胞之间的协调和配合。

激素

基因表达

环境

影响

产生

分布

影响

影响

基因表达调控

植物细胞里储存着全套基因，但是某个细胞的基因如何表达则会根据需要作调整。

植物的生长、发育、繁殖、休眠，都处在基因适时选择性表达的调控之下。

激素调节

激素作为信息分子，会影响细胞的基因表达，从而起到调节作用。同时，激素的产生和分布是基因表达调控的结果，也受到环境因素的影响。

环境因素调节

植物响应环境变化，调控基因表达以及激素产生、分布，最终表现在器官和个体水平上的变化。

三、植物生长发育的整体调控

植物生长发育

基因表达调控

激素

调节

环境因素调节

植物细胞里储存着全套基因

基因适时选择性表达

植物的生长、发育、繁殖、休眠等。

调控

激素是信息分子

影响

调控激素产生和分布

传递信息

细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调

环境变化

器官和个体水平上的变化

植物响应

调控基因表达以及激素的产生、分布

当堂检测

解析

1.下列关于光对植物生长发育调控的叙述，错误的是()

A.洋葱、番茄的种子需要在有光的条件下才能萌发

B.萌发需要光的种子一般较小，储藏的营养物质也很少

C.在黑暗的环境中培育的豆芽，不含叶绿素，茎比光下要长很多

D.菊、水稻要在白天短于一定的时长才能开花

烟草、莴苣的种子需要在有光的条件下才能萌发，但光会抑制洋葱、番茄的种子萌发，A错误。

A

当堂检测

2.某些植物必须经过春化作用(用低温诱导)才能开花结实。如表是对冬小麦进行春化处理的研究结果,下列说法错误的是()

A.温度可以决定冬小麦是否抽穗开花

B.高温可以解除冬小麦的春化作用

C.春化作用产生的特殊蛋白质是低温诱导基因突变的结果

D.北方春季补种的冬小麦只会长苗不会开花结果

处理方式未经低温处理经低温处理先低温处理后高温处理

检测结果没有某些特殊蛋白质有某些特