說(shuō)明光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)作用，簡(jiǎn)述溫度、重力等參與調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)
說(shuō)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
舉例說(shuō)明植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)具有復(fù)雜性和整體性
種子萌發(fā)后，根向地生長(zhǎng)、莖背地生長(zhǎng)。如果將幼苗橫過(guò)來(lái)，莖會(huì)彎曲向上生長(zhǎng)，根則彎曲向下生長(zhǎng)。
1. 莖和根的生長(zhǎng)是受哪種因素調(diào)節(jié)的？
2. 如果將該幼苗橫放在太空中的“天宮二號(hào)”內(nèi)，它們的根、莖可能會(huì)怎樣生長(zhǎng)？為什么？
根和莖很可能會(huì)繼續(xù)橫向生長(zhǎng)，因?yàn)樘罩袔缀鯖](méi)有重力。
3. 根的向地生長(zhǎng)和莖的背地生長(zhǎng)有什么意義呢？
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。
“問(wèn)題探討”中的實(shí)例說(shuō)明，高等植物的生長(zhǎng)發(fā)育是受環(huán)境因素調(diào)節(jié)的。光、溫度、重力對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)尤為重要。
除了重力，還有哪些環(huán)境因素參與調(diào)節(jié)植物的生命活動(dòng)？
莖的向光性，光取提供能量的作用嗎？
植物生長(zhǎng)發(fā)育的整體調(diào)控
參與調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)的其他環(huán)境因素及
光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)
資料1 少數(shù)植物（如煙草和萵苣）的種子需要在有光的條件下才能萌發(fā)，有些植物(如早熟禾、毛蕊花)的種子在有光條件下萌發(fā)得好一些，還有一些植物（如洋蔥、番茄）的種子萌發(fā)，則受光的抑制。研究發(fā)現(xiàn)，萌發(fā)需要光的種子一般較小，儲(chǔ)藏的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也很少
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)
(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？光提供能量嗎？
推測(cè)：光本身是植物萌發(fā)過(guò)程中的一種調(diào)節(jié)因子。
(2)請(qǐng)推測(cè)光是如何調(diào)節(jié)種子萌發(fā)的？
光本身是植物種子萌發(fā)過(guò)程中的一種信號(hào)分子。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)。
資料2　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)間后，這些萵苣種子的發(fā)芽情況如表所示：
(3)分析以上實(shí)驗(yàn)，你能得出什么結(jié)論？
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3　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。
思考：從豆芽到豆苗，光對(duì)植物的顏色和形態(tài)有什么影響？
光既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)。
結(jié)論：光影響植物的顏色和形態(tài)建成。
3.光調(diào)節(jié)植物開(kāi)花資料4　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？
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。
結(jié)論：光信號(hào)在植物體內(nèi)被轉(zhuǎn)換為化學(xué)物質(zhì)信號(hào)。
由此，你可以得出什么結(jié)論？
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光是植物進(jìn)行光合作用的能量來(lái)源；
Ⅰ. 一類(lèi)蛋白質(zhì)（色素—蛋白復(fù)合體）
Ⅱ. 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。
Ⅲ. 受到光照時(shí)，光敏色素結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變。
