第4節環境因素參與植物的生命活動第5章植物生命活動的調節

種子萌發后，根向地生長、莖背地生長。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節的？2.如果將該幼苗橫放在太空中的“天宮二號”內，它的根、莖可能會怎樣生長？為什么？是由重力因素調節的。根和莖很可能會繼續橫向生長，因為太空中幾乎沒有重力。莖向上生長問題探討

植物的生命活動的調節主要依靠激素調節，同時受環境因素調節。光、溫度、重力對植物生長發育都有調節作用。光是植物進行光合作用的能量來源，還參與調節植物的生命活動。010203光溫度重力一、光對植物生長發育的調節光在植物生長發育中的調節作用資料1少數植物（如煙草和萵苣）的種子，需要在有光的條件下才能萌發。有些植物（如早熟禾、毛蕊花）的種子在有光條件下萌發的好一些。還有一些植物（如洋蔥、番茄）的種子萌發則受光的抑制。研究發現，萌發需要光的種子一般較小，儲藏的營養物質也很少。思考·討論資料2豆芽是在黑暗的環境中培育的，它的細胞中不含葉綠素，莖（實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，就會發生形態變化并長成豆苗。豆芽（黑暗中培育）豆苗見光培育光在植物生長發育中的調節作用思考·討論資料3很多植物的開花與晝夜長短有關。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。當然，也有不少植物的開花與晝夜長短沒有關系，如黃瓜、棉花、向日葵等。光在植物生長發育中的調節作用思考·討論1.那些需要光才能萌發的種子是需要光照給種子萌發提供能量嗎?不是。2.從豆芽到豆苗，光對植物的顏色和形態有什么影響?光既促進葉綠素的合成從而使豆苗變成綠色，也會影響豆苗的形態。3.有些植物根據晝夜長短“決定”是否開花，是哪種環境因素在起作用?這與植物激素的分泌有關系嗎?是光照時長(黑暗時長)在起作用；與植物激素的分泌有關。光在植物生長發育中的調節作用思考·討論

