5-4+环境因素参与调节植物的生命活动课件-2026-2027学年高二上学期生物人教版选择性必修1

人教版选择性必修一第五章植物生命活动的调节第四节生命观念通过光、温度、重力等环境因素参与调节植物的生长发育，形成稳态与平衡观。科学思维通过光、温度参与植物生长发育调节的实例分析，培养用逻辑思维解决问题的能力。社会责任基于光、温度和重力等环境因素对植物生长发育影响的认识，分析解决生产生活中的实际问题。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？2.如果将该幼苗横放在太空中的“天宫二号”内，它们的根、茎可能会怎样生长？为什么？提示：根和茎很可能会继续横向生长，因为太空中几乎没有重力。提示：由重力因素调节的。3.根的向地生长和茎的背地生长有什么意义呢？提示：根向地生长，可以深扎根，利于吸收水分和无机盐；茎背地生长，可以将枝条伸向天空，利于获得阳光进行光合作用。茎向上生长问题探讨光作为能量来源，通过影响光合作用间接影响植物生长发育。问题2：对于植物来说，光只是起提供能量的作用吗？问题1：光是如何对植物生长发育起作用的？【重点突破一】光对植物生长发育的调节不萌发早熟禾、毛蕊花有光比无光萌发更好洋葱、番茄萌发烟草、莴苣的种子萌发光抑制种子萌发【结论1】光影响种子萌发【重点突破一】光对植物生长发育的调节

萌发需要光的种子一般较小，储藏的营养物质也很少。资料1不萌发有光比无光萌发更好萌发思考1：那些需要光才能萌发的种子，是光影响生长素的分布吗？光提供能量吗？提示：影响生长素分布的结果应该是植物表现出一种不对称的生长状态，而种子萌发不是这种情况，所以不是光通过影响生长素的分布来影响种子萌发的。许多种子萌发时是没有叶绿素的，不能进行光合作用，所以光也不提供能量。推测：光本身是植物种子萌发过程中的一种调节因子。资料1【重点突破一】光对植物生长发育的调节思考2:从适应性角度理解，为何体积较小的种子萌发需要光照？提示：种子体积小，储藏的营养物质少，萌发后需要立即光合作用制造有机物。而光照能触发光合作用相关基因表达，让幼苗早合成有机物，避免耗尽养分死亡。一资料2

豆芽是在黑暗的环境中培育的,细胞中不含叶绿素,茎比在光下要长很多。豆芽一旦见光,就会发生形态变化并长成豆苗。思考3：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。【结论2】光影响植物的颜色和形态建成。【重点突破一】光对植物生长发育的调节资料3

很多植物的开花与昼夜长短有关。菠菜——白天超过13

h；

菊、水稻——白天短于一定时长；黄瓜、棉花、向日葵——和白天长度无关。思考4：从有些植物根据昼夜长短“决定”是否开花，是那种环境因素在起作用？这与植物激素的分泌有关吗？【结论3】植物开花与光照时长有关。是光照时长（黑暗时长）在起作用。与植物激素的分泌有关。【重点突破一】光对植物生长发育的调节

光调节植物开花的具体机制【结论4】决定植物开花的是连续黑暗时长

（不开花)(开花)资料6推测：一个周期中连续黑暗时间决定是否开花。【重点突破一】光对植物生长发育的调节知识拓展长日植物：每天光期长于一定临界长度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，也就是在白昼与黑夜循环中日照长短的变化。光照黑暗黑暗光照临界日长

因我国地处北半球，春天日长逐渐增加，在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。【重点突破一】光对植物生长发育的调节知识拓展短日植物：当每天光期短于一定临界长度并经一定天数后，它们才能开花。光周期：是指一日之内光照时间长短的变化，也就是在白昼与黑夜循环中日照长短的变化。黑暗黑暗光照临界日长光照

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。【重点突破一】光对植物生长发育的调节

①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”。

②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。思考5.

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？【重点突破一】光对植物生长发育的调节2.光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。1.光是植物进行光合作用的能量来源；植物是如何感受到光照？光是如何调控植物生长发育的呢？植株生长开花衰老种子萌发均受到光的调控【重点突破一】光对植物生长发育的调节(1)化学本质：(2)分布：蛋白质（色素——蛋白复合体）植物的各个部位，在分生组织的细胞内比较丰富。【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。红光远红光PrPfr光敏色素3.植物具有接受光信号的分子——

