【生物】环境因素参与调节植物的生命活动课件 2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修一.pptx

第4节 环境因素参与调节植物的生命活动1.光对植物生长发育的调节作用。2.温度、重力等参与调节植物生命活动。3.植物生长发育的整体调控问题探讨 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:是由重力因素调节的。是由重力因素调节的。根和茎很可能会继续横向生长，因为太空中几乎没有重力。根和茎很可能会继续横向生长，因为太空中几乎没有重力。2.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？1.茎和根的生长是受哪种因素调节的？说明：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都有调节作用一.光对植物生长发育的调节对于植物来说，光只是起提供能量的作用吗？资料资料1 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。烟草莴苣早熟禾早熟禾毛蕊花毛蕊花洋葱洋葱番茄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，不是，推测：光本身是植物种子萌发过程中的一种调节因子。推测：光本身是植物种子萌发过程中的一种调节因子。一.光对植物生长发育的调节资料资料2 2 豆芽是在黑暗的环境中培育的，它的细胞中不含叶绿素，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。豆芽（黑暗中培育）豆芽（黑暗中培育）豆苗见光培育豆苗见光培育从豆芽到豆苗，光对植物的颜色和形态有什么影响从豆芽到豆苗，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资料资料3 3 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。有些植物会根据昼夜长短有些植物会根据昼夜长短“决定决定”是否开花，是哪种环境是否开花，是哪种环境因素在起作用？因素在起作用？是光照时长(黑暗时长)在起作用，与植物激素的分泌有关。知识拓展知识拓展 一.光对植物生长发育的调节长日照植物：每天光期12个小时以上并经过一定天数才能开花。光周期：是指一日之内光照时间长短的变化，即在白昼与黑夜循环中日照长短的变化。我国地处北半球，春天日长逐渐增加，春天开花的植物如洋葱、甜菜、胡萝卜、莴苣、菠菜、冬小麦等多为长日照植物。短日照植物：每天光期12个小时以内并经一定天数后才能开花。我国秋天开花的植物如水稻、棉花、菜豆、大豆、秋菊等多为短日照植物。日中性植物：它们对每天光期要求范围很广，在任何日照长度条件下都能开花。例如番茄、黄瓜、茄子等。0122436光暗开花营养生长营养生长营养生长开花hX.Strumarium对光暗周期的响应ABCDE思考1：分析A组和B组，可判断该植物为_日照植物。思考2：分析A组和C组，能得出什么结论？短该植物_（是/不是）通过感受持续光照来调节开花的。思考3：分析A组和D组，能得出什么结论？该植物是通过感受_来调节开花的。不是持续黑暗长日照植物 =短夜植物短日照植物 =长夜植物 无论是长日照植物还是短日照植物，感受光周期刺激的部位都是叶片。萌发需要光照的种子一般较小，这是对环境的适应萌发后立即进行光合作用，从而避免在无光条件下萌发后“饿死”。植物在生长、开花过程中，跟随着光照的节奏，能保证生命活动正常进行，能保证正常地繁衍后代，这也是植物对环境的适应。4.种子发芽，植物生长，开花接受光的调控，是如何体现植物对环境的适应的？光对植物生长发育的两种作用（1）光是植物进行光合作用的能量来源；（2）光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。总总 结结一.光对植物生长发育的调节光的调控种子萌发植株生长开花衰老 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？植物具有接受光信号的分子光敏色素(其中的一种)一.光对植物生长发育的调节(1)化学本质：(2)分布：(3)吸收光的类型：蛋白质(色素蛋白复合体)植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。主要是红光和远红光。未激活未激活 激活激活酶活性酶活性区域区域感光区域感光区域 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。你能从上述实验中得出什么结论?红光促进莴苣种子发芽，红外光抑制莴苣种子发芽。课后习题课后习题P109P1091.科学家用红光和红外光依次照射的方法，对一批萬苣种子进行处理，然后置于暗处。一段时间后，这些萬苣种子的发芽情况如下表所示。光合色素与光敏色素的区别(4)光调控植物生长发育的反应机制光敏色素被激活，结构发生变化；信号经过转导，传递到细胞核内；细胞核内特定基因的转录变化；表现出生物学效应。光信号激活光敏色素信号转导细胞核特定基因转录(DNAmRNA)翻译生物学效应（蛋白质）影响感受信号传导信号发生反应 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受到光照射 除了光，温度、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.温度对植物生长发育的调节资料资料1 1 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：在春夏季细胞分裂快、细胞体积大，在树干上形成颜色较浅的带；在秋冬季细胞分裂慢、细胞体积小，树干上形成颜色较深的带。问题：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。资料资料2 2二.温度对植物生长发育的调节 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。问题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？这样可以避免出现冬季来临之前开花从而无法正常结果的情况。冬小麦蕙兰3.关于温度参与调节植物生长发育的实例，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.温度对植物生长发育的调节保卫细胞气孔张开二.温度对植物生长发育的调节1.