高中生物选择性必修一 第4节 环境因素参与调节植物的生命活动

第4节环境因素参与调节植物的生命活动

课标要求核心素养

1.概述光调节植物生长发育的过程。

2．简述温度、重力等环境因素参与调节植物生

长发育的过程。

3．解释植物受环境因素的调节有何适应意义。

生命观念：通过学习光、温度、

重力等环境因素调节植物生长

发育的过程，建立调节适应观。

一、光对植物生长发育的调节

1．调节作用：种子萌发，植株生长、开花、衰老等都受光的调控。

2．调节实质：光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。

3．调节过程

(1)接受光信号的分子：光敏色素是其中的一种。

(2)光敏色素

①本质：是一类蛋白质(色素—蛋白复合体)。

②功能：主要吸收红光、远红光。

③分布：植物体的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。

(3)调节过程：受到光照后，光敏色素的结构改变，经信息传递系统传导到细胞核内，影响核内特定基因的表达。

二、参与调节植物生命活动的其他环境因素

1．温度

(1)参与植物生长、发育调节的实例

①年轮形成的原因：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。

②春化作用：低温诱导促使植物开花的作用。

(2)调节方式

①温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动，参与调节植物的生长发育。

②温度在很大程度上决定植物分布的地域性。

2．重力

(1)调节内容：重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。

(2)影响过程

①植物根、茎中具有感受重力的物质和细胞。

②将重力信号转换成运输生长素的信号。

③造成生长素分布的不均衡，从而调节植物的生长方向。

(3)假说：“淀粉—平衡石假说”。

三、植物生长发育的整体调控

植物生长发育的调控，是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的网络。

(1)有些植物种子的萌发，受光的抑制。()

(2)植物的开花会受光的调控，衰老不受光的调控。()

(3)光敏色素是分布在分生组织细胞内的一种蛋白质。()

(4)植物对重力的感受是通过平衡石细胞来实现的。()

答案：(1)√(2)×(3)×(4)√

知识点一光对植物生长发育的调节

光调控植物生长发育的反应机制示意图

红光和,远红光)―→光敏色素被激活，,结构发生变化)―→信号经过转导，,传递到细胞核)―→影响特定),\s\do9(基因的表达))―→生物学效应

发展素养

1．对于植物来说，光只是起提供能量进行光合作用的作用吗？(生命观念) 提示：不是，光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。

2．菠菜只有白天长度超过13h才开花；菊、水稻则要在白天短于一定的时长才开花。植物的开花都与昼夜长短有关系吗？分析推测影响菠菜、菊等开花的主要因素是什么？(科学思维)

提示：有的植物开花与昼夜长短没关系，如向日葵等。光。

1．下列关于光对植物生长发育的影响的叙述，正确的是()

A．烟草的种子在无光的条件下也能萌发

B．豆芽在有光的环境中才能合成叶绿素和叶黄素

C．水稻的开花与昼夜长短无关

D．红光、蓝光对于植物的生长发育来说，都是非常关键的

答案：D

2．下面关于光调控植物生长发育的反应机制的说法，不正确的是()

A．光敏色素的本质是蛋白质

B．光敏色素主要吸收红光、蓝光

C．光通过影响光敏色素的结构影响特定基因的表达

D．光作为一种信号，影响、调控植株的生长开花等

答案：B

知识点二参与调节植物生命活动的其他环境因素

根的向地性及茎的负向地性

生长素浓度?????C>A ???????根近地侧生长受抑制根远地侧促进生长根向地生长——体 现生长素生理作 用的两重性

D>B ???????茎近地侧生长快茎远地侧生长慢茎背地生长——仅体 现生长素的促进作用

[温馨提示] 在茎的向光性和茎的负向地性(背地性)中，生长素只表现促进作用，而在根的向地性和顶端优势中生长素的作用表现为两重性。

发展素养

种子萌发后，根向地生长、茎背地生长。如果将幼苗横过来，茎会弯曲向上生长，根则弯曲向下生长。

(1)茎和根的生长主要是受哪种因素调节的？(生命观念)

提示：重力。

(2)如果将该幼苗横放在太空中的“天宫二号”内，它的根、茎可能会怎样生长？(科学思维)

提示：横向生长。

1．下面关于温度参与植物生长发育的调节的叙述，不正确的是( )

A ．温度可影响种子萌发，植株生长、开花结果等生命活动

B ．冬小麦在生长期需要经历一段时期的低温之后才能开花

C ．温度能影响代谢的快慢

D ．温度不能决定植物分布的区域性

答案：D

2．(不定项)下列关于重力参与植物生长发育调节的叙述，正确的是( )

A ．重力是调节植物生长发育的重要环境因素

B ．重力是调节植物形态建成的重要环境因素

C ．植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞

D ．重力信号转换成运输生长素的信号，将造成生长素分布的不均衡

答案：ABCD

核心知识小结

[要点回眸]

