5.4环境参与调节植物的生命活动课件高二上学期人教版生物选择性必修1

第5章第4节唤醒沉睡的种子，调控幼苗的生长。引来繁花缀满枝，瓜熟蒂落也有时。靠的是雨露阳光，离不开信息分子。一、光对植物生长发育的调节1.实例①光对种子萌发的影响烟草种子洋葱种子有光才能萌发有光萌发好些无光才能萌发(光抑制种子萌发)如：烟草、莴苣如：早熟禾、毛蕊花如：洋葱、番茄讨论1：光照是为种子萌发提供能量吗？不是,光参与调节许多植物的种子萌发过程。一、光对植物生长发育的调节1.实例②光对植物形态构建的影响黄豆种子无光有光豆芽茎伸长，出现弯钩，不含叶绿素豆苗茎伸长减慢弯钩伸展合成叶绿素讨论2：从豆芽到豆苗，光对植物的颜色和形态有什么影响吗？光既促进叶绿素的合成从而使豆苗变绿，也影响豆苗的形态。③光对植物开花的影响短日植物长日植物日中性植物日照必须长于某个日照长度才能开花。如：菠菜、小麦、胡萝卜、洋葱、甜菜、油菜等。植物的开花与昼夜长短无关。如：黄瓜、向日葵、番茄等。菊水稻菠菜向日葵日照必须短于某个日照长度才能开花。如：水稻、甘蔗、大豆、菊花等。有些植物开花与昼夜时长有关。结论：很多植物的开花都与光周期的季节性变化有着极为显著的关系。生物体对光周期的生理反应，称为光周期现象。讨论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？是光照时长(黑暗时长)在起作用；与植物激素的分泌有关。讨论4：种子发芽，植株生长、开花接受光的调控，是如何体现植物对环境的适应的？

萌发需要光照的种子一般较小，这是对环境的适应——萌发后能立即进行光合作用，从而避免在无光条件下萌发后“饿死”

植株在生长、开花过程种，跟随着光照的节奏，能保证生命活动的正常进行，能保证正常地繁衍后代，这也是植物对环境的适应。结论:一个周期中连续黑暗时间决定是否开花。『拓展应用1』光调节植物开花的具体机制对于短日照植物，只需延长连续黑暗的时间即可促进开花。对于长日照植物，开花并不需要延长日照时长，只要在连续的黑暗中给予短时间的光照，将连续的黑暗时长缩短至某一临界值以下就可以了。所以长日照植物也叫短夜植物，短日照植物也叫长夜植物。【课堂练习】1.某种长日植物开花的临界日长是15小时，在下列光周期中，此长日植物不能正常开花的是()A.16h光照/8h黑暗B.14h光照/10h黑暗C.8h光照/8h黑暗/闪光/8h黑暗D.4h光照/8h黑暗/4h光照/8h黑暗B连续黑暗时间短于9小时一、光对植物生长发育的调节实例：光对种子萌发的影响光对植物形态构建的影响光对植物开花的影响植物的向光性【P106】光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。1.光对植物生长发育的两种作用※(1)光是植物进行__________的____________；(2)光作为一种_____，_____、____植物生长、发育的全过程；光合作用能量来源信号影响调控

思考：植物如何感知光信号？植物具有能接受光信号的分子，例如:光敏色素等(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。2.植物具有接受光信号的分子——光敏色素(其中的一种)(1)化学本质:(2)分布:(4)其它分子：_____________________________________________________；环境中的_____________，对于植物的生长发育来说，是非常关键的。感受蓝光的受体（隐花素：主要吸收蓝光和近紫外光）红光、蓝光光敏色素：感光区域酶活性区域具有光受体活性，感知光信号具有酶活性，控制代谢过程主要吸收红光和远红光光受体向光素隐花色素光敏色素UV-B受体蓝光受体主要吸收蓝光相关信息：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。Q1：光敏色素感知红光和远红光有什么不同？生理钝化型生理激活型光敏色素的结构发生可逆性变化Q2：光敏色素感知光信号后，细胞发生了什么反应？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3.光调控植物生长发育的反应机制※Ⅰ.光敏色素被激活，结构发生变化

