高中生物人教版 (2019)选择性必修1第5章 植物生命活动的调节第4节 环境因素参与调节植物的生命活动公开课课件ppt

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修1第5章 植物生命活动的调节第4节 环境因素参与调节植物的生命活动公开课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了研习1，研习2，研习3，完成课时作业十八等内容，欢迎下载使用。

1．通过光、温度、重力等环境因素参与调节植物的生长发育，形成稳态与平衡观。 2．通过光、温度参与植物生长发育调节的实例分析，培养用逻辑思维解决问题的能力。 3．基于光、温度和重力等环境因素对植物生长发育影响的认识，分析解决生产和生活中的一些实际问题。
光对植物生长发育的调节
1．光作为一种__________，影响、调控植物生长、发育的全过程。 2．植物能够对光作出反应的原因 (1) 植物可以感知________。 (2) 植物具有能够接受________的分子，光敏色素是其中的一种。
(3) 光敏色素是一类________，分布在植物各个部位，其中在___________的细胞内比较丰富。
3．植物对光作出反应的过程 在受到光照射时，光敏色素的________会发生变化，这一变化的信息会经过_____________________传导到细胞核内，影响______________________，从而表现出生物学效应。
(1) 光是植物进行光合作用的能量来源。(　　) (2) 植物的向光性生长，实际上是植物对光刺激的反应。(　　) (3) 有些植物的种子比较小，储藏的营养物质很少，需要照光提供能量才能萌发。(　　)
(4) 对于植物而言，光不仅提供能量，还能调节植物生长发育。(　　) (5) 可以通过控制光照时间长短来控制花期。(　　)
“万物生长靠太阳”，阳光除了为植物光合作用提供能量，还在植物的生长发育过程中发挥重要的作用。请结合教材P105思考·讨论“光在植物生长发育中的调节作用”提供的资料，分析讨论下列问题。 (1) 细胞核内基因的表达一般需要经过哪两个过程？
(2)“待到秋末九月八，我花开后百花杀”，菊花为短日照植物，在“五一”节时需要摆放菊花花坛，欲使菊花在“五一”节时开花，应对其进行怎样的处理？
提前对其进行短日照处理。
(3) 植物的向光性是否能体现生长素低浓度促进生长，高浓度抑制生长的作用？
不能，植物的向光性只能体现生长素促进生长的作用。
(4) 光敏色素结构变化的信息传导到细胞核内，影响基因的表达，体现了核孔的什么功能？ (5) 光敏色素是一类蛋白质(色素—蛋白复合体)，受到光照时结构会发生变化。这一变化的实质可能是什么？
核孔是核质之间信息交流的通道。
蛋白质的空间结构发生变化。
1．光对植物生长发育的两种作用
(1) 间接作用：光作为能量来源，主要通过影响光合作用间接影响植物的生长发育。
(2) 直接作用：光作为一种外界信号，对植物生长发育的直接作用主要是通过影响植物的形态建成实现的。光作为一种信号影响着植物生长发育的许多方面，从种子发芽和幼苗脱黄化到昼夜节律、基因表达、向地性和向光性，对植物的生长发育有广泛的调节作用，植物受光诱导和调节的发育称为植物的光形态建成，植物光形态建成包括以下几个方面。
① 光在种子萌发中的作用 光对一般植物种子的萌发没有什么影响，但有些植物种子的萌发是需要光的，这些种子叫需光种子，如莴苣、烟草等植物的种子。还有一些植物种子的萌发是不需要光的，这些种子叫需暗种子，如西瓜、黄瓜、番茄等植物的种子。
在需光种子中，研究较多的是莴苣种子，它的萌发对光的要求非常严格。在白光下，莴苣种子的萌发受到促进；改用660 nm的红光照射，同样促进种子萌发；若用730 nm的远红光照射则有很强的抑制作用，种子萌发率大大降低。同时发现，红光的促进作用和远红光的抑制作用是可逆的，当用红光处理后再用远红光处理则红光的作用被解除。若反复使用红光和远红光处理，其作用效果取决于最后一次处理的光质。现在已知，参与需光种子萌发反应的光的吸收与光敏色素有关。
② 光在植物营养生长期的作用 光能消除黄化现象，使叶伸长，茎节间变短；使植物根、茎、叶正常分化。 ③ 光在植物开花中的作用 很多植物的开花与日照长度有关，白天和黑夜的相对长度叫光周期。
(3) 植物能够对光作出反应的原理
