第5章第4節(jié)環(huán)境因素參與調(diào)節(jié)植物的生命活動NO.18班級姓名___________學(xué)號【導(dǎo)學(xué)案】【預(yù)習目標】1.說明光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)作用，簡述溫度、重力等如何參與調(diào)節(jié)植物生命活動。2.說明環(huán)境因素的調(diào)節(jié)與植物的適應(yīng)性之間的關(guān)系?！咀灾黝A(yù)習】一、光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)1．光作為一種，影響、調(diào)控植物生長、發(fā)育的全過程。2．植物能夠?qū)庾鞒龇磻?yīng)的原因(1)植物可以感知_________。(2)植物具有能夠接受光信號的分子，__________________是其中的一種。(3)光敏色素是一類_________________，分布在植物各個部位，其中在_________的細胞內(nèi)比較豐富。3．植物對光作出反應(yīng)的過程在受到光照射時，光敏色素的_________會發(fā)生變化，這一變化的信息會經(jīng)過信息傳遞系統(tǒng)傳導(dǎo)到細胞核內(nèi)，影響__________________的表達，從而表現(xiàn)出生物學(xué)效應(yīng)。二、參與調(diào)節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素1．溫度(1)溫度可以通過影響_________、植株生長、開花結(jié)果和葉的衰老、脫落等生命活動，從而參與調(diào)節(jié)植物的_________。(2)植物分布的地域性很大程度上就是由_________決定的。2．重力(1)重力是調(diào)節(jié)植物_________和_________的重要環(huán)境因素。(2)重力作用的原理：植物的根、莖中具有感受重力的物質(zhì)和細胞，可以將_________信號轉(zhuǎn)換成運輸_________的信號，造成_________分布的不均衡，從而調(diào)節(jié)植物的生長方向。三、植物生長發(fā)育的整體調(diào)控1．植物生長發(fā)育的調(diào)控，是基因表達調(diào)控、_________調(diào)節(jié)和環(huán)境因素調(diào)節(jié)共同構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。2．激素作為_________分子，會影響細胞的_________，從而起到調(diào)節(jié)作用。激素的產(chǎn)生和分布是基因表達調(diào)控的結(jié)果，也受到環(huán)境因素的影響。3．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_________以及激素產(chǎn)生、分布，最終表現(xiàn)在_________和_________水平上的變化。【預(yù)習自測】1．對于植物而言，光不僅提供能量，還能調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育。 ()2．可以通過控制光照時間長短來控制花期。 ()3．溫度只影響細胞代謝，不參與植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)。 ()4．激素的產(chǎn)生和分布只受基因表達調(diào)控，不受環(huán)境影響。 ()【探究案】【課程標準】1.光在植物生長、發(fā)育過程中的調(diào)節(jié)作用。2.明確溫度、重力等其他環(huán)境因素也參與調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育?！緦W(xué)習目標】1.