师：上课起立。同学们好！
生：老师好！
师：请坐好，今天我们要来学习环境因素怎么参与调节植物的生命活动。了解时事的同学可能听说过，中国的问天实验舱把拟南芥种子带上了太空。植物种子在太空中生长发育，可不是种在土壤里就行。我们一起来看一看。
生：我手上是一个拟南芥的培养单元，我们团队喜欢叫它“小南”，朋友们也可以给自己的小植物起个喜欢的名字。这个培养单元下面是土壤盒，上面是生长盒。在土壤盒上表面的面板上开了好几个种植孔，每个种植孔里都播下了几颗拟南芥种子。
师：拟南芥将会在太空进行全生命周期培养实验，从种子到种子涉及很多项生命活动。我们将从种子萌发、植株生长、开花结果这个过程中，各选取一项对植物生命活动造成影响的环境因素进行详细了解。先来看种子萌发，拟南芥种子的萌发需要光照。说到光和植物的关系，我们总是首先想到光合作用。在这里，光是给萌发的种子提供能量吗？大家觉得是不是？谁能说一说？好，你来说一下。
生：嗯，我认为需要光照才能萌发的种子，并不是需要光照给它提供能量，因为种子没有叶绿体，而进行光合作用需要叶绿体，所以光并不能提供能量。其次，需要光才能萌发的种子，并不是在萌发全过程都需要光，而是在特定阶段起作用。
师：好，说得很棒，请坐。他说得很全面，萌发的种子没有进行光合作用的条件，而且此时也不需要长时间光照。那为什么种子的萌发需要光来调控呢？这对它适应环境有什么意义？老师提供一个信息，需要光照才能萌发的种子，比如拟南芥，种子都很小，种子里储存的营养物质很少。大家接着思考、推理一下，谁能说一说？好，吴文轩，你说说看。
生：由于拟南芥的种子很小，其中的能量很少，所以拟南芥需要通过及时进行光合作用合成有机物获取能量。种子萌发接受光的调控，有助于种子早日适应环境进行光合作用。
师：好，根据之前的分析，种子萌发能量的来源是它自己储存的有机物，它没有进行光合作用的条件。所以像这种储存营养物质比较少的种子，萌发时就需要有一个光信号，告诉它幼苗出来后马上就能开始进行光合作用，合成新的有机物，这样就避免了幼苗因种子内部储存的营养物质耗尽而死亡。事实上，很多植物种子的萌发率在光照条件下都会发生改变。我们在本章第一节也详细学习了茎的向光性形成的原因。这都表明光可以作为一种信号，影响、调控植物的生长发育。
师：好，那植物怎么感受光信号呢？让我们沿着科学史进行探究，请大家打开学习任务单，看上面福林特的实验。通过分析得出这个实验的结论，等会我请同学回答。
师：好，大家分析得差不多了，谁来说说你得到的实验结论？好，你来讲一讲。
生：嗯，我得到的实验结论是，促进莴苣种子萌发最有效的光在大概600多到700纳米之间，抑制莴苣种子萌发最有效的光应该在720多到760纳米之间。
师：好，不错，请坐。老师可以告诉大家，前面600 - 700纳米波长范围属于红光，后面720 - 760纳米的波长范围属于远红光。我们接着看博斯维克的实验，它的实验既用到了红光，又用到了远红光。还是通过思考分析，得出这个实验的结论是什么？现在开始。
师：好，大家也分析得差不多了，谁说说这个实验的结论？好，你来讲。
生：看这个表，不管进行多少次光照处理，最后一次光照是远红光时，发芽率是这样；最后一次处理是红光时，发芽率也是这样。这可以体现，第一个是发芽率取决于最后一次光照。然后从发芽率本身大小来看，红光能够促进种子萌发，而远红光是抑制作用。
师：好，坐下来。他的回答条理很清晰，首先说明了红光和远红光各有什么作用，其次说明了发芽率由什么决定。大家看一下自己的答案。通过这个实验结果可以看出，种子在红光和远红光下的萌发率不同，这说明种子中应该有能感受光信号的分子或结构。根据之前的知识基础，什么分子能感受光信号？色素，不错，是色素。那在种子中，大家认为这个色素分子要处于什么样的状态，才能得到博斯维克获得的实验现象呢？请以小组为单位讨论，得出对应的假说。现在讨论开始。
生：然后遇到光照的时候被激活了，然后说到原因，光照的话……一种吸收，结果一种吸收，他刚刚说……然后两……你好，怎么验证？我们怎么做实验？准备唯一标准，我要做实验到底是怎么分析呢？
生：嗯，从而发挥不同的作用。
师：嗯，应该还是要根据实验结果来进行。好，我来听一下大家讨论的结果。哪个小组愿意先跟大家分享？好，你们小组举得很高，来说一说。
生：我们小组经过激烈讨论，有了一致想法，认为植物体内存在两种不同的色素，它们分别吸收红光和远红光，起到促进和抑制种子萌发的作用，从而调控种子的萌发。
师：也就是说这两种色素，一个吸收红光，一个吸收远红光，作用相反，对吧？好，还有没有不同的假说？好，你来讲。
生：我认为可能只有一种色素，但它在远红光和红光照射下会转化，从一种色素转化成另一种。
师：好，也就是说你认为一种色素有两种状态，在红光照射和远红光照射下，会在这一种色素的两种状态之间转化。这是两种不同的假说，究竟哪种符合实际呢？我们还要接着做实验。1959年，巴特勒从黄化的植物中提取到了能感受红光和远红光的色素，发现这种色素可以相互转化。这说明哪种假说符合实际？嗯，假说2。随后博斯威克把这种色素命名为光敏色素。
师：大家在课前都阅读了和光敏色素有关的资料，现在运用资料来推理，在博斯维克的实验中，为什么莴苣种子的萌发率总是取决于最后一次光照呢？
生：好，你来说。根据之前的结论，我们已经知道它是一种色素在两种形态下相互转化，那么最后一次光照就决定了它转化成生理激活型，还是转化成生理失活型，所以取决于最后一次照光。
师：那如果最后一次照射的是红光，此时光敏色素是什么类型？
生：是生理激活型。
师：这时植物就表现出光照的效应。如果最后一次照光是远红光呢？
生：会转化成生理失活型。
师：这时植物就像没有照光一样。好，请坐好。事实上，在植物体内除了光敏色素以外，还有很多能够感受光信号的色素 - 蛋白质复合物，我们把它统称为光受体。它们感受光信号以后，又会把光信号转换成什么形式的信号呢？我们仍以光敏色素为例，光敏色素有两个亚基，每个亚基都有感光区域和酶活性区域。通过刚刚的分析，我们已经知道它的感光区域在感受光照后分子结构会发生变化，从而影响酶活性区域，进而影响植物体内发生的化学反应。大家认为这个时候光信号转换成什么形式的信号了？不错，化学信号。接下来交给大家推理，为什么拟南芥种子暴露在充足的阳光下，萌发过程就会启动？每位同学的任务单上都有光调控植物种子萌发的反应机制示意图，请以小组为单位讨论，得出这个过程的总步骤，并把步骤记录在任务单上。现在讨论开始。
生：生理过程遵守控制作用，从而3转化出至A4甚至14 A3，使得……每次说明核心上之后，我们可以发现它发芽了。