4.種子發芽，植株生長、開花接受光的調控，是如何體現植物對環境的適應的?萌發需要光照的種子一般較小，這是對環境的適應——萌發后能立即進行光合作用，從而避免在無光條件下萌發后“餓死”；植株在生長、開花過程中，跟隨著光照的節奏，能保證生命活動正常進行，能保證正常地繁衍后代，這也是植物對環境的適應。光在植物生長發育中的調節作用思考·討論（1）光是植物進行光合作用的能量來源；（2）光作為一種信號，影響、調控植物生長、發育的全過程。在自然界中，種子萌發，植株生長、開花、衰老等等，都會受到光的調控。植物的向光性生長，實際上也是植物對光刺激的反應。植物能夠對光作出反應，表明植物可以感知光信號，并據此調整生長發育，那么植物是怎樣感受到光照的呢？一、光對植物生長發育的調節1.光對植物生長發育的作用（1）光是植物進行光合作用的能量來源；（2）光作為一種信號，影響、調控植物生長、發育的全過程。在自然界中，種子萌發，植株生長、開花、衰老等等，都會受到光的調控。植物的向光性生長，實際上也是植物對光刺激的反應。植物能夠對光作出反應，表明植物可以感知光信號，并據此調整生長發育，那么植物是怎樣感受到光照的呢？一、光對植物生長發育的調節1.光對植物生長發育的作用（1）化學本質：蛋白質（色素——蛋白復合體）（2）分布：植物的各個部位，其中在分生組織的細胞內比較豐富。（3）吸收光的類型：主要是紅光和遠紅光。植物體內除了光敏色素，還有感受藍光的受體。可以認為，環境中的紅光、藍光，對于植物的生長發育來說，是非常關鍵的。一、光對植物生長發育的調節2.光信號傳導的結構基礎之一——光敏色素(1)感受信號：光敏色素被激活，其結構發生變化(2)傳導信號：信號經過轉導傳遞到細胞核內(3)發生反應：細胞核內特定基因轉錄變化(4)表現出生物學效應：相應mRNA翻譯出特定蛋白質一、光對植物生長發育的調節3.光調控植物生長發育的反應機制感受信號傳導信號發生反應受到光照射光敏色素被激活，結構發生變化信號經過轉導，傳遞到細胞核內DNA細胞核內特定基因的轉錄變化RNA翻譯表現出生物學效應光調控植物生長發育的反應機制資料1：溫帶地區，樹木年復一年的加粗，構成一圈圈的年輪，表現出季節周期性變化。年輪的形成的原因是：在春夏季細胞分裂快、細胞體積大，在樹干上形成顏色較淺的帶；在秋冬季細胞分裂慢、細胞體積較小，樹干上形成顏色較深的帶。溫度參與植物生長發育的調節思考·討論資料2：有些植物在生長期需要經歷一段時期的低溫之后才能開花。這種經歷低溫誘導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。溫度參與植物生長發育的調節思考·討論1、樹木的年輪與季節的溫度變化有什么直接關系?2、有的植物需要經過春化作用才能開花，這對于它們適應所生存的環境有什么意義？3、關于溫度參與調節植物生長發育的實例，你還能舉出一些嗎？年輪的形成是樹木生長對一年中不同時期環境溫度反應的結果避免出現在冬季來臨之前開花從而無法正常結果的情況光合作用：夏日正午光照充足，但因溫度過高，氣孔關閉，CO2進入葉片受阻，光合作用減弱。葉片脫落：落葉樹的葉片在秋冬季變黃、脫落。溫度參與植物生長發育的調節思考·討論1、樹木的年輪與季節的溫度變化有什么直接關系?2、有的植物需要經過春化作用才能開花，這對于它們適應所生存的環境有什么意義？3、關于溫度參與調節植物生長發育的實例，你還能舉出一些嗎？年輪的形成是樹木生長對一年中不同時期環境溫度反應的結果避免出現在冬季來臨之前開花從而無法正常結果的情況光合作用：夏日正午光照充足，但因溫度過高，氣孔關閉，CO2進入葉片受阻，光合作用減弱。葉片脫落：落葉樹的葉片在秋冬季變黃、脫落。溫度參與植物生長發育的調節思考·討論（1）隨著季節輪回，氣溫周期性變化，植物發芽、開花、落葉、休眠，生命活動的節奏追隨著季節的步伐；（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都是在一定的溫度范圍內進行；（4）溫度可以通過影響種子萌發、植株生長、開花結果和葉的衰老、脫落等生命活動，從而參與調節植物的生長發育；（5）植物分布的地域性很大程度上就是由溫度決定的。二、參與調節植物生命活動的其他環境因素1、溫度（1）重力是調節植物生長發育和形態建成的重要環境因素。植物的根、莖中具有感受重力的物質和細胞，可以將重力信號轉換成運輸生長素的信號，造成生長素分布的不均衡，從而調節植物的生長方向。根向地生長，可以深扎根，利于吸收水分和無機鹽；莖背地生長，可以將枝條伸向天空，利于吸收陽光進行光合作用根的向地生長和莖的背地生長有什么意義呢？二、參與調節植物生命活動的其他環境因素2、重力（2）淀粉—平衡石假說：植物對重力的感受是通過體內一類富含“淀粉體”的細胞，即平衡石細胞來實現的。重力方向改變平衡石細胞中的“淀粉體”會沿著重力方向沉降引起一系列信號分子的改變如影響生長素的運輸，導致生長素沿著重力刺激的方向不對稱分布對植物生長產生影響二、參與調節植物生命活動的其他環境因素2、重力根尖中的平衡石細胞示意圖高等植物是由許多細胞組成的高度復雜的有機體，它的正常生長發育需要各個器官、組織和細胞之間的協調和配合。三、植物生長發育的整體調控2激素調節：激素作為信息分子，會影響細胞的基因表達，從而起到調節作用。同時，激素的產生和分布是基因表達調控的結果，也受到環境因素的影響。1基因表達調控：植物細胞里儲存著全套基因，但是某個細胞的基因如何表達則會根據需要作調整。3環境因素調節：植物響應環境變化，調控基因表達以及激素產生、分布，最終表現在器官和個體水平上的變化。已有的研究表明：植物的根是靠根冠中的細胞感受重力，從而引起根的向地生長。提示：實驗可以用剛剛萌發的玉米粒（實際上是穎果，農業上稱為種子）為材料，為了便于觀察，可在培養皿中鋪上濕棉花，將剛萌發的玉米粒放在其中培養。實驗組：去除根冠的剛剛萌發玉米種子對照組：完整的剛剛萌發玉米種子驗證植物根向地性的感受部位在根冠思考·討論1.下列關于植物生命活動調節的敘述，錯誤的是（）A.保留有芽和幼葉的插條容易成活，主要是因為芽和幼葉能迅速生長B.光照、溫度等外界環境因素會引起植物激素合成、分布等方面的變化C.如果缺乏氧氣，則會影響植物體內生長素的極性運輸D.植物生長發育的調控，是基因表達調控、激素調節和環境因素調節共同構成的網絡A課堂訓練2、植物的生長發育與激素調節息息相關。下列關于植物激素調節的敘述，錯誤的是(

)A．激素調節只是植物生命活動調節的一部分B．植物激素直接參與細胞代謝并給細胞傳達調節代謝的信息C．植物激素可以對基因組的表達進行調節，其合成也受基因組控制D．在植物的生長發育和適應環境變化的過程中，多種激素共同起作用B課堂訓練D3.如圖是植物體內赤霉素(GA)和脫落酸(ABA)形成的過程，下列說法錯誤的是（）A.GA與ABA在植物不同器官和組織中含量不同，但是含量都極低B.GA與ABA有拮抗作用，共同對植物生長發育起調節作用C.GA與ABA形成過程的代謝途徑，受到外界環境因素的影響D.北方植物在夏季產生脫落酸促進休眠，冬季產生赤霉素促進生長課堂訓練D3.如圖是植物體內赤霉素(GA)和脫落酸(ABA)形成的過程，下列說法錯誤的是（）A.GA與ABA在植物不同器官和組織中含量不同，但是含量都極低B.GA與ABA有拮抗作用，共同對植物生長發育起調節作用C.GA與ABA形成過程的代謝途徑，受到外界環境因素的影響D.北方植物在夏季產生脫落酸促進休眠，冬季產生赤霉素促進生長課堂訓練1.下列關于植物生命活動調節的敘述，錯誤的是（）A.保留有芽和幼葉的插條容易成活，主要是因為芽和幼葉能迅速生長B.光照、溫度等外界環境因素會引起植物激素合成、分布等方面的變化C.如果缺乏氧氣，則會影響植物體內生長素的極性運輸D.植物生長發育的調控，是基因表達調控、激素調節和環境因素調節共同構成的網絡A課堂訓練

植物的生命活動的調節主要依靠激素調節，同時受環境因素調節。光、溫度、重力對植物生長發育都有調節作用。光是植物進行光合作用的能量來源，還