Ⅱ.信号经过转导，传递到细胞核内Ⅲ.细胞核内特定基因的表达Ⅳ.表现出生物学效应合成了一些蛋白质，改变激素的量等细胞水平：伸长、分裂、分化、衰老等器官水平：种子萌发、生长、开花、结果等光光敏色素信号转导基因表达生物学效应信息分子信息分子受体信号转导过程特定基因表达产生相应效应生长素生长素受体信号转导基因表达生物学效应光既能作为植物细胞的能量来源，又能通过影响光敏色素等蛋白质的结构，引起光信号传导，改变细胞激素水平和基因表达水平。植物激素与光的机制对比（调节本质上是对基因程序性表达的调控）【拓展】比较光合色素和光敏色素光合色素光敏色素分布化学本质※性质吸收光谱合成条件功能※叶绿体类囊体薄膜复杂有机物(叶绿素含镁)不溶于水，易溶于有机溶剂主要吸收红光和蓝紫光需要光吸收、利用和转换光能各个部位，其中在分生组织细胞比较丰富蛋白质（色素—蛋白复合体）易溶于水主要吸收红光和远红光不需要光传递光信号，引起信号转导2.下图是某光照条件下光促进与抑制拟南芥种子萌发的作用光谱，有关说法错误的是()A.不同波长的光对拟南芥种子萌发所起的调控作用不同B.波长Ⅰ和Ⅱ区域的光照对拟南芥种子萌发的作用效果较为显著C.图中显示蓝光比红光对拟南芥种子萌发的抑制作用显著D.随着波长的增加，光对拟南芥种子萌发表现出短波长促进种子萌发，长波长抑制种子萌发的特点【课堂练习】C【课堂练习】课本P1091.科学家用红光和红外线依次照射的方法，对一批莴苣种子进行处理，然后置于黑暗处。一段时间后，这些莴苣种子的发芽情况如下表所示。组别光照射处理方式发芽情况对照组无光照不发芽组1红光发芽组2红光→红外光不发芽组3红光→红外光→红光发芽组4红光→红外光→红光→红外光不发芽(1)由上述实验结果可以得出什么结论？红光促进莴苣种子发芽，红外光抑制莴苣种子发芽若反复使用红光和远红光，其作用效果取决于最后一次处理的光质。【课堂练习】课本P109组别光照射处理方式发芽情况对照组无光照不发芽组1红光发芽组2红光→红外光不发芽组3红光→红外光→红光发芽组4红光→红外光→红光→红外光不发芽(2)莴苣种子对红光的反应远比红外光敏感，如果经过红光和红外光处理后，将莴苣种子置于自然光下而不是黑暗条件下，莴苣种子的发芽情况会如何？

莴苣种子会发芽，因为自然光包含红光和红外光，再加上莴苣种子对红光敏感，因此在自然光照射下会发芽。资料

温带地区，树木年复一年的加粗，构成一圈圈的年轮，表现出季节周期性变化。年轮出现的原因是：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思考：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2有些植物在生长需要经历一段时期的低温之后才能开花（春化作用）。冬小麦、冬大麦、蕙兰就是这样。冬小麦(1)定义：有些植物经一定时间的

促进植物开花的作用低温诱导(3)经过春化作用才开花的适应性意义：区分出现的适宜温度，避免植物在冬季来临前开花，导致无法正常结果。（春化作用的温度0℃—10℃之间；与表观遗传的关系;赤霉素能代替春化作用）2.春化作用(2)具有春化作用的植物:冬小麦、冬大麦、蕙兰、萝卜、白菜等。(4)可能的机制：茎尖感受到低温的刺激植物通过形成春化素，刺激植物开花植物体内赤霉素含量升高，刺激植物开花

实验证明，一些需要春化的植物未经低温处理而施用赤霉素，也能开花。(5)温度对植物生长发育的调节其它实例①温度可以通过影响

、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动参与调节植物的生长发育。②随着昼夜交替，气温_________，植物的______也会有______和______之分。③植物分布的

很大程度上由温度决定。种子萌发地域性资料2补充秋末冬春的低温是诱导开花的必要条件。经研究发现，低温能促进冬小麦体内赤霉素含量增加。这说明什么？温度可以影响植物激素的合成影响植物生长发育。未经低温处理的冬小麦，如果施用适宜的赤霉素也可以诱导开花。花期调控除了光照处理，也可以采用温度处理，生长调节剂处理。午高夜低代谢旺盛缓慢3.重力参与植物生长发育的调节(1)作用：调节植物生长发育和___________。(2)作用机制：形态建成植物的根、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

植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞，可以将______信号转换成___________的信号。①重力感受细胞：富含淀粉体的细胞，又称平衡石细胞重力重力淀粉体(3)淀粉——平衡石假说：重力运输生长素教材P108②重力作用机制：重力平衡石细胞中淀粉体沿重力方向下沉刺激内质网释放Ca2+Ca2+与特定的蛋白质结合，激活细胞底部的钙泵和生长素泵使近地侧生长素浓度高于远地侧信号转导过程（均为ATP驱动泵）促进生长抑制生长皮层中柱根冠淀粉体平衡石细胞→感受重力的部

位在根冠淀粉-平衡石假说例：“淀粉平衡石假说"认为根向地生长的原因是在根冠中存在一种平衡细胞，含有能感受重力刺激的淀粉体。当植株横放时，平衡细胞的生命活动如下图所示，①~④是调节过程。内质网释放钙离子的量会影响钙调蛋白的激活数量。下列叙述错误的是（

）A．切除根冠后，幼根的向地生长会受到抑制B．淀粉体最终将重力信号转变成运输生长素的信号C．生长素泵功能的正常进行依赖被激活的钙调蛋白D．当内质网中初始钙离子水平较低时，根横放时其向地性程度增强D四、植物生长发育的整体调控2.植物生长发育的调控是由______________、_________和环境因素调节共同完成。基因表达调控激素调节1.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______________________之间的协调和配合。器官、组织、细胞植物生长发育的整体调控植物激素调节基因表达调控环境因素调节相互影响影响表达影响产生和分布情况光、温度、重力等生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯课堂小结光对植物生长发育的调节参与调节植物生命活动的其他环境因素温度重力基因表达调控植物生长发育的整体调控环境因素调节激素调节环境因素参与调节植物的生命活动判断：植物生命活动的调节只有激素调节？设计实验：验证植物向地性的感受部位在根冠处理预期结果切去不同长度的根尖端哪怕仅切掉0.5

mm，根依然失去了向地性硝酸银灼烧根尖结果类似——减法原理课外实践【设计实验】验证植物根向地性的感受部位在根冠设计实验：验证植物向地性的感受部位在根冠——加法原理处理预期结果待切去尖端后的根尖重新长出尖端