資源簡介

5.4 環(huán)境因素參與調(diào)節(jié)植物的生命活動
教案
一、教學目標
1.說明光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)作用，簡述溫度、重力等參與調(diào)節(jié)植物生命活動。
2.闡明環(huán)境因素的調(diào)節(jié)與植物的適應(yīng)性之間的關(guān)系。
3.舉例說明植物生命活動的調(diào)節(jié)具有復(fù)雜性和整體性。
二、教學重難點
1.教學重點
光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)作用及植物生長發(fā)育調(diào)控的復(fù)雜性和整體性。
2.教學難點
植物生長發(fā)育調(diào)控的復(fù)雜性和整體性。
三、教學過程
【本節(jié)聚焦】
光是怎樣調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的？
溫度、重力等環(huán)境因素是怎樣參與調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的？
植物接受環(huán)境因素的調(diào)節(jié)有什么適應(yīng)意義？
【導入】問題探討：種子萌發(fā)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(diào)節(jié)的？
答：是由重力因素調(diào)節(jié)的。
2.如果將該幼苗橫放在太空中的“天宮二號”內(nèi)，它的根、莖可能會怎樣生長？為什么？
答：根和莖很可能會繼續(xù)橫向生長，因為太空中幾乎沒有重力。
【過渡】高等植物的生長發(fā)育是受環(huán)境因素調(diào)節(jié)的。光、溫度、重力對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)作用尤為重要。光是植物進行光合作用的能量來源，對于植物來說，光只是起提供能量的作用嗎？
【思考討論】光在植物生長發(fā)育中的調(diào)節(jié)作用
資料1：少數(shù)植物（如煙草、萵苣）的種子需要在有光條件下才能萌發(fā)；有些植物（如早熟禾、毛蕊花）的種子在有光條件下萌發(fā)得更好；還有些植物（如洋蔥、番茄）的種子萌發(fā)，則受光的抑制。研究發(fā)現(xiàn)，萌發(fā)需要光的種子一般較小，儲存的營養(yǎng)物質(zhì)也很少。
資料2：豆芽是在黑暗的環(huán)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(fā)生形態(tài)變化并長成豆苗。
資料3：很多植物的開花與晝夜長短有關(guān)。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(guān)系，如黃瓜、棉花、向日葵等。
討論：1.那些需要光才能萌發(fā)的種子是需要光照給種子萌發(fā)提供能量嗎
答：不是。
2.從豆芽到豆苗，光對植物的顏色和形態(tài)有什么影響
答：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(tài)。
3.有些植物根據(jù)晝夜長“決定”是否開花，是哪種環(huán)境因素在起作用 這與植物激素的分泌有關(guān)系嗎
答：是光照時長( 黑暗時長)在起作用，與植物激素的分泌有關(guān)。
4.種子發(fā)芽，植株生長、開花接受光的調(diào)控，是如何體現(xiàn)植物對環(huán)境的適應(yīng)的
答：萌發(fā)需要光照的種子一般較小，這是對環(huán)境的適應(yīng)——萌發(fā)后能立即進行光合作用，從而避免在無光條件下萌發(fā)后“餓死”；植株在生長、開花過程中，跟隨著光照的節(jié)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(huán)境的適應(yīng)。
【一、光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)】
1.光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)機理
在自然界中，種子萌發(fā)，植株生長、開花、衰老等等，都會受到光的調(diào)控。植物的向光性生長，實際上也是植物對光刺激的反應(yīng)。
光作為一種信號，影響、調(diào)控植物生長、發(fā)育的全過程。
【過渡】植物是怎樣感受到光照的呢 光是如何調(diào)控植物生長發(fā)育的？
2.接受光信號的分子之一——光敏色素
①化學本質(zhì)：蛋白質(zhì)（色素——蛋白復(fù)合體）
②分布：分布在植物體的各個部位，其中在分生組織的細胞內(nèi)比較豐富。
③吸收光的類型：主要是紅光和遠紅光。
相關(guān)信息：植物體內(nèi)除了光敏色素，還有感受藍光的受體。
可以認為，環(huán)境中的紅光、藍光，對于植物的生長發(fā)育來說，是非常關(guān)鍵的。
3.光調(diào)控植物生長發(fā)育的反應(yīng)機制
