新教材適用2024-2025學年高中生物第5章植物生命活動的調節(jié)第4節(jié)環(huán)境因素參與調節(jié)植物的生命活動學案新人教版選擇性必修1

第4節(jié)環(huán)境因素參加調整植物的生命活動課標要求1．5.4概述環(huán)境因素參加植物生命活動的調整，如光、重力和溫度等核心素養(yǎng)1．結合實例，分析光照、溫度等環(huán)境因素如何影響植物生長發(fā)育(生命觀念)2．結合生長素作用的低濃度促進、高濃度抑制的特點，分析根的向地性和莖的背地性形成緣由(科學思維)一、光對植物生長發(fā)育的調整1．_光__是植物進行光合作用的能量來源。2．實例(1)少數(shù)植物的種子須要在有_光__的條件下才能萌發(fā)。(2)豆芽是在_黑暗__的環(huán)境中培育的。(3)許多植物的開花與_晝夜__長短有關。3．光作為一種_信號__，影響、_調控__植物生長、發(fā)育的全過程；植物具有能接受光信號的分子，如_光敏色素__。二、參加調整植物生命活動的其他環(huán)境因素1．除了光，_溫度__、_重力__等環(huán)境因素也會參加調整植物的生長發(fā)育。2．溫度可以通過影響_種子萌發(fā)__、植株生長、_開花結果__和葉的蒼老、脫落等生命活動，從而參加調整植物的生長發(fā)育。植物分布的地域性很大程度上就是由_溫度__確定的。3．植物根向地、莖背地生長，是在_重力__的調整下形成的。三、植物生長發(fā)育的整體調控1．植物生長發(fā)育的調控，是由_基因表達調控__、_激素__調整和環(huán)境因素調整共同完成的。2．激素作為_信息__分子，會影響細胞的_基因表達__，從而起到調整作用。激素的產生和分布是基因表達_調控__的結果，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，事實上，是植物響應環(huán)境變更，調控_基因表達__以及激素產生、分布，最終表現(xiàn)在_器官__和_個體__水平上的變更。┃┃學霸記憶__■1．光作為一種信號，影響、調控植物生長、發(fā)育的全過程。2．除了光，溫度、重力等環(huán)境因素也會參加調整植物的生長發(fā)育。3．植物生長發(fā)育的調控，是由基因表達調控、激素調整和環(huán)境因素調整共同完成的。┃┃活學巧練__■推斷對錯，正確打“√”，錯誤打“×”。1．光、溫度等因素都是通過影響植物激素的作用來影響植物的生命活動的。(×)2．太空失重條件下，生長素的極性運輸也將丟失。(×)3．日照時間對植物開花的調整本質上是對基因程序性表達的調控。(√)4．光、溫度等環(huán)境因子的變更不會影響植物激素的合成。(×)5．幼苗中激素的合成受基因的調控并受光等環(huán)境因素的影響。(√)思索：1．哪些因素會影響植物開花？(說出三種以上)提示：光照強度、光照時長、溫度、濕度、自身基因等。2．光誘導植物開花的機理是什么？提示：光敏色素接受光的刺激，引發(fā)光敏色素結構發(fā)生變更，進而激發(fā)細胞核內特定基因的表達。3．環(huán)境因素除了調控開花外，還能對植物生長有什么影響？提示：溫度影響年輪的形成，重力使植物根向地生長，莖背地生長等。學問點1光對植物生長發(fā)育的調整(1)光作為一種信號，影響、調控植物生長、發(fā)育的全過程。(2)科學家探討發(fā)覺，植物具有能接受光信號的分子，光敏色素是其中的一種。植物可以感知光信號，并據此調整生長發(fā)育。(3)光敏色素的作用機理：光敏色素是一類蛋白質(色素—蛋白復合體)，分布在植物的各個部位，其中在分生組織的細胞內比較豐富。在受到光照耀時，光敏色素的結構會發(fā)生變更，這一變更的信息會經過信息傳遞系統(tǒng)傳導到細胞核內，影響特定基因的表達，從而表現(xiàn)誕生物學效應。