通過學(xué)習光、溫度、重力等環(huán)境因素參與調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育，形成穩(wěn)態(tài)與平衡觀。2.通過光、溫度參與植物生長發(fā)育調(diào)節(jié)的實例分析，培養(yǎng)運用邏輯思維解決問題的能力。3.基于光、溫度和重力等環(huán)境因素對植物生長發(fā)育影響的認識，分析解決生產(chǎn)和生活中的一些實際問題。【任務(wù)一、光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)】活動一：P105思考討論，回答相關(guān)問題?！局R拓展1】光周期對植物的影響根據(jù)對光周期的反應(yīng)，植物可分為短日照植物和長日照植物。日照時間超過一定的臨界時長才能開花的植物稱為長日照植物，如菠菜、冬小麥、萵苣等；日照時間短于一定的臨界時長才能開花的植物稱為短日照植物，如菊花、水稻、玉米等。資料一：有人做了這樣一組實驗：取長日照植物和短日照植物若干，分別進行不同的光照處理，觀察開花結(jié)果。結(jié)果如下圖所示。資料二：20世紀30年代，蘇聯(lián)科學(xué)家柴拉軒用短日照植物菊花做實驗（如下圖）。將菊花上部分的葉片去掉，按長日照時間處理沒有葉片的上部，按短日照時間處理有葉片的下部，結(jié)果開花。反之，按短日照時間處理無葉的上部，按長日照時間處理有葉片的下部，結(jié)果不開花。資料一圖片資料二圖片思考：影響植物開花的關(guān)鍵是黑暗期的長短還是光照期的長短？植物感受光周期刺激的器官是什么?小結(jié)：實驗證明，決定植物開花的關(guān)鍵是黑暗期的長短。短日照植物必須在長于一定時間的黑暗處理條件下才能開花，只要黑暗期有短時間的閃光（光間斷），短日照植物就不能開花；對于長日照植物，即使不滿足長時間光照的要求，只要短時黑暗或?qū)㈤L時間黑暗通過短時閃光隔斷，就可以開花?！踞槍τ?xùn)練1】光不僅是植物光合作用能量來源，還能調(diào)節(jié)其生命活動。很多植物開花與晝夜長短有關(guān)。例如菠菜白天長度超過13小時才開花：蒼耳白天短于15.5小時才開花。但也有植物開花與晝夜長短沒有關(guān)系，如黃瓜、棉花等。長日照植物指在24h晝夜周期中。日照長度必須長于一定時間（L）才能開花的植物。短日照植物指在24h晝夜周期中，日照長度短于一定時間（S）才能開花的植物。這里的一定時間（L）”和“一定時間（S）“稱為臨界日長（臨界值）。(1)長日照植物的臨界日長（L）__________（填“可能”或“不可能”）小于短日照植物的臨界日長（S）。(2)為了研究光照和黑暗時間與植物開花的具體關(guān)系，科研工作者用某短日照植物和某長日照植物做了如下相關(guān)研究，所得結(jié)果如下：注：圖1和圖2中的開花情況均為連續(xù)處理數(shù)個周期后的結(jié)果。圖2中短日照植物的臨界日長為ab，長日照植物的臨界目長為ac。根據(jù)圖1結(jié)果推測：短日照植物開花，每個周期（24h）必須經(jīng)過___________（填“長于”或“短于）某個時間的連續(xù)___________（填“光照”或“黑暗”），且處理數(shù)個周期。(3)圖1中長日照植物的開花條件，有兩種推測。推測A:取決于每個周期該條件的連續(xù)時長；推測B:取決于每個周期光照總時長科學(xué)家繼續(xù)用上述兩種植物做了相關(guān)實驗，據(jù)圖2結(jié)果推測B不合理，理由是__________________________________________________（用文字和圖中字母回答）。按照推測A，從開花的條件分析，圖2第V組實驗中長日照植物能開花的原因是__________________________________________________（用文字和圖中字母回答）。(4)根據(jù)以上結(jié)果推測，在某地某短日照植物臨近開花季節(jié)，夜間照明會使開花時間__________（提前/推遲）。