環(huán)境因素參與調(diào)節(jié)植物的生命活動(dòng)+第1課時(shí)高二上學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修1

待到秋來九月八，我花開后百花殺。沖天香陣透長安，滿城盡帶黃金甲?！恫坏诤筚x菊》

黃巢[唐]菊花本在秋天開放，但現(xiàn)在一年四季都可以看到菊花，這是人工調(diào)控花期的結(jié)果，你認(rèn)為自然狀態(tài)下影響植物開花的因素有哪些？情境導(dǎo)入：調(diào)控花期創(chuàng)造美好生活第4節(jié)環(huán)境因素參與調(diào)節(jié)植物的生命活動(dòng)第1課時(shí)第5章植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)1.光在植物生長、發(fā)育過程中的調(diào)節(jié)作用。2.明確溫度、重力等其他因素也參與調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.生命觀念：通過光、溫度、重力等環(huán)境因素參與調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育，形成穩(wěn)態(tài)與平衡觀。2.科學(xué)思維：通過光、溫度參與植物生長發(fā)育調(diào)節(jié)的例分析，培養(yǎng)用邏輯思維解決問題的能力。3.社會(huì)責(zé)任：基于光、溫度和重力等環(huán)境因素對(duì)植物生長發(fā)育影響的認(rèn)識(shí)，分析解決生產(chǎn)和生活中的一些實(shí)際問題。素養(yǎng)要求討論莖向上生長1.莖和根的生長是受哪種因素調(diào)節(jié)的？2.如果將該幼苗橫放在太空中的“天宮二號(hào)”內(nèi)，它的根、莖可能會(huì)怎樣生長？為什么？種子萌發(fā)后，根向地生長、莖背地生長。如果將幼苗橫過來，莖會(huì)彎曲向上生長，根則會(huì)彎曲向下生長。是由重力因素調(diào)節(jié)的。莖和根很可能會(huì)繼續(xù)橫向生長；因?yàn)樘罩袔缀鯖]有重力。問題探討光是植物進(jìn)行光合作用的能量來源。對(duì)于植物來說，光只是起提供能量的作用嗎？植物的生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)主要依靠激素調(diào)節(jié)，同時(shí)受環(huán)境因素調(diào)節(jié)。光、溫度、重力對(duì)植物生長發(fā)育都有調(diào)節(jié)作用。閱讀課本資料分析并思考相應(yīng)問題！煙草、萵苣的種子萌發(fā)不萌發(fā)早熟禾毛蕊花有光比無光萌發(fā)更好洋蔥番茄光抑制種子萌發(fā)萌發(fā)煙草、萵苣的種子萌發(fā)不萌發(fā)早熟禾毛蕊花有光比無光萌發(fā)更好洋蔥番茄光抑制種子萌發(fā)萌發(fā)煙草、萵苣的種子萌發(fā)不萌發(fā)早熟禾毛蕊花有光比無光萌發(fā)更好洋蔥番茄光抑制種子萌發(fā)萌發(fā)研究發(fā)現(xiàn)，萌發(fā)需要光的種子一般較小，儲(chǔ)藏的營養(yǎng)物質(zhì)也很少。1．那些需要光才能萌發(fā)的種子是需要光照給種子萌發(fā)提供能量嗎？不是。推測：光本身是植物萌發(fā)過程中的一種調(diào)節(jié)因子。資料2.豆芽是在黑暗的環(huán)境中培育的,細(xì)胞中不含葉綠素,莖(實(shí)際上很大一部分是下胚軸)比在光下要長很多。豆芽一旦見光,就會(huì)發(fā)生形態(tài)變化并長成豆苗。綠豆芽：無光條件綠豆苗：有光條件資料2.豆芽是在黑暗的環(huán)境中培育的,細(xì)胞中不含葉綠素,莖(實(shí)際上很大一部分是下胚軸)比在光下要長很多。豆芽一旦見光,就會(huì)發(fā)生形態(tài)變化并長成豆苗。2.從豆芽到豆苗，光對(duì)植物的顏色和形態(tài)有什么影響？光既促進(jìn)葉綠素的合成從而使豆苗變成綠色，也會(huì)影響豆苗的形態(tài)。暗形態(tài)建成光形態(tài)建成黑暗光照資料3.很多植物的開花與晝夜長短有關(guān)。例如，菠菜只有白天長度超過13小時(shí)才開花；菊、水稻則要在白天短于一定的時(shí)長才開花。當(dāng)然，菠菜菊水稻白天長度超過13小時(shí)才開花白天短于一定時(shí)長才開花3．有些植物根據(jù)晝夜長短“決定”是否開花，是哪種環(huán)境因素在起作用？這與植物激素的分泌有關(guān)系嗎？光照時(shí)長(黑暗時(shí)長)在起作用；這與植物激素的分泌有關(guān)。也有不少植物的開花與晝夜長短沒有關(guān)系，如黃瓜、棉花、向日葵等。黃瓜向日葵棉花光周期是指一日之內(nèi)光照時(shí)間長短的變化，也就是在白晝與黑夜循環(huán)中日照長短的變化1.光周期每天光期長于一定臨界長度并經(jīng)過一定天數(shù)才能開花長日植物因我國地處北半球，春天日長逐漸增加，在春天開花的植物如洋蔥、甜菜、胡蘿卜、萵苣、菠菜、冬小麥等多為長日照植物。光照黑暗黑暗光照臨界日長黑暗黑暗光照臨界日長光照光周期是指一日之內(nèi)光照時(shí)間長短的變化，也就是在白晝與黑夜循環(huán)中日照長短的變化1.光周期每天光期長于一定臨界長度并經(jīng)過一定天數(shù)才能開花長日植物短日植物當(dāng)每天光期短于一定臨界長度并經(jīng)一定天數(shù)后，它們才能開花我國秋天開花的植物如水稻、棉花、菜豆、大豆、秋菊等多為短日照植物。光周期是指一日之內(nèi)光照時(shí)間長短的變化，也就是在白晝與黑夜循環(huán)中日照長短的變化1.光周期每天光期長于一定臨界長度并經(jīng)過一定天數(shù)才能開花長日植物短日植物當(dāng)每天光期短于一定臨界長度并經(jīng)一定天數(shù)后，它們才能開花日中性植物它們對(duì)每天光期要求范圍很廣，在任何日照長度條件下都能開花。如番茄、番薯、玉米、黃瓜、四季豆和蒲公英、天竺葵(洋繡球)

