資源簡介

(共35張PPT)
選擇性必修1
第5章 第4節
環境因素參與植物生命活動調節
為綠色植物光合作用提供能量
光對植物的影響：
？對于植物來說，光只是起提供能量的作用嗎
一、光對植物生長發育的調節
思考 討論
閱讀教材105頁資料1、資料2、資料3的相關內容，思考光在植物生長發育的哪些方面發揮了調節作用？
資料1 少數植物（如煙草和萵苣）的種子，需要在有光的條件下才能萌發。
有些植物（如早熟禾、毛蕊花）的種子在有光條件下萌發的好一些。
還有一些植物（如洋蔥、番茄）的種子萌發則受光的抑制。
研究發現，萌發需要光的種子一般較小，儲藏的營養物質也很少。
思考 討論
問題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。
資料2 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。
豆芽（黑暗中培育）
豆苗見光培育
思考 討論
問題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。
資料3 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。
思考 討論
問題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
是光照時長( 黑暗時長)在起作用；與植物激素的分泌有關。
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——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，能保證正常地繁衍后代，這也是植物對環境的適應。
思考 討論
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；
（2）光作為一種信號，影響、調控植物生長、發育的全過程。
在自然界中，種子萌發，植株生長、開花、衰老等等，都會受到光的調控。植物的向光性生長，實際上也是植物對光刺激的反應。
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
實驗研究：
紅光和遠紅光對萵苣種子萌發的影響
(Borthwick等，1952)
科學家用紅光和遠紅光依次照射的方法，對一批萵苣種子進行處理，然后置于暗處。一段時間后，這些萵苣種子的發芽情況如下表所示。
問題1.萵苣種子對哪一種光的反應更敏感？
紅光
問題2.由上述實驗結果可以得出什么結論？
紅光促進萵苣種子發芽，紅外光抑制萵苣種子發芽。
問題3.如果經過紅光和遠紅光處理后，將萵苣種子置于自然光下而不是黑暗條件下，萵苣種子的發芽情況會如何？
萵苣種子會發芽，因為自然光中包含紅光和紅外光。萵苣種子對紅光更敏感，因此在自然光照射下會發芽。
1959年Butler等研制出雙波長分光光度計，測定玉米黃化幼苗的吸收光譜，發現：
科學家猜測這種紅光和遠紅光可逆轉換的光受體可能是兩種形式的單一色素
1960科學家從植物體內分離出這種光受體，命名為光敏色素（一種色素-蛋白復合體）。
（1）用紅光處理后，幼苗的吸收光譜中對紅光區域吸收減少，而對遠紅光區域吸收增多；
（2）用遠紅光處理后，幼苗的吸收光譜中對紅光區域吸收增多，遠紅光區域吸收消失。
（3）紅光、遠紅光輪流照射后，吸收光譜可多次的可逆變化。
2.光信號傳導的結構基礎之一——光敏色素
（1）化學本質：蛋白質（色素——蛋白復合體）
（2）分布：植物的各個部位，其中在分生組織的細胞內比較豐富。
（3）吸收光的類型：主要是紅光和遠紅光。
植物體內除了光敏色素，還有感受藍光的受體?？梢哉J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。
一、光對植物生長發育的調節
3.光調控植物生長發育的反應機制
參照教材P106圖5-12，請用“文字和箭頭”方式 ，嘗試構建光調控植物生長發育的反應機制模型。
感受信號
傳導信號
發生反應
信號經過傳導，傳遞到細胞核內
表現出生物學效應
翻譯
RNA
光敏色素被激活，結構發生變化
DNA
細胞核內特定
基因的轉錄變化
光
光敏色素被激活，結構發生變化
照射
信號經過信息傳遞系統的傳導，傳遞到細胞核內
細胞核內特定基因的轉錄變化（表達）
轉錄
RNA
翻譯
蛋白質
表現出生物學效應
感受信號
傳導信號
發生反應
“人間四月芳菲盡，
山寺桃花始盛開”
二、參與調節植物生命活動的其他環境因素
閱讀教材107頁資料1、資料2的相關內容，思考其他環境因素是如何參與植物生命活動的調節的呢？
思考 討論
問題1 樹木的年輪與季節的溫度變化有什么直接關系？
資料1
溫帶地區，樹木年復一年地加粗，構成一圈圈年輪，表現出季節周期性變化。年輪形成的原因是：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；在秋季細胞分裂慢、細胞體積小，樹干上形成顏色較深的帶。
思考 討論
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。
問題2 有的植物需要經過春化作用才能開花，這對于它們適應環境有什么意義？
資料2
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。如冬小麥、冬大麥、蕙蘭等。
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。
1、溫度
（1）隨著季節輪回，氣溫周期性變化，植物發芽、開花、落葉、休眠，生命活動的節奏追隨著季節的步伐；
（2）隨著晝夜交替，氣溫午高夜低，植物的代謝也會有旺盛和緩慢之分；
（3）植物的所有生理活動都是在一定的溫度范圍內進行；
（4）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；
（5）植物分布的地域性很大程度上就是由溫度決定的。
二、參與調節植物生命活動的其他環境因素
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。
1.莖和根的生長是受哪種因素調節的？
2.如果將該幼苗橫放在太空中的“天宮二號”內，它的根、莖可能會怎樣生長？為什么？
問題探討
是由重力因素調節的。
根和莖很可能會繼續橫向生長，因為太空中幾乎沒有重力。
莖向上生長
2、重力
（1）重力是調節植物生長發育和形態建成的重要環境因素。
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衡，從而調節植物的生長方向。
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
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因素
（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。
2、重力
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
向地性的機理——根尖垂直/水平放置時
大頭針固定蠶豆幼苗，水平放置90 min
切除根尖
不作處理
根尖是否向下彎曲生長
注：通常，從水平放置到發生彎曲需要幾小時
結論：水平放置時，根尖產生了某種“指令”（物質）影響了伸長區生長。
設計實驗證明根冠通過某種物質影響伸長區生長
植物的生命活動的調節主要依靠激素調節，同時受環境因素調節。光、溫度、重力對植物生長發育都有調節作用。
01
02
03
光
溫度
重力
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：植物細胞里儲存著全套基因，但是某個細胞的基因如何表達則會根據需要作調整。
2.激素調節：激素作為信息分子，會影響細胞的基因表達，從而起到調節作用。同時，激素的產生和分布是基因表達調控的結果，也受到環境因素的影響。
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。
三、植物生長發育的整體調控
三、植物生長發育的整體調控
閱讀教材108頁的相關內容，思考調節植物生長發育的環境因素、植物激素和基因表達之間的關系？
“請用箭頭的方式恰當的表示三者之間的關系”
植物生長發育的整體調控
課堂小結
反饋練習
一顆小小的望天樹種子可以長成參天大樹。判斷下列相關表述是否正確
（1）它的生長發育完全由植物激素控制 （ ）
（2）調控它的環境因素有光照、溫度、重力等 （ ）
（3）它的生長發育受基因表達的調控 （ ）
×
√
√
課外調查：
1.曇花一般夜間開花，受晝夜交替節律的影響。如果要讓曇花白天開花，可嘗試采取哪些措施？
2.網絡調查通過控制光、溫、重力等因素調控花卉、作物等生長發育的措施及應用。
然后和你的同學交流。
驗證植物根向地性的感受部位在根冠
課外實踐
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。
實驗組：去除根冠的剛剛萌發玉米種子
對照組：完整的剛剛萌發玉米種子

展開更多......

收起↑