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(zhǎng)發(fā)育。(生命觀念)2．結(jié)合生長(zhǎng)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原因。(科學(xué)思維)
1．光作為一種信號(hào)，影響、調(diào)控植物生長(zhǎng)、發(fā)育的全過(guò)程。2．除了光，溫度、重力等環(huán)境因素也會(huì)參與調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育。3．植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控，是由基因表達(dá)調(diào)控、激素調(diào)節(jié)和環(huán)境因素調(diào)節(jié)共同完成的。
教材梳理1._____是植物進(jìn)行光合作用的能量來(lái)源。2．實(shí)例(1)少數(shù)植物的種子需要在有_____的條件下才能萌發(fā)。(2)豆芽是在_______的環(huán)境中培育的。(3)很多植物的開(kāi)花與_______長(zhǎng)短有關(guān)。3．光作為一種_______，影響、_______植物生長(zhǎng)、發(fā)育的全過(guò)程；植物具有能接受光信號(hào)的分子，如___________。
知識(shí)點(diǎn)一　光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)
4．調(diào)控機(jī)理(1)信號(hào)：_____。(2)信號(hào)受體：___________。①本質(zhì)：_________(色素—蛋白復(fù)合體)。②分布：存在于植物的各個(gè)部位，其中在___________的細(xì)胞內(nèi)比較豐富。③吸收光譜：主要吸收_______和_________。(3)調(diào)節(jié)過(guò)程：在受到光照射時(shí)，光敏色素的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，這一變化的信息會(huì)經(jīng)過(guò)_______________傳導(dǎo)到細(xì)胞核內(nèi)，影響特定_____________，從而表現(xiàn)出生物學(xué)效應(yīng)。
判斷正誤(1)胚芽鞘的感光部位尖端的細(xì)胞可能含有光敏色素。( 　　)(2)光敏色素只分布在葉肉細(xì)胞的葉綠體的膜結(jié)構(gòu)上。( 　　)(3)光敏色素應(yīng)該不是激素，存在于葉子等器官，大小和葉綠素差不多。( 　　)
核心探討任務(wù)一、分析光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)機(jī)制1．光影響種子萌發(fā)資料1　萵苣種子在光照一段時(shí)間后的發(fā)芽率明顯高于黑暗條件。資料2　煙草種子在光照/黑暗條件下的發(fā)芽率明顯高于完全黑暗條件(實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表)。
(1)根據(jù)以上資料思考：那些需要光才能萌發(fā)的種子，是光影響生長(zhǎng)素的分布嗎？是提供能量嗎？提示：不是，因?yàn)橛绊懮L(zhǎng)素分布出現(xiàn)的結(jié)果應(yīng)該是植物表現(xiàn)出一種不對(duì)稱的生長(zhǎng)狀態(tài)，而種子萌發(fā)不是這種情況。所以不是光通過(guò)影響生長(zhǎng)素的分布來(lái)影響種子萌發(fā)的。許多種子萌發(fā)時(shí)是沒(méi)有葉綠素的，不能進(jìn)行光合作用，所以也不提供能量。
(2)請(qǐng)你推測(cè)光是如何調(diào)節(jié)種子萌發(fā)的？資料3　科學(xué)家用紅光和紅外光依次照射的方法對(duì)一批萵苣種子進(jìn)行處理，然后置于暗處。一段時(shí)間統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率，結(jié)果如下：
提示：光本身是植物種子萌發(fā)過(guò)程中的一種調(diào)節(jié)因子。在受到光照時(shí)，光敏色素的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，這一變化的信息會(huì)經(jīng)過(guò)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)，從而調(diào)節(jié)種子萌發(fā)。
(3)你能得出什么結(jié)論？提示：紅光促進(jìn)萵苣種子萌發(fā)，紅外光逆轉(zhuǎn)以上效果。
2．光影響植物的顏色和形態(tài)資料4　豆芽是在黑暗的環(huán)境中培育的，細(xì)胞中不含葉綠素，莖比在光下要長(zhǎng)很多。豆芽一旦見(jiàn)光，就會(huì)發(fā)生形態(tài)變化并長(zhǎng)成豆苗。在這個(gè)過(guò)程中，光產(chǎn)生了什么影響？提示：光促使葉綠素的合成從而使豆苗變成綠色，也會(huì)影響豆苗的形態(tài)。
