【课件】环境因素参与调节植物的生命活动（人教版2019选择性必修1）

唤醒沉睡的种子，调控幼苗的生长。引来繁花坠满枝，瓜熟蒂落也有时。靠的是雨露阳光，离不开信息分子。第5章植物生命活动的调节选择性必修一稳态与调节环境因素参与调节植物的生命活动第5章第4节目录

一、新课导入二、新知探究

三、课堂练习

1.说明光对植物生长发育的调节作用，简述温度、重力等参与调节植物生命活动2.阐明环境因素的调节与植物的适应性之间的关系3.举例说明植物生命活动的调节具有复杂性和整体性

学习目标种子萌发后，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：1.茎和根的生长是受哪种因素调节的？是由重力因素调节的。茎向上生长问题探讨新课导入种子萌发后，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：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？茎向上生长根和茎很可能会继续横向生长，因为太空中几乎没有重力。问题探讨对植物来说，光只是起提供能量的作用吗？

一.光对植物生长发育的调节新知探究调节作用：种子萌发，植株生长、开花、衰老等都受光的调控。一.光对植物生长发育的调节阅读P105思考讨论，回答问题：（1）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？所有种子萌发都需要光吗？思考与讨论不是。有的种子萌发必须有光，有的种子萌发不需要光。调节作用：种子萌发，植株生长、开花、衰老等都受光的调控。一.光对植物生长发育的调节阅读P105思考讨论，回答问题：（2）从豆芽到豆苗，光对植物的颜色和形态有什么影响？思考与讨论光既促进叶绿素的合成从而使豆苗变绿色，也影响豆苗形态。调节作用：种子萌发，植株生长、开花、衰老等都受光的调控。一.光对植物生长发育的调节阅读P105思考讨论，回答问题：（3）有些植物根据昼夜长短决定是否开花，是哪种环境因素在起作用？这与植物激素的分泌有关系吗？思考与讨论光照时长（黑暗时长）起作用；与植物激素分泌有光。1.调节作用：种子萌发，植株生长、开花、衰老等都受光的调控。2.调节实质：光作为一种信号，影响调控植物生长发育的全过程。一.光对植物生长发育的调节3.调节机制(1)感受信号：光敏色素被激活，其结构发生变化(2)传导信号：信号经过转导传递到细胞核内(3)发生反应：细胞核内特定基因转录变化

(4)表现出生物学效应：相应mRNA翻译出特定蛋白质

光调控植物生长发育的反应机制示意图一.光对植物生长发育的调节光敏色素本质:蛋白质(色素蛋白复合体)

功能:主要吸收红光,远红光

分布:植物体的各个部位,在分生组织的细胞内比较丰富一.光对植物生长发育的调节1.温度（1）调节实例：a.年轮形成：因为春夏季细胞分裂快，细胞体积大在树干上形成颜色较浅的带；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二.参与调节植物生命活动的其他环境因素1.温度（1）调节实例：b.春化作用：低温诱导促使植物开花作用闷麦法：将萌发的小麦种子闷在罐中，放在0-5度的低温下处理40到50天，春暖后播种，就可以和冬播麦一样开花结实。七九小麦：在冬至那天起，将种子浸在井水里，第二天早晨取出阴干，每9天处理一次，共7次，由于冬小麦得到花诱导所要求的低温，在其他条件具备的情况下，在当年的夏初就可以抽穗。二.参与调节植物生命活动的其他环境因素1.温度（2）调节方式:通过影响种子萌发、植物生长、开花结果或叶的衰老脱落等生命活动，参与调节植物的生长发育。同时在很大程度上决定植物分布的地域性。牵牛花二.参与调节植物生命活动的其他环境因素二.参与调节植物生命活动的其他环境因素2.重力（1）调节机理：植物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，造成生长素分布的不均衡，从而调节植物的生长方向。（2）调节方式：调节植物生长发育和形态建成二.参与调节植物生命活动的其他环境因素通过植物体内一类富含“淀粉体”的细胞（即平衡石细胞）感受重力，细胞中的“淀粉体”会沿着重力方向沉降，引起植物体内一系列信号分子改变

。2.重力淀粉——平衡石假说二.参与调节植物生命活动的其他环境因素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。1.基因表达调控植物细胞里储存着全套基因，但是某个细胞的基因如何表达则会根据需要作调整。2.激素调节激素作为信息分子，会影响细胞的基因表达，从而起到调节作用。同时，激素的产生和分布是基因表达调控的结果，也受到环境因素的影响。3.环境因素调节植物响应环境变化，调控基因表达以及激素产生、分布，最终表现在器官和个体水平上的变化。基因表达调控激素调节环境因素调节植物生长发育调控三.植物生长发育的整体调控课堂练习1.(2023·广东省·期末考试)我国宋代著作《种艺必用》中，记载了一种促进空中压条生根的方法：“凡嫁接矮果及花，用好黄泥晒干，筛过，以小便浸之。又晒干，筛过，再浸之。又晒又浸，凡十余次。以泥封树枝……则根生。”请你运用已学过的知识分析，下列相关叙述错误的是（