[答题必备]

1.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。

2.光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全

过程。

3.光敏色素是一类蛋白质(色素—蛋白复合体)，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。

4.在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这

一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核

内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应。

5.温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果

和叶的衰老、脱落等生命活动，从而参与调节植物

的生长发育。

6.植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞，可以

将重力信号转换成运输生长素的信号，造成生长素

分布的不均衡，从而调节植物的生长方向。

7.植物生长发育的调控，是基因表达调控、激素调节

和环境因素调节共同构成的网络。

[随堂检测]

1．下列植物的生命活动中，不会受到光的调控的是()

A．种子萌发B．植株开花

C．叶片衰老D．根部吸水

答案：D

2．下列有关信号传递系统的叙述，不正确的是()

A．植物体除了光敏色素，还存在感受蓝光的受体

B．受体被激活后，信号要经过转导，传递到细胞核中

C．细胞核中各个基因进行转录和翻译，产生相应的蛋白质

D．光通过信息传递系统后作用于特定基因，从而表现出生物学效应

答案：C

3．下列有关温度参与植物生长发育的调节的叙述，不正确的是()

A．所有的植物都要经过春化作用，植物才能开花

B．植物所有的生理活动都是在一定的温度范围内进行的

C．低温诱导后的植物才能开花，是对抵御寒冷环境的一种适应

D．温度可以通过影响种子的萌发，参与调节植物的生长发育

答案：A

4．下列有关重力对植物生命活动影响的叙述，不正确的是()

A．重力能影响茎、根尖端生长素的分布

B．平衡石细胞中含有“淀粉体”能够沿着重力方向沉降

C．重力引起的茎的背地性生长和根的向地性生长，体现了生长素的两重性D．重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素

答案：C

5．(不定项)一颗小小的望天树种子可以生长发育成参天大树。下列相关叙述正确的是()

A．它的生长发育完全由植物激素控制

B．调控它生长发育的环境因素有光照、温度、重力等

C．它的生长发育完全是基因表达调控的结果

D．激素的产生和分布是基因表达调控的结果，也受到环境因素的影响

答案：BD

6．科学家用红光和红外光依次照射的方法，对一批莴苣种子进行处理，然后置于暗处。一段时间后，这些莴苣种子的发芽情况如下表所示。

光照射处理方式发芽情况

对照组无光照不发芽

组1 红光发芽

组2 红光→红外光不发芽

组3 红光→红外光→红光发芽

组4 红光→红外光→红光→红外光不发芽

(1)

_________________________________________________________________ _________________________________________________________________。

(2)莴苣种子对红光的反应远比红外光敏感，如果经过红光和红外光处理后，将莴苣种子置于自然光下而不是黑暗条件下，莴苣种子的发芽情况会如何？

_________________________________________________________________。

答案：(1)莴苣种子在红光下可发芽，但红外光可抵消红光的作用(2)会发芽

[课时作业]

一、单项选择题

1．下面关于光在植物生长发育中的调节作用的叙述，不正确的是()

A．莴苣需要光才能使种子萌发

B．种子萌发时，光照是为了给种子提供能量

C．从豆芽到豆苗，光对植物的颜色有影响

D．有些植物根据昼夜长短“决定”开花

答案：B

2．下图是4棵相同的蚕豆幼苗分别放在4个暗箱中培养，其中②号和④号暗箱分别在顶部和右侧开一孔，使光线能射入。如果要研究光和茎生长的关系，可选择的装置是()

A．②和④B．③和④

C．①和②D．①和③

答案：B

3．(2020·赣州高二检测)下图所示，在燕麦胚芽鞘顶端的下部插入云母片(生长素不能透过)，从右边用光照射，燕麦胚芽鞘的生长情况将是()

A．直立向上生长

B．向右弯曲生长

C．向左弯曲生长

D．不生长

解析：选B。由于云母片插入的位置偏下，不影响尖端生长素向背光侧转移，因此，背光侧的生长素浓度大于向光侧，生长速度大于向光侧，胚芽鞘向右弯曲生长。

4．下列有关年轮形成的叙述，不正确的是()

A．温带地区，树木年复一年地加粗，构成一圈圈的年轮

B．年轮表现出季节周期性变化

C．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

D．树木的年轮与季节的温度没有关系

答案：D

5．某同学利用发生了向光弯曲的燕麦胚芽鞘，制作成切片并观察，他绘制了背光侧和向光侧的细胞形态示意图(如下图所示)。结合课本知识可得出的结论是()