3．光調(diào)節(jié)植物開(kāi)花資料5　植物開(kāi)花條件：菠菜——白天光照時(shí)長(zhǎng)超過(guò)13 h；菊、水稻——白天短于一定光照時(shí)長(zhǎng)；黃瓜、棉花、向日葵——和白天光照時(shí)長(zhǎng)無(wú)關(guān)。決定植物是否開(kāi)花的環(huán)境因素是什么？提示：光照時(shí)長(zhǎng)。
4．光信號(hào)在植物體內(nèi)的轉(zhuǎn)換資料6　科學(xué)家在短日照條件下分別培養(yǎng)短日照植物和長(zhǎng)日照植物，前者開(kāi)花，后者不開(kāi)花。這兩組作為對(duì)照，其結(jié)果是符合預(yù)期的。然后將長(zhǎng)日照植物的枝條嫁接到短日照植物的枝干上，仍然給予短日照的條件，發(fā)現(xiàn)這個(gè)嫁接過(guò)去的長(zhǎng)日照植物枝條居然在短日照條件下開(kāi)花了。由此，你可以得出什么結(jié)論？提示：光信號(hào)在植物體內(nèi)被轉(zhuǎn)換為化學(xué)物質(zhì)信號(hào)。
5．植物細(xì)胞中能感受光信號(hào)的分子是什么？參照教材P106圖5－12，嘗試用文字和箭頭構(gòu)建光信號(hào)轉(zhuǎn)換過(guò)程模型。提示：光敏色素。模型如圖所示：
核心歸納1.光照對(duì)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．并不是所有植物的開(kāi)花都與晝夜長(zhǎng)短有關(guān)，例如，黃瓜、棉花、向日葵的開(kāi)花與日照時(shí)間長(zhǎng)短無(wú)關(guān)。
典題應(yīng)用1.光作為一種信號(hào)，影響、調(diào)控植物生長(zhǎng)、發(fā)育的全過(guò)程。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( 　　)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(huì)發(fā)生改變C．有些植物的開(kāi)花與晝夜長(zhǎng)短有關(guān)系D．植物的向光性生長(zhǎng)是植物對(duì)光刺激的反應(yīng)
解析：少數(shù)植物的種子需要在有光的條件下才能萌發(fā)，A錯(cuò)誤；光敏色素是一種蛋白質(zhì)(色素—蛋白復(fù)合體)，在受到光照射時(shí)，光敏色素被激活，其結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，B正確；有些植物的開(kāi)花與晝夜長(zhǎng)短有關(guān)，如菠菜只有在白天長(zhǎng)度超過(guò)13 h時(shí)才開(kāi)花，C正確；植物的向光性生長(zhǎng)，是由單側(cè)光的刺激引起生長(zhǎng)素分布不均勻?qū)е碌?，D正確。
2．自然界中，植物開(kāi)花需要光信號(hào)刺激，植物對(duì)日照時(shí)間的感知與光敏色素有關(guān)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( 　　)A．光敏色素是一種接受光信號(hào)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(duì)植物開(kāi)花的調(diào)節(jié)本質(zhì)上是影響特定基因的表達(dá)D．可以通過(guò)人為地控制光照時(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(hào)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(gè)部位，其中在分生組織的細(xì)胞內(nèi)比較豐富，B錯(cuò)誤。
教材梳理1.除了光，_______、_______等環(huán)境因素也會(huì)參與調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育。2．溫度可以通過(guò)影響___________、植株生長(zhǎng)、___________和葉的衰老、脫落等生命活動(dòng)，從而參與調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育。植物分布的地域性很大程度上就是由_______決定的。3．植物根向地、莖背地生長(zhǎng)，是在_______的調(diào)節(jié)下形成的。4．植物的根、莖中具有感受重力的_______和_______，可以將重力信號(hào)轉(zhuǎn)換成_____________的信號(hào)，造成生長(zhǎng)素分布的_________，從而調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)方向。
知識(shí)點(diǎn)二　參與調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)的其他環(huán)境因素
5．“淀粉—平衡石假說(shuō)”(1)植物對(duì)重力的感受是通過(guò)體內(nèi)一類富含“淀粉體”的細(xì)胞，即_________細(xì)胞來(lái)實(shí)現(xiàn)的。(2)當(dāng)重力方向發(fā)生改變時(shí)，平衡石細(xì)胞中的“淀粉體”就會(huì)沿著_______方向沉降，引起植物體內(nèi)一系列信號(hào)分子的改變。