温度对植物生长发育的调节:(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植物的地域性分布西双版纳热带季雨林西双版纳热带季雨林亚热带常绿阔叶林亚热带常绿阔叶林落叶阔叶林落叶阔叶林针叶林针叶林三.重力对植物生长发育的调节(1)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。生长发育形态建成重力ABCD远地侧近地侧根：深扎根，利于吸收水分和无机盐；茎：将枝条伸向天空，利于吸收阳光进行光合作用。(2)调节机理：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u根的向地生长和茎的背地生长有什么意义呢？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。2.重力对植物生长发育的调节:(2)淀粉平衡石假说:重力重力方向方向改变改变平衡石细胞中的平衡石细胞中的“淀粉体淀粉体”会会沿沿着重力方向着重力方向沉降沉降引起一系引起一系列列信号分信号分子的改变子的改变如通过影响生长素的如通过影响生长素的运输运输导致导致生长生长素沿着重力素沿着重力刺激的刺激的方向方向不对称分布不对称分布对植物对植物生长产生长产生影响生影响三.重力对植物生长发育的调节根和茎内含有能够感受重力的细胞平衡石细胞；平衡石细胞内含有感受重力变化的结构淀粉体。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。IAAIAAIAA伸长区根冠淀粉体向地性的机理根尖垂直放置时三.重力对植物生长发育的调节生长素运往根冠。向地性的机理根尖水平放置时四.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。环境因素调节基因表达调控在个体层次，植物生长、发育、繁殖、休眠，实际上是植物响应环境在个体层次，植物生长、发育、繁殖、休眠，实际上是植物响应环境变化，调控变化，调控 以及以及 ，最终表现在器官和个体，最终表现在器官和个体水平上的变化。水平上的变化。植物细胞里储存着植物细胞里储存着 ，但是某个细胞的基因如何表达则会，但是某个细胞的基因如何表达则会根根据需要作调整据需要作调整。植物的生长、发育、繁殖、休眠，都处在。植物的生长、发育、繁殖、休眠，都处在 的调控之下。的调控之下。激素激素产生、分布产生、分布基因表达基因表达3.环境因素调节激素作为激素作为_，会影响细胞的，会影响细胞的_，从而起到调节作用。，从而起到调节作用。同时，激素的产生和分布同时，激素的产生和分布 的结果，也受到的结果，也受到_ _ _ _ 的影响。的影响。信息分子信息分子基因表达基因表达 基因表达调控基因表达调控环境因素环境因素 2.激素调节基因适时选择性表达基因适时选择性表达全套基因全套基因1.基因表达调控四.植物生长发育的整体调控四.植物生长发育的整体调控 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？我们也可以设计实验进行验证。提示：实验可以用刚刚萌发的玉米粒（实际上是颖果，农业上称为种子）为材料。为便于观察，可在培养皿中铺上湿棉花，将刚萌发的玉米粒放在其中培养。为验证到底是否是根冠感受重力，引起根的向地生长，应该怎样设计实验组、对照组？实验探究根冠的有无根的生长方向自变量:因变量:发芽的玉米粒实验步骤:取10颗大小、萌发程度大致相同的刚刚萌发的同种玉米粒,随机分成数量相同的甲、乙两组;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；观测两组玉米粒根尖是否出现向地弯曲生长预期结果、得出结论: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。1.取材、分组、编号：2.对照处理：3.进行培养：4.观察记录：练习与应用1.一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。()一、概念检测2.请用恰当的方式表示调节植物生长发育的环境因素、植物激素和基因表达的关系。植物激素基因表达环境因素第五章 复习与提高1.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B2.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CA3.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4.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A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(2)(2)比较曲线比较曲线a a与与b b可知，赤霉素能明显促可知，赤霉素能明显促进进 。推测：在完整豌豆植推测：在完整豌豆植株的顶芽中，赤霉素产生于株的顶芽中，赤霉素产生于 组织。组织。(3)(3)据图中信息，推测侧芽生长速度不同据图中信息，推测侧芽生长速度不同的原因是侧芽内的原因是侧芽内 浓浓度或比例的改变。度或比例的改变。侧芽生长侧芽生长分生分生生长素与赤霉素、生长素与赤霉素、细胞分裂素细胞分裂素第五章 复习与提高(1)对照组的实验结果说明了什么？(2)在干旱条件下，68号植株与911号植株相比，气孔的开放度有什么不一样？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。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。在在干干旱条件下，旱条件下，6 6-8 8号植株的气孔开放度显著低于号植株的气孔开放度显著低于9 9-1111号，且越远离号，且越远离6 6号的号的植株的气孔开放度越大。植株的气孔开放度越大。(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。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1 h,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？对对6号植株进行持续号植株进行持续1h的干旱胁迫，该植株根部会源源不断地产生胁迫信号，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通过地下通路传递给711号植株；这些植株的根部感知到该信号，作出关闭号植株；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。气孔的响应，以避免散失不必要的水分。