第五章 第3节 植物对多种环境信号做出反应-【金版教程】2024-2025学年新教材高中生物选择性必修1 稳态与调节创新导学案word（浙科版2019）

新教材·生物学 选择性必修1[Z] 第三节　植物对多种环境信号做出反应 [学习目标]　1.通过对向性运动的学习，理解向性运动是植物对环境信号做出的生长反应。2.通过对光周期现象和春化作用的学习，理解植物的生殖受到光周期及温度的调控。 知识点一　向性运动是植物对环境信号做出的生长反应 1.向性运动的概念、方向和类型 （1）概念：植物受到光、重力等有方向性的环境刺激而引起的生长运动，是植物对环境信号的一种生长反应。 （2）方向：取决于外界刺激的方向。 （3）类型：向光性和向重力性等。 2.向重力性 （1）概念：植物在重力影响下，保持一定方向生长的特性。 （2）体现 ①茎的负向重力性：茎总是背离重力方向而向上生长。 ②根的正向重力性：根总是顺着重力方向而向下生长。感受重力的细胞在根冠，而进行不对称生长使根向下弯曲的是伸长区的细胞。 （3）原因 可能与生长素有关。 [例]　下列关于植物茎的负向重力性和根的正向重力性的叙述，正确的是（　　） A.在根部3→4的运输不需要消耗ATP B.生长素对2处和6处的作用相同 C.两种现象说明根对生长素的敏感性高于茎对生长素的敏感性 D.两种现象均能体现生长素作用的两重性 解题分析　根部“3→4”和茎部“7→8”的运输为极性运输，属于主动转运，需要消耗ATP，A错误；生长素对2处和6处的作用效果不相同，2处抑制根的生长，6处促进茎的生长，B错误；两种现象高浓度生长素对根是抑制作用，而对茎是促进作用说明根对生长素的敏感性高于茎，C正确；根的向地性能体现生长素作用的两重性，茎的背地性只能体现生长素的促进作用，不能体现两重性，D错误。 答案　C 知识点二　植物的生殖受到光周期及温度的调控 1.光周期对植物开花的调控 （1）光周期和光周期现象 ①光周期：一天24 h内昼夜的相对长度。 ②光周期现象：生物体对光周期的生理反应。 （2）植物分类 ①长日植物：只有当日长超过一定小时数时才能开花的植物。一般在春天或初夏开花，如菠菜、萝卜、生菜等。 ②短日植物：只有当日长短于一定小时数时才能开花的植物。一般在夏末或秋冬开花，如烟草、菊花、大豆等。 ③日中性植物：开花不受光周期影响，当成熟后，不管日照长短，只要接受了正常生长发育所需的足够的光照就能开花的植物。它们开花可能受到温度等其他因素的影响，如番茄、蒲公英等。 （3）控制植物开花及其他光周期现象的是夜长 ①现象 ②结论 植物的开花与日照长度无关，而是需要一定时长的持续夜长。短日植物实际是长夜植物，而长日植物实际是短夜植物。 （4）感受光周期变化的部位和物质 ①部位：叶片。 ②物质：光敏色素——叶片细胞中能够感受夜长的色素。一旦暗期被照光，特别是被红光打断，光敏色素就能捕获到这个信号，从一种形式转变成另一种形式。 （5）光信息的传递 推测通过一种激素——成化素起作用。还可能存在一些大分子有机物参与这个过程的信息传递。 （6）意义 光周期作为信号控制很多植物的开花，这是长期进化的结果。这样各种植物都能在非生物环境条件最佳，有传粉媒介可供利用，并且与其他植物的资源竞争较少时，完成生殖过程，实现物种的延续。 （7）应用 通过人为地控制光照条件来控制植物的花期，可以满足更广泛的需求，创造出更大的经济价值。 2.一些植物（冬小麦等）的开花主要受温度影响 （1）春化作用概念：低温诱导植物开花的过程。 （2）低温对开花的影响，一般可在种子萌发或植株生长的任何时期实现。 （3）感受低温刺激的部位：一般在茎尖。 （4）温度信息的传递 通过产生春化素传递信息。也可能与赤霉素有关。 （5）意义 低温作为信号，影响这些植物的开花，也是进化的结果。经过长期的进化过程，这样一些能够度过寒冷冬季的物种得以延续下来。 [例1]　植物的开花、种子的萌发及休眠都是在一年之中的某一时刻发生的，环境给植物的信号就是所谓的光周期（昼夜的长短），最显著的就是开花过程，根据开花与光周期的关联，可以把植物分为短日植物、长日植物和日中性植物，下图是研究某短日植物的开花与光周期的关系，根据实验分析，错误的是（　　） A.控制开花的因素是持续不断夜间的长度，而不是日照的长度 B.在短日植物临近开花季节，夜间照明会使开花时间推迟 C.若将实验植物换成长日植物，则在暗期内不断闪光，长日照植物会推迟开花 D.将菊花（短日照植物）每天遮光数小时，可以使其在夏天开花 解题分析　据图可知，控制开花的因素是持续不间断的黑暗环境，A正确；夜间照明使得黑暗环境中断，变为短夜环境而不开花，因此在短日植物临近开花季节，夜间照明会使开花时间推迟，B正确；若为长日植物，则在暗期内不断闪光，长日照植物会提前开花，C错误；菊花属短日植物，在秋季开花，若使其在夏季开花，应当适当遮光，使光照时间缩短，D正确。 答案　C [例2]　某些植物必须经过春化作用（用低温诱导）才能开花结实。下表是对冬小麦进行春化处理的研究结果，下列说法错误的是（　　） 处理方式 未经低温处理 经低温处理 先低温处理后高温处理 检测结果 没有某些特殊蛋白质 有某些特殊蛋白质 出现某些特殊蛋白质，高温处理后这些蛋白质消失 现象 不能抽穗开花 抽穗开花 不能抽穗开花 A.温度可以决定冬小麦是否抽穗开花 B.高温可以解除冬小麦的春化作用 C.春化产生的特殊蛋白质是低温诱导基因突变的结果 D.北方春季补种的冬小麦只会长苗不会开花结果 解题分析　根据表格分析，未经低温处理，冬小麦不能抽穗开花，而经低温处理，冬小麦抽穗开花，说明温度可以决定冬小麦是否抽穗开花，A正确；经低温处理，冬小麦抽穗开花，而先低温处理后高温处理，冬小麦不能抽穗开花，说明高温可以解除冬小麦的春化作用，B正确；由于春化后每次都能产生同样的特殊蛋白质，所以不是由基因突变引起的，只是合成特殊蛋白质的基因在低温下才能表达，C错误；北方春季补种的冬小麦因为没有经过低温处理，只会长苗不会开花结果，D正确。 答案　C 课堂小结 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.植物体感受光周期变化的部位是（　　） A.生长点 B.茎部 C.根部 D.叶片 答案　D 2.如图是研究植物向性运动的实验示意图，实验结果不能说明（　　） A.根具有正向重力性，茎具有负向重力性 B.生长素对植物生长的作用具有两重性 C.根和茎的向性运动都是一种适应 D.产生生长素的部位是根尖和茎尖 答案　D 解析　由图可知根具有正向重力性，茎具有负向重力性，A正确；根的向重力性体现了生长素对植物生长的作用具有两重性，B正确；根向地生长能获取水分和营养，茎背地生长能获取阳光，因此两者的向性运动都是一种适应，C正确；该实验不能得出产生生长素的部位是根尖和茎尖这个结论，D错误。 3.下列有关光周期说法错误的是（　　） A.一天24小时内的昼夜相对长度 B.所有植物的开花都与光周期有关 C.许多植物的种子萌发、分枝形成的生理过程也受光周期的调控 D.短日植物实际是长夜植物 答案　B 解析　有些植物的开花与光周期无关，如番茄，蒲公英等，B错误。 4.下列说法错误的是（　　） A.冬小麦的开花主要受温度影响 B.低温是所有植物开花必需的条件 C.感受低温刺激的部位一般在茎尖 D.低温对开花的影响，一般可在种子萌发或植株生长的任何时期实现 答案　B 解析　低温不是所有植物开花必需的条件，B错误。 知识点一　向性运动是植物对环境信号做出的生长反应 1.向性运动是植物受到光、重力等有方向性的环境刺激而引起的生长运动。下列关于植物向性运动的叙述，不正确的是（　　） A.与刺激的方向无关 B.说明了环境会影响植物的生长 C.是对环境的适应性 D.