資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第4節 環境因素參與調節植物的生命活動（第二課時）
【學習目標】
1．通過分析、歸納材料中的現象，能夠說明溫度和重力參與調節植物多項生命活動。
2．通過模式圖分析，能夠理解“淀粉——平衡石假說”如何解釋了重力參與調節植物生命活動。
3．通過類比，能夠設計實驗證明根尖感受重力的部位在根冠。
4．通過歸納概括與模型構建，能夠掌握植物基因、激素和外界環境對植物生命活動的整體調控。
【課前學習】
一、參與調節植物生命活動的其他環境因素
1.溫度：（1）生命活動的節奏隨__________。（2）晝夜溫差,影響植物__________。（3）植物的所有生理活動都是在一定的__________內進行。（4）決定植物分布的__________。
2.重力：（1）具體表現：根的__________和莖的背地生長。（2）影響機制：植物的根、莖中有感知重力的物質和細胞，可以將重力信號轉換成運輸__________的信號，造成__________不均衡，從而調節植物的生長方向。
二、植物生長發育的整體調控
1.調控機制：基因表達調控、激素調節和__________調節共同構成的調控網絡。
2.具體表現：（1）基因表達調控：植物的各項生命活動都處在基因適時__________的調控之下。（2）激素調節：①激素作為__________，會影響基因的表達。②激素的產生和分布是__________調控的結果。（3）環境因素：影響激素的產生、__________。
參考答案：一、1.（1）季節變化 （2）代謝 （3）溫度范圍 （4）地域性 2.（1）向地生長 生長素 生長素分布
二、1.環境因素 2（1）選擇性表達 （2）信息分子 基因表達 （3）分布
【課上學習】
任務一：溫度參與調節多種植物生命活動
1．解釋年輪與季節溫度變化之間的關系。
2．有的植物需要經過春化作用才能開花，其適應意義是什么？
3．思考、回憶，舉例說出其他溫度調節植物生命活動的實例。
任務二：重力參與調節植物的生命活動
1．結合本章第1節相關內容，解釋根向地性（或莖背地性）的形成與重力的關系。
2．利用“淀粉——平衡石”假說解釋重力引起植物根向地性的詳細機制。
3．設計實驗證明平衡石細胞和感受重力的部位在根冠，根冠感受了重力方向后，通過運輸物質（生長素）的量影響根尖生長方向。對比達爾文實驗和自己的實驗思路之間的差異。
任務三：植物生長發育的整體調控網絡
總結歸納植物基因、激素和外界環境對植物生命活動的調控作用，找出其中的聯系，通過模式圖、概念圖的形式直觀表示以上調控網絡。
【課后練習】
1．下列植物感應活動，不是由環境因素的單向剌激引起的是（ ）
A．根向著地心方向生長
B．莖背著地心方向生長
C．含羞草的小葉合攏
D．根朝向肥料較多的地方生長
2．植物生長過程中會對重力這一外界刺激產生反應，表現出向地性或背地性，這一現象稱為重力反應。對此正確的看法是（ ）
A．引起重力反應的激素是生長素
B．在c、d中，激素含量最多的是c
C．具有促進生長作用的只有b、c
D．重力反應都體現了激素作用的低濃度促進、高濃度抑制
3．一夜狂風暴雨導致成片的玉米倒伏，災害過后，部分倒伏的玉米又逐漸恢復到直立狀態。產生這種現象的主要外部因素與內部因素分別是（ ）
A．重力作用和生長素的不均勻分布
B．莖的向光性與生長素的不均勻分布
C．生長素的不均勻分布與均勻光照
D．莖的背地性與根的向地性
4．在植物的生長、發育和適應環境變化的過程中，各種植物激素并不是孤立地起作用，而是多種激素相互作用，下列關于植物生命活動調節，說法錯誤的是（ ）
A．不同植物激素對生命活動的調節既有協同作用，也有相反作用
B．激素調節只是植物生命活動調節的一部分，植物生命活動還受到環境等信息調節
C．光照、溫度等環境因子只通過改變植物激素的作用來影響生命活動
D．植物生命活動的調節根本上是基因選擇性表達的結果
