《环境因素参与调节植物的生命活动》课件

第5章植物生命活动的调节

第4节环境因素参与调节植物的生命活动问题探讨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，它的根、茎可能

怎样生长？为什么？茎向上生长是由重力因素调节的茎和根很可能会继续横向生长；因为太空中几乎没有重力。

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。光、温度、重力对植物生长发育都有调节作用讨论：301光对植物生长发育的调节

①少数植物（如烟草、莴苣）的种子

需要在有光条件下才能萌发；

②有些植物（如早熟稻、毛蕊花）的

种子在有光条件下萌发得更好；

③有些植物（如洋葱、番茄）的种子

萌发，受光的抑制。

研究表明：萌发需要光的种子一般较小，储存的营养物质也很少。不是。光参与调节许多植物的种子萌发过程。思考：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？资料1

光在植物生长发育中的调节作用401光对植物生长发育的调节

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。

思考:从豆芽到豆苗，光对植物的颜色和形态有什么响影?

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。

光在植物生长发育中的调节作用资料2501光对植物生长发育的调节

很多植物的开花与昼夜长短有关。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，如黄瓜、棉花、向日葵等。思考: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。资料3

光在植物生长发育中的调节作用601光对植物生长发育的调节

思考：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—萌发后能在立即进行光合作用，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。701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、光对植物生长发育的作用（1）光是植物进行光合作用的能量来源；思考：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？901光对植物生长发育的调节2、植物具有能接受光信号的分子（如：光敏色素）（3）吸收光的类型：主要是红光和远红光。（1）化学本质：蛋白质（色素-蛋白复合体）（2）分布：植物的各个部位，其中在分生组织的细

胞内比较丰富。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。901光对植物生长发育的调节3、光调控植物生长发育的反应机制(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1002参与调节植物生命活动的其他环境因素除了光，温度和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？1102参与调节植物生命活动的其他环境因素

温度参与植物生长发育中的调节作用温带地区，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。年轮的形成的原因是：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、细胞体积较小，树干上形成颜色较深的带。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11202参与调节植物生命活动的其他环境因素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。思考：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？冬小麦要经历春化作用才能开花这样可以避免出现在冬季来临之前开花从而无法正常结果的情况。

温度参与植物生长发育中的调节作用资料21302参与调节植物生命活动的其他环境因素光合作用: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。思考：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？1402参与调节植物生命活动的其他环境因素温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动，从而参与调节植物的生长发育。植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。植物所有生理活动都是在一定的温度范围内进行。1、温度西双版纳热带季雨林温带常绿阔叶林落叶阔叶林针叶林1502参与调节植物生命活动的其他环境因素2、重力（1）重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。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，利于吸收阳光进行光合作用思考：根的向地生长和茎的背地生长有什么意义呢？1602参与调节植物生命活动的其他环境因素2、重力（2）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。1702参与调节植物生命活动的其他环境因素2、重力（3）假说：淀粉平衡石假说重力方向改变平衡石细胞中的“淀粉体”会沿着重力方向沉降引起一系列信号分子的改变如影响生长素的运输，导致生长素沿着重力刺激的方向不对称分布对植物生长产生影响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。1803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。植物生长发育基因表达调控激素调节环境因素调节植物细胞里储存着全套基因基因适时选择性表达植物的生长、发育、繁殖、休眠等激素是信息分子传递信息细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调影响结果环境变化植物响应调控基因表达以及激素的产生、分布器官和个体水平上的变化调控影响课外实践发芽的玉米粒自变量: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设计实验，验证植物根向地性的感受部位在根冠课外实践设计实验，验证植物根向地性的感受部位在根冠实验思路:1.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;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。2104小结22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23练习与应用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。植物生长发育的整体调控植物激素基因表达环境因素相互影响影响表达改变分布情况24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。二、拓展应用25练习与应用(1)由上述实验结果可以得出什么结论?答案：红光促进莴苣种子发芽，红外光抑制莴苣种子发芽。(2)萬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？答案：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。26复习与提高一、选择题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2.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BC273.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AA复习与提高28二、非选择题1.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。复习与提高29（2）比较曲线a与b可知，赤霉素能明显促进

