5.4 环境因素参与调节植物的生命活动课件高二上学期生物人教版（2019）选择性必修1

第4节第5章植物生命的调节人教版高中生物选择性必修1环境因素参与调节植物的生命活动高等植物的生长发育是受环境因素调节的。光、温度、重力对植物生长发育的调节尤为重要。

光是植物进行光合作用的能量来源。高等植物的生长发育是受环境因素调节的。光、温度、重力对植物生长发育的调节尤为重要。向光侧背光侧光茎的向光性茎的向光性，光是提供能量的作用吗？分析光对植物生长发育的调节机制任务一资料1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、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、番茄）的种子萌发，则受光的抑制。研究发现，萌发需要光的种子一般较小，储藏的营养物质也很少。不萌发早熟禾毛蕊花有光比无光萌发更好洋葱番茄萌发烟草、莴苣的种子萌发光抑制种子萌发1.光影响种子萌发分析光对植物生长发育的调节机制任务一(1)许多种子萌发时是没有

的，不能进行

，所以光不提供能量。资料1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、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、番茄）的种子萌发，则受光的抑制。研究发现，萌发需要光的种子一般较小，储藏的营养物质也很少。叶绿素光合作用(2)推测光调节种子萌发的机制可能是光本身是植物种子萌发过程中的一种

。信号分子分析光对植物生长发育的调节机制任务一2.光影响植物的颜色和形态豆芽：无光条件豆苗：有光条件思考：在这个过程中，在这个过程中，光促使

的合成从而使豆苗变成绿色，也会影响豆苗的

。结论：光影响植物的颜色和形态建成。资料2

豆芽是在黑暗的环境中培育的，细胞中不含叶绿素，茎比在光下要长很多。豆芽一旦见光，就会发生形态变化并长成豆苗。叶绿素形态分析光对植物生长发育的调节机制任务一3.光调节植物开花菠菜菊水稻黄瓜向日葵棉花处理火龙果开花朵数补光6小时54补光5小时47补光4小时44不补光9思考：决定植物是否开花的环境因素是什么？光照时长。资料3

植物开花条件：菠菜——白天光照时长超过13h；菊、水稻——白天短于一定光照时长；黄瓜、棉花、向日葵——和白天光照时长无关。分析光对植物生长发育的调节机制任务一4.光信号在植物体内的转换结论：光信号在植物体内被转换为化学物质信号。光的调控种子萌发植株生长开花衰老均受到①光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。②光是植物进行光合作用的能量来源。植物是如何感受到光照？光是如何调控植物生长发育的呢？1光的作用2光信号传导的结构基础之一光敏色素Ⅰ.一类蛋白质（色素—蛋白复合体）Ⅱ.分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。Ⅲ.受到光照时，光敏色素结构会发生改变。红光远红光光敏色素激活态相关信息

光敏色素主要吸收红光和远红光。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。（教材P106）。3光调控植物生长发育的反应机制参照教材图5－12，尝试用文字和箭头构建光信号转换过程模型。感受信号传导信号发生反应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Ⅰ.光敏色素被激活，结构发生变化

Ⅱ.信号经过转导，传递到细胞核内Ⅲ.细胞核内特定基因的转录变化Ⅳ.表现出生物学效应光信号激活光敏色素信息传递系统细胞核影响特定基因转录变化（DNA→mRNA）翻译生物学效应（蛋白质）3光调控植物生长发育的反应机制环境或生理信号受体信号转导基因表达生物学效应反应过程生长素生长素受体信号转导基因表达生物学效应光光敏色素信号转导基因表达生物学效应光RNA蛋白质细胞核内特定基因的转录变化(表达)表现出生物学效应光敏色素被激活，结构发生变化信号经过信息传递系统的传导，传递到细胞核内照射转录翻译感受信号传导信号发生反应跟踪训练1.(2023·聊城高二期末)植物光敏色素是一类色素—蛋白复合体，有红光吸收型(Pr)和远红光吸收型(Pfr)。无活性的Pr在细胞质中合成，接受红光刺激后可转化为有活性的Pfr并转移到细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应。下列叙述错误的是A.光敏色素分布在植物的各个部位，分生组织中尤为丰富B.光敏色素接受光刺激后传递信号，影响相关基因的表达C.Pfr和Pr活性不同是由于其空间结构不同D.在光合作用中，光敏色素能够吸收、传递、转化光能√在光合作用中，光合色素能吸收、传递和转化光能，D错误。分析温度和重力对植物生长发育的调节任务二思考：(1)树木年轮的形成，是树木对一年中不同时期

