高中生物人教版 (2019)选择性必修1第4节 环境因素参与调节植物的生命活动一等奖ppt课件

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环境因素参与调节植物的生命活动
人教版（2019）高中生物选择性必修1
第5章·第四节
___________
光是植物进行光合作用的能量来源。
对于植物来说，光只是起提供能量的作用吗？
一
光对植物生长发育的调节
阅读课本资料分析并思考相应问题！
一
光对植物生长发育的调节
资料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。
萌发
不萌发
有光比无光萌发更好
光抑制种子萌发
萌发
研究发现，萌发需要光的种子一般较小，储藏的营养物质也很少。
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？
不是。推测：光本身是植物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2.豆芽是在黑暗的环境中培育的,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。
一
光对植物生长发育的调节
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(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。
2. 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3.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。
知识拓展
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
1.光周期
每天光期长于一定临界长度并经过一定天数才能开花
长日植物
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。
知识拓展
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
1.光周期
每天光期长于一定临界长度并经过一定天数才能开花
长日植物
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
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。
知识拓展
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
1.光周期
每天光期长于一定临界长度并经过一定天数才能开花
长日植物
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
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。
如番茄、番薯、玉米、黄瓜、四季豆和蒲公英等。
知识拓展
从这个实验结果中你能得出什么结论？
植物的开花与日照长度无关，而是需要一定时长的持续夜长。因此，短日植物实际是长夜植物，而长日植物实际是短夜植物。（了解）
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。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。
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？
光照时长( 黑暗时长)在起作用；这与植物激素的分泌有关。
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？
在自然界中，种子萌发，植株生长、开花、衰老，等等，都会受到光的调控。植物的向光性生长，实际上也是植物对光刺激的反应。光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。
资料分析
1952年，美国农业部的科学家用单色光处理莴苣种子发现，红光（波长在660 nm左右）促进种子萌发，而远红光（波长在730 nm左右）抑制种子萌发；如果用红光和远红光交替处理，则两种波长的光对种子萌发的影响可以相互逆转，种子萌发率高低取决于最后一次曝光波长。
资料分析
1952年，美国农业部的科学家用单色光处理莴苣种子发现，红光（波长在660 nm左右）促进种子萌发，而远红光（波长在730 nm左右）抑制种子萌发；如果用红光和远红光交替处理，则两种波长的光对种子萌发的影响可以相互逆转，种子萌发率高低取决于最后一次曝光波长。
上述结果说明，吸收红光和远红光的光受体可能是具有两种存在形式的单一色素。后来，人们成功地分离出这种色素，称之为光敏色素。
光敏色素感光区域酶活性区域
资料分析
1.光敏色素：
是一种易溶于水的具有独特吸光特性的蛋白质。
2.光敏色素有两种类型：
红光吸收型（Pr）和远红光吸收型（Pfr）。
Pr
Pfr
红光
远红光
（生理失活型）
（生理激活型）
资料分析
Pr
Pfr
红光
远红光
（生理失活型）
（生理激活型）
植物体合成的光敏色素是Pr。
Pr比较稳定，Pfr不稳定。
在黑暗条件下，Pfr会逆转为Pr，降低Pfr浓度。Pfr也会被蛋白酶降解。Pfr的半衰期为20 min到4 h，所以在黑暗条件下，植物体内的光敏色素主要以Pr形式存在。
阳光中红光和远红光都有，但Pr吸收红光，转变成Pfr的速度比Pfr转变成Pr的速度快。
因此，在自然条件下，像莴苣这样的可被光诱导萌发的种子一旦暴露在充足的阳光下，Pfr 浓度就会升高。
当 Pfr 浓度累积到一定量时，便启动萌发过程。
一
光对植物生长发育的调节
光敏色素是一类蛋白质（色素—蛋白复合体），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（图5 - 12）。
(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
感受信号
传导信号
发生反应
受到光照射
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
光调控植物生长发育的反应机制示意图
问：光敏色素与光合色素的作用有什么区别？
光敏色素是光的受体。
光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。
光合色素是在光合作用中参与吸收、传递并转化光能等的作用，包括叶绿素和类胡萝卜素等。
光是植物进行光合作用的能量来源
一
光对植物生长发育的调节
光受体主要包括光敏色素、隐花色素、向光素及 UV-B 受体等。其中，光敏色素主要感受红光和远红光，隐花色（又被称为蓝光受体）主要吸收蓝光和 UV-A。UV-A 为长波紫外线，波长 320 ～ 400 nm；UV-B 为中波紫外线，波长 290 ～ 320 nm。（了解）
二
参与调节植物生命活动的其他环境因素——温度
资料1.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——温度
资料1.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。
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。
二
参与调节植物生命活动的其他环境因素——温度
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？
这样可以避免出现在冬季来临之前开花从而无法正常结果的情况。
二
参与调节植物生命活动的其他环境因素——温度
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？
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。
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。
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。
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。
植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行
植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的
二
参与调节植物生命活动的其他环境因素——重力
重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。
植物是如何对“上下”作出反应的呢？
二
参与调节植物生命活动的其他环境因素——重力
二
参与调节植物生命活动的其他环境因素——重力
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，即平衡石细胞来实现的。
平衡石原指甲壳类动物器官中一种管理平衡的沙粒。
植物的平衡石是指淀粉体 — —一种充满淀粉粒的质体。
根部的平衡石在根冠中，茎部的平衡石分布在维管束周围的1～2层细胞中。
在重力影响下，平衡石会下沉到细胞底部，刺激内质网释放出Ca 2+ 。
二
参与调节植物生命活动的其他环境因素——重力
根尖垂直放置时
二
参与调节植物生命活动的其他环境因素——重力
根尖水平放置时
Ca 2+
Ca 2+
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。植物的生长、发育、繁殖、休眠，都处在基因适时选择性表达的调控之下。
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。
三
植物生长发育的整体调控
三
植物生长发育的整体调控
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
细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调
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
课外实践
设计实验，验证植物根向地性的感受部位在根冠
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？我们能否设计实验进行验证？
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
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。
课后练习
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。
×
√
√
3.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？
植物激素
基因表达
环境因素
可尝试遮光处理！
课后练习
4.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。由上述实验结果可以得出什么结论?(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？
红光促进葛萱种子发芽，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。
成功的花，人们只惊慕她现时的明艳！然而当初它的芽儿，浸透了奋斗的泪泉，洒遍了牺牲的血雨。
谢谢观看