【過渡】溫度和重力因素是如何參與植物生命活動的調(diào)節(jié)的呢
溫度
【資料1】溫帶地區(qū)，樹木年復(fù)一年地加粗，構(gòu)成一圈圈的年輪，表現(xiàn)出季節(jié)周期性變化。年輪形成的原因是：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。
討論：1.樹木的年輪與季節(jié)的溫度變化有什么直接關(guān)系
答：年輪的形成，是樹木生長對一年中不同時期環(huán)境溫度反應(yīng)的結(jié)果。
【資料2】有些植物在生長期需要經(jīng)歷一段時期的低溫之后才能開花。這種經(jīng)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。
討論：2.有的植物需要經(jīng)過春化作用才能開花，這對于它們適應(yīng)所生存的環(huán)境有什么意義
答：這樣可以避免出現(xiàn)在冬季來臨之前開花從而無法正常結(jié)果的情況。
【二、參與調(diào)節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素】
溫度
1.植物所有的生理活動都在一定的溫度范圍內(nèi)進行，溫度可以通過影響種子萌發(fā)、植株生長、開花結(jié)果和葉的衰老、脫落等活動，從而參與調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育。
2.在（非致死）高溫或低溫條件下，植物響應(yīng)溫度變化，基因表達發(fā)生改變，一些保護性的熱激蛋白和抗凍蛋白等表達量增多。
3.植物分布的地域性很大程度上由溫度決定。
重力
重力是調(diào)節(jié)植物__________和__________的重要環(huán)境因素。
①實例：
根向地、莖背地生長
原理：根、莖中具有感受重力的物質(zhì)和細胞→將重力信號轉(zhuǎn)換成運輸生長素的信號→造成生長素分布不均衡→調(diào)節(jié)植物的生長方向
思考：（教材107頁）根的向地生長和莖的背地生長有什么意義呢？
答：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。
【過渡】植物是如何感受到重力刺激的呢？
②重力對植物生長調(diào)節(jié)的機制：淀粉—平衡石假說
植物對重力的感受是通過體內(nèi)一類富含“淀粉體”的細胞，即平衡石細胞來實現(xiàn)的。
【三、植物生長發(fā)育的整體調(diào)控】
高等植物是由許多細胞組成的高度復(fù)雜的有機體，它的正常生長發(fā)育需要各個器官、組織和細胞之間的協(xié)調(diào)和配合。
1.基因表達調(diào)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(jù)需要作調(diào)整：植物的_____、_____、_____、_____等都處在基因適時選擇性表達的調(diào)控之下。
2.激素調(diào)節(jié)
對于多細胞植物體來說，細胞與細胞之間、器官與器官之間的協(xié)調(diào)，需要通過激素傳遞信息。
激素作為________，會影響細胞的________，從而起到調(diào)節(jié)作用。同時，激素的產(chǎn)生和分布是_____________的結(jié)果，也受到________的影響。
3.環(huán)境因素調(diào)節(jié)
在個體層次，植物生長、發(fā)育、繁殖、休眠，實際上是植物響應(yīng)環(huán)境變化，調(diào)控________以及_____產(chǎn)生、分布，最終表現(xiàn)在器官和個體水平上的變化。
【隨堂練習】
一、概念檢測
1. 一顆小小的望天樹種子可以生長發(fā)育成參天大樹。判斷下列相關(guān)表述是否正確.
(1) 它的生長發(fā)育完全由植物激素控制。( )
(2) 調(diào)控它生長發(fā)育的環(huán)境因素有光照、溫度、重力等。( )
(3) 它的生長發(fā)育是基因表達調(diào)控的結(jié)果。( )
2. 請用恰當?shù)姆绞奖硎菊{(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的環(huán)境因素、植物激素和基因表達的關(guān)系。
二、拓展應(yīng)用
1. 科學家用紅光和紅外光依次照射的方法，對一批萬苣種子進行處理，然后置于暗處。一段時間后，這些萬苣種子的發(fā)芽情況如下表所示。
（1）由上述實驗結(jié)果可以得出什么結(jié)論
答案：紅光促進萵苣種子發(fā)芽，紅外光抑制萵苣種子發(fā)芽。
（2）萬苣種子對紅光的反應(yīng)遠比紅外光敏感, 如果經(jīng)過紅光和紅外光處理后，將萬苣種子置于自然光下而不是黑暗條件下，萬苣種子的發(fā)芽情況會如何？
答案：萵苣種子會發(fā)芽，因為自然光包含紅光和紅外光，萵苣種子對紅光更敏感，因此在自然光照射下會發(fā)芽。
2. 曇花一般夜間開花，受晝夜交替節(jié)律的影響。如果要讓曇花白天開花，可嘗試采取哪些措施？
答案：可嘗試進行遮光處理。

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