(其中的一种)光敏色素化学本质作用分布合成条件光合色素光敏色素不是蛋白质蛋白质吸收、传递、转化光能光的受体，信号分子叶绿体类囊体薄膜各个器官，尤其是分生组织细胞中叶绿素的合成需要光照有无光均可生理失活型生理激活型【重点突破一】光对植物生长发育的调节感受信号传导信号发生反应光照射①光敏色素被激活结构发生变化②信号经过转导，传递到细胞核内DNA③细胞核内特定基因的转录变化RNA翻译④表现出生物学效应4.光调控植物生长发育的反应机制(1)感受信号：

(2)传导信号：(3)发生反应：(4)表现出生物学效应：

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转录表达变化相应mRNA翻译出特定蛋白质【重点突破一】光对植物生长发育的调节(1)对植物来说，光只是提供能量(

)(2)光敏色素是一类色素—蛋白复合体(

)(3)接受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化(

)×√√趁热打铁1.下列关于光对植物生长发育的影响的叙述，不正确的是A.光能够影响植物种子的萌发B.植物的向光性生长是植物对光刺激的反应C.对植物来说，光只是起提供能量的作用D.光可作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程2.下面关于光调控植物生长发育的反应机制的说法，不正确的是A.光敏色素的本质是蛋白质B.光敏色素主要吸收红光、蓝光C.光通过影响光敏色素的结构影响特定基因的表达D.光作为一种信号，影响、调控植株的生长、开花等CB趁热打铁3、自然界中，植物开花需要光信号刺激，当日照时间达到一定长度时，植物才能开花。下列相关叙述错误的是A.植物对日照时间的感知与光敏色素有关B.该现象说明光为植物的开花提供能量C.日照时间对植物开花的调节本质上是对基因程序性表达的调控D.可以通过人为地控制光照时间达到使花卉分批上市的目的B4、小麦需要日照长度达到一定值才能开花，下面相关说法错误的是A．小麦细胞内的光敏色素能感知光信号B．光信号在细胞内通过信息传递系统被传导到细胞核C．和小麦类似的植物通常在春末夏初开花D．长日照能提高细胞核内与开花有关的基因数量D趁热打铁资料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：

①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；

②在秋冬季细胞分裂慢、细胞体积较小，树干上形成颜色较深的带。

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。思考·讨论：【思考1】树木的年轮与季节的温度变化有什么直接关系？【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素资料2：有些植物在生长期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、蕙兰等就是这样的。思考·讨论：【思考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【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素①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。②叶片变黄、脱落:落叶树的叶片在秋冬季变黄、脱落。【思考3】关于温度参与调节植物生长发育的实例，你还能举出一些吗【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素植物的生命活动追随季节的步伐植物的代谢有旺盛和缓慢之分四季轮回、气温周期性变化昼夜交替、气温午高夜低1.温度【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素植物的所有生理活动均在一定温度范围内进行。参与调节植物的生长发育温度影响植株生长开花结果叶的衰老脱落种子萌发

植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。[总结:把握本质]植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行的。温度对植物生命活动的影响本质上主要是通过对酶活性的影响带来的是谁决定？植物的地域性分布1.温度【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素（1）随着季节轮回、气温周期性变化，植物发芽、开花、落叶、休眠，生命活动的节奏追随着季节的步伐。总结（2）随着昼夜交替，气温午高夜低，植物的代谢也会有旺盛和缓慢之分。（4）植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。（5）温度种子萌发开花结果叶的衰老、脱落影响参与调节植物的生长发育（3）植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行的。植株生长1.温度【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素（1）重力是调节植物____________和____________的重要环境因素生长发育形态建成茎的背地性根的向地性（2）调节方式：2.重力

根向地生长，可以深扎根，利于吸收水分和无机盐；

茎背地生长，可以将枝条伸向天空，利于获得阳光进行光合作用。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重力【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素（3）淀粉—平衡石假说:植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞——平衡石细胞(在根冠、胚芽鞘尖和茎的内皮层细胞中有比重比较大的淀粉体分布)【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素重力方向发生改变平衡石细胞中的“淀粉粒”会沿着重力方向沉降引起一些列信号分子的改变对植物生长产生影响如通过影响生长素的运输导致生长素沿着重力刺激的方向不对称分布

“平衡石假说”认为根冠感受重力刺激的是细胞内可移动的颗粒，称之为平衡石。一般认为，“造粉体”可能是根冠细胞中感受重力作用的平衡石或称之为重力传感器。1个造粉体细胞含有10～20个直径为10μm的淀粉粒，植物体内的平衡石分布因器官而异，根部的平衡石在根冠中，而茎部的平衡石分布在维管束周围的1～2层细胞(淀粉鞘)，平衡石在重力影响下，下沉在细胞的底部。试验表明，钙离子在向重力性反应中起着重要的作用。将含有钙离子螫合剂(如EGTA)的琼脂块放在横放玉米根的根冠上，无向重力性反应；如改用含钙离子的琼脂块，则恢复向重力性反应。进一步研究发现，玉米根冠中的钙调素浓度是伸长区的4倍。外施钙调素的抑制剂于根冠，则根丧失向重力性反应。

