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

第4節(jié)

環(huán)境因素參與調(diào)節(jié)植物的生命活動

種子萌發(fā)后，根向地生長。如果將幼苗橫過來，莖會彎曲向上生長，根則彎曲向下生長。1.莖和根的生長是受哪種因素調(diào)節(jié)的？是由重力因素調(diào)節(jié)的。根和莖很可能會繼續(xù)橫向生長，因?yàn)樘罩袔缀鯖]有重力。除了重力以外，還有哪些環(huán)境因素影響植物的生長？2.如果將該幼苗橫放在太空中的“天宮二號”內(nèi)，它的根、莖可能會怎樣生長？為什么？問題·探討一、光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)

高等植物的生命活動除了依靠激素調(diào)節(jié)，同時受環(huán)境因素調(diào)節(jié)。光、溫度、重力對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)作用尤為重要。

光是植物進(jìn)行光合作用的能量來源,對于植物來說光只是起提供能量的作用嗎？光在植物生長發(fā)育中的調(diào)節(jié)作用思考·討論資料1

少數(shù)植物（如煙草和萵苣）的種子需要在有光的條件下才能萌發(fā)，有些植物(如早熟禾、毛蕊花)的種子在有光條件下萌發(fā)得好一些，還有一些植物（如洋蔥、番茄）的種子萌發(fā)，則受光的抑制。煙草、萵苣早熟禾毛蕊花洋蔥番茄光抑制種子萌發(fā)不萌發(fā)有光比無光萌發(fā)更好萌發(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，儲藏的營養(yǎng)物質(zhì)也很少。討論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1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,莖比在光下要長很多。豆芽一旦見光,就會發(fā)生形態(tài)變化并長成豆苗。豆芽：無光條件豆苗：有光條件討論2：從豆芽到豆苗，光對植物的顏色和形態(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，也會影響豆苗的形態(tài)。黑暗暗形態(tài)建成光照光形態(tài)建成①

很多植物的開花與晝夜長短有關(guān)；白天長度超過13小時才開花②

很多植物的開花與晝夜長短無關(guān)。白天短于一定時長才開花菠菜菊水稻黃瓜向日葵棉花資料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小時才開花；菊、水稻則要在白天短于一定的時長才開花。當(dāng)然，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。討論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?討論4.

種子發(fā)芽，植株生長、開花接受光的調(diào)控，是如何體現(xiàn)植物對環(huán)境的適應(yīng)的?光照時長(黑暗時長)在起作用；有關(guān)。

萌發(fā)需要光照的種子一般較小，這是對環(huán)境的適應(yīng)—萌發(fā)后能立即進(jìn)行光合作用，從而避免在無光條件下萌發(fā)后“餓死”；

植株生長、開花過程中，跟隨著光照的節(jié)奏，能保證生命活動正常進(jìn)行，能保證正常地繁衍后代，這也是植物對環(huán)境的適應(yīng)。

在自然界中，種子的萌發(fā)、植株的生長、開花、衰老，等等，都會受到光的調(diào)控。植物的向光性生長，實(shí)際上也是植物對光刺激的反應(yīng)。光作為一種

，

植物生長、發(fā)育的全過程。信號影響、調(diào)控1機(jī)理：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。植物具有接受光信號的分子—光敏色素(其中的一種)植物體內(nèi)還有感受藍(lán)光的受體

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，對于植物的生長發(fā)育來說，是非常關(guān)鍵的。2轉(zhuǎn)換過程：任務(wù)一：參照教材P106圖5-12，小組合作嘗試構(gòu)建光信號轉(zhuǎn)換過程模型。一、光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)感受信號光敏色素被激活，結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。信號經(jīng)過轉(zhuǎn)導(dǎo)，傳遞到細(xì)胞核內(nèi)傳導(dǎo)信號細(xì)胞核內(nèi)特定基因的轉(zhuǎn)錄變化（表達(dá)）發(fā)生反應(yīng)RNA蛋白質(zhì)表現(xiàn)出生物學(xué)效應(yīng)翻譯感受信號傳導(dǎo)信號發(fā)生反應(yīng)信號經(jīng)過轉(zhuǎn)導(dǎo)，傳遞到細(xì)胞核內(nèi)表現(xiàn)出生物學(xué)效應(yīng)翻譯RNA光敏色素被激活，結(jié)構(gòu)發(fā)生變化DNA細(xì)胞核內(nèi)特定基因的轉(zhuǎn)錄變化（表達(dá)）轉(zhuǎn)錄光照射溫帶地區(qū)，樹木年復(fù)一年的加粗，構(gòu)成一圈圈的年輪，表現(xiàn)出季節(jié)周期性變化。資料11、溫度參與植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)二、參與調(diào)節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素顏色較淺的帶顏色較深的帶春夏季：細(xì)胞分裂快、細(xì)胞體積大，在樹干上形成顏色較淺的帶；秋冬季：細(xì)胞分裂慢、細(xì)胞體積較小，樹干上形成顏色較深的帶。思考：樹木的年輪與季節(jié)的溫度變化有什么直接關(guān)系?