(4)光調控植物生長發(fā)育的反應過程階段響應①感受信號光敏色素被激活，結構發(fā)生變更②傳導信號信號經過轉導，傳遞到細胞核內③發(fā)生反應細胞核內特定基因進行轉錄，之后通過翻譯產生相應蛋白質，表現(xiàn)誕生物學效應特殊提示：1．光照對種子的萌發(fā)并非都具有促進作用，也可起到抑制作用。2．并不是全部植物的開花都與晝夜長短有關，例如，黃瓜、棉花、向日葵的開花與日照時間長短無關。┃┃典例剖析__■典例1光作為一種信號，影響、調控植物生長、發(fā)育的全過程。下列有關說法錯誤的是(A)A．多數(shù)植物的種子在有光的條件下才能萌發(fā)B．光敏色素是一類蛋白質，在受到光照刺激時，結構會發(fā)生變更C．有些植物的開花與晝夜長短有關系D．植物的向光性生長是植物對光刺激的反應解析：少數(shù)植物的種子須要在有光的條件下才能萌發(fā)，A項錯誤；光敏色素是一種蛋白質(色素—蛋白復合體)，在受到光照耀時，光敏色素被激活，其結構會發(fā)生變更，B項正確；有些植物的開花與晝夜長短有關，如菠菜只有在白天長度超過13h時才開花，C項正確；植物的向光性生長，是由單側光的刺激引起生長素分布不勻稱導致的，D項正確。變式訓練1．自然界中，植物開花須要光信號刺激，植物對日照時間的感知與光敏色素有關，下列說法錯誤的是(B)A．光敏色素是一種接受光信號的分子，化學本質是色素—蛋白復合體B．光敏色素只分布在植物分生組織的細胞內C．日照時間對植物開花的調整本質上是影響特定基因的表達D．可以通過人為地限制光照時間達到使花卉分批上市的目的解析：光敏色素是一種接受光信號的分子，化學本質是色素—蛋白復合體，分布在植物的各個部位，其中在分生組織的細胞內比較豐富，B錯誤。學問點2參加調整植物生命活動的其他環(huán)境因素1．溫度(1)隨著季節(jié)輪回、氣溫周期性變更，植物發(fā)芽、開花、落葉、休眠，生命活動的節(jié)奏追隨著季節(jié)的步伐。①樹木的年輪表現(xiàn)出季節(jié)周期性變更。②春化作用：有些植物在生長期須要經驗一段時期的低溫誘導才能促使植物開花的作用。這樣可以避開出現(xiàn)在冬季來臨之前開花從而無法正常結果的狀況。如冬小麥、冬大麥、蕙蘭等。(2)隨著晝夜交替，氣溫午高夜低，植物的代謝也會有旺盛和緩慢之分。(3)植物的全部生理活動都是在肯定的溫度范圍內進行，溫度可以通過影響種子萌發(fā)、植株生長、開花結果和葉的蒼老、脫落等生命活動，從而參加調整植物的生長發(fā)育。此外，植物分布的地域性很大程度上就是由溫度確定的。2．重力(1)重力是調整植物生長發(fā)育和形態(tài)建成的重要環(huán)境因素。(2)植物根向地、莖背地生長，就是在重力的調整下形成的。植物的根、莖中具有感受重力的物質和細胞，可以將重力信號轉換成運輸生長素的信號，造成生長素分布的不均衡，從而調整植物的生長方向。(3)重力對植物生長調整的機制——“淀粉—平衡石假說”。淀粉—平衡石假說認為，植物對重力的感受是通過體內一類富含“淀粉體”的細胞，即平衡石細胞來實現(xiàn)的。學問貼士圖解根的向地性、莖的背地性┃┃典例剖析__■典例2某些植物必需經過春化作用(用低溫誘導促使植物開花)才能開花牢固。如表是對冬小麥進行春化處理的探討結果。以下對探討結果的分析錯誤的是(C)處理方式未經低溫處理(第1組)經低溫處理(第2組)先低溫處理后高溫處理(第3組)檢測結果沒有某些特殊蛋白質有某些特殊蛋白質出現(xiàn)某些特殊蛋白質。高溫處理后這些蛋白質消逝現(xiàn)象不能抽穗開花抽穗開花不能抽穗開花A.溫度是確定冬小麥抽穗開花的環(huán)境因素B．高溫可以解除小麥的春化作用C．春化作用產生的特殊蛋白質是低溫誘導基因突變的結果D．