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

第4節(jié)環(huán)境因素參加調(diào)整植物的生命活動課標(biāo)要求1．5.4概述環(huán)境因素參加植物生命活動的調(diào)整，如光、重力和溫度等核心素養(yǎng)1．結(jié)合實(shí)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(jié)合生長素作用的低濃度促進(jìn)、高濃度抑制的特點(diǎn)，分析根的向地性和莖的背地性形成緣由(科學(xué)思維)一、光對植物生長發(fā)育的調(diào)整1．_光__是植物進(jìn)行光合作用的能量來源。2．實(shí)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(guān)。3．光作為一種_信號__，影響、_調(diào)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(diào)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(diào)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(jié)果__和葉的蒼老、脫落等生命活動，從而參加調(diào)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(diào)整下形成的。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，是由_基因表達(dá)調(diào)控__、_激素__調(diào)整和環(huán)境因素調(diào)整共同完成的。2．激素作為_信息__分子，會影響細(xì)胞的_基因表達(dá)__，從而起到調(diào)整作用。激素的產(chǎn)生和分布是基因表達(dá)_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，事實(shí)上，是植物響應(yīng)環(huán)境變更，調(diào)控_基因表達(dá)__以及激素產(chǎn)生、分布，最終表現(xiàn)在_器官__和_個體__水平上的變更。┃┃學(xué)霸記憶__■1．光作為一種信號，影響、調(diào)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(diào)整植物的生長發(fā)育。3．植物生長發(fā)育的調(diào)控，是由基因表達(dá)調(diào)控、激素調(diào)整和環(huán)境因素調(diào)整共同完成的。┃┃活學(xué)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(yùn)輸也將丟失。(×)3．日照時(shí)間對植物開花的調(diào)整本質(zhì)上是對基因程序性表達(dá)的調(diào)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(diào)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(qiáng)度、光照時(shí)長、溫度、濕度、自身基因等。2．光誘導(dǎo)植物開花的機(jī)理是什么？提示：光敏色素接受光的刺激，引發(fā)光敏色素結(jié)構(gòu)發(fā)生變更，進(jìn)而激發(fā)細(xì)胞核內(nèi)特定基因的表達(dá)。3．環(huán)境因素除了調(diào)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(xué)問點(diǎn)1光對植物生長發(fā)育的調(diào)整(1)光作為一種信號，影響、調(diào)控植物生長、發(fā)育的全過程。(2)科學(xué)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(jù)此調(diào)整生長發(fā)育。(3)光敏色素的作用機(jī)理：光敏色素是一類蛋白質(zhì)(色素—蛋白復(fù)合體)，分布在植物的各個部位，其中在分生組織的細(xì)胞內(nèi)比較豐富。在受到光照耀時(shí)，光敏色素的結(jié)構(gòu)會發(fā)生變更，這一變更的信息會經(jīng)過信息傳遞系統(tǒng)傳導(dǎo)到細(xì)胞核內(nèi)，影響特定基因的表達(dá)，從而表現(xiàn)誕生物學(xué)效應(yīng)。(4)光調(diào)控植物生長發(fā)育的反應(yīng)過程階段響應(yīng)①感受信號光敏色素被激活，結(jié)構(gòu)發(fā)生變更②傳導(dǎo)信號信號經(jīng)過轉(zhuǎn)導(dǎo)，傳遞到細(xì)胞核內(nèi)③發(fā)生反應(yīng)細(xì)胞核內(nèi)特定基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，之后通過翻譯產(chǎn)生相應(yīng)蛋白質(zhì)，表現(xiàn)誕生物學(xué)效應(yīng)特殊提示：1．光照對種子的萌發(fā)并非都具有促進(jìn)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(guān)，例如，黃瓜、棉花、向日葵的開花與日照時(shí)間長短無關(guān)。┃┃典例剖析__■典例1光作為一種信號，影響、調(diào)控植物生長、發(fā)育的全過程。下列有關(guān)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(zhì)，在受到光照刺激時(shí)，結(jié)構(gòu)會發(fā)生變更C．有些植物的開花與晝夜長短有關(guān)系D．植物的向光性生長是植物對光刺激的反應(yīng)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(xiàng)錯誤；光敏色素是一種蛋白質(zhì)(色素—蛋白復(fù)合體)，在受到光照耀時(shí)，光敏色素被激活，其結(jié)構(gòu)會發(fā)生變更，B項(xiàng)正確；有些植物的開花與晝夜長短有關(guān)，如菠菜只有在白天長度超過13h時(shí)才開花，C項(xiàng)正確；植物的向光性生長，是由單側(cè)光的刺激引起生長素分布不勻稱導(dǎo)致的，D項(xiàng)正確。變式訓(xùn)練1．