综上，有人提出向重力性的机理：根横放时，平衡石沉降到细胞下侧的内质网上，产生压力，诱发内质网释放钙离子到细胞质内，钙离子和钙调素结合激活细胞下侧的钙泵和生长素泵，于是细胞下侧积累较多的钙离子和生长素，影响该侧细胞的生长。知识拓展：淀粉—平衡石假说【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素IAAIAAIAA1.根尖垂直放置时①生长素运往根冠。②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。伸长区根冠淀粉粒知识拓展：淀粉—平衡石假说【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素2.根尖水平放置时①根尖水平放置时，淀粉体沉降到近地侧，该侧内质网压力更大。②压力大的一侧运输更多生长素至伸长区。③高浓度生长素抑制近地侧根尖生长。④低浓度生长素促进远地侧根尖生长。根尖向地弯曲。刺激内质网释放Ca2+到细胞质中，Ca2+和特定蛋白质相结合，激活细胞底部的钙泵和生长素泵，使近地侧积累较多的Ca2+和IAA。知识拓展：淀粉—平衡石假说【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素植物的根、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影响生长素的运输，导致生长素沿着重力刺激的方向不对称分布（近地侧浓度高）重力根对生长素敏感根的近地侧生长受抑制茎的近地侧生长较快茎对生长素较不敏感根向地生长茎背地生长思考：请根据淀粉—平衡石假说解释根的向地性和茎的背地性产生原因？外因：重力引起生长素在植物体内分布不均匀。内因：根、茎对生长素的敏感程度不同。

提示【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素设计实验：验证植物向地性的感受部位在根冠—减法原理自变量:是否有根冠因变量:根是否出现向地生长（可采用切除根冠的方法进行处理）可通过观察玉米根尖是否向下弯曲生长来对因变量进行观测实验步骤：1.取大小、萌发程度大致相同的刚刚萌发的同种玉米粒若干,随机分成数量相同的甲、乙两组；2.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；3.置于温度适宜的暗室中培养一段时间；4.观测两组玉米粒根尖是否出现向地弯曲生长。【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素预期结果、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。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对照组

不做处理

有向地性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待切去尖端后的根尖重新长出尖端恢复向地性【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素减法原理加法原理【重点突破二】参与调节植物生命活动的其他环境因素

植物生长发育的调控，是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。阅读课本P108，尝试构建三者的关系。传递信息器官和个体水平上的变化细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调激素的产生、分布基因适时选择性表达植物的生长、发育、繁殖、休眠等。调控表现根本原因【重点突破三】植物生长发育的整体调控有关原理应用于生产实践植物生命

调节剂的应用提高作物产量减轻人工劳动1改善产品品质植物生命活动的调节23包括环境因素

参与调节植物激素调节基因表达调控影响影响影响分布产生1生长素IAA2赤霉素GA3细胞分裂素CTK4脱落酸ABA5乙烯ETH6油菜素内脂BR……光温度重力课堂小结一、概念检测1.种植葡萄时，在打插繁殖、控制枝条生长、提高果实品质等方面都可以使用植物生长调节剂。判断下列有关表述是否正确。(1)施用的植物生长调节剂就是植物激素。()(2)施用植物生长调节剂就一定能提高葡萄的产量和品质。()××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。()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一、概念检测练习与应用1.科学家用红光和红外光依次照射的方法，对一批莴苣种子进行处理，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。由上述实验结果可以得出什么结论?(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，将萬苣种子置于自然光下而不是黑暗条件下，萬苣种子的发芽情况会如何？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→红外光不发芽红光促进莴苣种子发芽，红外光抑制莴苣种子发芽。莴苣种子会发芽，因为自然光包含红光和红外光，莴苣种子对红光更敏感，因此在自然光照射下会发芽。二、拓展应用练习与应用附加题：菊花属于短日照植物，只有在日照短于10个小时才开花。但现在一年四季我们都可以看到色彩斑斓的菊花。请你结合本节课所学知识，分析调控菊花花期的机制。原理：通过遮光处理延长黑暗期，促进花芽分化。‌‌方法：如果想要延迟花期，可以增加光照时间至每天14小时以上；而想要提前花期，则需要减少光照时间至10小时以内。2.昙花一般夜间开花，受昼夜交替节律的影响。如果要让昙花白天开花，可尝试采取哪些措施？可尝试遮光处理！二、拓展应用练习与应用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C一、选择题复习与提高A4.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A3.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