反应的结果。资料1：温度变化使树干出现年轮年轮形成的原因：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。环境温度1．温度参与植物生长发育的调节分析温度和重力对植物生长发育的调节任务二资料2：温度影响冬小麦开花冬小麦：9-10月播种，经过冬天后，来年春天开花结果。实践：在春季播种冬小麦，会使得麦苗夏季旺长却不开花或者开花太晚，造成减产。思考：(2)有的植物需要经过春化作用才能开花，可以避免出现______________

的情况。植物在冬季来临之前开花从而无法正常结果冬小麦1．温度参与植物生长发育的调节1温度参与植物生长发育的调节（1）随着季节轮回、气温周期性变化，植物发芽、开花、落叶、休眠，追随季节的步伐。（2）随着昼夜交替，气温午高夜低，植物的代谢有旺盛和缓慢之分。（3）植物的所有生理活动均在一定温度范围内进行。如种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等。（4）植物分布的地域性很大程度由温度决定。西双版纳热带雨林温带常绿阔叶林落叶阔叶林针叶林种子萌发后，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。1.茎和根的生长是受哪种因素调节的？思考·讨论：2.如果将该幼苗横放在太空中的“天宫二号”内，它们的根、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。由重力因素调节的。3.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。茎向上生长二、参与调节植物生命活动的其他环境因素——重力光的调控提问相关信息HOWPLANTSFEELGRAVITY02植物感受重力的机制平衡石细胞淀粉体根尖分生区根冠重力植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞将重力信号转换成运输生长素的信号造成生长素分布不均衡调节植物的生长方向①“淀粉—平衡石假说”Ⅰ.是被普遍承认的一种解释重力对植物生长调节的机制。Ⅱ.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。二、参与调节植物生命活动的其他环境因素——重力光的调控提问相关信息①“淀粉—平衡石假说”重力方向发生改变对植物生长产生影响引起一些列信号分子的改变平衡石细胞中的“淀粉粒”会沿着重力方向沉降重力重力二、参与调节植物生命活动的其他环境因素——重力平衡石细胞中的“淀粉粒”会沿着重力方向沉降引起一些列信号分子的改变对植物生长产生影响重力方向发生改变机理：①垂直时淀粉体对平衡石细胞底部内质网压力均等②水平时不均等。①“淀粉—平衡石假说”如影响生长素的运输，导致生长素沿着重力刺激的方向不对称分布二、参与调节植物生命活动的其他环境因素——重力①“淀粉—平衡石假说”IAAIAAIAA①生长素运往根冠。②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。伸长区根冠淀粉粒Ⅰ.根尖垂直放置时二、参与调节植物生命活动的其他环境因素——重力①“淀粉—平衡石假说”Ⅱ.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。胚芽鞘的向光性和根的向低性产生原因胚芽鞘的向光性根的向地性光敏色素是感光分子胚芽鞘尖端感光，生长素发生横向运输，分布不均等，使得尖端以下部位向光侧生长慢，背光侧生长快根冠存在一种感受重力的分子或结构引起生长素的重新分布，分布不均的生长素传递到伸长区后，使根出现向地性二、参与调节植物生命活动的其他环境因素——重力外因：重力引起生长素在植物体内分布不均匀。内因：根、茎对生长素的敏感程度不同①根对生长素敏感，浓度高抑制生长；②茎对生长素不敏感，浓度高促进生长。根的向地性和茎的背地性产生原因重力植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞将重力信号转换成运输生长素的信号影响生长素的运输，导致生长素沿着重力刺激的方向不对称分布(近地侧浓度高)根向地生长根对生长素敏感茎对生长素较不敏感茎背地生长根的近地侧生长受抑制茎的近地侧生长较快验证实验：验证植物向地性的感受部位在根冠EXPERIMENTS已有的研究表明，植物的根是靠根冠中的细胞感受重力，从而引起根的向地生长。真的是这样吗？我们能否设计实验进行验证？根冠：根尖顶端分生区：细胞分裂伸长区：细胞伸长根毛区：吸收物质根尖的结构1.实验原理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。验证实验：验证植物向地性的感受部位在根冠EXPERIMENTS2.实验设计实验材料：刚刚萌发的玉米粒自变量：因变量：根冠的有无根的生长方向预期结果：对照组植物根具有向地性、实验组植物根失去了向地性。对照组：实验组：完整的刚刚萌发玉米粒去掉根冠的刚刚萌发玉米粒发芽的玉米粒验证实验：验证植物向地性的感受部位在根冠EXPERIMENTS设计实验证明根冠感受重力——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0.5