【知識拓展2】光敏色素資料一：資料二：【針對訓(xùn)練2】在自然界中，種子萌發(fā)，植物生長、開花、衰老等，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。機制如下：陽光照射→光敏色素被激活，結(jié)構(gòu)發(fā)生變化→信號經(jīng)過轉(zhuǎn)導(dǎo)，傳遞到細胞核內(nèi)→細胞核內(nèi)特定基因的轉(zhuǎn)錄變化→表現(xiàn)出生物學(xué)效應(yīng)。下列分析錯誤的是()A.幼苗橫放后莖背地生長是光調(diào)控的結(jié)果B.光可調(diào)控基因組的表達進而調(diào)控植物的生長發(fā)育C.人為控制光照時間，可實現(xiàn)花卉分批上市D.光敏色素可能是一種接收光信號的受體【任務(wù)二、參與調(diào)節(jié)植物生命活動的其他環(huán)境因素】活動二：P107思考討論：【知識拓展3】淀粉平衡石假說當根垂直生長時，根冠的IAA均衡地分布在根的兩側(cè)，導(dǎo)致根垂直伸長。但當根水平生長時，根冠淀粉體（平衡石）沉降到細胞底部，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放的Ca2+也主要分布于細胞底部。研究得知Ca2+可能作為IAA庫，吸引IAA到根的下側(cè)；Ca2+也可能使組織對IAA敏感，增加細胞對IAA的反應(yīng)強度。因此根冠底部的IAA就較多或生理反應(yīng)加強，導(dǎo)致IAA分布于根下側(cè)的量多于根上側(cè)的。過多的IAA就抑制根下側(cè)細胞的延長，最終使根向下彎曲生長。(見下圖)有人綜合提出向重力性的機制：根橫放時，平衡石沉降到細胞下側(cè)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，產(chǎn)生壓力，誘發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放Ca2+到細胞質(zhì)內(nèi)，Ca2+和鈣調(diào)素結(jié)合，激活細胞下側(cè)的鈣泵和生長素泵，于是細胞下側(cè)積累過多鈣和生長素，影響該側(cè)細胞的生長。【針對訓(xùn)練3】“淀粉—平衡石假說”認為植物依靠富含“淀粉體”的平衡細胞感受重力的刺激。當重力方向發(fā)生改變時，平衡石細胞中的“淀粉體”就會沿著重力方向沉降，引起植物體內(nèi)一系列信號分子的改變，如通過生長素的運輸導(dǎo)致生長素沿著重力刺激的方向不對稱分布，從而造成重力對植物生長的影響。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A.“淀粉體”可感受重力的方向B.“淀粉體”能將重力信號轉(zhuǎn)換成運輸生長素的信號C.莖的近地側(cè)生長素分布較多，細胞生長快，使莖背地生長D.根的近地側(cè)生長素分布較多，細胞生長快，使根向地生長【任務(wù)三、植物生長發(fā)育的整體調(diào)控】活動三：請用箭頭表示調(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：【評價案】A層1.光對植物生長發(fā)育具有調(diào)節(jié)作用。下列敘述錯誤的是 ()A.萌發(fā)需要光照的種子一般較小,儲藏的營養(yǎng)物質(zhì)也很少B.對于植物來說,光只是提供能量C.光既能促進葉綠素的合成,也會影響植物的形態(tài)D.光敏色素在接受光信號后結(jié)構(gòu)發(fā)生變化2.自然界中,植物開花需要光信號刺激,植物對日照時間的感知與光敏色素有關(guān)。下列相關(guān)說法錯誤的是 ()A.光敏色素是一種接受光信號的分子,化學(xué)本質(zhì)是色素—蛋白復(fù)合體B.光敏色素只分布在植物分生組織的細胞內(nèi)C.日照時間對植物開花的調(diào)節(jié)本質(zhì)上是影響特定基因的表達D.可以通過人為地控制光照時間達到使花卉分批上市的目的3.萵苣種子對紅光的反應(yīng)遠比紅外光敏感?？