5．下圖表示多種植物激素對黃瓜幼苗生長的調節作用，據圖判斷下列說法不正確的是（ ）
A．①②③代表的植物激素分別是赤霉素、生長素、乙烯
B．植物生長發育從根本上來講是多種激素相互作用、共同調節的結果
C．a濃度的激素抑制細胞伸長、b濃度的激素促進細胞伸長，激素的作用因濃度而異
D．除了激素的作用外，陽光、溫度等環境因素也會影響植物的生長發育
6．根橫放時，淀粉體下沉在細胞近地側的內質網上，誘導內質網釋放Ca2+到細胞質基質，Ca2+與調鈣蛋白結合后活化Ca2+泵和IAA泵（均為ATP驅動泵），使根近地側積累較多的Ca2+和IAA，導致根的近地側和背地側生長速度不一樣。下列說法不合理的是（ ）
A．淀粉體能導致IAA分布不均
B．重力能導致根的向地生長
C．Ca2+和IAA運輸到近地側的方式為主動運輸
D．根的向地性不能體現生長素的作用特點
7.下列有關溫度對植物生長發育調節的說法，錯誤的是（ ）
A．溫帶地區樹木形成規則的年輪主要與光周期有關
B．黃河流域播種的冬小麥一定要有低溫誘導才能開花
C．溫度幾乎影響植物的所有生命活動
D．高山植被從山頂到山腳分布植物類群的差異主要受溫度影響
8．綠色植物倒伏后，它的莖稈能部分恢復直立狀態。下列說法錯誤的是（ ）
A．引起這種現象的原因是受重力影響
B．根莖中分布有感受重力的物質和細胞
C．重力信號可以轉化成生長素合成的信號影響其含量
D．重力能影響植物的生長發育、形態建成
9．近來，我國西南幾省的大旱，極大地影響了冬小麥、油菜等的生長。請回答有關問題。
（1）許多植物在遭受干旱等非致死性逆境襲擊時，細胞內的可溶性糖和氨基酸的含量有明顯提高，從而提高細胞＿＿＿＿＿＿能力，增強對逆境的適應性。
（2）人們發現一些抗旱植物的原產地主要分布在干旱地區。從生物進化角度看，抗旱類型的形成是長期＿＿＿＿＿＿的結果。
（3）用低溫誘導促使植物開花的作用稱為春化作用，冬小麥必須經過春化作用才能抽穗開花。但高溫、缺氧和缺水等均可以解除春化，下表是對冬小麥進行春化處理的研究結果，請回答：
冬小麥幼苗
處理方式 未經低溫處理 經低溫處理 先低溫處理后再干旱處理
檢測結果 沒有特殊蛋白質出現 有特殊蛋白質出現 出現特殊蛋白質，干旱處理后特殊蛋白質消失
現象 不抽穗開花 抽穗開花 不抽穗開花
春化作用產生的物質是否是基因突變所造成？ 。春化過程的實質是使植物體內某些細胞在形態、結構和生理功能上發生了穩定性差異，該過程稱為＿＿＿＿。
②科學家發現用一定濃度的赤霉素溶液處理冬小麥，可以使冬小麥不經過低溫處理也可以抽穗開花。為了確定赤霉素對冬小麥進行“春化作用”的適宜濃度，某同學用未經春化的冬小麥幼苗為材料，用A、B兩種濃度（A濃度＞B濃度）的赤霉素溶液分別處理冬小麥幼苗作為兩個實驗組，用蒸餾水處理作為對照組進行實驗，結果發現三組小麥生長發育過程中都沒有抽穗開花。為達到預期目的，你認為進一步的探索需配制的赤霉素溶液的濃度應為＿＿＿＿＿＿。
（4）小麥開花時，因干旱影響傳粉受精，有人建議對小麥噴灑適宜濃度的生長素，以減少損失。這種做法是錯誤的，請指出這種做法不可行的理由是＿＿＿＿＿＿。
【參考答案】
1．C
2．A在c、d中，由于生長素的橫向運輸，d中生長素含量更多，B錯誤；a、b、c均具有促進作用，C錯誤；a、b兩處都處于促進莖生長的濃度，未體現生長素作用的高濃度抑制，D錯誤。
3．A
4．C
光照、溫度等環境因子會影響植物激素的合成、分布等，進而影響植物的生命活動，無法改變植物激素的作用；光照、溫度還可以通過影響基因表達調節植物生命活動，C錯誤。
5．B 植物生長發育從根本上來講是基因的選擇性表達，B錯誤。
6．D 根向地性是由于近地側生長素濃度高于遠地側，近地側生長受抑制，遠地側生長被促進，能體現出生長素的作用特點。
7．A 溫帶地區樹木形成規則的年輪主要是冬夏溫度差異造成的，A錯誤；冬小麥一定要有低溫誘導的春化作用才能開花，B正確；溫度影響酶的活性等，幾乎影響植物的所有生命活動，C正確；高山從山頂到山腳由于海拔高度不同導致溫度差異明顯，影響植物分布，D正確。