mm，根依然失去了向地性硝酸银灼烧根尖结果类似——加法原理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跟踪训练下列分析正确的是A.重力是调节植物生长发育和形态建成的唯一重要环境因素B.在水平放置的根中，近地侧生长慢的原因是其IAA浓度高于远地侧C.IAA在根部只能从形态学上端(根冠)向形态学下端(伸长区)运输D.根向重力生长与平衡石细胞中的淀粉体将重力信号转换成合成生长素

的信号有关√3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、细胞之间的协调和配合。植物生长发育的调控，是由基因表达的调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。植物生长发育基因表达植物激素影响调控环境因素光、温度、重力改变分布影响表达生长素、赤霉素、乙烯细胞分裂素、脱落酸、跟踪训练4.植物的生长发育的调控，是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的(三者关系如图所示)。下列说法不正确的是A.图中a、b、c依次代表植物激素、基因

和环境因素B.单侧光照可以影响生长素在胚芽鞘伸长

区的横向运输体现c改变a的分布C.赤霉素调控萌发大麦种子α-淀粉酶基因表达体现a对b的影响D.a的产生和分布是b调控的结果，也受到c的影响√思考·讨论1、由上述实验结果可以得出什么结论？科学家用红光和红外光依次照射的方法，对一批莴苣种子进行处理，然后置于暗处。一段时间后，这些莴苣种子的发芽情况如下表所示。拓展应用组别光照射处理方式发芽情况对照组无光照不发芽组1红光发芽组2红光→红外光不发芽组3红光→红外光→红光发芽组4红光→红外光→红光→红外光不发芽答1：红光促进莴苣种子发芽，红外光抑制莴苣种子发芽。科学家用红光和红外光依次照射的方法，对一批莴苣种子进行处理，然后置于暗处。一段时间后，这些莴苣种子的发芽情况如下表所示。拓展应用组别光照射处理方式发芽情况对照组无光照不发芽组1红光发芽组2红光→红外光不发芽组3红光→红外光→红光发芽组4红光→红外光→红光→红外光不发芽思考·讨论2、如果经过红光和远红光处理后，将莴苣种子置于自然光下而不是黑暗条件下，莴苣种子的发芽情况会如何？答2：莴苣种子会发芽，因为自然光中包含红光和红外光。莴苣种子对红光更敏感，因此在自然光照射下会发芽。课堂升华CLASSROOMSUBLIMATION1、一颗小小的望天树种子可以生长发育成参天大树。判断下列相关表述是否正确。1）它的生长发育完全由植物激素控制。（）2）调控它生长发育的环境因素有光照、温度、重力等。（）3）它的生长发育是基因表达调控的结果。（）2、园林工人为使灌木围成的绿篱长得茂密、整齐，需要对绿篱定期修剪，其目的是（）A.抑制侧芽生长

B.抑制顶端优势

C.抑制向光性生长

D.抑制其开花结果3、用适宜浓度的生长素处理未受粉的番茄雌蕊柱头，可得到无子番茄，这种果实细胞中的染色体数目为（）A.与卵细胞染色体数目一样

B.是受精卵染色体数目一半C.与体细胞中染色体数目一样

D.比受精卵染色体数目多一倍课堂升华CLASSROOMSUBLIMATION4、以下关于植物激素的说法，错误的是（）A.植物激素能促进植物生长

B.植物激素是一类化学物质C.植物激素在植物体内含量很少D.植物激素不直接参与细胞内的代谢活动5、果实的生长发育和成熟，受多种激素调节。下列叙述正确的是（）A.细胞分裂素促进果实生长B.乙烯抑制果实的生长和成熟C.脱落酸促进细胞分裂和果实脱落