茖W(xué)家用紅光和紅外光依次照射的方法,對一批萵苣種子進行處理,然后置于暗處。一段時間后,這些萵苣種子的發(fā)芽情況如下表所示。下列分析正確的是 ()組別光照射處理方式發(fā)芽情況1無光照(黑暗對照組)不發(fā)芽2紅光發(fā)芽3紅光→紅外光不發(fā)芽4紅光→紅外光→紅光發(fā)芽5紅光→紅外光→紅光→紅外光不發(fā)芽A.紅外光能逆轉(zhuǎn)紅光的作用,促進萵苣種子的萌發(fā)B.萵苣種子的發(fā)芽情況與最后照射的光的種類無關(guān)C.增設(shè)一組實驗,僅用紅外光照射處理,種子能夠發(fā)芽D.給對照組照射自然光,萵苣種子會發(fā)芽4.赤霉素廣泛分布于植物生長旺盛的部位,光敏色素(接受光信號的蛋白質(zhì))分布在植物的各個器官中。為研究赤霉素和光敏色素在水稻幼苗發(fā)育中的作用,科研人員將野生型、光敏色素A缺失突變體、光敏色素B缺失突變體的水稻種子播種在含不同濃度赤霉素合成抑制劑(PAC)的固體培養(yǎng)基上,在光照條件下培養(yǎng)8天后,測量幼苗地上部分高度和主根長度,得到如圖所示結(jié)果。請分析回答:(1)水稻幼苗中赤霉素的主要合成部位是。

(2)據(jù)圖一分析,光照條件下,PAC處理對水稻地上部分的生長具有作用,而光敏色素(填“A”或“B”)缺失突變體傳遞的光信號減弱了PAC的該效果。

(3)據(jù)圖二分析,PAC濃度分別為107mol/L、105mol/L時對野生型水稻幼苗主根生長分別起、作用。圖一圖二

(4)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用赤霉素進行稻谷浸種,利用的是其作用。赤霉素在綠葉菜、根菜、果菜類等蔬菜生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。據(jù)題目信息分析,使用赤霉素時應(yīng)該注意。

5.關(guān)于環(huán)境因素參與植物生命活動調(diào)節(jié)的說法,不合理的是()A.樹木年輪的形成是光參與植物生長發(fā)育的一個實例B.冬小麥需要經(jīng)歷春化作用才能開花C.植物莖的背地生長是由于重力參與了植物生命活動的調(diào)節(jié)D.“淀粉—平衡石假說”認為重力方向的改變引起平衡石細胞中的“淀粉體”沿著重力方向沉降,最終引起了植物體內(nèi)一系列信號分子的改變,造成重力對植物生長的影響6.春化作用是指某些植物(如冬小麥)在生長期需要經(jīng)歷一段時間的低溫后才能開花的現(xiàn)象。Vrn基因是抑制冬小麥開花的基因,下列說法錯誤的是()A.低溫可通過影響基因的表達從而調(diào)控植物的生命活動B.秋冬前冬小麥Vrn基因的表達水平較低C.春化作用是越冬植物適應(yīng)環(huán)境的一種重要機制D.春天補種的冬小麥只會長苗不會結(jié)果7.下列有關(guān)圖示的敘述,不正確的是 ()A.圖①中生長素的含量是a=b、c=d,植物水平生長B.圖②中生長素的含量是a<b、c<d,a、c、d促進生長,b抑制生長C.圖②中根的向地生長和莖的背地生長均能體現(xiàn)生長素在濃度較低時促進生長、濃度過高時抑制生長的特點D.綜合分析圖①②可知,重力能夠?qū)е律L素分布不均勻8.將豌豆的幼苗水平放置,它的根會向下彎曲。若將根冠全部切除,實驗過程及現(xiàn)象如表,相關(guān)描述錯誤的是 ()圖示處理方法一段時間后根彎曲的情況甲根冠不切除向下彎曲63°乙根冠全切除不向下彎曲A.甲組為對照組,乙組為實驗組B.依實驗現(xiàn)象可知,決定根向地生長的部位是根冠C.此實驗應(yīng)在黑暗條件下進行D.由表可知在重力作用下根冠產(chǎn)生了抑制近地端細胞生長的物質(zhì)9.植物的正常生長發(fā)育需要各個器官、組織、細胞之間的協(xié)調(diào)和配合。下列敘述錯誤的是 ()A.植物的生長、發(fā)育、繁殖、休眠都受基因表達的調(diào)控B.多細胞植物體細胞與細胞之間、器官與器官之間的協(xié)調(diào)需要通過激素傳遞信息C.