）A.黄泥通过吸附人尿中的生长素从而促进枝条生根B.植物生根是基因调控的结果，但也受环境的影响C.人尿中调节生根的物质直接参与植物的细胞代谢D.植物生根等生命活动是多种激素共同作用的结果C课堂练习【分析】植物激素亦称植物天然激素或植物内源激素。是指植物体内产生的一些微量而能调节（促进、抑制）自身生理过程的有机化合物。已知植物体内产生的激素有六大类，即生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯和油菜素甾醇。【详解】A、人尿中含有微量的生长素，将黄泥反复浸到尿液中再晒干，黄泥中就会吸附一定量的生长素，用这样的黄泥封裹枝条，就能利用其中的生长素促进枝条生根，A正确；B、植物生根受基因和环境的共同影响，B正确；C、人尿中调节生根的物质起信号作用，不直接参与植物的细胞代谢，C错误；D、植物生命活动受多种激素的共同调节，D正确。故选C。课堂练习2.(2023·江苏省·模拟题)“酸生长假说”解释了生长素促进植株生长的作用机理。该假说认为，生长素激活细胞膜上的H+泵，消耗ATP把H+运到细胞外，细胞膜外pH下降导致细胞壁松弛，细胞吸水而体积增大。下列相关叙述错误的是（）A.胚芽鞘尖端下部背光侧H+浓度高导致生长素浓度增大B.细胞壁中可能含有适合酸性pH值的“细胞壁松弛因子”C.胚芽鞘切段中注入中性缓冲液能够抑制生长素诱导的生长D.胚芽鞘切段中促进H+外排的物质与生长素具有协同作用A课堂练习【分析】植物生长器官受单方向光照射而引起生长弯曲的现象称为向光性。向光性是向性的一种，指生物的生长受光源的方向而影响的性质，常见于植物之中。【详解】A、胚芽鞘尖端下部背光侧生长素浓度增大不是H+浓度高导致的，而是植物的向光性，A错误；B、根据题干“细胞膜外pH下降导致细胞壁松弛”可推测胞壁中可能含有适合酸性pH值的“细胞壁松弛因子”，B正确；C、根据“酸生长假说”可知，生长素诱导细胞生长要在酸性条件下，因此胚芽鞘切段中注入中性缓冲液能够抑制生长素诱导的生长，C正确；D、根据题干“消耗ATP把H+运到细胞外，细胞膜外pH下降导致细胞壁松弛，细胞吸水而体积增大”可知，胚芽鞘切段中促进H+外排的物质与生长素具有协同作用，D正确。故选A。课堂练习3.(2023·江苏省·期末考试)植物的根具有负向光性生长的特点（如下图）。为探究Ca2+对植物根负向光性生长的影响及其作用机制，科研人员以生根的水稻种子为材料，开展了相关研究，结果如下表。请回答下列问题。(1)光作为一种信号，能被植物细胞中______（物质）吸收，从而调控植物的生长和发育。(2)植物体内生长素主要的合成部位有______。在细胞水平上，生长素起着促进细胞______等作用。(3)单侧光照射下，生长素对根的向光侧与背光侧的生长分别起______、______（“促进”“抑制”）作用。据表分析，Ca2+可促进根的负向光性生长，其原因可能是______。课堂练习(4)为进一步探明Ca2+可能的作用机制，科研人员提取了根细胞中总RNA，利用RT-PCR及电泳技术，分别测定了不同条件下根细胞中β-actin基因（一种骨架蛋白基因）和生长素横向运输载体基因（cptl基因）的表达情况，结果如下图。

注：1、2、3为黑暗组，CaCl2浓度分别为0、0.1、1mg·L-1；4、5、6为单侧光组，CaCl2浓度分别为0、0.1、1mg·L-1①研究中，选择β-actin基因作为对照，原因是该基因______。②结合上述研究，可推测在单侧光下，Ca2+能促进______，使根尖两侧生长素含量差异增大，从而促进根的负向光性生长。③为验证上述推测，下列生物材料中可用于后续研究的是______。a．普通水稻生根的种子b．cptl基因缺失的水稻突变体生根的种子c．超表达cpt1基因的转基因水稻生根的种子课堂练习课堂练习【分析】生长素主要的合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子。在这些部位，色氨酸经过一系列反应可转变成生长素。在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，也就是只能单方向地运输，称为极性运输。极性运输是一种主动运输。在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输。【详解】（1）光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。光敏色素是一类蛋白质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。在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应（2）生长素主要的合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子，在这些部位，色氨酸经过一系列反应可转变成生长素。在植物体内，生长素在细胞水平上起着促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用;在器官水平上则影响器官的生长、发育，如促进侧根和不定根发生，影响花、叶和果实发育等。（3）根对生长素敏感，生长素具有低浓度促进生长高浓度抑制生长的特点，因此根的向光侧生长素浓度低，促进生长，背光侧生长素浓度高，抑制生长，从而使根表现为负向光性生长。据表分析，在单侧光作用下，随着Ca2+浓度的增加，向光侧生长素浓度降低，背光侧生长素浓度升高，进而促进向光侧生长抑制背光侧生产，促进根的负向光性生长。（4）①有电泳图可知，黑暗组和单侧光照组都有β-actin基因转录的mRNA，说明β-actin基因在所有细胞中都表达。②由条带图可知，黑暗条件下，cptl基因不表达，在单侧光照射下，随着Ca2+浓度的增加，cptl基因转录出的mRNA增