參照教材圖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。
光敏色素被激活，結(jié)構(gòu)發(fā)生變化
信號(hào)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)導(dǎo)，傳遞到細(xì)胞核內(nèi)
細(xì)胞核內(nèi)特定基因的轉(zhuǎn)錄變化
Ⅰ. 光敏色素被激活，結(jié)構(gòu)發(fā)生變化
Ⅱ. 信號(hào)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)導(dǎo)，傳遞到細(xì)胞核內(nèi)
Ⅲ. 細(xì)胞核內(nèi)特定基因的轉(zhuǎn)錄變化
Ⅳ. 表現(xiàn)出生物學(xué)效應(yīng)
影響特定基因表達(dá)（DNA→mRNA）
1.(2023·山東聊城高二期末)植物光敏色素是一類(lèi)色素—蛋白復(fù)合體，有紅光吸收型(Pr)和遠(yuǎn)紅光吸收型(Pfr)。無(wú)活性的Pr在細(xì)胞質(zhì)中合成，接受紅光刺激后可轉(zhuǎn)化為有活性的Pfr并轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核內(nèi)，影響特定基因的表達(dá)，從而表現(xiàn)出生物學(xué)效應(yīng)。下列敘述錯(cuò)誤的是A.光敏色素分布在植物的各個(gè)部位，分生組織中尤為豐富B.光敏色素接受光刺激后傳遞信號(hào)，影響相關(guān)基因的表達(dá)C.Pfr和Pr活性不同是由于其空間結(jié)構(gòu)不同D.在光合作用中，光敏色素能夠吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能
2.(2023·福建泉州高二期末)植物的開(kāi)花與光照時(shí)長(zhǎng)(黑暗時(shí)長(zhǎng))有關(guān)。研究人員對(duì)A、B兩種植物進(jìn)行如下處理，結(jié)果如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是
A.滿(mǎn)足短日照條件下，閃光打斷黑暗時(shí)間，不會(huì)影響A植物的開(kāi)花B.滿(mǎn)足長(zhǎng)日照條件下，短暫暗處理打斷光照時(shí)間，會(huì)抑制B植物開(kāi)花C.3組與4組對(duì)比，可得出導(dǎo)致A植物開(kāi)花的條件是長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)黑暗D.據(jù)圖分析，導(dǎo)致B植物開(kāi)花的條件更為關(guān)鍵的是短時(shí)間的連續(xù)黑暗
溫度和重力是如何參與植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)的呢？
參與調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)的其他環(huán)境因素
思考：樹(shù)木的年輪與季節(jié)的溫度變化有什么直接關(guān)系？
資料1：溫度變化使樹(shù)干出現(xiàn)年輪
①春夏季細(xì)胞分裂快、細(xì)胞體積大，在樹(shù)干上形成顏色較淺的帶；②秋冬季細(xì)胞分裂慢，細(xì)胞體積較小，樹(shù)干上形成顏色較深的帶。
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。
冬小麥：9-10月播種，經(jīng)過(guò)冬天后，來(lái)年春天開(kāi)花結(jié)果。
資料2：溫度影響冬小麥開(kāi)花
實(shí)踐：在春季播種冬小麥，會(huì)使得麥苗夏季旺長(zhǎng)卻不開(kāi)花或者開(kāi)花太晚，造成減產(chǎn)。
思考 ：有的植物需要經(jīng)過(guò)春化作用才能開(kāi)花，這對(duì)于它們適應(yīng)所生存的環(huán)境有什么意義？
可以避免出現(xiàn)植物在冬季來(lái)臨之前開(kāi)花從而無(wú)法正常結(jié)果的情況。
（1）隨著季節(jié)輪回、氣溫周期性變化，植物發(fā)芽、開(kāi)花、落葉、休眠， 追隨季節(jié)的步伐。（2）隨著晝夜交替，氣溫午高夜低，植物的代謝有旺盛和緩慢之分。（3）植物的所有生理活動(dòng)均在一定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。如種子萌發(fā)、植株 生長(zhǎng)、開(kāi)花結(jié)果和葉的衰老、脫落等。（4）植物分布的地域性很大程度由溫度決定。
(1)根的向地生長(zhǎng)主要是受哪種環(huán)境因素調(diào)節(jié)的？這有什么意義？
根的向地生長(zhǎng)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。
重力是調(diào)節(jié)植物形態(tài)建成和生長(zhǎng)發(fā)育的重要環(huán)境因素。
水平橫放一株植物，一段時(shí)間后，根向地生長(zhǎng)，莖背地生長(zhǎng)。
