資源簡介

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生物學（新人教版）
穩態與調節
第五章 植物生命活動的調節
第 4 節
環境因素參與調節
植物的生命活動
Biology
1.莖和根的生長是受哪種因素調節的？
莖向上生長
是由重力因素調節的
莖和根很可能會繼續橫向生長；因為太空中幾乎沒有重力。
種子萌發后，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。
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？
問題探討
01
02
03
光
溫度
重力
① 光影響植物種子萌發（萵苣）
結論：萵苣種子在光照一段時間后的發芽率明顯高于黑暗條件。
一、光對植物生長發育的調節
資料1
② 光影響植物種子萌發（煙草）
結論：煙草種子在光照/黑暗條件下的發芽率明顯高于完全黑暗條件。
處 理 發芽率（%）
全黑暗 6.67
光照/黑暗 91.00
一、光對植物生長發育的調節
資料2
少數植物（如煙草、萵苣）的種子，需要有光的條件下才能萌發。
有些植物（如早熟禾、毛蕊花）的種子在有光條件發的更好；
有些植物（如洋蔥、番茄）種子的萌發，則受光的抑制。
研究發現：萌發需要光的種子一般較小，儲存的營養物質也很少。
思考：那些需要光才能萌發的種子是需要光照給種子萌發提供能量嗎
不是。推測：光本身是植物萌發過程中的一種調節因子。
一
光對植物生長發育的調節
資料1
思考: 從豆芽到豆苗，光對植物的顏色和形態有什么影響
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。
豆芽是在黑暗的環境中培育的，它的細胞中不含有葉綠素，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，就會發生形態變化并長成豆苗。
一
光對植物生長發育的調節
資料2
很多植物的開花與晝夜長短有關。如，菠菜只有白天長度超過13小時才開花；菊、水稻則是白天短于一定時長才開花。也有植物的開花與晝夜長短無關系，如黃瓜、棉花、向日葵等。
思考：晝夜的長短“決定”是否開花，是哪種環境因素在起作用？
一
光對植物生長發育的調節
光照時長( 黑暗時長)在起作用；這與植物激素的分泌有關。
資料3
（2）光作為一種信號，影響、調控植物生長、發育的全過程。
1、光對植物生長發育的作用
（1）光是植物進行光合作用的能量來源；
思考：植物能夠對光作出反應，表明植物可以感知光信號，并據此調整生長發育，那么植物是怎樣感受到光照的呢？
一
光對植物生長發育的調節
光調控
衰老
開花
植株
生長
種子
萌發
2、 植物具有接受光信號的分子——光敏色素（其中的一種）
（1）化學本質：
（2）分布：
蛋白質（色素——蛋白復合體）
（3）吸收光的類型：
植物的各個部位，
主要是紅光和遠紅光。
其中在分生組織的細胞內比較豐富。
一
光對植物生長發育的調節
相關信息
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。可以認為，環境中的紅光、藍光，對于植物的生長發育來說，是非常關鍵的。
光敏色素
3、光調控植物生長發育的反應機制
一
光對植物生長發育的調節
光敏色素被激活，結構發生變化
信號經過轉導，傳遞到細胞核內
特定基因轉錄
翻譯
表現出生物學效應
問題：光敏色素與光合色素有哪些區別？
思考：樹木的年輪與季節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境溫度反應的結果。
溫帶地區，樹木年復一年的加粗，構成一圈圈的年輪，
表現出季節周期性變化。年輪形成的原因是：
① 春夏季：細胞分裂快、細胞體積大，形成顏色較淺的帶；
② 秋冬季：細胞分裂慢、細胞體積小，形成顏色較深的帶。
二
參與調節植物生命活動的其他環境條件
資料1
1.溫度參與植物生長發育的調節
有些植物在生長期需要經歷一段時期的低溫之后才能開花。這種經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。
思考：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境有什么意義？
這樣可以避免出現在冬季來臨之前開花從而無法正常結果的情況。
二
參與調節植物生命活動的其他環境條件
資料2
1.溫度參與植物生長發育的調節
冰雪下的冬小麥
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。
思考：關于溫度參與調節植物生長發育的實例，你還能舉出一些嗎？
