师：同学们，今天我们来学习高二人教版生物学选择性必修一第五章第四节——环境因素参与调节植物的生命活动。之前我们学习了各种植物激素及其类似物对植物生命活动的调节作用，现在思考一个问题：植物除了受这些化学物质调节，是否还受其他环境因素影响呢？学完本章，大家会更留意生活中植物受光影响的例子。我们观察到许多植物生命活动受光调节，之前学过植物向光性，它产生的原因是单侧光照射后，向光侧和背光侧生长素分布不均匀，导致植物向光弯曲生长。所以，环境因素如光参与调节植物生命活动。那么，光是否只能通过影响植物激素来间接调节植物生命活动呢？除了光，其他环境因素能调节植物生长发育吗？这就是本节课要学习的内容。本节课我们聚焦三大问题：一、光是怎样调节植物生长发育的？二、温度、重力等环境因素是怎样参与调节植物生长发育的？三、植物接受环境因素的调节有什么适应意义？
对于植物来说，光能够提供能量，这是我们在必修一学习光合作用时熟悉的知识。植物的向光性表明光通过影响激素起到调节作用。那么，作为环境因素的光，在植物生长发育中还参与了哪些生命活动的调节呢？我们来看三个光调节植物生命活动的例子。
资料一：少数植物，如烟草、莴苣的种子需要在有光条件下才能萌发；有些植物，如早熟稻、毛蕊花的种子在有光条件下会萌发得更好；有些植物，如洋葱、番茄的种子萌发受光抑制。研究表明，萌发需要光的种子一般较小，储存的营养物质也很少。通过资料一，我们发现光对许多植物的种子萌发起到了调节作用。
现在思考一下，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？有同学可能觉得光照为种子萌发提供能量有道理，因为阅读资料一可知，需要光照才能萌发的种子一般较小，储存的营养物质少，利用光能进行光合作用恰好能合成有机营养物质。光似乎确实为它们的萌发提供了能量，但深入思考会发现并非如此。因为许多种子萌发时没有叶绿素，不能进行光合作用，所以可推测光在种子萌发时不是提供能量，而是参与调节许多植物的种子萌发过程，光本身可能就是种子萌发过程中的一种调节因子。
接下来，我们走进豆子的世界。同学们对豆芽和豆苗这两种蔬菜有印象吧？豆芽是浅黄色的，豆苗带有一些绿色，它们外形相似，都是豆子萌发出来的。我们来看资料二：豆芽是在黑暗环境中培育的，细胞中不含叶绿素，茎比在光下要长很多。豆芽一旦见光就会发生形态变化，并长成豆苗。同学们思考一下，从豆芽到豆苗，光对植物的颜色和形态有什么影响呢？从豆芽到豆苗仅仅是光的差异造成的，这说明光既促进叶绿素的合成，使豆苗变成绿色，也会影响豆苗的形态。
接着，我们走进花的世界，看资料三：很多植物的开花与昼夜长短有关，比如菠菜只有白天长度超过13个小时才开花，菊、水稻则要在白天短于一定时长才开花。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。大家思考，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？通过阅读资料，我们发现是光照时长在起作用，且与植物激素分泌有关系。通过资料三和大量调查，科学家发现许多植物开花受光照时间长度调节，有的植物需要每日光照时间长度大于某一临界值才开花，我们称它为长日照植物，例如资料3中的菠菜；有的植物则相反，需要每日光照时间长度短于临界值才开花，我们称之为短日照植物，例如资料3中的菊和水稻。
我们汇总一下这三个资料得到的结论：资料一证明光参与调节莴苣、烟草等多种植物的种子萌发；资料二证明光可以调节植物的颜色和形态；资料三证明某些植物的开花与否与光照时长有重要关联。综上，种子发芽、植物生长、开花都接受光的调控，那么这是如何体现植物对环境的适应呢？萌发需要光照的种子一般较小，这是对环境的适应，萌发后能立即进行光合作用，避免在无光条件下萌发后饿死。植株生长、开花过程中，跟随光照节奏，能够保证生命活动正常进行，保证正常繁衍后代，这也是植物对环境的适应。
接下来，请同学们根据以上光对植物生长发育调节的相关实例，归纳光对植物生长发育的作用。首先，光是植物进行光合作用的能量来源。另外，在自然界中，种子萌发、植株生长、开花、衰老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。光作为一种信号，影响、调控植物的生长发育全过程。既然光能起到如此重要的调控作用，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？其实植物具有能够接受光信号的分子，光敏色素就是其中一种。
我们来认识一下光敏色素，它的化学本质是蛋白质，是一种色素蛋白复合体。光敏色素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。光敏色素主要吸收红光和远红光，环境中的红光、蓝光对植物的生长发育都非常关键，因此植物体内除了光敏色素，还有感受蓝光的受体。了解了光敏色素，光调控植物生长发育的反应机制是怎样的呢？我们看示意图：首先是感受信号阶段，光信号使光敏色素被激活，光敏色素的结构发生变化；第二阶段是传导信号，光敏色素结构改变后，影响细胞内的相关反应，把光信号转换成化学信号，进而将信号经过转导传递到细胞核内；第三阶段是反应阶段，此时细胞核内特定基因的转录发生变化，这些变化产生的mRNA分子通过核孔进入细胞质中翻译，进而表现出生物学效应，比如植物的开花、种子的萌发等等。
同学们，通过对光调控植物生长发育的反应机制的学习，对照右图，并结合本章所学，光调控植物生长发育的反应机制与生长素在细胞水平发挥作用的机制有何相似之处呢？我们发现，生长素首先与细胞某种蛋白质——生长素受体特异性结合，引发细胞内一系列信号转导过程，进而诱导特定基因的表达，从而产生相关效应，比如促进细胞伸长、生长等等。因为光与生长素都可作为信号，光调控植物生长发育与生长素在细胞水平发挥作用的机制很相似，都是作为信息分子引发细胞内一系列反应而起作用，基本都包含感受信号、传导信号、发生反应、产生效应四个阶段。
同学们，我们完成了本节聚焦问题一的学习。光除了作为植物光合作用的能量来源外，光也是一种信号，影响和调控植物的生长发育全过程。学到这里，有同学可能有疑问，除了光，温度和重力等环境因素是否也会参与调节植物的生长发育呢？
首先，请大家阅读资料一：很多同学都见过大树被砍倒后横截面出现的一圈一圈的年轮。其实年轮的形成与植物的生长速度密切相关，温带地区树木年复一年的加粗构成一圈圈的年轮，表现出季节周期的变化。年轮形成的原因是在春夏季，细胞分裂快，细胞体积大，在树干上形成颜色较浅的带；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。请同学们思考，树木的年轮与季节的温度变化有什么直接关系呢？通过资料可知，在温带地区四季分明，每年春季气候温和，秋季气温渐凉，年轮的形成是树木生长对一年中不同时期环境温度反应的结果。