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(共21張PPT)
第5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
問題探討
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。
討論：
1.莖和根的生長是受哪種因素調節的？
是由重力因素調節的
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？
莖和根很可能會繼續橫向生長；因為太空中幾乎沒有重力
PART 01
光對植物生長發育的調節
①少數植物（如煙草、萵苣）的種子需要在有光條件下才能萌發。
②有些植物（如早熟稻、毛蕊花）的種子在有光條件下萌發得更好。
③有些植物（如洋蔥、番茄）的種子萌發，受光的抑制。
資料1
討論：
1.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。
豆芽是在黑暗的環境中培育的，它的細胞中不含葉綠素，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。
資料2
無光條件
有光條件
2.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。
討論：
很多植物的開花與晝夜長短有關。例如，菠菜只有白天長度超過13小時才開花；菊、水稻則要在白天短于一定的時長才開花。當然，也有不少植物的開花與晝夜長短沒有關系，如黃瓜、棉花、向日葵等。
資料3
3.有些植物根據晝夜長短“決定”是否開花，是哪種環境因素在起作用？這與植物激素的分泌有關系嗎？
光照時長（黑暗時長）在起作用；這與植物激素的分泌有關
討論：
討論：
4.種子發芽，植株生長、開花接受光的調控，是如何體現植物對環境的適應的？
萌發需要光照的種子一般較小，這是對環境的適應一一萌發后能立即進行光合作用，從而避免在無光條件下萌發后“餓死”；植株在生長、開花過程中，跟隨著光照的節奏，能保證生命活動正常進行，能保證正常地繁行后代，這也是植物對環境的適應。
（2）光作為一種信號，影響、調控植物生長、發育的全過程。
（1）光是植物進行光合作用的能量來源；
光對植物生長發育的作用
植株
生長
開花
衰老
種子
萌發
均受到光的調控
植物是怎樣感受到光照的呢？
光信號傳導的結構基礎——光敏色素
（1）化學本質：
（2）分布：
（3）吸收光的類型：
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。
蛋白質（色素——蛋白復合體）
植物的各個部位，其中在分生組織的細胞內比較豐富。
主要是紅光和遠紅光。
光信號傳導的結構基礎——光敏色素
（4）光敏色素作用機理
(1)感受信號：光敏色素被激活，其結構發生變化
(2)傳導信號：信號經過轉導傳遞到細胞核內
(3)發生反應：細胞核內特定基因轉錄變化
(4)表現出生物學效應：相應mRNA翻譯出特定蛋白質
光
照射
PART 02
參與調節植物生命活動的其他環境因素
溫帶地區，樹木年復一年地加粗，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：在春夏季細胞分裂快、細胞體積大，在樹干上形成顏色較淺的帶；在秋冬季細胞分裂慢、細胞體積較小，樹干上形成顏色較深的帶。
資料1
1．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。
討論：
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。
資料2
討論：
2.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。
討論：
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。
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？
溫度對植物的生長發育的作用
（1）隨著季節輪回，氣溫 變化，植物 、開花、 、休眠，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 、脫落等生命活動，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
發芽
落葉
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
地域性
西雙版納熱帶季雨林
針葉林
（1）重力是調節植物生長發育和形態建成的重要環境因素。
重力對植物的生長發育的作用
植物的根莖中具有感受重力的物質和細胞，可以將重力信號轉換成運輸生長素的信號，造成生長素分布的不均勻，從而調節植物的生長方向。
根的向地生長和莖的背地生長有什么意義呢？
討論：
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。
（1）重力是調節植物生長發育和形態建成的重要環境因素。
重力對植物的生長發育的作用
（2）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。
這種假說認;為，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。例如，當根的放置方向發生改變時，平衡石細胞中的“淀粉體”就會沿著重力方向沉降，引走起植物體內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，從而造成重力對植物生長的影響。
已有的研究表明：植物的根是靠根冠中的細胞感受重力，從而引起根的向地生長。
提示：實驗可以用剛剛萌發的玉米粒（實際上是穎果，農業上稱為種子）為材料，為了便于觀察，可在培養皿中鋪上濕棉花，將剛萌發的玉米粒放在其中培養。
課外實踐
重力對植物的生長發育的作用
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
PART 03
植物生長發育的整體調控
高等植物是由許多細胞組成的高度復雜的有機體，它的正常生長發育需要各個器官、組織和細胞之間的協調和配合。
1、基因表達調控
植物細胞里儲存著 ，但是某個細胞的基因如何表達則會 。植物的生長、發育、繁殖、休眠，都處在 的調控之下。
2、 激素調節
激素作為 ，會影響細胞的 ，從而起到 。同時，激素的產生和分布是 ，也受到 。
3、 環境因素調節
植物響應環境變化，調控基因表達以及激素產生、分布，最終表現在器官和個體水平上的變化。
全套基因
根據需要作調整
基因適時選擇性表達
信息分子
基因表達
調節作用
基因表達調控的結果
環境因素的影響
適時選擇性表達
植物生長發育的調控，是由基因表達調控、激素調節和環境因素調節共同完成的

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