与生长素调节作用有关 答案　A 解析　向性运动的生长方向取决于外界刺激的方向，A错误；植物的向性运动是对环境的适应性，是自然选择的结果，C正确；由于重力作用，生长素在近地侧分布得多，背地侧分布得少，根的近地侧生长受到抑制，所以根向下弯曲生长；对于茎，近地侧生长素多，促进作用强，长得快，背地侧生长素少，促进作用弱，长得慢，所以背地生长，说明植物向性运动与生长素调节作用有关，D正确。 2.下列植物的各种运动中不属于向性运动的是（　　） A.由于植物的叶片具有向光性，使叶片与光源垂直，形成“叶镶嵌” B.捕虫草的叶子受到小虫碰撞时，立即闭合起来，将小虫“捉”住 C.水稻深层施肥可使根向土壤深层生长，分布广 D.盆栽植物的一半浇水，另一半不浇水，其根系大多向浇水侧伸展，这是根的向水性 答案　B 3.将豌豆的幼苗水平放置，它的根就会向下弯曲。若将根冠全部或部分切去，如图所示： 甲：根冠不切除，一定时间后，向下弯曲63°； 乙：根冠全切除，一定时间后，向上弯曲1°； 丙：根冠上半部分切除，一定时间后，向下弯曲31°； 丁：根冠下半部分切除，一定时间后，向上弯曲4°。 那么，通过此实验不能说明的是（　　） A.决定根的向重力性的组织是根冠 B.此实验必须在遮光条件下进行 C.根冠产生的物质可能是生长抑制剂 D.根的向重力性是单一激素作用的结果 答案　D 解析　甲、乙对照，说明决定根的向重力性的组织是根冠，A不符合题意；该实验研究植物激素对根向下弯曲的影响，光照是无关变量，因为光可能会影响到实验的进行，所以该实验一般选择无光条件下进行，B不符合题意；从丙和丁实验结果分析，丙切除上半部分，结果向下弯曲，说明根尖端上半部分生长较快，所以根冠产生的物质可能是生长抑制剂，C不符合题意；植物的生长发育不是一种激素在起作用，而是多种激素共同发挥作用，D符合题意。 知识点二　植物的生殖受到光周期及温度的调控 4.华北的冬小麦在华南不能开花，原因是南方（　　） A.日照长 B.日照短 C.温度高 D.营养不适 答案　C 5.白芥菜（长日植物）和羊带来（短日植物）的临界夜长分别为10小时和9小时，则下列有关的叙述中正确的是（　　） A.两者每天日照15小时，黑暗9小时，皆能开花 B.两者有相同的光周期 C.用A选项中的日照及黑暗时数处理，再于黑暗期用短暂光照中断，两者均能开花 D.光照期对两者的影响比黑暗期重要 答案　A 6.如图为植物开花的临界光周期及其各种处理，已知此植物为短日植物，则下列何种处理会使其开花？（　　） A.（1）（4）（5） B.（2）（3）（4） C.（2） D.（1）（4） 答案　A 7.以下叙述不正确的是（　　） A.短日植物和长日植物是根据开花所需日长的不同划分的 B.植物通过光敏色素来感受光周期 C.植物感受光刺激后通过产生生长素来调节开花 D.植物对光周期的生理反应叫光周期现象 答案　C 8.植物开花与光周期有关，在24 h昼夜周期中，日照长度长于一定时数才能开花的植物称为长日照植物，日照长度短于一定时数才能开花的植物称为短日照植物。某研究性学习小组将菊花顶部花芽附近的叶片去掉，并对顶部花芽和下部的叶片作以下4组不同处理，结果如下图所示。下列对此实验的分析，错误的是（　　） A.菊花的开花从根本上看是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果 B.由上述实验结果可以得出结论：菊花感受光刺激的部位是顶部花芽 C.为了增添节日气氛，国庆前可以通过缩短光照时间使菊花提早开放 D.该实验探究的问题之一是菊花感受光周期刺激的部位是顶部花芽还是下部叶片 答案　B 解析　植物的生长发育从根本上看是基因在一定时间和空间上程序性表达的结果，菊花的开花亦是如此，A正确；从图中可知，无论是长日照还是短日照处理顶部，只要用短日照处理下部叶片，植物都开花，说明菊花开花感受光周期刺激的部位是植物体的下部叶片，B错误；由图中实验结果可以推知，菊花是短日照植物，要使其提前开花，应该缩短光照时间，C正确；本实验的自变量是光周期和光周期处理部位，因变量是植物是否开花，据此可知，本实验探究的是菊花感受光周期刺激的部位是顶部的花芽还是下部的叶片，D正确。 