北方春季補種的冬小麥只會長苗不會開花結果解析：第1組未經低溫處理，冬小麥不能抽穗開花，而第2組經低溫處理，冬小麥抽穗開花，說明溫度是確定冬小麥抽穗開花的環(huán)境因素，A正確；第2組經低溫處理，冬小麥抽穗開花，而第3組先低溫處理后高溫處理，冬小麥不能抽穗開花，說明高溫可以解除冬小麥的春化作用，B正確；細胞中原來就存在這些特殊蛋白質基因，只是這些基因在低溫條件下進行了選擇性表達，C錯誤；北方春季補種的冬小麥只會長苗不會開花結果，因為沒有經過低溫處理，D正確。變式訓練2．下列說法錯誤的是(B)A．植物對重力的感受是通過平衡石細胞來實現(xiàn)的B．根尖中的平衡石細胞位于根尖的分生區(qū)C．平衡石細胞中的“淀粉體”會沿著重力方向沉降D．平衡石細胞可將重力信號轉化為運輸生長素的信號解析：“淀粉—平衡石假說”認為植物對重力的感受是通過體內一類富含“淀粉體”的細胞，即平衡石細胞來實現(xiàn)的，平衡石細胞中的“淀粉體”會沿著重力方向沉降，可導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，A、C、D項正確；根尖的平衡石細胞位于根冠，B項錯誤。學問點3植物生長發(fā)育的整體調控┃┃典例剖析__■典例3下列關于環(huán)境因素參加調整植物生命活動的敘述，不正確的是(C)A．植株的生長、開花、蒼老都會受到光的調控B．隨著晝夜交替，氣溫午高夜低，植物的代謝也會有旺盛和緩慢之分C．已有探討表明，根尖中感受重力的細胞是位于分生區(qū)的細胞D．激素影響基因的表達，同時激素的產生和分布也受基因表達的調控解析：光作為一種信號，影響、調控植物生長發(fā)育的全過程，A項正確；溫度可通過影響酶的活性影響植物的代謝，B項正確；已有探討表明，根尖中感受重力的細胞是位于根冠的細胞，C項錯誤；激素作為信息分子，會影響細胞的基因表達，從而起到調整作用，同時激素的產生和分布是基因表達調控的結果，也受到環(huán)境因素的影響，D項正確。變式訓練3．植物的生長發(fā)育須要各個器官、組織、細胞之間的協(xié)調和協(xié)作，下列相關敘述不正確的是(C)A．植物的生長、發(fā)育、繁殖、休眠都受到基因表達的調控B．激素作為信息分子，可以影響植物細胞的基因表達，從而起到調整作用C．植物激素的產生和分布是基因表達調控的結果，不受環(huán)境因素的影響D．光、溫度、重力等環(huán)境因素也可以調控植物的生命解析：植物生長發(fā)育的調控，是基因表達調控、激素調整和環(huán)境因素調整共同構成的網絡。激素作為信息分子，可以影響植物細胞的基因表達，從而起到調整作用，同時植物激素的產生和分布是基因表達調控的結果，也受到環(huán)境因素的影響，C錯誤。光周期誘導1．光周期誘導植物在達到肯定生理年齡時，經過足夠天數(shù)的相宜光周期處理，以后即使處于不相宜的光周期下，仍舊能開花的現(xiàn)象，這種誘導效應叫作光周期誘導。光周期刺激的感受部位——葉片。2．植物的地理起源和分布與光周期特性低緯度地區(qū)——短日照植物(SDP)，高緯度地區(qū)——長日照植物(LDP)，中緯度地區(qū)——短日照植物(SDP)和長日照植物(LDP)。同一緯度，LDP：春末和夏季開花(如小麥)；SDP：秋季開花，如菊花。3．光周期理論在農業(yè)生產上的主要應用(1)引種和育種。通過人工光周期誘導，可以加速良種繁育，縮短育種年限。雜交育種中，可以通過延長和縮短日照長度，來限制花期，以解決父母本花期不遇的問題。(2)限制花期?；ɑ茉耘嘀校瑢ㄆ诓挥龌蛐缕贩N光周期的人工限制可以促進或延遲開花。如菊花(SDP)：遮光；杜鵑(LDP)：人工延長光照。SDP：Pfr/Pr比值低，促進開花。LDP：Pfr/Pr比值高，促進開花。暗期被紅光間斷，Pfr/Pr比值上升，抑制SDP成花，促進LDP成花。暗期被遠紅光間斷，Pfr/Pr比值降低，抑制LDP成花，促進SDP成花。(3)調整養(yǎng)分生長和生殖生長。對以收獲養(yǎng)分體為主的作物，可通過限制光周期抑制其開花。短日照植物SDP：如大豆，北方→南方，因提前開花，故選晚熟品種；南方→北方，應選早熟品種。