6．植物生長(zhǎng)發(fā)育的整體調(diào)控(1)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控，是由_______________、_______調(diào)節(jié)和環(huán)境因素調(diào)節(jié)共同完成的。(2)激素作為_(kāi)______分子，會(huì)影響細(xì)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(dá)_______的結(jié)果，也受到環(huán)境因素的影響。(3)在個(gè)體層次，植物生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖、休眠，實(shí)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。
判斷正誤1.光、溫度等因素都是通過(guò)影響植物激素的作用來(lái)影響植物的生命活動(dòng)的。( 　　)2．太空失重條件下，生長(zhǎng)素的極性運(yùn)輸也將喪失。( 　　)3．日照時(shí)間對(duì)植物開(kāi)花的調(diào)節(jié)本質(zhì)上是對(duì)基因程序性表達(dá)的調(diào)控。( 　　)4．光、溫度等環(huán)境因子的變化不會(huì)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。( 　　)
核心探討任務(wù)二、分析溫度和重力對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)1．樹(shù)木的年輪與季節(jié)的溫度變化有什么直接關(guān)系？提示：年輪的形成，是樹(shù)木對(duì)一年中不同時(shí)期環(huán)境溫度反應(yīng)的結(jié)果。2．有的植物需經(jīng)過(guò)春化作用才能開(kāi)花，這對(duì)它們適應(yīng)生存的環(huán)境有什么意義？提示：可以避免出現(xiàn)在冬季來(lái)臨之前開(kāi)花從而無(wú)法正常結(jié)果的情況。
3．根的向地生長(zhǎng)、莖的背地生長(zhǎng)主要是受哪種因素調(diào)節(jié)的？這有什么意義？提示：主要受重力影響；根向地生長(zhǎng)可以深扎根，利于吸收水分和無(wú)機(jī)鹽；莖背地生長(zhǎng)，可以將枝條伸向天空，利于吸收陽(yáng)光，進(jìn)行光合作用。
典題應(yīng)用3.某些植物必須經(jīng)過(guò)春化作用(用低溫誘導(dǎo)促使植物開(kāi)花)才能開(kāi)花結(jié)實(shí)。如表是對(duì)冬小麥進(jìn)行春化處理的研究結(jié)果。以下對(duì)研究結(jié)果的分析錯(cuò)誤的是( )A．溫度是決定冬小麥抽穗開(kāi)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)種的冬小麥可能只會(huì)長(zhǎng)苗不會(huì)開(kāi)花結(jié)果
解析：第1組未經(jīng)低溫處理，冬小麥不能抽穗開(kāi)花，而第2組經(jīng)低溫處理，冬小麥抽穗開(kāi)花，說(shuō)明溫度是決定冬小麥抽穗開(kāi)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(kāi)花，而第3組先低溫處理后高溫處理，冬小麥不能抽穗開(kāi)花，說(shuō)明高溫可以解除冬小麥的春化作用，B正確；細(xì)胞中原來(lái)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(cuò)誤；北方春季補(bǔ)種的冬小麥如果不經(jīng)過(guò)春化處理，只會(huì)長(zhǎng)苗不會(huì)開(kāi)花結(jié)果，D正確。
4．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( 　　)A．植物對(duì)重力的感受是通過(guò)平衡石細(xì)胞來(lái)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(huì)沿著重力方向沉降D．平衡石細(xì)胞可將重力信號(hào)轉(zhuǎn)化為運(yùn)輸生長(zhǎng)素的信號(hào)解析：“淀粉—平衡石假說(shuō)”認(rèn)為植物對(duì)重力的感受是通過(guò)體內(nèi)一類富含“淀粉體”的細(xì)胞，即平衡石細(xì)胞來(lái)實(shí)現(xiàn)的，平衡石細(xì)胞中的“淀粉體”會(huì)沿著重力方向沉降，可導(dǎo)致生長(zhǎng)素沿著重力刺激的方向不對(duì)稱分布，從而造成重力對(duì)植物生長(zhǎng)的影響，A、C、D正確；根尖的平衡石細(xì)胞位于根冠，B錯(cuò)誤。

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第4節(jié) 環(huán)境因素參與調(diào)節(jié)植物的生命活動(dòng)

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 選擇性必修1

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