8．C 綠色植物倒伏后莖稈能部分恢復直立狀態，是受重力影響，稱為背地生長，A正確；重力能影響植物的生長發育和形態建成，根莖中分布有感受重力的物質和細胞，感受重力信號后轉化成運輸生長素的信號，導致生長素分布不均，調節植物的生長方向，B、D正確，C錯誤。
9．【答案】（1）滲透吸水（2）自然選擇（3）①不是 細胞分化②大于A濃度、小于B濃度、A和B濃度之間（4）生長素主要促進子房的發育，而收獲小麥的主要是其種子。
【解析】（3）①據表可知，低溫處理后出現的特殊蛋白質在干旱處理時會消失，說明該蛋白質的產生不是基因突變所造成的，只是環境因素影響了相關基因的表達。②實驗結果說明兩個濃度均不適宜，為達到預期目的，需配制的三種赤霉素溶液的濃度應分別為大于A濃度、小于B濃度、A和B濃度之間。（4）生長素可以促進果實發育，用于獲得無籽果實（無種子），而種植小麥的目的就是為了獲得小麥的種子，因此對小麥噴灑適宜濃度的生長素，不能減少干旱影響傳粉、受精帶來的損失。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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第4節 環境因素參與調節植物的生命活動（第一課時）
【學習目標】
1．通過分析、歸納材料中的現象，能夠說明光參與調節植物多項生命活動。
2．通過分析科學實驗結果，能夠理解光參與調節植物生命活動的基本規律和機制。
3．通過總結科學家研究過程以及本節課安排，能夠了解科學探究中“觀察現象→提出問題→設計實驗→實施實驗→分析結果→得出結論和普遍規律”的基本流程。
【課前學習】光調控植物的生長發育
1.實例：（1）光照影響植物的___________和形態變化。（2）___________影響植物的開花。
2.機理：（1）直接作用對象：接受光信號的分子，如___________色素。（2）作用過程：受到光刺激時， ______________發生變化，這一變化的信息經過信息傳遞系統傳導到細胞核內，影響________________。
參考答案：一1.（1）種子萌發 （2）晝夜長短 2.（1）光敏 光敏色素的結構 特定基因的表達
【課上學習】
任務一：光調節植物種子萌發、顏色變化和形態建成、開花等多項生命活動。
1．光對萵苣、煙草等植物種子萌發有何影響？
2．紅光單獨或紅光和遠紅光交替照射后，萵苣種子的萌發有何不同？
3．光對豆芽和豆苗顏色和形態建成有何影響？
4．光照時長對火龍果等植物開花有何影響？什么是長日照植物和短日照植物？這兩種植物開花的具體條件是什么？
5．如果用紅光和遠紅光交替照射打斷連續的黑暗，長日照植物和短日照植物的開花情況將會如何？
6．將長日照植物枝條嫁接到短日照植物上之后，長日照植物的枝條開花情況會發生什么變化？這說明了光信號在植物體內發生了什么變化？
任務二：光敏色素是光受體，它可以通過自身結構的改變感知光信號，并將其轉換為化學信號，通過信號轉導過程引起基因表達的改變，最終引發生物學效應。
1．仔細歸納總結以上6個資料的實驗結果和結論，思考還可以在此基礎上進行哪些研究，提出下一步應該解決的科學問題。
2．光敏色素是如何感受光信號的？紅光和遠紅光的不同生物學效應與光敏色素的結構有何關系？
3．光敏色素接受光信號之后，如何進一步引起下游生物學效應？繪制概念圖或示意圖表示光調節植物生命活動的信號轉導通路。
任務三：科學探究的基本流程
用語言描述的方式回顧本節課認識光調節植物生命活動的具體研究過程，用流程圖的形式歸納總結研究流程，即科學探究的基本流程。
【課后練習】
1．用單側光照射向日葵幼苗莖尖引起向光彎曲，實驗測得IAA在下胚軸兩側含量相同，但抑制生長物質黃質醇在下胚軸兩側含量有明顯差異。下列敘述正確的是
A．實驗表明向日葵幼苗彎曲部位不在下胚軸而在幼苗莖尖端