自然界中，植物開花須要光信號刺激，植物對日照時(shí)間的感知與光敏色素有關(guān)，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(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(xì)胞內(nèi)C．日照時(shí)間對植物開花的調(diào)整本質(zhì)上是影響特定基因的表達(dá)D．可以通過人為地限制光照時(shí)間達(dá)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(xué)本質(zhì)是色素—蛋白復(fù)合體，分布在植物的各個部位，其中在分生組織的細(xì)胞內(nèi)比較豐富，B錯誤。學(xué)問點(diǎn)2參加調(diào)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(jīng)驗(yàn)一段時(shí)期的低溫誘導(dǎo)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(jié)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(nèi)進(jìn)行，溫度可以通過影響種子萌發(fā)、植株生長、開花結(jié)果和葉的蒼老、脫落等生命活動，從而參加調(diào)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(diào)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(diào)整下形成的。植物的根、莖中具有感受重力的物質(zhì)和細(xì)胞，可以將重力信號轉(zhuǎn)換成運(yùn)輸生長素的信號，造成生長素分布的不均衡，從而調(diào)整植物的生長方向。(3)重力對植物生長調(diào)整的機(jī)制——“淀粉—平衡石假說”。淀粉—平衡石假說認(rèn)為，植物對重力的感受是通過體內(nèi)一類富含“淀粉體”的細(xì)胞，即平衡石細(xì)胞來實(shí)現(xiàn)的。學(xué)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(jīng)過春化作用(用低溫誘導(dǎo)促使植物開花)才能開花牢固。如表是對冬小麥進(jìn)行春化處理的探討結(jié)果。以下對探討結(jié)果的分析錯誤的是(C)處理方式未經(jīng)低溫處理(第1組)經(jīng)低溫處理(第2組)先低溫處理后高溫處理(第3組)檢測結(jié)果沒有某些特殊蛋白質(zhì)有某些特殊蛋白質(zhì)出現(xiàn)某些特殊蛋白質(zhì)。高溫處理后這些蛋白質(zhì)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(chǎn)生的特殊蛋白質(zhì)是低溫誘導(dǎo)基因突變的結(jié)果D．北方春季補(bǔ)種的冬小麥只會長苗不會開花結(jié)果解析：第1組未經(jīng)低溫處理，冬小麥不能抽穗開花，而第2組經(jīng)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(jīng)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(xì)胞中原來就存在這些特殊蛋白質(zhì)基因，只是這些基因在低溫條件下進(jìn)行了選擇性表達(dá)，C錯誤；北方春季補(bǔ)種的冬小麥只會長苗不會開花結(jié)果，因?yàn)闆]有經(jīng)過低溫處理，D正確。變式訓(xùn)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(xì)胞來實(shí)現(xiàn)的B．根尖中的平衡石細(xì)胞位于根尖的分生區(qū)C．平衡石細(xì)胞中的“淀粉體”會沿著重力方向沉降D．平衡石細(xì)胞可將重力信號轉(zhuǎn)化為運(yùn)輸生長素的信號解析：“淀粉—平衡石假說”認(rèn)為植物對重力的感受是通過體內(nèi)一類富含“淀粉體”的細(xì)胞，即平衡石細(xì)胞來實(shí)現(xiàn)的，平衡石細(xì)胞中的“淀粉體”會沿著重力方向沉降，可導(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，A、C、D項(xiàng)正確；根尖的平衡石細(xì)胞位于根冠，B項(xiàng)錯誤。學(xué)問點(diǎn)3植物生長發(fā)育的整體調(diào)控┃┃典例剖析__■典例3下列關(guān)于環(huán)境因素參加調(diào)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(diào)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(xì)胞是位于分生區(qū)的細(xì)胞D．激素影響基因的表達(dá)，同時(shí)激素的產(chǎn)生和分布也受基因表達(dá)的調(diào)控解析：光作為一種信號，影響、調(diào)控植物生長發(fā)育的全過程，A項(xiàng)正確；溫度可通過影響酶的活性影響植物的代謝，B項(xiàng)正確；已有探討表明，根尖中感受重力的細(xì)胞是位于根冠的細(xì)胞，C項(xiàng)錯誤；激素作為信息分子，會影響細(xì)胞的基因表達(dá)，從而起到調(diào)整作用，同時(shí)激素的產(chǎn)生和分布是基因表達(dá)調(diào)控的結(jié)果，也受到環(huán)境因素的影響，D項(xiàng)正確。變式訓(xùn)練3．植物的生長發(fā)育須要各個器官、組織、細(xì)胞之間的協(xié)調(diào)和協(xié)作，下列相關(guān)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(dá)的調(diào)控B．激素作為信息分子，可以影響植物細(xì)胞的基因表達(dá)，從而起到調(diào)整作用C．植物激素的產(chǎn)生和分布是基因表達(dá)調(diào)控的結(jié)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(diào)控植物的生命解析：植物生長發(fā)育的調(diào)控，是基因表達(dá)調(diào)控、激素調(diào)整和環(huán)境因素調(diào)整共同構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。