等。知識(shí)拓展從這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果中你能得出什么結(jié)論？植物的開花與日照長度無關(guān)，而是需要一定時(shí)長的持續(xù)夜長。因此，短日植物實(shí)際是長夜植物，而長日植物實(shí)際是短夜植物。（了解）學(xué)以致用

近些年來，人們通過南引北移，不斷擴(kuò)大長日照和短日照植物的跨緯度引種，但在引種時(shí)，不但要考慮作物的光周期特性，還必須考慮作物在原產(chǎn)地的具體開花時(shí)間。由于北半球絕大多數(shù)作物都是在夏半年孕蕾，為了保證引種作物的產(chǎn)量，我們一般會(huì)1）長日照植物南種北移，開花會(huì)______(提前/延后），因而要引種＿＿＿（遲熟/早熟）品種2）短日照植物南種北移，開花會(huì)______(提前/延后），因而要引種＿＿＿（遲熟/早熟）品種遲熟早熟提前延后萌發(fā)需要光照的種子一般較小，這是對(duì)環(huán)境的適應(yīng)——萌發(fā)后立即進(jìn)行光合作用，從而避免在無光條件下萌發(fā)后“餓死”。植物在生長、開花過程中，跟隨著光照的節(jié)奏，能保證生命活動(dòng)正常進(jìn)行，能保證正常地繁衍后代，這也是植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)。4、種子發(fā)芽，植物生長，開花接受光的調(diào)控，是如何體現(xiàn)植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)的？植株生長開花衰老種子萌發(fā)均受到光的調(diào)控1、光對(duì)植物生長發(fā)育的兩種作用（1）光合作用的能量來源；（2）作為信號(hào)，影響、調(diào)控植物生長、發(fā)育的全過程。思考：植物能對(duì)光作出反應(yīng)，表明植物可以感知光信號(hào)，并據(jù)此調(diào)

整生長發(fā)育，那么植物是怎樣感受到光照的呢？植物具有接受光信號(hào)的分子——如：光敏色素上午下午光敏色素感光區(qū)域酶活性區(qū)域（1）化學(xué)本質(zhì)：（2）分布：蛋白質(zhì)（色素——蛋白復(fù)合體）（3）吸收光的類型：植物的各個(gè)部位，主要是紅光和遠(yuǎn)紅光。2.

