5.4環(huán)境因素參與調(diào)節(jié)植物的生命活動(dòng)課件年高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修1

“從種子到種子”全生命周期培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)種子萌發(fā)植株生長(zhǎng)開(kāi)花結(jié)果···種子萌發(fā)一、光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)問(wèn)題一：對(duì)于植物來(lái)說(shuō)，光只起提供光合作用能量的作用嗎？【資料1】少數(shù)植物的種子在有光條件下才能萌發(fā)(如煙草、萵苣、擬南芥)有些植物的種子在有光條件下萌發(fā)的更好（如早熟稻、毛蕊花）有些植物種子的萌發(fā)，受光的抑制（如洋蔥、番茄）研究發(fā)現(xiàn)，萌發(fā)需要光的種子一般比較小，儲(chǔ)藏的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也很少。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？從適應(yīng)性角度理解，為何體積較小的種子萌發(fā)需要光照？種子體積小，儲(chǔ)藏的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)少，萌發(fā)后需要立即光合作用制造有機(jī)物。1.許多種子萌發(fā)時(shí)沒(méi)有葉綠素，不能進(jìn)行光合作用。2.需要光才萌發(fā)的種子并非需要持續(xù)不斷的光照，只需給予一定時(shí)間的光照即可。一、光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)問(wèn)題一：對(duì)于植物來(lái)說(shuō)，光只起提供光合作用能量的作用嗎？【資料2】

向光側(cè)背光側(cè)光光作為一種信號(hào)，影響、調(diào)控植物生長(zhǎng)、發(fā)育的全過(guò)程。莖的向光性一、光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)問(wèn)題二：植物如何感受光信號(hào)？【資料3】1973年，美國(guó)科學(xué)家弗林特和麥利斯特報(bào)告了萵苣種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)：在暗箱內(nèi)將固定光源通過(guò)分光鏡分解成不同波長(zhǎng)的光源，在暗箱內(nèi)利用不同波長(zhǎng)的光源分別照射用清水浸泡過(guò)的萵苣種子，記錄種子的萌發(fā)情況如圖。結(jié)論：促進(jìn)萵苣種子萌發(fā)最有效的光在

，抑制萵苣種子萌發(fā)最有效的光在

。600~700nm(紅光區(qū)）720~760nm（遠(yuǎn)紅光區(qū)）一、光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)問(wèn)題二：植物如何感受光信號(hào)？【資料4】1952年，美國(guó)科學(xué)家博思威克等用相同時(shí)間的紅光（簡(jiǎn)稱Ｒ）和遠(yuǎn)紅光（簡(jiǎn)稱IR）交替照射萵苣種子。不同光照處理?xiàng)l件下，萵苣種子發(fā)芽率如表。光照處理發(fā)芽率（%）黑暗8.5R98R→IR54R→IR→R100R→IR→R→IR43R→IR→R→IR→R99R→IR→R→IR→R→IR54結(jié)論：紅光促進(jìn)種子萌發(fā)，遠(yuǎn)紅光可逆轉(zhuǎn)紅光的作用，萌發(fā)率高低取決于最后一次光照。一、光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)問(wèn)題二：植物如何感受光信號(hào)？【資料5】1959年，巴特勒等用分光光度計(jì)從黃化的植物中檢測(cè)到了吸收紅光和遠(yuǎn)紅光且可相互轉(zhuǎn)化的色素，經(jīng)提取發(fā)現(xiàn)是一種色素蛋白。（生理失活型）（生理激活型）思考：為什么萵苣種子萌發(fā)率高低取決于最后一次照光？一、光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)問(wèn)題三：在植物體內(nèi)，光信號(hào)如何轉(zhuǎn)換？植物中含有一些微量的、能夠接受光信號(hào)的色素-蛋白質(zhì)復(fù)合體，統(tǒng)稱為光受體，主要包括光敏色素、隱花色素、向光素、UVB受體等。光敏色素（感受紅光和遠(yuǎn)紅光）感光區(qū)域酶活性區(qū)域發(fā)色團(tuán)（感知光）具酶活性。使光與細(xì)胞內(nèi)反應(yīng)聯(lián)系起來(lái)。問(wèn)題三：植物體內(nèi)光信號(hào)如何轉(zhuǎn)換？【語(yǔ)言訓(xùn)練】根據(jù)光調(diào)控種子萌發(fā)的反應(yīng)機(jī)制示意圖，嘗試描述將擬南芥種子暴露在充足的陽(yáng)光下萌發(fā)過(guò)程被啟動(dòng)的全過(guò)程。注：→表示促進(jìn)

表示抑制感受信號(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(guò)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)光調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育的反應(yīng)機(jī)制(1)感受信號(hào)：

(2)傳導(dǎo)信號(hào)：(3)發(fā)生反應(yīng)：(4)表現(xiàn)出生物學(xué)效應(yīng)：

細(xì)胞水平：伸長(zhǎng)、分裂、分化、衰老等器官水平：種子萌發(fā)、生長(zhǎng)、開(kāi)花、結(jié)果等光敏色素vs光合色素？？？光敏色素被激活，

結(jié)構(gòu)發(fā)生變化信號(hào)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)導(dǎo)，傳遞到細(xì)胞核內(nèi)細(xì)胞核內(nèi)特定基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)變化相應(yīng)mRNA翻譯出特定蛋白質(zhì)化學(xué)本質(zhì)作用分布合成條件光合色素光敏色素不是蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能光受體，傳遞光信號(hào)葉綠體類囊體薄膜各個(gè)器官，尤其是分生組織細(xì)胞中葉綠素的合成需要光照有無(wú)光均可【拓展】隱花色素2（CRY2）是一種藍(lán)光受體。對(duì)野生型和CRY2功能缺失突變體擬南芥在不同光周期誘導(dǎo)下的開(kāi)花時(shí)間進(jìn)行研究，結(jié)果如圖，開(kāi)花時(shí)莖基部葉片越多代表開(kāi)花越遲。結(jié)論：擬南芥為