(1) 光敏色素：植物接受光信号的分子之一。 ① 本质：蛋白质(色素—蛋白复合体)。 ② 分布：植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。 ③ 生理作用：光敏色素可参与调节种子萌发、茎的伸长、气孔分化、叶绿体和叶片运动、花诱导、花粉育性等生理过程。
3．长日照植物与短日照植物的区分
(1) 长日照植物和短日照植物的开花与日照时长并无直接关系，是连续的黑暗时长会直接决定其开花与否。即促进长日照植物的开花并不需要延长日照时长，只要在连续的黑暗中给予短时间的光照，将连续的黑暗时长缩短至某一临界值以下就可以了；而对于短日照植物只需延长连续黑暗的时间即可。所以长日照植物也叫短夜植物，短日照植物也叫长夜植物。
(2) 长日照植物和短日照植物的临界日长(夜长)根据物种不同而不同，并不是严格的12小时。
4．辨析光合色素和光敏色素
(1) 化学本质不同。绿色植物的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，不是蛋白质；光敏色素是由色素参与组成的一种蛋白质复合体。 (2) 接受光照有本质区别。光合色素能吸收并转化光能储存在有机物中，是自然界各种生物的能量和物质基础；光敏色素是光的受体，光仅是一种信号，被接受后经信息传递系统传导到细胞核，影响基因表达，从而起到调节植物的生长发育的作用。
(3) 分布不同。光合色素主要分布在叶肉细胞的叶绿体中，光敏色素分布在植物的各个器官中，尤其在分生组织的细胞中更多，如胚芽鞘尖端、根尖等。 (4) 合成条件不同。光是叶绿素合成的必要条件，黑暗培养的黄化苗不含叶绿素，但黄化幼苗的光敏色素比绿色幼苗多20～100倍。
1．下列关于光对植物生长发育调节的叙述，错误的是(　　) A．光可调控种子的萌发、植株的生长和开花 B．光作为一种信号，影响调控植物生长、发育的部分过程 C．植物的向光性是植物对光刺激的反应 D．光敏色素是植物接受光信号的一类蛋白质分子
解析：光作为一种信号，影响调控植物生长、发育的全部过程，B错误。
2．自然界中，植物开花需要光信息刺激，当日照时间达到一定长度时，植物才能开花。下列叙述错误的是(　　) A．植物对日照时间的感知跟光敏色素有关，与植物激素无关 B．该现象说明信息的来源可以是外界环境 C．日照时间对植物开花的调节本质上是对基因程序性表达的调控 D．可以通过人为控制光照时间达到使花卉分批上市的目的
解析：植物对日照时间的感知跟光敏色素有关，通过调节植物激素的含量影响植物开花，A错误；题目中的现象说明信息的来源(光)可以是外界环境，B正确；日照时间的长短变化是环境因素，外界环境因素的变化通过影响植物的代谢进而影响植物的开花，而植物代谢的调节本质上是由基因来调控的，C正确；根据题意可以通过人为控制光照时间控制植物开花的时间，达到使花卉分批上市的目的，D正确。
参与调节植物生命活动的其他环境因素
(1) 温度可以通过影响__________、植株生长、开花结果和叶的______、脱落等生命活动，从而参与调节植物的__________。 (2) 植物分布的________很大程度上就是由温度决定的。
(1) 重力是调节植物_________和_________的重要环境因素。 (2) 重力的作用原理 植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞，可以将______信号转换成______________的信号，造成________分布的不均衡，从而调节植物的生长方向。
(1) 温度除了参与植物生长发育，影响种子萌发、植株生长、发育、开花结果及叶的衰老、脱落外，还决定植物分布的地域性。(　　) (2) 能说明重力调控植物生命活动的实例有根的向地性、茎的背地性和顶端优势等。(　　)
解析：顶端优势的产生与重力无关。
(3) 重力影响生长素的分布，近地侧分布多，生长快。(　　) (4) 冬小麦经过春化作用才能抽穗开花。(　　) (5) 温度只影响细胞代谢，不参与植物生长发育的调节。(　　) (6) 被普遍认可的一种解释重力对植物生长调节的机制是“淀粉—平衡石假说”(　　)
解析：温度不仅影响细胞代谢，也参与植物生长发育的调节。
激素的产生和分布只受基因表达调控，不受环境影响。(　　)
解析：激素的产生和分布是基因表达调控的结果，也受环境因素的影响。
1．将植物幼苗横放，在重力作用下，生长素在靠地一侧的分布较多，但根表现为向地性，茎表现为背地性，原因是什么？