植物具有接受光信號(hào)的分子——光敏色素（其中的一種）其中在分生組織的細(xì)胞內(nèi)比較豐富。1.光敏色素：是一種易溶于水的具有獨(dú)特吸光特性的蛋白質(zhì)。2.光敏色素有兩種類型：紅光吸收型（Pr）和遠(yuǎn)紅光吸收型（Pfr）。PrPfr紅光遠(yuǎn)紅光（生理失活型）（生理激活型）能夠促進(jìn)種子萌發(fā)，抑制莖的垂直生長，促進(jìn)分枝，調(diào)節(jié)生物節(jié)律，控制花期等PrPfr（生理失活型）（生理激活型）PrPfr紅光遠(yuǎn)紅光（生理失活型）（生理激活型）植物體合成的光敏色素是Pr。Pr比較穩(wěn)定，Pfr不穩(wěn)定。在黑暗條件下，Pfr會(huì)逆轉(zhuǎn)為Pr，降低Pfr濃度。Pfr也會(huì)被蛋白酶降解。Pfr的半衰期為20min到4h，所以在黑暗條件下，植物體內(nèi)的光敏色素主要以Pr形式存在。陽光中紅光和遠(yuǎn)紅光都有，但Pr吸收紅光，轉(zhuǎn)變成Pfr的速度比Pfr轉(zhuǎn)變成Pr的速度快。因此，在自然條件下，像萵苣這樣的可被光誘導(dǎo)萌發(fā)的種子一旦暴露在充足的陽光下，Pfr濃度就會(huì)升高。當(dāng)Pfr濃度累積到一定量時(shí)，便啟動(dòng)萌發(fā)過程。光敏色素是一類蛋白質(zhì)（色素—蛋白復(fù)合體），分布在植物的各個(gè)部位，其中在分生組織的細(xì)胞內(nèi)比較豐富。在受到光照射時(shí)，光敏色素的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，這一變化的信息會(huì)經(jīng)過信息傳遞系統(tǒng)傳導(dǎo)到細(xì)胞核內(nèi)，影響特定基因的表達(dá)，從而表現(xiàn)出生物學(xué)效應(yīng)（圖5-12）。(1)化學(xué)本質(zhì):(2)分布:(3)吸收光的類型:蛋白質(zhì)(色素—蛋白復(fù)合體)植物的各個(gè)部位，其中在分生組織的細(xì)胞內(nèi)比較豐富。主要是紅光和遠(yuǎn)紅光主要吸收紅光和遠(yuǎn)紅光光受體向光素隱花色素光敏色素UV-B受體藍(lán)光受體主要吸收藍(lán)光相關(guān)信息：植物體內(nèi)除了光敏色素，還有感受藍(lán)光的受體?？梢哉J(rèn)為，環(huán)境中的紅光、藍(lán)光，對(duì)于植物的生長發(fā)育來說，是非常關(guān)鍵的。隱花色（又被稱為藍(lán)光受體）主要吸收藍(lán)光和UV-A。UV-A為長波紫外線，波長320～400nm；UV-B為中波紫外線，波長290～320nm。感受信號(hào)傳導(dǎo)信號(hào)發(fā)生反應(yīng)光照射①光敏色素被激活結(jié)構(gòu)發(fā)生變化②信號(hào)經(jīng)過轉(zhuǎn)導(dǎo)，傳遞到細(xì)胞核內(nèi)DNA③細(xì)胞核內(nèi)特定基因的轉(zhuǎn)錄變化RNA翻譯④表現(xiàn)出生物學(xué)效應(yīng)3、光調(diào)控植物生長發(fā)育的反應(yīng)機(jī)制(1)感受信號(hào)：光敏色素被激活，結(jié)構(gòu)發(fā)生變化(2)傳導(dǎo)信號(hào)：信號(hào)經(jīng)過轉(zhuǎn)導(dǎo)

傳遞到細(xì)胞核內(nèi)(3)發(fā)生反應(yīng)：細(xì)胞核內(nèi)特定基因轉(zhuǎn)錄變化(4)表現(xiàn)出生物學(xué)效應(yīng)：相應(yīng)mRNA翻譯出特定蛋白質(zhì)問：光敏色素與光合色素的作用有什么區(qū)別？光敏色素是光的受體。光作為一種信號(hào)，影響、調(diào)控植物生長、發(fā)育的全過程。光合色素是在光合作用中參與吸收、傳遞并轉(zhuǎn)化光能等的作用，包括葉綠素和類胡蘿卜素等。光是植物進(jìn)行光合作用的能量來源學(xué)以致用走近生活垂絲茉莉你知道你家里養(yǎng)的哪些花屬于短日照植物？如何讓它正?；蛱崆伴_花？蟹爪蘭1.下列關(guān)于光在植物生長發(fā)育中的調(diào)節(jié)作用及機(jī)制的說法，正確的是

A.種子的萌發(fā)都需要在有光的條件下進(jìn)行B.棉花需白天長度超過13小時(shí)才開花C.植物開花受到光調(diào)控，衰老不受光的調(diào)控。D.日照時(shí)間對(duì)植物開花的調(diào)節(jié)本質(zhì)上是對(duì)基因程序性表達(dá)的調(diào)控課堂練習(xí)

D×

如洋蔥、番茄×

是菠菜×

全過程2.自然界中，植物開花需要光信息刺激，當(dāng)日照時(shí)間達(dá)到一定長度時(shí)，植物才能開花，下列相關(guān)說法錯(cuò)誤的是(

)A.植物對(duì)日照時(shí)間的感知跟光敏色素有關(guān)B.該現(xiàn)象說明光作為信號(hào)影響植物生長發(fā)育的全過程C.日照時(shí)間對(duì)植物開花的調(diào)節(jié)本質(zhì)上是對(duì)基因程序性表達(dá)的調(diào)控D.可以通過人為地控制光照時(shí)間達(dá)到使花卉分批上市的目的B課堂練習(xí)

3.植物光敏色素是色素—蛋白復(fù)合體，有紅光吸收型(Pr)和遠(yuǎn)紅光吸收型(Pfr)。

無活性的Pr在細(xì)胞質(zhì)