选项生长素促进生长的原理是能促进胚芽鞘的弯曲部位是

A 细胞分裂①

B 细胞伸长②

C 细胞分裂②

D 细胞伸长①

解析：选B。植物之所以能够显示出向光性，是因为在单侧光照射下，生长素在背光一侧比向光一侧的分布多，这样背光一侧的细胞生长得快，结果使茎朝向光源的一侧弯曲生长。由图示可以看出，背光侧细胞长度比向光侧大，故生长素促进生长的原理是能促进细胞伸长；接受光刺激的部位是胚芽鞘的尖端，向光弯曲的部位是胚芽鞘尖端下面的一段，即图中的部位②。

6．(2020·上海高二检测)下列关于植物茎的负向重力性和根的向重力性的叙述，正确的是()

A．在根部“3→4”的运输不需要消耗ATP

B．生长素对2处和6处的作用相同

C．两种现象说明根对生长素的敏感性高于茎

D．两种现象均能体现生长素作用的两重性

解析：选C。根部生长素“3→4”的运输属于主动运输，所以需要消耗ATP，A错误。2处的生长素浓度大于1处的生长素浓度，6处的生长素浓度大于5处的生长素浓度，但2处抑制生长，6处促进生长，体现了根对生长素的敏感性高于茎，B错误，C正确。茎的背地生长只体现了生长素的促进作用，没有体现生长素的抑制作用，所以不能体现生长素作用的两重性，D错误。

7．(2020·四川乐山高二质检)下图为横放的萌发后的玉米种子，据图分析下列关于种子萌发过程中激素调节的内容的叙述，正确的是()

A．黑暗环境中，根、茎向着不同的方向生长，此时生长受到抑制的是A、D 侧

B．萌发初期，赤霉素含量增加，促进淀粉的水解为胚的发育提供物质和能量

C．种子萌发成幼苗的过程中，只受赤霉素和生长素的调节，且作用原理相同

D．根、芽合成的生长素能从C运输到D、从A运输到B，反映了生长素极性运输的特点

答案：B

8．下图表示黄化燕麦幼苗体内生长素的分布情况。下列相关说法错误的是()

A．生长素在燕麦幼苗体内分布很广，但主要集中在生长旺盛的部位

B．图中曲线的变化趋势说明生长素的作用具有两重性

C．燕麦幼苗的不同部位对同样浓度的生长素一定有一样的反应

D．在图示的芽鞘和根中，生长素能从形态学上端运输到形态学下端

解析：选BC。据题图可知，生长素在燕麦幼苗体内不同部位都有分布，但主要集中在茎尖和根尖等生长旺盛的部位，A正确；图中没有生长素作用与浓度关系的实验结果，因此不能说明生长素的作用具有两重性，B错误；生长素作用具有两重性，不同部位对同样浓度的生长素可能有不一样的反应，C错误；生长素在胚芽鞘和根中都有极性运输的特点，即能从形态学上端运输到形态学下端，

D正确。

二、不定项选择题

9．不列关于植物生长发育的调控的叙述，正确的是()

A．植物的生长、发育、繁殖、休眠，都处在基因适时选择性表达的调控之下

B．对于多细胞植物体来说，细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调，需要通过激素传递信息

C．激素作为信息分子，会影响细胞的基因表达，从而起到调节作用

D．植物响应环境变化，调控基因表达以及激素产生、分布，最终表现在器官和个体水平上的变化

答案：ABCD

三、非选择题

10．为了验证植物向光性与植物生长素的关系，有人设计了如下实验方案。

(1)方法步骤：

取6个小花盆，各栽入一株______________________的玉米幼苗(要求幼苗的真叶未突破胚芽鞘)。按下图所示方法进行实验处理，并编号。接通白炽灯电源24 h后，打开纸盒，观察并记录6株玉米幼苗的生长情况。

(2)实验结果预测(填编号)：

在以上装置中，玉米幼苗保持直立生长的是装置________，而玉米幼苗基本停止生长的是装置________。

(3)部分实验结果的分析与推论：

①根据1号与3号装置之间的对照分析，可以说明___________________。

②根据________号与________号装置的对照分析，可以说明玉米幼苗的向光性生长与玉米幼苗尖端的存在与否有关。

③根据________号与________号装置的对照分析，可以说明玉米幼苗感光部位在尖端。

④根据5号和6号装置的对照分析，可以说明________________________。

解析：(1)用于实验的玉米幼苗品种、大小等生长状况均应为无关变量。(2)处于黑暗中，胚芽鞘尖端被遮盖，含生长素的琼脂块置于胚芽鞘中央时，玉米幼苗均可直立生长，即3、4、5直立生长，缺乏生长素的2基本停止生长。(3)可依据各对照组的自变量，分析结果，推导结论。

答案：(1)品种、大小等生长状况都相同

(2)3、4、5 2

(3)①玉米幼苗的向光性生长是由单侧光照射引起的②12③14④玉米幼苗发生弯曲生长与生长素在玉米幼苗胚芽鞘两侧分布不均匀有关