根对生长素较为敏感，根的靠地一侧生长被抑制，茎的靠地一侧生长素促进生长，所以根、茎出现了不同的反应。
2．自然状态下，根向地生长、茎背地生长，这对于植物的生长发育有何意义？
根向地生长有利于根吸收水分和无机盐，茎的背地生长有利于植物伸展枝叶，接受光照。
3．春化作用过程中，感受低温的部位分生组织中的RNA和蛋白质含量增加，说明低温通过什么机制影响植物的开花？
通过影响基因的转录和翻译影响基因的表达。
4．玉米种子萌发为幼苗的过程中，种子的干重和鲜重如何变化？
干重由于有机物的分解而先减少，当幼苗出土，光合作用强度大于呼吸作用强度后，干重开始增加；鲜重一直在增加。
5．根尖和芽尖中的生长素的产生部位和作用部位是否一致？
不一致。产生部位主要是根尖和芽尖的分生组织，作用部位是根尖和芽尖下面的伸长区。
(1) 树木的年轮表现出季节周期性变化 ① 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。 ② 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。
(2) 春化作用与植物的生长 ① 植物花的形成除了内部发育因素，还受外界环境条件的严格调控，主要是春化和光周期。 ② 经历低温诱导促使植物开花的作用，称为春化作用。开花受低温影响的植物，主要是一些二年生植物(如芹菜、萝卜、白菜、葱、蒜、天仙子等)和一些冬性一年生植物(如冬小麦、冬大麦等)。
③ 在春化过程结束前，如遇高温，低温效果就会削弱或消除，这种现象称为脱春化作用。冬季气温过高会导致冬小麦减产就是这个道理。 ④ 春化形成的刺激物质称春化素，通过春化植株的叶片同种嫁接，使没经过春化的植株开花，证明了春化素的存在。
在重力作用下，生长素由远地侧向近地侧运输，即A→a、B→b，这样a、b处的生长素浓度分别比A、B处的高。
(1) 由于根对生长素比较敏感，a处过高浓度的生长素对根的生长起抑制作用，而A处的生长素浓度有利于根的生长，这充分体现了生长素作用的两重性。 (2) 由于茎对生长素相对不敏感，b处的生长素浓度比B处的高，b处较高浓度的生长素对茎生长的促进作用更强，茎近地侧比远地侧生长快。
(3) 淀粉—平衡石假说
淀粉—平衡石假说认为，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。
1．下列关于根向地生长和茎背地生长的相关叙述，错误的是(　　) A．根向地生长和茎背地生长体现了重力对植物生命活动的调节 B．根向地生长是由平衡石细胞中的淀粉体响应重力刺激定向沉降引起的 C．根向地生长有利于植物从更深层土壤中吸收水和无机盐 D．根向地生长体现出赤霉素低浓度促进生长而高浓度抑制生长的作用特点
解析：根向地生长体现出生长素低浓度促进生长而高浓度抑制生长的作用特点，D错误。
2．分别将一种短日照植物和一种长日照植物置于短光周期中，但在长暗期中间给予一次瞬间光照，结果短日照植物不开花，长日照植物开花；再将这两种植物置于长光周期中，但在长光期中间插入一次短时黑暗，结果短日照植物仍不开花，长日照植物开花。下列叙述错误的是(　　) A．短日照植物和长日照植物分别指开花需要短日照条件和长日照条件 B．短光周期的长暗期中间给予短瞬间光照，长日照植物开花，因为黑暗时长满足其要求
C．长光周期的长光期中间插入短时黑暗，短日照植物不开花，因为黑暗时长不能满足其要求 D．植物对光照和黑暗的反应叫光周期现象
解析：长日照植物是指每天日照时间长于它的临界日长才开花的植物，短日照植物是指每天日照时间短于它的临界日长才开花的植物，A项正确；
短日照植物实际是长夜植物，长日照植物实际是短夜植物，短光周期的长暗期中间给予短瞬间光照，长日照植物开花，原因不是光照总时长满足其要求，而是满足了短夜条件，B项正确； 长光周期的长光期中间插入短时黑暗，短日照植物不开花，因为黑暗时长不能满足其要求，C项正确； 植物对昼夜相对长度变化发生反应的现象，称为光周期现象，D项错误。
植物生长发育的整体调控
(1) 植物生长发育的调控，是由______________、__________和_______________共同构成的网络。 (2) 植物的生长、发育、繁殖、休眠，都处在________________的调控之下。 (3) 激素作为__________，会影响细胞的__________，从而起到调节作用。 (4) 激素的产生和分布是_______________的结果，也受到___________的影响。
