1、第五章第4节环境因素参与植物的生命活动本节聚焦光是怎样调节植物生长发育的？01 02温度、重力等环境因素是怎样参与调节植物生长发育的？植物接受环境因素的调节有什么适应意义？03问题探讨 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。茎向上生长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、茎可能会怎样生长？为什么？重力重力水平生长，没有重力水平生长，没有重力植物的生命活动的调节主要依靠植物的生命活动的调节主要依靠激素调节激素调节，同时受，同时受环境因素调节。环境因素调节。光、温度、重力光、温度、重力对植物生长
2、发育都对植物生长发育都有调节作用。有调节作用。010102020303光光温度温度重力重力思考思考.讨论讨论光在植物生长发育中的调节作用资料资料1 1 少数植物（如烟草和莴苣）的种少数植物（如烟草和莴苣）的种子，需要在有光的条件下才能萌发。子，需要在有光的条件下才能萌发。有些植物（如早熟禾、毛蕊花）的种子在有些植物（如早熟禾、毛蕊花）的种子在有光条件下萌发的好一些。有光条件下萌发的好一些。还有一些植物（如洋葱、番茄）的种子萌还有一些植物（如洋葱、番茄）的种子萌发则受光的抑制。发则受光的抑制。研究发现，萌发需要光的种子一般较小，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。储藏的营养
3、物质也很少。种子的萌发受到光的调控。光作为一种信号种子的萌发受到光的调控。光作为一种信号,影响了种子的萌发。影响了种子的萌发。1.有些植物的种子在有光的条件下才会萌发,而有些植物的种子萌发则受光的抑制,说明什么问题?2.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?不是不是讨论：思考思考.讨论讨论光在植物生长发育中的调节作用资料资料2 2 豆芽是在黑暗的环境中豆芽是在黑暗的环境中培育的，它的细胞中不含叶绿培育的，它的细胞中不含叶绿素，茎（实际上很大一部分是素，茎（实际上很大一部分是下胚轴）比在光下要长很多。下胚轴）比在光下要长很多。豆芽一旦见光，就会发生形态豆芽一旦见光，就会发生形态
4、变化并长成豆苗。变化并长成豆苗。豆芽（黑暗中培育）豆苗见光培育讨论：3.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思考思考.讨论讨论光在植物生长发育中的调节作用资料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。4.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
5、激素的分泌有关。在起作用；与植物激素的分泌有关。讨论：BA长日照植物短日照植物开花不开花不开花开花(1)长日照植物:只有当日照长度超过临界日长(1417 h),或者说暗期必须短于某一时数才能形成花芽的植物。否则不能形成花芽,只停留在营养生长阶段。(2)短日照植物:只有当日照长度短于其临界日长(少于12 h,但不少于8 h)时才能开花的植物。在一定范围内,暗期越长,开花越早,如果在长日照下则只进行营养生长而不能开花。许多热带、亚热带和温带春秋季开花的植物多属短日照植物,如大豆、玉米、水稻等。植物的光周期 5.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萌
6、发需要光照的种子一般较小一般较小，这是对环境的适应，这是对环境的适应萌发后能立即萌发后能立即进行光合作用进行光合作用，从而，从而避免避免在无光条件下萌发后在无光条件下萌发后“饿死饿死”；植株在生长、；植株在生长、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。正常地繁衍后代，这也是植物对环境的适应。讨论：光能够影响某些植物种子的萌发一、光对植物生长发育的调节光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。种子萌发植株生长开花均受到光的调控 光照时间长短影响植物的开花 光影响叶绿素的
7、形成,并影响植物的形态（1）光是植物进行光合作用的能量来源；（2）光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。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。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？1.光对植物生长发育的作用一、光对植物生长发育的调节（1）化学本质：（2）分布（3）吸收光的类型：植物体内除了光敏色素，还有感受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。可以认为，环境中的红光、蓝光红光、蓝光，对于植物的生长发育来说，是非常关键的，对于植
8、物的生长发育来说，是非常关键的。2.光信号传导的结构基础之一光敏色素一、光对植物生长发育的调节主要是红光和远红光。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。(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 3.光调控植物生长发育的反应机制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一、光对植物生长发育的调
9、节资料资料1 1：温带：温带地区，树木年复一年的加粗，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构成一圈圈的年轮，表现出季节周期性变化。化。年轮的形成年轮的形成的原因的原因是：在是：在春夏季细胞春夏季细胞分裂快、细胞体积大，在树干上形成颜色分裂快、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。积较小，树干上形成颜色较深的带。温度参与植物生长发育的调节思考思考.讨论讨论温度参与植物生长发育的调节思考思考.讨论讨论资料资料2 2：有些有些植物在生长期需要经植物在生长期需要经历一段时期的低温之后
10、才能开花。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这种经历低温诱导促使植物开花的作用，称为作用，称为春化作用春化作用。冬小麦、冬。冬小麦、冬大麦，蕙兰等就是这样。大麦，蕙兰等就是这样。1、树木的年轮与季节的温度变化有什么直接关系?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？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？年轮的形成是树木生长对年轮的形成是树木生长对一一年中年中不同时期环境温度反应的结果反应的结果避免出现在冬季来临之前开花从而无法正常结果的情况出现在冬季来临之前开花从而无法正常结果的情况光合作用：夏日正午光照充足，但因