①光敏色素是感光分子②胚芽鞘尖端感光，生長(zhǎng)素發(fā)生橫向運(yùn)輸，分布不均等，使得尖端以下部位向光側(cè)生長(zhǎng)慢，背光側(cè)生長(zhǎng)快
①根冠存在一種感受重力的分子或結(jié)構(gòu)②引起生長(zhǎng)素的重新分布，分布不均的生長(zhǎng)素傳遞到伸長(zhǎng)區(qū)后，使根出現(xiàn)向地性
類(lèi)比胚芽鞘的向光性，推理根的向地性
淀粉—平衡石假說(shuō)：植物對(duì)重力的感受是通過(guò)體內(nèi)一類(lèi)富含“淀粉體”的細(xì)胞，即平衡石細(xì)胞來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
機(jī)理：①垂直時(shí)淀粉體對(duì)平衡石細(xì)胞底部?jī)?nèi)質(zhì)網(wǎng)壓力均等，②水平時(shí)不均等。
② 根尖垂直放置時(shí)，淀粉體均勻分布在平衡石細(xì)胞底部的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)兩側(cè)壓力相當(dāng)，運(yùn)往根冠的生長(zhǎng)素均勻地運(yùn)往伸長(zhǎng)區(qū)。
(2)請(qǐng)用“淀粉—平衡石假說(shuō)”解釋根的向地性。
① 根尖水平放置時(shí)，淀粉體沉降到近地側(cè)，該側(cè)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)壓力更大。
② 壓力大的一側(cè)運(yùn)輸更多生長(zhǎng)素至伸長(zhǎng)區(qū)。
③ 高濃度生長(zhǎng)素抑制近地側(cè)根尖生長(zhǎng)。
④ 低濃度生長(zhǎng)素促進(jìn)遠(yuǎn)地側(cè)根尖生長(zhǎng)。根尖向地彎曲。
(3)研究表明：平衡石細(xì)胞和感受重力的部位在根冠。根冠感受了重力方向后，通過(guò)運(yùn)輸物質(zhì)(生長(zhǎng)素)的量影響根尖生長(zhǎng)方向。真的是這樣嗎？如何通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，分別用減法原理和加法原理驗(yàn)證植物向地性的感受部位在根冠(完善下列表格)。
高等植物是由許多細(xì)胞組成的高度復(fù)雜的有機(jī)體，它的正常生長(zhǎng)發(fā)育需要各個(gè)器官、組織、細(xì)胞之間的協(xié)調(diào)和配合。
植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控，是由基因表達(dá)的調(diào)控、激素調(diào)節(jié)和環(huán)境因素調(diào)節(jié)共同完成的。
3.(2023·福建漳州高二期末)“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(lèi)富含“淀粉體”的細(xì)胞，即平衡石細(xì)胞來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在垂直放置的根中，平衡石停留在根冠細(xì)胞的基部，導(dǎo)致由中柱運(yùn)來(lái)的IAA在根冠均等分布(如圖1)；在水平放置的根中，平衡石停留在根冠細(xì)胞的近地側(cè)，導(dǎo)致根冠遠(yuǎn)地側(cè)的IAA向近地側(cè)運(yùn)輸(如圖2)。下列分析正確的是
A.重力是調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育和形態(tài)建成的唯一重要環(huán)境因素B.在水平放置的根中，近地側(cè)生長(zhǎng)慢的原因是其IAA濃度高于遠(yuǎn)地側(cè)C.IAA在根部只能從形態(tài)學(xué)上端(根冠)向形態(tài)學(xué)下端(伸長(zhǎng)區(qū))運(yùn)輸D.根向重力生長(zhǎng)與平衡石細(xì)胞中的淀粉體將重力信號(hào)轉(zhuǎn)換成合成生長(zhǎng)素 的信號(hào)有關(guān)
A.圖中a、b、c依次代表植物激素、基因和環(huán)境因素B.單側(cè)光照可以影響生長(zhǎng)素在胚芽鞘伸長(zhǎng)區(qū)的橫向運(yùn)輸體現(xiàn)c改變a的分布C.赤霉素調(diào)控萌發(fā)大麥種子α-淀粉酶基因表達(dá)體現(xiàn)a對(duì)b的影響D.a的產(chǎn)生和分布是b調(diào)控的結(jié)果，也受到c的影響
4.(2023·重慶七校高二聯(lián)考)植物的生長(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(三者關(guān)系如圖所示)。下列說(shuō)法不正確的是

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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)

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