二
參與調節植物生命活動的其他環境條件
1.溫度參與植物生長發育的調節
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
溫度可以通過影響種子萌發、植株生長、開花結果和葉的衰老、脫落等生命活動，從而參與調節植物的生長發育。
植物所有生理活動都是在一定的溫度范圍內進行。
二
參與調節植物生命活動的其他環境條件
1.溫度參與植物生長發育的調節
溫度參與植物生長發育的調節的具體表現
（1）隨著季節輪回，氣溫_____________，植物_____、_____、______、______，生命活動的節奏追隨著季節的步伐。
（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______________________進行；
（4）溫度可以通過影響__________、__________、__________和__________、_______等生命活動，從而參與調節植物的生長發育。
（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
種子萌發
植株生長
開花結果
葉的衰老
脫落
地域性
二
參與調節植物生命活動的其他環境條件
正向重力性：根順著重力方向向下生長（根的向地性）
負向重力性：莖背著重力方向向上生長（莖的背地性）
根向地生長，可以深扎根，利于吸收水分和無機鹽；
莖背地生長，可以將枝條伸向天空，利于吸收陽光進行光合作用
思考：根的向地生長和莖的背地生長有什么意義呢？
二
參與調節植物生命活動的其他環境條件
外因:
內因：
重力引起生長素在植物體內分布不均勻;
根對生長素敏感，濃度高抑制生長；
莖對生長素不敏感，濃度高促進生長。
如何解釋？
2.重力參與植物生長發育的調節
淀粉—平衡石假說：
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的。
重力方向改變
平衡石細胞中的“淀粉體”會沿著重力方向沉降
引起一系列信號分子的改變
如通過影響生長素的運輸導致生長素沿著重力刺激的方向不對稱分布
對植物生長產生影響
二
參與調節植物生命活動的其他環境條件
2.重力參與植物生長發育的調節
植物生長發育
基因表達調控
激素
調節
環境因素調節
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、發育、繁殖、休眠等。
調控
激素是信息分子
傳遞信息
細胞與細胞之間、器官與器官之間的協調
影響
調控激素產生和分布
環境變化
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
植物發育的整體調控
自變量:
是否有根冠
因變量:
根是否出現向地生長
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
四
驗證植物根向地性的感受部位在根冠
發芽的玉米粒
處理 預期結果
切去不同長度的根尖端 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
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
四
驗證植物根向地性的感受部位在根冠
——加法原理
課堂小結
(1)春化作用是指植物開花需經一定光照時長的誘導(　　)
(2)重力可調節植物生長發育，但與植物形態建成無關(　　)
(3)高等植物正常生長發育需要各個器官、組織、細胞之間的協調和配合(　　)
(4)植物的生長發育完全由植物激素調控(　　)
×
×
√
×
判斷正誤
1.下面關于光調控植物生長發育的反應機制的說法，不正確的是
A.光敏色素的本質是蛋白質
B.光敏色素主要吸收紅光、藍光
C.光通過影響光敏色素的結構影響特定基因的表達
D.光作為一種信號，影響、調控植株的生長、開花等
B
即時練習
2.下面關于溫度參與植物生長發育的調節的敘述，不正確的是
A.溫度可影響種子萌發、植株生長、開花結果等生命活動
B.冬小麥在生長期需要經歷一段時期的低溫之后才能開花
C.溫度能影響代謝的快慢
D.溫度不能決定植物分布的區域性
D
即時練習
3.下列關于植物生長發育的整體調控的敘述，錯誤的是
A.植物的生長、發育、繁殖、休眠，都處在基因適時選擇性表達的調控
之下
B.激素的產生和分布是基因表達調控的結果
C.激素的產生和分布不受環境因素影響
D.光照、溫度等環境因子變化對植物激素的合成和分解具有調節作用
C
即時練習
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