9.植物在发芽前需要一个寒冷期，由低温诱导开花。这种现象是（　　） A.黄化现象 B.春化现象 C.白化现象 D.物候学现象 答案　B 解析　植物低温诱导才能开花，属于春化现象，B正确。 10.低温可诱导某些植物的开花，感受低温刺激的部位一般是（　　） A.根尖 B.茎尖 C.叶片 D.花芽 答案　B 11.植物生命活动除了直接受化学物质的调节之外，也受环境因素的影响。下列有关叙述错误的是（　　） A.原产于热带地区的玉米适应短日照条件，在从热带地区引种至温带地区时，可能出现不适应的现象 B.冬小麦的正常开花离不开春化作用，实验室夏季种植冬小麦时，可合理使用冷库，调节冬小麦的开花 C.环境因素和植物激素对植物的影响是相互独立的，但二者都具有重要的影响 D.叶片细胞中存在光敏色素，光照可改变光敏色素的存在形式，进而调节植物的生命活动 答案　C 解析　原产于热带地区的玉米适应短日照条件，在从热带地区引种至温带地区时，由于环境日照时间及温度发生变化，有可能引起基因的表达受到影响，进而影响生长发育，故可能出现不适应的现象，A正确；冬小麦的正常开花离不开春化作用，在实验室夏季种植冬小麦时，合理使用冷库可以达到温度条件，能调节冬小麦的开花，B正确；环境因素和植物激素对植物的影响是相互联系的，对植物都具有重要的影响，C错误。 12.一颗小小的望天树种子可以生长发育成参天大树，其生长发育受多种因素的调节。下列说法错误的是（　　） A.光作为一种信号可以影响、调控望天树生长、发育的相关过程 B.温度可能通过影响酶的活性进而影响植物的生长 C.根中感受重力的细胞在根冠，而进行不对称生长使根向下弯曲的是伸长区的细胞 D.望天树生长发育的过程完全由植物激素和环境因素调控 答案　D 解析　光为望天树提供了生长发育所需要的能量，同时光又是一种极其重要的信号，可以调控望天树种子萌发、幼苗形态建成、开花等重要生长发育过程，A正确；望天树生长发育的过程根本上是基因组控制，受植物激素和环境因素调控，D错误。 13.在拟南芥的幼根中，根尖产生的生长素很少，根所需的生长素主要来自地上部分，地上部分产生的生长素通过中柱只能向根尖运输，然后根尖的生长素再通过皮层回流。在幼根的中柱和皮层细胞中，无论生长素以什么方式进入细胞，运出细胞时必须依赖运输载体PIN蛋白，见图1。将拟南芥横放后，其根冠中的平衡石细胞感受到重力信号，细胞内的淀粉体就会沿着重力方向沉降，通过一系列调控使根向地生长，见图2。 （1）生长素在细胞水平上具有　　　　　　　和诱导细胞分化的作用。 （2）图1中，生长素在中柱只能向根尖运输的原因是________________ ____________________________________________________________。 （3）据图分析，拟南芥横放后，由于　　　　　　　　　导致近地侧生长素浓度高于远地侧，根向地弯曲生长。 （4）有研究者曾经认为根的向水性也依赖于细胞膜上的生长素运输载体PIN蛋白。请根据所给实验材料设计实验证明根的向水性与PIN蛋白无关（只写实验思路和预期结果）。材料：培养7天的正常拟南芥和PIN缺少突变体若干、盛有琼脂培养基的装置（培养基左上侧含水量明显低于右下侧）、遮光罩。______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 答案　（1）促进细胞伸长　（2）因为细胞内的生长素运出细胞时，必须依赖运输载体PIN蛋白，而PIN蛋白只位于细胞的一侧　（3）淀粉体沿着重力方向沉降，使位于细胞膜上的PIN蛋白的分布发生了变化，生长素通过PIN蛋白向根的近地侧运输　（4）实验思路：将已培养7天的等量正常拟南芥和PIN蛋白缺失突变体拟南芥分别移栽到两个盛有琼脂培养基的装置中，用遮光罩遮住根部，向水性培养一段时间，每天观察记录根的生长和弯曲情况。 