第五章植物生命活動的調節第4節環境因素參與調節植物的生命活動學習目標說明光對植物生長發育的調節作用，簡述溫度、重力等對植物生命活動的調節作用（生命觀念、科學思維）0102闡明環境因素的調節與植物的適應性之間的關系。（生命觀念、科學思維）舉例說明植物生命活動的調節具有復雜性和整體性（生命觀念、科學思維）03···問題探討種子萌發后，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，根則彎曲向下生長討論：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莖向上生長根和莖很可能會繼續橫向生長,因為太空中幾乎沒有重力。新課講授一、光對植物生長發育的調節（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光對植物生長發育的調節作用思考·討論光在植物生長發育中的調節作用少數植物（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。資料1思考·討論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。資料2綠豆芽：無光條件黑豆苗：有光條件思考·討論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。資料3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?2.從豆芽到豆苗，光對植物的顏色和形態有什么影響?不是光既會促進葉綠素的合成，使豆苗變成綠色，也會影響豆苗的形態。討論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?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?是光照時長（黑暗時長）在起作用，這與植物激素的分泌有關。萌發需要光照的種子一般比較小，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，這也是植物的環境的適應。光的信號作用（1）接受光信號的分子植物具有能接受光信號的分子，所以能夠對光作出反應（2）光敏色素①本質：一類蛋白質（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功能：主要吸收紅光和遠紅光（3）光調節植物生長發育的機制在受到光照射時，光敏色素的結構會發生變化，這一變化的信息會經過信息傳遞系統傳導到細胞核內，影響特定基因的表達，從而表現出生物學效應。感受信號傳導信號發生反應信號經過傳導，傳遞到細胞核內表現出生物學效應翻譯RNA光敏色素被激活，結構發生變化DNA細胞核內特定基因的轉錄變化光光敏色素被激活，結構發生變化照射信號經過信息傳遞系統的傳導，傳遞到細胞核內細胞核內特定基因的轉錄變化（表達）轉錄RNA翻譯蛋白質表現出生物學效應感受信號傳導信號發生反應（4）影響植物的光形態建成光控制細胞的分化、結構和功能適應外界環境，如種子萌發、植物開花、葉片脫落、植物生長等。（5）光周期生物體內有使它們響應24小時周期內光、暗長度變化的機制，稱為光周期。植物感受光周期的部位是葉子。植物種類定義長日植物（或短夜植物）只有當白晝時間超過一定的小時數才能開花的植物短日植物（或長夜植物）只有在白晝時間短于一定小時數才能開花的植物日中植物有些植物只要溫度適宜，成熟了就能開花，與日照時間長短無關二、參與調節植物生命活動的其他環境因素除了光，溫度、重力等環境因素也會參與調節植物的生長發育最適溫度較低溫度正常生長重力環境思考·討論溫帶地區，樹木年復一年地加粗，構成一圈圈的年輪，表現出季節周期性變化。春天氣候溫和、雨量充沛，對樹木的生長有利，這是形成層細胞分裂旺盛，新產生的細胞大而明顯，導管又大又多，因此，木材就顯得顏色淡，質地松軟，入夏以后，隨著氣溫增高，雨量減少，特別是到秋天，天氣漸冷，雨量更少，形成層活動減弱，分裂出的細胞形狀小，加上細胞壁厚，導管又少，木材顯得致密而堅硬，顏色也深資料一思考·討論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、蕙蘭等就是這樣。沒有春化作用，植物只保持營養生長，不會開花結果。春化作用一般要在0~5℃保持40~50天，而高溫或缺氧可解除春化作用。春化作用的感受器官是芽內的分生組織。資料二討論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是植物應對惡劣環境的一種策略，植物在開花期是最脆弱的時候，如果不幸遇上低溫，則很容易因無法抵抗寒冷而不開花或死亡。因此經過長久的演化，植物本身便發展處一個適應的策略，那就是等待寒冬過去之后再開花結實，以確保順利繁衍后代一串紅、仙人掌等花卉需要在一定溫度以上才能生長發育。溫度（1）植物的生命活動（發芽、開花、落葉、休眠）追隨季節的步伐。（2）植物的代謝有旺盛和緩慢之分。（3）植物的所有生理活動均在一定溫度范圍內進行。如種子萌發、植株生長、開花結果和葉的衰老、脫落等。（4）植物分布的地域性很大程度由溫度決定。除上述提到的年輪的形成、春化作用外，溫度還能夠影響植物以下幾個方面。重力（1）調節機理：植物根莖中具有感受重力的物質和細胞，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。（2）調節方式：調節植物生長發育和形態建成。（3）假說淀粉平衡石假說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三、植物生長的整體調控植物生長發育的調控，是由基因表達調控、激素調節和環境因素調節共同完成的環境因素植物基因的表達植物激素的產生和分布植物生長、發育等生命活動影響調節直接調控作為信息分子影響高等植物是由很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、細胞之間的協調和配合。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