。推测：在完整豌豆植株的顶芽中，赤霉素产生于

组织。（3）据图中信息，推测侧芽生长速度不同的原因是侧芽内

浓度或比例的改变。答案：(1)顶芽生长素细胞分裂素赤霉素（2）侧芽生长分生（3）生长素与赤霉素、细胞分裂素302.当干旱发生时，植物之间是否会交流信息呢？如果有信息交流，是通过地上信号还是地下信号呢？为了探究这些问题，有研究者设计了如下实验。将11株盆栽豌豆等距排列，6〜11号植株在根部有管子相通，这样在不移动土壤的情况下，化学信息可以通过管子进行交流；1〜6号的根部不联系（如下图）。用高浓度的甘露醇浇灌（高渗透压，模拟干旱）来刺激6号植株，15min后，测定所有植株的气孔开放度。对照组是用水浇灌6号植株。结果如下图所示。31（1）对照组的实验结果说明了什么？（2）在干旱条件下，6〜8号植株与9〜11号植株相比，气孔的开放度有什么不一样？答案：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。答案：在于旱条件下，6~8号植株的气孔开放度显著低于9~11号，且越远离6号的植株的气孔开放度越大。32（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？（4）在对6号植株进行干旱诱导后1h,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？答案：这些数据支持该观点。植物可以通过地下部分交流信息。答案：对6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，通过地下通路传递给7~11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。知识点1

光对植物生长发育的调节1.光敏色素分布在植物的各个部位，其受到光照射时，细胞核可以接收信息传递系统传导的信息，启动特定基因的表达，从而表现出生物学效应。下列说法正确的是(

)

BA.光敏色素可以将光能转化成活跃的化学能B.受到光照射，光敏色素的结构会发生改变C.光敏色素与光合色素吸收的光完全相同D.光敏色素与光合色素分布的位置相同

2.烟草种子在有光的条件下才能萌发。研究发现,在白光照射环境中种植的野生型烟草种子的发芽率高于突变型,野生型种子内脱落酸的含量远低于突变型。已知该突变型是由与光敏色素合成相关的发色团基因发生突变后形成的。下列分析正确的是(

)

DA.光敏色素是一类蛋白质,分布于植物的各个部位,主要吸收红光和蓝紫光B.烟草种子在有光的条件下才能萌发是因为光照为种子萌发提供了能量C.烟草细胞能通过调控与脱落酸代谢相关基因的表达来决定光敏色素的结构D.突变型烟草的光敏色素合成异常,脱落酸含量升高，不利于烟草种子萌发【解析】

光敏色素是一类蛋白质（色素—蛋白复合体）,分布于植物的各个部位，主要吸收红光和远红光，A错误;烟草种子萌发需要光的作用，因为光照可以引起光敏色素结构发生变化，从而影响特定基因的表达，导致种子萌发,光在该情况下主要作为一种信号，影响和调控植物生长、发育的过程，B错误;由题中信息可知，突变型烟草是由与光敏色素合成相关的发色团基因发生突变后形成的，据此推测烟草细胞通过光敏色素调控与脱落酸代谢相关的基因表达，C错误;由题干信息分析可知，突变型烟草细胞的光敏色素合成异常,且脱落酸含量高于野生型，脱落酸含量的升高不利于烟草种子萌发,D正确。3.[江苏苏州高三上期中调研]科研人员研究了日照长短对菊花开花的影响，实验分组处理与结果如图。下列叙述错误的是(

)

CA.菊花感受光照时间长短的部位是叶片B.持续每天光照总时长超过临界日长，菊花不能开花C.持续每天光照总时长小于临界日长，菊花一定能开花D.该研究表明，可通过人工花期调控技术实现夏季赏菊【解析】

菊花在短日照下开花，菊花植株下部的叶片接受短日照、顶端接受长日照时植株开花，下部叶片接受长日照、顶端接受短日照时植株不开花，说明菊花感受光照时间长短的部位是植株下部的叶片，A正确；菊花植株接受长日照不开花，接受短日照开花，可说明菊花是短日植物，如果持续每天光照总时长超过临