年輪的形成，是樹木生長對一年中不同時期環(huán)境溫度反應(yīng)的結(jié)果?！就卣埂吭谟行┨厥馇闆r下，年輪會出現(xiàn)一些變異。如果數(shù)目一側(cè)形成層休眠或死亡，就無法形成完整的年輪，這種情況稱為斷輪；如果數(shù)目遭受病蟲害、氣象災(zāi)害等，一年內(nèi)的形成層活動可能出現(xiàn)多次起伏，容易形成偽年輪。

有些植物在生長期需要經(jīng)歷一段時期的低溫之后才能開花。這種經(jīng)歷低溫誘導(dǎo)促使植物開花的作用，稱為春化作用。冬小麥、冬大麥，蕙蘭等就是這樣。思考：有的植物需要經(jīng)過春化作用才能開花，這對于它們適應(yīng)所生存的環(huán)境有什么意義？

這樣可以避免出現(xiàn)在冬季來臨之前開花從而無法正常結(jié)果的情況。冬小麥：9~10月播種，經(jīng)過冬天后，來年春天開花結(jié)果。實(shí)踐：在春季播種冬小麥，會使麥苗夏季旺長卻不開花或者開花太晚，造成減產(chǎn)。結(jié)論：冬小麥需要經(jīng)歷一段時間的低溫誘導(dǎo)方可開花（春化作用）。資料2光合作用:夏日正午光照充足，但因蒸騰作用強(qiáng)，氣孔關(guān)閉，CO2進(jìn)入葉片受阻，光合作用反而弱。葉片變黃、脫落:落葉樹的葉片在秋冬季變黃、脫落。思考：關(guān)于溫度參與調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的實(shí)例，你還能舉出一些嗎？（1）隨著季節(jié)輪回、氣溫周期性變化，植物發(fā)芽、開花、落葉、休眠，生命活動的節(jié)奏追隨著季節(jié)的步伐。1.溫度參與植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)（2）隨著晝夜交替，氣溫午高夜低，植物的代謝也會有旺盛和緩慢之分。（3）植物的所有生理活動均在一定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，溫度通過影響種子萌發(fā)、植株生長、開花結(jié)果和葉的衰老、脫落等調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育。（4）植物分布的地域性很大程度上就是由溫度決定的。西雙版納熱帶季雨林溫帶常綠闊葉林落葉闊葉林針葉林（1）調(diào)節(jié)機(jī)理：

植物根莖中具有感受重力的物質(zhì)和細(xì)胞，將重力信號轉(zhuǎn)換成運(yùn)輸生長素的信號，造成生長素分布的不均衡，從而調(diào)節(jié)植物的生長方向。2.重力參與植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)重力（2）構(gòu)建淀粉—平衡石假說模型來解釋根的向地性：植物對重力的感受是通過體內(nèi)一類富含“淀粉體”的細(xì)胞，即平衡石細(xì)胞來實(shí)現(xiàn)的。重力方向改變平衡石細(xì)胞中的“淀粉體”會沿著重力方向沉降引起一系列信號分子的改變?nèi)缤ㄟ^影響生長素的運(yùn)輸導(dǎo)致生長素沿著重力刺激的方向不對稱分布對植物生長產(chǎn)生影響三、植物生長發(fā)育的整體調(diào)控

高等植物是由許多細(xì)胞組成的高度復(fù)雜的有機(jī)體，它的正常生長發(fā)育需要各個器官、組織和細(xì)胞之間的協(xié)調(diào)和配合。基因表達(dá)調(diào)控——激素調(diào)節(jié)環(huán)境因素調(diào)節(jié)基因適時選擇性表達(dá)信息分子基因表達(dá)

基因表達(dá)調(diào)控環(huán)境因素在個體層次，植物生長、發(fā)育、繁殖、休眠，實(shí)際上是植物響應(yīng)環(huán)境變化，調(diào)控__________以及_________________，最終表現(xiàn)在器官和個體水平上的變化?；虮磉_(dá)激素產(chǎn)生、分布激素作為__________，會影響細(xì)胞的__________，從而起到調(diào)節(jié)作用。同時，激素的產(chǎn)生和分布是______的結(jié)果，也受到__________的影響。任務(wù)二:小組合作請用恰