D.生长素对果实的发育和成熟没有影响课堂升华CLASSROOMSUBLIMATION6、研究人员进行了多种植物激素对豌豆植株侧芽生长影响的实验，结果如图所示。1）比较曲线a、b、c与d可知______对侧芽的生长有抑制作用，其中起作用的主要激素是________，而且____________（激素）能解除这种激素的抑制作用。在保留顶芽的情况下，除了c所采用的措施，还可通过喷施________的化合物促进侧芽生长。顶芽生长素细胞分裂素赤霉素课堂升华CLASSROOMSUBLIMATION6、研究人员进行了多种植物激素对豌豆植株侧芽生长影响的实验，结果如图所示。2）比较曲线a与b可知，赤霉素能明显促进____________。推测：在完整豌豆植株的顶芽中，赤霉素产生于______组织。3）据图中信息，推测侧芽生长速度不同的原因是侧芽内_____________________________浓度或比例的改变。侧芽生长分生生长素与赤霉素、细胞分裂素课堂升华CLASSROOMSUBLIMATION7、当干旱发生时，植物之间是否会交流信息呢？如果有信息交流，是通过地上信号还是地下信号呢？为了探究这些问题，有研究者设计了如下实验。将11株盆栽豌豆等距排列，6~11号植株在根部有管子相通，这样在不移动土壤的情况下，化学信息可以通过管子进行交流；1~6号的根部不联系（如下图）。根部不联系根部联系1234567891110高渗透压刺激课堂升华CLASSROOMSUBLIMATION

用高浓度的甘露醇浇灌（高渗透压，模拟干旱）来刺激6号植株，15min后，测定所有植株的气孔开放度。对照组是用水浇灌6号植株。结果如下图所示。1）对照组的实验结果说明了什么？对照组的结果说明，在不受干旱胁迫时，各植株的气孔开放度无显著差异。2）在干旱条件下，6〜8号植株与9〜11号植株相比，气孔的开放度有什么不一样？在于旱条件下，6~8号植株的气孔开放度显著低于9~11号，且越远离6号的植株的气孔开放度越大。课堂升华CLASSROOMSUBLIMATION

用高浓度的甘露醇浇灌（高渗透压，模拟干旱）来刺激6号植株，15min后，测定所有植株的气孔开放度。对照组是用水浇灌6号植株。结果如下图所示。3）这些数据支持“当干旱发生时，植物之间会交流信息”这一观点吗？如果会，是通过地上部分还是地下部分交流信息的？这些数据支持该观点。植物可以通过地下部分交流信息。4）在对6号植株进行干旱诱导后1h，再次测定所有植株的气孔开放度，发现6~11号植株的气孔大多数都关闭了。这是为什么？对6号植株进行持续1h的干旱胁迫，该植株根部会源源不断地产生胁迫信号，通过地下通路传递给7~11号植株；这些植株的根部感知到该信号，作出关闭气孔的响应，以避免散失不必要的水分。6.关于植物向光性的原因有以下三种解释：解释1：单侧光照射下，向光侧的生长素向背光侧横向转移。解释2：单侧光照射下，向光侧的生长素被分解。解释3：单侧光照射下，抑制生长的物质分布不均匀。为此，有人做了如图所示探究实验(将胚芽鞘尖端分别置于不含生长素的琼脂块上，并进行不同处理，一段时间后，测定琼脂块中的生长素含量，并分别用a～d表示)。请完成填空。大本P823.下列有关生长素浓度对植物的作用效果，相似的是(