(1) 植物生长发育的调控，是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。(　　) (2) 植物细胞里储存着全套遗传信息，但是某个细胞的基因如何表达，是选择性的。(　　) (3) 对多细胞生物来说，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。(　　)
“万物生长靠太阳”，阳光除了为植物光合作用提供能量，还在植物的生长发育过程中发挥重要的作用。请结合教材P108“植物生长发育的整体调控”相关知识，分析讨论下列问题。
(1) 有些植物根据昼夜长短“决定”是否开花，是哪种环境因素的作用？起作用的原理是什么？
日照时间的长短影响了植物的开花。研究发现，光敏色素是植物接受光信号的蛋白质分子，主要吸收红光和远红光。光敏色素发挥调控作用的机理是：光信号刺激→光敏色素结构发生改变→信号传导到细胞核内→核内特定基因的转录变化→翻译出相应蛋白质→表现出生物学效应。
(2) 高等植物是由很多细胞组成的高度复杂的有机体，它的正常生命活动，机体是如何协调、共同调控的？
植物生长发育的调控，是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。
1．植物生长发育的整体调控
改变植物的花期，不仅给人们带来视觉的享受，还可以让一些水果提前或延后上市，延长人们享受新鲜水果的时间。人们可以通过温度处理、光照处理、生长调节剂处理及栽培措施处理等方法人工控制花期。
1．以下关于植物生长发育的调控的叙述，正确的是(　　) A．由于植物没有神经系统，所以植物的生长发育只受激素调节 B．植物激素几乎控制着植物所有的生长发育过程 C．植物激素合成受基因表达的调控，植物激素又会影响基因的表达 D．光照、温度等环境因素直接影响植物的生长发育
解析：激素调节只是植物生长发育的调控的一部分，A错误；植物激素几乎调节着植物所有的生长发育过程，而不是控制，B错误；光照、温度等环境因素的变化，引起包括植物激素合成在内的多种变化，影响基因表达，从而影响植物的生长发育等生命活动，D错误。
2．在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激素相互作用、共同调节。下列关于植物生命活动调节的叙述，错误的是(　　) A．不同植物激素对生命活动某一过程的调节既可表现协同作用，也可表现拮抗作用 B．激素调节只是植物生命活动调节的一部分，植物生命活动还受到环境因素的调节 C．光照、温度等环境因素通过改变植物激素的作用来影响生命活动 D．植物生命活动的过程是基因适时选择性表达的结果
解析：生长素和细胞分裂素在促进植物生长方面表现为协同作用，细胞分裂素和脱落酸在细胞分裂方面表现为拮抗作用，A正确；植物生长发育的调控，是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的网络，B正确；环境因素可影响激素的产生、分布，但不改变激素的作用，C错误；植物生命活动的过程是基因适时选择性表达的结果，D正确。
1．光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。 2．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。 3．除了光，温度、重力等环境因素也会参与调节植物的生长发育。
4．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。 5．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。 6．植物生长发育的调控，是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的网络。
1．华北的冬小麦在华南不能开花，原因是南方(　　) A．日照长 B．日照短 C．温度高 D．营养不适
解析：植物的花诱导需要低温和光周期两个外界因子。华北的冬小麦必须经过低温处理才能开花，而华南不能提供这么低的温度，因此冬小麦不能经过春化处理，也就不能开花。
2．在黑龙江不能种香蕉，在新疆不能种水稻，调节其生命活动的环境因素是(　　) A．阳光 B．温度 C．水分 D．土壤