B．實驗表明下胚軸向光側細胞對IAA的敏感性低于背光側
C．向日葵向光彎曲可能與下胚軸向光側黃質醇含量多于背光側有關
D．向日葵向光彎曲的機理與燕麥胚芽鞘向光彎曲的機理相同
2．自然界中，植物開花需要光信息刺激，當日照時間達到一定長度時，植物才能開花，下列相關說法錯誤的是
A．植物對日照時間的感知跟光敏色素有關，其信息類型是化學信息
B．該現象說明信息的來源可以是外界環境
C．日照時間對植物開花的調節本質上是對基因程序性表達的調控
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．植物的向性運動是對單向的環境刺激作出的定向運動反應，主要包括向光性、向地性、向水性、向化性等類型。下列對向性運動的敘述，不合理的是（ ）
A．農業生產上限制水分的供應可以促使根向深處生長
B．植物向性運動的方向均與單向刺激相同
C．植物的向性運動可能與生長素的調節作用有關
D．植物的向性運動是植物對外界環境的適應
4．某科研小組進行如下實驗：將100粒萵苣種子放置在適合生長的恒溫條件下，并在黑暗中吸收足夠的水分，如下圖中的Ⅰ～Ⅴ所示，通過圖中不同組合的光照條件處理，48小時后，檢查發芽率（發芽種子的比例），得到下圖所示結果。下列相關敘述錯誤的是
A．本實驗的課題是研究不同光環境對萵苣種子發芽率的影響
B．光直射和黑暗下種子能萌發是因為光反應為暗反應提供了ATP、[H]
C．由圖中實驗可知，影響發芽率的關鍵因素是黑暗處理前是否進行光直射
D．萵苣種子萌發需要合適的溫度、水分和氧氣，圖中Ⅴ中發芽率應該是100%
5．隱花色素（CRY1）是一種能感受光的受體，可介導光信號在植物體內傳導來發揮作用。某研究小組將野生型及無法合成CRY1的突變型擬南芥種子，分別放在MS培養基和含有不同濃度脫落酸（ABA）的MS培養基中，置于適宜條件下培養一段時間后測得種子的發芽率如圖。下列敘述正確的是
A．根據實驗結果可推測CRY1抑制種子的萌發
B．在一定濃度范圍內，ABA濃度與發芽率呈負相關
C．該實驗的自變量是MS培養基中不同的ABA濃度
D．該實驗需在黑暗條件下進行，從而測得種子的發芽率
6．植物的開花、種子的萌發及休眠都是在一年之中的某一時刻發生的，環境給植物的信號就是所謂的光周期（晝夜的長短），最顯著的就是開花過程，根據開花與光周期的關聯，可以植物分為短日照植物和長日照植物，下圖是研究某短日照植物的開花與光周期的關系，根據實驗分析，錯誤的是
A．控制開花的因素是持續不斷夜間的長度，而不是日照的長度
B．在短日照植物臨近開花季節，夜間照明會使開花時間推遲
C．若將實驗植物換成長日照植物，則在暗期內不斷閃光，長日照植物會推遲開花
D．將菊花（短日照植物）每天遮光數小時，可以使其在夏天開花
7．達爾文最早用金絲雀虉草的胚芽鞘進行了植物向光性的研究，后人進行了一系列實驗，探究光對植物生長的調節。下列說法錯誤的是（ ）
A．植物對光作出反應，說明植物可以感知光信號
B．接受光信號的光敏色素在胚芽鞘的尖端分布較多
C．光敏色素是一類結構非常穩定的色素—蛋白復合體
D．光信號可以通過影響特定基因的表達調控植物體的生長發育
8.如表是交替地暴露在紅光和遠紅光下的萵苣種子的萌發率(26 ℃下，連續1 min的紅光和4 min的遠紅光照射，R表示紅光，FR表示遠紅光)。下列敘述正確的是（ ）
光處理 萌發率%
R 70
R—FR 6
R—FR—R 74
R—FR—R—FR 6
R—FR—R—FR—R 76
R—FR—R—FR—R—FR 6
A.該實驗的主要目的是探究種子的萌發是否需要光
B．光照處理時間越長，萵苣種子的萌發率越高
C．萵苣種子萌發率的高低以最后一次照射的光的波長為準
D．光是萵苣種子萌發的必需條件，遠紅光下萌發率高，紅光下萌發率低
9．2017年諾貝爾生理學或醫學獎授予了節律時鐘（由若干蛋白質組分構成）調控裝置的發現者。植物的節律時鐘控制很多生理過程，如向性生長和光合作用等。