長日照植物LDP：如小麥，北方→南方，因延遲開花，應當選早熟品種；南方→北方，應選晚熟品種。如麻類是短日照植物，南種北引可推遲開花。養(yǎng)分生長期長，則麻類生長期較長，可提高纖維產量和質量，但因為北方地區(qū)難滿意麻類所需的短日條件，因而南麻北種會延遲開花，種子不能剛好成熟。若在留種地，植株苗期采納短日處理，可解決種子問題。┃┃典例剖析____■典例4植物的生命活動受植物激素的調整，如圖為某植物感知外界光照、溫度等變更，通過調整激素的合成促進植物冬天休眠、夏天生長過程示意圖。分析最合理的是(A)A．長日照能促進過程②④，短日照能促進過程⑤⑥B．10℃有利于過程②④，30℃有利于過程⑤⑥C．10℃有利于過程①②③④，30℃有利于過程①③⑤⑥D．長日照能促進全部過程，短日照能抑制全部過程解析：夏季長日照、溫度高，植物生長旺盛，細胞分裂素和赤霉素分泌增多，所以長日照、較高溫度能促進過程②④；冬季短日照、氣溫低，葉和果實蒼老和脫落，生長受到抑制，所以短日照、低溫能促進過程⑤⑥，A正確，B、C、D錯誤。解疑答惑問題探討?P1051．提示：是由重力因素調整的。2．提示：根和莖很可能會接著橫向生長，因為太空中幾乎沒有重力。思索·探討?P1051．提示：不是。2．提示：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．提示：是光照時長(黑暗時長)在起作用：與植物激素的分泌有關。4．提示：萌發(fā)須要光照的種子一般較小，這是對環(huán)境的適應——萌發(fā)后能馬上進行光合作用，從而避開在無光條件下萌發(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。思索·探討?P1071．提示：年輪的形成，是樹木生長對一年中不同時期環(huán)境溫度的反應的結果。2．提示：這樣可以避開出現(xiàn)在冬季來臨之前開花從而無法正常結果的狀況。練習與應用?P109一、概念檢測1．(1)×(2)√(3)√2．下圖供參考。二、拓展應用1．提示：(1)紅光促進萵苣種子發(fā)芽，紅外光抑制萵苣種子發(fā)芽。(2)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，因此在自然光照耀下會發(fā)芽。2．提示：可嘗試進行遮光處理。1．生長在溫帶和亞熱帶地區(qū)的樹木，在它們樹干的橫切面上，經?？梢钥吹揭恍┠贻啞Ｒ粋€年輪內的木材特點是(A)A．春材到秋材，質地由疏松到致密，顏色由淺到深B．春材到秋材，質地由致密到疏松，顏色由深到淺C．秋材到春材，質地由致密到疏松，顏色由深到淺D．秋材到春材，質地由疏松到致密，顏色由淺到深解析：生長在溫帶地區(qū)和亞熱帶地區(qū)的樹木，在它們的樹干橫切面上，經?？梢钥吹揭恍┩沫h(huán)帶，人們稱作年輪。年輪是由于形成層細胞的分裂活動受氣溫變更的影響而形成的。春天氣溫上升，養(yǎng)分物質足夠，形成層細胞的分裂活動加快，所產生的木質部細胞個體大，細胞壁薄，因此，木材的質地疏松，顏色較淺，這樣的木材叫作春材。秋天，氣溫降低，養(yǎng)分物質削減，形成層細胞的分裂活動減慢，所產生的木質部細胞個體小，細胞壁厚，因此，木材質地致密，顏色較深，這樣的木材叫作秋材。一個年輪包括當年的春材和當年的秋材，它代表了一年當中所形成的木材。同一年的春材與秋材之間，顏色是漸漸轉變的，中間沒有明顯的界限，共同構成一個環(huán)帶，即年輪。2．自然條件下，冬小麥是在頭一年秋季萌發(fā)，以養(yǎng)分體(長出根、莖、葉的植物體)過冬，其次年夏初開花和牢固。秋末冬春的低溫是誘導開花的必要條件。經探討發(fā)覺低溫能促使冬小麥體內赤霉素含量增加，說明(A)A．未經過低溫處理的冬小麥，假如施用相宜濃度的赤霉素也能誘導開花B．赤霉素等植物激素限制著植物的生命活動C．赤霉素干脆參加細胞內的代謝活動D．赤霉素具有解除種子休眠的作用解析：秋末冬春的低溫是誘導