由于植物激素的化學(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì),因此植物激素的產(chǎn)生和分布不受基因表達的調(diào)控D.植物生長發(fā)育既受激素調(diào)節(jié),又受環(huán)境因素的調(diào)節(jié)B層1.科研人員研究了日照長短對菊花開花的影響,實驗分組處理與結(jié)果如下圖。下列敘述正確的是 ()A.菊花感受光照時間長短的部位是莖尖B.菊花感受光照時間長短的物質(zhì)是一種植物激素C.持續(xù)每天光照總時長超過臨界日長,菊花便能開花D.持續(xù)每天光照總時長小于臨界日長,菊花不一定能開花2.煙草種子在有光的條件下才能萌發(fā)。野生型與突變體(此突變體為光敏色素合成相關(guān)的chromophore基因突變所造成)煙草于白光中種植后的發(fā)芽率如圖所示,并且檢測其種子內(nèi)所含脫落酸(ABA)的濃度,結(jié)果如圖的右上角。下列相關(guān)推測錯誤的是 ()A.脫落酸(ABA)含量升高不利于煙草種子萌發(fā)B.這種突變體煙草光敏色素功能異常,感受光信息的能力下降C.煙草細胞通過光敏色素調(diào)控與ABA代謝相關(guān)的基因的表達D.這種突變體煙草種子發(fā)芽率較低,是因為發(fā)芽的速度較慢3.研究人員將剛萌發(fā)的盆栽燕麥胚芽橫放,分別進行了如圖所示的處理。下列說法錯誤的是()A.本實驗是探究單側(cè)光及重力對燕麥胚芽生長的影響B(tài).單側(cè)光不影響生長素在植物體內(nèi)的極性運輸C.實驗結(jié)果為①向上彎曲、②向下彎曲、③向上彎曲D.若三組實驗均處于失重狀態(tài)下,則圖中僅③水平生長4.某植物在夏季(長日照)生長開花、冬季(短日照)休眠,以及種子的萌發(fā)和休眠,均與光照、溫度的變化有關(guān),其體內(nèi)幾種激素的合成如圖所示。下列敘述錯誤的是()A.植物的休眠和生長受到多種激素的平衡協(xié)調(diào)作用B.適當升溫,②④過程中酶活性的提高較為顯著C.低溫和短日照處理將使該植物提前進入休眠狀態(tài)D.種子低溫儲藏時,赤霉素與脫落酸的含量均升高5.（不定項）研究人員對生理狀況相同的水稻的根用不同強度的單側(cè)光照射相同時間后,生長狀況如圖1所示,黑暗、弱光、強光條件下測得的α值分別為0°、17.5°、35.5°。已知光照不會影響生長素的合成,研究人員測定不同處理后根尖向光側(cè)和背光側(cè)的生長素含量,結(jié)果如圖2所示。以下分析正確的是 ()圖1圖2A.由圖1結(jié)果可知,水稻根具有背光生長的特性B.與弱光相比,強光對生長素分布的影響程度更大C.水稻根向光側(cè)生長素含量下降僅與生長素向背光側(cè)運輸有關(guān)D.水稻根在單側(cè)光照射后的生長狀況可能與生長素對根具有低濃度促進生長、高濃度抑制生長的作用特點有關(guān)6.(2022安徽阜陽開學(xué)考試)蠶豆是人類最早栽培的豆類作物之一,在其生長過程中多種激素相互作用調(diào)節(jié)。圖甲表示根和莖生長素濃度與其生長狀況的關(guān)系,圖乙是蠶豆種子萌發(fā)后根、莖的生長情況,圖丙表示不同濃度生長素與植物生長的關(guān)系,請據(jù)圖回答問題:圖甲圖乙圖丙能體現(xiàn)生長素具有低濃度促進生長、高濃度抑制生長的作用特點的是(填“芽的向光性”“莖的背地性”或“根的向地性”),該激素在幼嫩組織中從合成部位到作用部位的運輸方式為。

(2)圖甲中的P、Q點最可能分別對應(yīng)圖乙中的點(填圖乙中的字母)。

(3)在蠶豆植物開花結(jié)果的關(guān)鍵時期,在未受粉的雌蕊柱頭上涂抹一定濃度的α萘乙酸,(填“能”或“不能”)達到增加蠶豆產(chǎn)量的目的。

(4)若某植物頂芽的生長素濃度為圖丙中的g,則產(chǎn)生頂端優(yōu)勢現(xiàn)象時側(cè)芽的生長素濃度z的范圍為,解除頂端優(yōu)勢的方法一般是。

(5)煙草種子萌發(fā)過程能感受光信號,因為該植物具有