)A.根的向地性和茎的背地性 B.植物的向光性和顶端优势C.根的向地性和植物的向光性 D.茎的背地性和植物的向光性解析：根的向地性体现了生长素的作用具有低浓度促进生长、高浓度抑制生长的特点；茎的背地性体现生长素对植物具有促进生长的作用；植物的向光性体现生长素对植物具有促进生长的作用；顶端优势体现生长素的作用具有低浓度促进生长、高浓度抑制生长的特点，D正确。D大本P88大本P88D3.下列说法正确的是(

)A.根的向重力性和胚芽鞘的向光性都体现了生长素具有“低浓度促进生长、高浓度抑制生长”的特点B.如果将含有生长素的琼脂块放置在去掉尖端胚芽鞘的正中间，并给予单侧光照射，胚芽鞘将向光弯曲生长C.小麦花期遇到连续阴雨天气影响受粉，用一定浓度的生长素类调节剂处理可避免减产D.棉花栽培过程中去除顶芽可促进侧芽的生长，提高棉花产量A4.生长素对植物生长的调节作用具有“促进”或“抑制”的特点。如图所示，P点表示对植物生长既不促进也不抑制的生长素浓度。该图能表示(

)A.去掉顶芽后侧芽生长素浓度的变化B.胚芽鞘尖端向光侧生长素浓度的变化C.水平放置后根近地侧生长素浓度的变化D.水平放置后茎远地侧生长素浓度的变化大本P88大本P88(2)如图表示不同浓度生长素对芽生长的影响。当植物表现出顶端优势时，最靠近顶芽的侧芽所含生长素的浓度为________(用图中字母表示)。(3)要得到番茄的无子果实，需将一定浓度的生长素溶液滴在雌蕊的柱头上，处理的时期和条件是_____________________。(4)带芽的枝条扦插容易成活的原因是___________________________________________________________。c花蕾期、去掉雄蕊

枝条上的芽能够产生生长素，促进扦插的枝条生根，利于成活【

学以致用

】C3.苹果果实发育和成熟过程中，赤霉素、乙烯、细胞分裂素等激素变化情况如图所示，下列分析中合理的是(

)A.曲线a、b、c分别代表赤霉素、细胞分裂素和乙烯B.在果实生长发育的各阶段，生长素都起主要作用C.b在果实发育前两个阶段主要发挥了促进细胞分裂、分化和伸长的作用D.苹果树的生长发育也是图中四种植物激素共同调节的结果大本P933.胚芽鞘向光弯曲生长这一反应的因果顺序排列正确的是(

)a.单侧光照射胚芽鞘尖端b.胚芽鞘尖端感受单侧光刺激c.生长素在背光一侧分布较多d.胚芽鞘向光弯曲生长e.背光一侧细胞生长较快f.胚芽鞘尖端合成生长素A小本P14511.为探究生长调节物质CFM对IAA的极性运输是否有抑制作用,取豌豆幼苗茎切段进行对照实验,实验组设计如图所示。下列叙述错误的是(

)BA.该实验不宜选取成熟茎切段进行相关操作B.对照组豌豆幼苗茎切段形态学上端朝下C.可用放射性同位素标记IAA作为测试指标D.比较两组实验受体中IAA的含量可得出实验结论小本P1462.现有甲、乙、丙枝条切去顶芽，丁枝条顶芽不切除。将切下的乙顶芽放回原位置，将切下的丙顶芽放置在琼脂块上一段时间后将琼脂块置于原丙顶芽位置。四组枝条均给予图示单侧光照。下列对实验结果的预测正确的是(

)AA.最先发育为侧枝的是侧芽① B.主枝直立生长的只有甲和丙C.能弯向光源生长的只有丁 D.丁中侧芽④较侧芽⑤优先生长小本P147A.在单侧光的作用下，若胚芽鞘生长素浓度向光侧为a，则背光侧为bB.将植物体水平放置，若根部近地侧生长素浓度为c,则远地侧为dC.若曲线Ⅰ表示生长素对植物茎的作用，则曲线Ⅱ表示对根的作用D.若曲线Ⅰ表示生长素对双子叶杂草的作用，则曲线Ⅱ表示生长素对单子叶植物的作用8.如图表示植物生长单位长度所需的时间与生长素浓度的关系，那么(

)D小本P1473.将一玉米幼苗固定在支架上，支架固定在温、湿度适宜且