（1）研究顯示：向日葵幼苗白天表現出向光性，但在夜間卻能重新轉向東方。在單側光下，向日葵幼苗表現出向光性，植物向光性除與背光側和向光側生長素分布不均勻有關，還可能與___________（物質）分布不均勻有關。為了揭示向日葵幼苗夜間重新轉向東方的機理，科學家提出了兩種假設：①環境晝夜交替引起該現象（外因）；②植物自身存在晝長和夜長均恒定的生物時鐘（內因）。下列實驗設計有助于區分上述兩種假設的是___________。
A．在溫度不同的暗室內分別測定幼苗頂芽的轉向速率
B．在裝有全天候定向光照的溫室內觀察是否出現節律性轉向
C．在若干個光照強度不同的溫室內分別測定幼苗頂芽的轉向速率
D．在夏至（晝長夜短）和秋分（晝夜等長）夜間分別測定大田幼苗頂芽轉向速率
（2）為了探究節律時鐘對光合作用的影響，科學家構建了TOC和ZTL兩種擬南芥突變株（兩者的節律時鐘周期分別為20和28小時，晝夜時長為1:1，并測定兩者在不同條件下（T20和T28）光合作用的相關指標。其中T20和T28表示室內控制光照/黑暗循環周期分別為20和28小時（光照與黑暗時長為1:1）。測定結果如圖所示。
①植物的干重能反映光合作用的強度，因此科學家在研究中比較了兩種突變株的干重。作為光合作用強度的觀測指標還可以采用___________。
②據圖分析實驗數據，當植物體內的節律時鐘和外界的光照/黑暗循環周期相吻合時，干重增加相對較快的原因是：___________
【參考答案】
1．C
2．A 植物對日照時間的感知雖然跟光敏色素有關，但是該信息是借助于光進行的，屬于物理信息。
3．B
4．B 種子萌發時尚未形成葉綠素，不能進行光合作用。
5．B 不能合成CRY1的突變體種子萌發率低，所以CRY1可促進種子萌發。隨著ABA濃度的增大，種子發芽率逐漸降低，所以在一定濃度范圍內，ABA濃度與發芽率呈負相關。本實驗有兩個自變量，一是ABA濃度，二是種子是否能合成CRY1。CRY1為能感受光的受體，為驗證CRY1的作用，需要在光下進行實驗。
6．C 據圖最后一組實驗可知，打斷連續黑暗后，使得連續黑暗時間短于臨界暗期，則不再開花，說明控制開花的因素是持續不間斷的黑暗環境。若為長日照植物，則在暗期內不斷閃光，使得連續黑暗時間縮短，長日照植物會提前開花。
7．C 植物對光作出反應，說明植物可以感知光信號，A正確；胚芽鞘的感光部位是尖端，則接受光信號的光敏色素在胚芽鞘的尖端分布較多，B正確；光敏色素是一類蛋白質(色素—蛋白復合體)，受到光刺激后結構就會發生變化，這種變化的信息傳到細胞核內，影響特定基因的表達，C錯誤，D正確。
8．C 由題干信息可知，該實驗的主要目的是探究紅光和遠紅光交替照射對萵苣種子萌發率的影響，A錯誤。分析表中6組數據可知，種子的萌發與光照處理時間無關，B錯誤。由表可知，種子萌發率的高低與最后一次照射的光的波長有關，最后一次照射紅光的種子萌發率高，最后一次照射遠紅光的種子萌發率低，C正確、D錯誤。
9．【答案】（1）（背光側和向光側）生長抑制物質 BD（2）①單位時間內二氧化碳吸收量或氧氣釋放量②當擬南芥體內的節律時鐘和外界的光照/黑暗循環周期相吻合時，植物體內葉綠素的含量較高，這有利于光合作用的進行，進而增加植物的干重
【解析】（1）在裝有全天候定向光照的溫室內觀察是否出現節律性轉向，如果出現節律性轉向，則說明是內因導致的向光性；若在夏至（晝長夜短）和秋分（晝夜等長）夜間分別測定大田幼苗頂芽轉向速率，如果二者的轉向速率不同，則說明是外因導致的向光性。
（2）②據圖分析實驗數據，TOC在室內控制光照/黑暗循環周期在20小時的情況下，植物體中的葉綠素含量高于ZTL，而在室內控制光照/黑暗循環周期在28小時的情況下，ZTL的葉綠素含量高于TOC，說明當擬南芥體內的節律時鐘和外界的光照/黑暗循環周期相吻合時，植物體內葉綠素的含量較高，這有利于光合作用的進行，進而增加植物的干重。
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