11、夏日正午光照充足，但因温度过高温度过高，气孔关闭，气孔关闭，COCO2 2进入叶进入叶片受阻，光合作用片受阻，光合作用减减弱。弱。叶片脱落：落叶树的叶片在秋冬季变黄、脱落。落叶树的叶片在秋冬季变黄、脱落。讨论：（1 1）随着季节轮回，气温）随着季节轮回，气温周期性变化周期性变化，植物，植物发芽、开花、落叶、休眠发芽、开花、落叶、休眠，生命活动的节奏追随着季节的步伐；生命活动的节奏追随着季节的步伐；（2 2）随着）随着昼夜交替昼夜交替，气温，气温午高夜低午高夜低，植物的，植物的代谢代谢也会有也会有旺盛旺盛和和缓慢缓慢之分；之分；（3 3）植物的所有生理活动都是在）植物的所有生理活动都是在一定的温
12、度范围内一定的温度范围内进行；进行；（4 4）温度可以通过影响）温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果种子萌发、植株生长、开花结果和和叶的衰老、脱叶的衰老、脱落落等生命活动，从而参与调节植物的生长发育；等生命活动，从而参与调节植物的生长发育；（5 5）植物）植物分布的地域性分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。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1、温度热带季雨林热带季雨林温带常绿阔叶林温带常绿阔叶林落叶阔叶林落叶阔叶林寒带针叶林寒带针叶林植物的地域性分布（1 1）重力是重力是调节调节植物植物生长发育生长发育和和形态建成形态建成的重要环境因素的重要环境因素
13、。植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞，可以将重力信号转换成运植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞，可以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。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。根向地生长，可以深扎根，利于吸收水分和无机盐；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根的向地生长和茎的背地生长有什么意义呢？根的向地生长和茎的背地生长有什么意义呢？2 2、重力、重力二、参与调节植物生命活动的其他环境因素（2
14、2）淀粉淀粉平衡石假说平衡石假说：植物对重力的感受：植物对重力的感受是通过体内一类富含是通过体内一类富含“淀粉体淀粉体”的细胞，即的细胞，即平衡石细胞平衡石细胞来实现的。来实现的。重力重力方向方向改变改变平衡石细胞中的平衡石细胞中的“淀粉体淀粉体”会沿着会沿着重力方向沉降重力方向沉降引起一系列引起一系列信号分子的信号分子的改变改变如影响生长素的运输，导致生长素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沿着重力刺激的方向不对称分布对植物生长对植物生长产生影响产生影响2 2、重力、重力根尖中的平衡石细胞示意图二、参与调节植物生命活动的其他环境因素 高等植物是由许多细胞组成的高度复杂
15、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。三、植物生长发育的整体调控基因表达调控：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。表达则会根据需要作调整。植物的植物的_、_、_、_等都处在等都处在基因适时选择基因适时选择性表达性表达的调控之下的调控之下。生长生长发育发育繁殖繁殖休眠休眠 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需要要各个各个器官、组织器官、组织和和细胞细胞之间的之间的协调协调和和配合配合。三、植物生长
16、发育的整体调控激素调节：对于多细胞植物体来说，细胞与细胞之间、器官与器官之间对于多细胞植物体来说，细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调，需要通过激素传递信息的协调，需要通过激素传递信息基因表达调控：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。表达则会根据需要作调整。激素作为激素作为_，会影响细胞的，会影响细胞的_，从而起到调节作用。，从而起到调节作用。同时，激素的产生和分布是同时，激素的产生和分布是_的结果，也受到的结果，也受到_的影响。的影响。信息分子信息分子基因表达基因表达基因表达调控基因表达调控环境因素环境因素
17、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需要要各个各个器官、组织器官、组织和和细胞细胞之间的之间的协调协调和和配合配合。三、植物生长发育的整体调控激素调节：对于多细胞植物体来说，细胞与细胞之间、器官与器官之间对于多细胞植物体来说，细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调，需要通过激素传递信息的协调，需要通过激素传递信息基因表达调控：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表达则会根据需要作调整。则会根据需要作调整。环境因素影响：植物响应环境变化，调控基因表达
18、以及激素产生、分布，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。最终表现在器官和个体水平上的变化。已有的研究表明：植物的根是靠根冠中的细胞感受已有的研究表明：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。重力，从而引起根的向地生长。提示：实验可以用刚刚萌发的玉米粒（实际上是颖提示：实验可以用刚刚萌发的玉米粒（实际上是颖果，农业上称为种子）为材料，为了便于观察，可果，农业上称为种子）为材料，为了便于观察，可在培养皿中铺上湿棉花，将刚萌发的玉米粒放在其在培养皿中铺上湿棉花，将刚萌发的玉米粒放在其中培养。中培养。实验组：去除根冠的刚刚萌发玉米种子对照组：完整的刚刚萌发玉米种子验证植物根向地性的感受部位在根冠课外实践验证验证植物根向地性的感受部位在根冠植物根向地性的感受部位在根冠实验思路实验思路:预期结果、得出结论预期结果、得出结论:植物生长发育的整体调控环境因素植物激素基因表达