（長(zhǎng)日照/短日照）植物。長(zhǎng)日照【拓展】到底是日照長(zhǎng)度還是黑暗時(shí)間長(zhǎng)度影響植物開(kāi)花？大本P120決定是否開(kāi)花的因素是：一個(gè)光周期中

。連續(xù)黑暗時(shí)間二、參與調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)的其他環(huán)境因素1.重力根向地生長(zhǎng)，可以深扎根，利于

；莖背地生長(zhǎng)，可以將枝條伸向天空，利于吸收

。吸收水分和無(wú)機(jī)鹽陽(yáng)光進(jìn)行光合作用【合作探究]驗(yàn)證:植物根的向地性感受部位在根冠?，F(xiàn)提供發(fā)芽的玉米種子，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該結(jié)論(只要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路)。處理預(yù)期結(jié)果對(duì)照組

不做處理

有向地性切去不同長(zhǎng)度的根尖端哪怕僅切掉0.5

mm，根依然失去了向地性待切去尖端后的根尖重新長(zhǎng)出尖端恢復(fù)向地性減法原理加法原理“淀粉—平衡石假說(shuō)”1、

根尖垂直放置時(shí)淀粉體均勻分布在平衡石細(xì)胞底部?jī)?nèi)質(zhì)網(wǎng)上，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)兩側(cè)壓力相當(dāng)，運(yùn)往根冠的生長(zhǎng)素均勻地運(yùn)往伸長(zhǎng)區(qū)。IAAIAAIAA伸長(zhǎng)區(qū)根冠淀粉粒植物是如何感受到重力刺激的呢？如何對(duì)“上下”作出反應(yīng)？重力調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)方向的機(jī)制：在根冠、胚芽鞘尖和莖的內(nèi)皮層細(xì)胞中有比重比較大的淀粉體分布，受重力影響而沉積在細(xì)胞底部，是一種平衡石細(xì)胞。淀粉體①水平放置時(shí)，淀粉體沿著重力方向沉降到

側(cè)，導(dǎo)致該側(cè)壓力大。近地抑制促進(jìn)②壓力大的一側(cè)運(yùn)輸更多

至伸長(zhǎng)區(qū)④低濃度的生長(zhǎng)素_____遠(yuǎn)地側(cè)根尖生長(zhǎng)。根尖向

彎曲生長(zhǎng)。③高濃度的生長(zhǎng)素_____近地側(cè)根尖生長(zhǎng)。生長(zhǎng)素2、

根尖水平放置時(shí)“淀粉—平衡石假說(shuō)”重力調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)方向的機(jī)制：地有的植物需要經(jīng)過(guò)春化作用才能開(kāi)花，這對(duì)于它們適應(yīng)所生存的環(huán)境有什么意義？二、參與調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)的其他環(huán)境因素2.溫度現(xiàn)象：擬南芥需在幼苗期經(jīng)歷一段時(shí)間的低溫誘導(dǎo)方可開(kāi)花（春化作用），否則會(huì)一直進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，遲遲無(wú)法進(jìn)行生殖生長(zhǎng)?？梢员苊獬霈F(xiàn)在冬季來(lái)臨之前開(kāi)花從而無(wú)法正常結(jié)果的情況。二、參與調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)的其他環(huán)境因素2.溫度【聯(lián)系實(shí)際】我國(guó)重要糧食作物冬小麥也需要經(jīng)歷春花作用才能開(kāi)花結(jié)實(shí)。低溫過(guò)程除了啟動(dòng)開(kāi)花過(guò)程外，也是后續(xù)花序正常發(fā)育與小穗結(jié)實(shí)的必備條件。請(qǐng)思考：（1）全球變暖導(dǎo)致冬天氣溫不斷升高，暖冬將給冬小麥的生長(zhǎng)帶來(lái)什么影響？（2）對(duì)于暖冬氣候?qū)π←溕a(chǎn)帶來(lái)的影響，你能提出什么對(duì)應(yīng)措施？暖冬使冬小麥花序發(fā)育異常，成穗率下降；還使病原體和蟲(chóng)卵更容易越冬，造成病蟲(chóng)害增加（“瑞雪兆豐年”），這均會(huì)導(dǎo)致一定程度的減產(chǎn)。進(jìn)行人工春化處理（悶麥法），這樣甚至可在一年內(nèi)培育多代冬小麥。①春夏季：

，在樹(shù)干上形成顏色較淺的帶；②秋冬季：

，樹(shù)干上形成顏色較深的帶。溫度變化使樹(shù)干出現(xiàn)年輪年輪的形成，是樹(shù)木對(duì)一年中不同時(shí)期環(huán)境溫度反應(yīng)的結(jié)果。樹(shù)木的年輪與季節(jié)的溫度變化有什么直接關(guān)系？形成原因細(xì)胞分裂快、細(xì)胞體積大細(xì)胞分裂慢、細(xì)胞體積較小二、參與調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)的其他環(huán)境因素2.溫度關(guān)于溫度參與調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育的實(shí)例，你還能舉出一些嗎光合午休：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(shù)的葉片在秋冬季變黃、脫落。二、參與調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)的其他環(huán)境因素2.溫度植物分布的地域性很大程度上就是由

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溫度二、參與調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)的其他環(huán)境因素2.溫度

植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控，是由基