解析：温度影响植物的分布。
3．某航天飞机在太空中关于种子萌发的实验表明，在太空，根的生长没有向性，原因是(　　) A．缺氧 B．失重 C．缺少阳光 D．产生变异
4．下列有关植物生命活动调节的说法，错误的是(　　) A．植物生命活动的调节从根本上说是植物基因组程序性表达的结果 B．调节植物生命活动的激素不是孤立的，而是相互作用共同调节的 C．根据人们的意愿使用植物生长调节剂，可以促进或抑制植物的生命活动 D．光照、温度等环境因子通过改变植物激素的作用来影响植物的生命活动
解析：植物的各种生命活动都不是受单一激素的控制，而是各种激素相互作用、共同调节的结果，从根本上说是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果，A、B两项正确；植物生长调节剂是人工合成的、对植物的生长发育有调节作用的化学物质，因此人们根据意愿，使用植物生长调节剂，可以促进或抑制植物的生命活动，C项正确；光照、温度等环境因子的变化，会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化，进而对基因组的表达进行调控，但不能改变植物激素的作用，D项错误。
5．下列有关植物生长素发现及应用的叙述，正确的是(　　) A．燕麦胚芽鞘中生长素的极性运输与光照方向无关 B．顶芽生长占优势时侧芽生长素的合成受到抑制 C．温特的实验中生长素从胚芽鞘尖端基部进入琼脂块的方式是主动运输 D．在太空失重状态下植物激素不能进行极性运输，根失去向地生长的特性
解析：光照能使生长素发生横向运输，极性运输是指从形态学上端向形态学下端运输，所以燕麦胚芽鞘中生长素的极性运输与光照方向无关，A项正确； 顶芽生长占优势时，侧芽生长素的合成不会受到抑制，侧芽的生长由于生长素浓度过高而受抑制，B项错误； 温特的实验中，生长素从胚芽鞘尖端基部进入琼脂块的方式是扩散，而不是主动运输，主动运输与被动运输是物质通过生物膜的方式，C项错误；
太空失重状态下，由于没有重力，根失去向地生长的特性，而极性运输是由形态学上端向形态学下端的运输，在任何情况下都存在，D项错误。
6．科学家研究发现，紫外光可抑制植物生长，原因是紫外光增加了植物体内吲哚乙酸氧化酶(有铁才能合成该酶)的活性，而吲哚乙酸在吲哚乙酸氧化酶的作用下可被分解为3­亚甲基氧化吲哚(不能促进细胞伸长)。为验证紫外光抑制植物生长与吲哚乙酸的氧化有关，请补充下列实验设计并完成相关的实验分析。(不考虑缺铁对植物生长其他方面的影响)
(一) 材料用具： 燕麦幼苗、完全培养液、缺铁的完全培养液(溶液浓度均适宜)、蒸馏水、琼脂块、刀片等。(二) 实验步骤： (1) 准备4个配有培养支架的烧杯，分别标记为A、B、C、D； (2) 向A和B烧杯中加入等量适量的完全培养液，C和D烧杯中加入等量适量的缺铁培养液；
(3) 选取_______________________________，平均分成四组，分别放在A～D 4组烧杯中培养一段时间； (4) 给予A、C适宜的可见光光照，给予B、D______________________________________光照，继续培养一段时间； (5) 切下幼苗的胚芽鞘尖端，分别用琼脂块收集生长素，并对应标记为a、b、c、d；
生长状况相同的燕麦幼苗若干株　
同等强度的可见光和一定强度的紫外光　
(6) 培养一段时间后，观察胚芽鞘的弯曲情况。
(三) 实验分析： (1) 请预测上图中第①⑥组胚芽鞘的生长情况： ①__________________，⑥___________。 (2) 图中________组胚芽鞘的生长情况可证明紫外光抑制植物的生长与吲哚乙酸的氧化有关。
向b侧(右)弯曲生长　
解析：(3)实验中要符合等量、对照原则，故应选生长状况相同的燕麦幼苗若干株。 (4) 实验设计应保证单一变量原则，和A、C相比较，B、D的不同在于多了紫外光照射。 (三) (1) 由于A正常，B组另加紫外光照射，吲哚乙酸氧化酶活性最高，生长素含量低，a生长素含量多，生长快，所以①组中胚芽鞘向b侧弯曲生长。由于C和D烧杯中加入等量适量的缺铁
培养液，不能合成吲哚乙酸氧化酶，生长素含量高，且c和d含生长素相同，故⑥组中胚芽鞘直立生长。 (2) 由于D烧杯中加入适量的缺铁培养液，不能合成吲哚乙酸氧化酶，生长素含量高，故①⑤两组构成对照可证明紫外光抑制植物生长与吲哚乙酸的氧化有关。