激素作為信息分子，可以影響植物細(xì)胞的基因表達(dá)，從而起到調(diào)整作用，同時(shí)植物激素的產(chǎn)生和分布是基因表達(dá)調(diào)控的結(jié)果，也受到環(huán)境因素的影響，C錯誤。光周期誘導(dǎo)1．光周期誘導(dǎo)植物在達(dá)到肯定生理年齡時(shí)，經(jīng)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(dǎo)效應(yīng)叫作光周期誘導(dǎo)。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(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的主要應(yīng)用(1)引種和育種。通過人工光周期誘導(dǎo)，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?，對花期不遇或新品種光周期的人工限制可以促進(jìn)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(jìn)開花。LDP：Pfr/Pr比值高，促進(jìn)開花。暗期被紅光間斷，Pfr/Pr比值上升，抑制SDP成花，促進(jìn)LDP成花。暗期被遠(yuǎn)紅光間斷，Pfr/Pr比值降低，抑制LDP成花，促進(jìn)SDP成花。(3)調(diào)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(yīng)選早熟品種。長日照植物L(fēng)DP：如小麥，北方→南方，因延遲開花，應(yīng)當(dāng)選早熟品種；南方→北方，應(yīng)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(chǎn)量和質(zhì)量，但因?yàn)楸狈降貐^(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(diào)整，如圖為某植物感知外界光照、溫度等變更，通過調(diào)整激素的合成促進(jìn)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(jìn)過程②④，短日照能促進(jìn)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(zhuǎn)．長日照能促進(jìn)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(xì)胞分裂素和赤霉素分泌增多，所以長日照、較高溫度能促進(jìn)過程②④；冬季短日照、氣溫低，葉和果實(shí)蒼老和脫落，生長受到抑制，所以短日照、低溫能促進(jìn)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(diào)整的。2．提示：根和莖很可能會接著橫向生長，因?yàn)樘罩袔缀鯖]有重力。思索·探討?P1051．提示：不是。2．提示：光既促進(jìn)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(shí)長(黑暗時(shí)長)在起作用：與植物激素的分泌有關(guān)。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(yīng)——萌發(fā)后能馬上進(jìn)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(jìn)行，能保證正常地繁衍后代，這也是植物對環(huán)境的適應(yīng)。思索·探討?P1071．提示：年輪的形成，是樹木生長對一年中不同時(shí)期環(huán)境溫度的反應(yīng)的結(jié)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(jié)果的狀況。練習(xí)與應(yīng)用?P109一、概念檢測1．(1)×(2)√(3)√2．下圖供參考。二、拓展應(yīng)用1．提示：(1)紅光促進(jìn)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?yàn)樽匀还獍t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(jìn)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(jīng)?？梢钥吹揭恍┠贻?。一個年輪內(nèi)的木材特點(diǎn)是(A)A．春材到秋材，質(zhì)地由疏松到致密，顏色由淺到深B．春材到秋材，質(zhì)地由致密到疏松，顏色由深到淺C．秋材到春材，質(zhì)地由致密到疏松，顏色由深到淺D．秋材到春材，質(zhì)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(jīng)?？梢钥吹揭恍┩沫h(huán)帶，人們稱作年輪。年輪是由于形成層細(xì)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(zhì)足夠，形成層細(xì)胞的分裂活動加快，所產(chǎn)生的木質(zhì)部細(xì)胞個體大，細(xì)胞壁薄，因此，木材的質(zhì)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(zhì)削減，形成層細(xì)胞的分裂活動減慢，所產(chǎn)生的木質(zhì)部細(xì)胞個體小，細(xì)胞壁厚，因此，木材質(zhì)地致密，顏色較深，這樣的木材叫作秋材。一個年輪包括當(dāng)年的春材和當(dāng)年的秋材，它代表了一年當(dāng)中所形成的木材。同一年的春材與秋材之間，顏色是漸漸轉(zhuǎn)變的，中間沒有明顯的界限，共同構(gòu)成一個環(huán)帶，即年輪。2．自然條件下，冬小麥?zhǔn)窃陬^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(dǎo)開花的必要條件。經(jīng)探討發(fā)覺低溫能促使冬小麥體內(nèi)赤霉素含量增加，說明(A)A．未經(jīng)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(dǎo)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(xì)胞內(nèi)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(dǎo)