结果：正常拟南芥与PIN蛋白缺失突变体拟南芥的根都表现为向含水量高的右下侧弯曲。 解析　（4）要证明根的向水性与PIN蛋白无关，则无论是正常拟南芥和PIN蛋白缺失突变体拟南芥在生长的过程中都会表现出向水性，也就是说向水性与PIN蛋白无关。所以设计实验思路为：将已培养7天的等量正常拟南芥和PIN蛋白缺失突变体拟南芥分别移栽到两个盛有琼脂培养基的装置中，用遮光罩遮住根部，向水性培养一段时间，每天观察记录根的生长和弯曲情况。预测结果：正常拟南芥与PIN蛋白缺失突变体拟南芥的根都表现为向含水量高的右下侧弯曲。 14.“玉兰花欲开，春寒料峭来”，植物的开花不仅受内在基因和激素的调控，同时还受到外界环境因素的影响。请回答下列与植物生命活动调节有关的问题： （1）每年初春，天气仍然寒冷，玉兰的叶尚未完全长出时，花却已经开放。玉兰幼嫩的芽、叶可以合成　　　　，其促进生长的作用机理是促进细胞　　　　，与赤霉素具有　　　　作用。 （2）如图为光周期（日照长短）诱导植物成花素的产生以及影响开花的实验。图中植物去掉了顶端的全部叶子，A、D植株分别接受长日照、短日照；B、C植株方框内为受短日照处理的部位。 ①由实验基本可知，感受光周期的部位是　　　　　　　　。 ②人为控制每日光照和黑暗的长短，可以使植物的开花期提前或延迟。菊花是一种短日照植物（日照长度短于其临界日长时才能开花的植物），若想延迟菊花的开花时间，你的建议是：　　　　　　　　　。 答案　（1）生长素　伸长生长　协同　（2）叶片（或花蕾以下部分）　增加每天的光照时间（或在夜晚进行闪光照射） 解析　（1）生长素的主要合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子；主要作用是促进细胞伸长生长。 （2）①由B、C对照可知，受短日照刺激能够产生成花素的器官是叶片。②根据题干信息可知，人为地控制每日光照和黑暗的长度，可以使植物的开花期提前或延迟。菊花是一种短日照植物，在夜晚进行闪光照射或增加每天的光照时间，可延迟菊花的开花时间。 15.天仙子在植株的幼苗期必须经历一段时间的低温刺激（春化），成熟后才开花。将天仙子幼苗置于不同温度条件下一段时间，待植株成熟后测定其开花率如图所示。回答下列问题： （1）天仙子的这种特性是　　　　的结果，是适应环境的一种表现。 （2）由图可知，天仙子春化的最佳温度是　　　　。该实验中的无关变量主要有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（回答两点）。 （3）有人认为天仙子春化过程中，植株内产生了能促使植株开花的某种物质。为了证明这种观点是否成立，现将经春化的植株嫁接到未经春化的植株上（不考虑嫁接操作对植物生长的影响），如果　　　　　　　　　　　　　　　　，则该观点成立。 （4）研究表明，适宜浓度的赤霉素能代替天仙子的春化。支持该结论的实验思路及结果应该为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　（1）进化　（2）2 ℃　光照强度、水肥条件、幼苗的发育状况、对幼苗低温处理的时间等　（3）未经春化的植株成熟后能够开花　（4）将未经春化的天仙子植株用适宜浓度的赤霉素处理后，植株能够正常开花 解析　（2）从曲线图可以看出，天仙子幼苗在2 ℃处理一段时间，植株成熟后的开花率最高，故天仙子春化的最佳温度是2 ℃。无关变量是可能对实验结果产生影响的可变因素，该实验的无关变量应是除温度之外的其他因素，如光照强度、水肥条件、幼苗的发育状况、对幼苗低温处理的时间等。 （3）将经春化的植株嫁接到未经春化的植株上，如果能够使未经春化的植株成熟后开花，则说明经春化的植株产生了能促使植株开花的某种物质，该物质通过嫁接传递给了未经春化的植株，从而使未经春化的植株成熟后开花。 （4）假如适宜浓度的赤霉素能代替天仙子的春化，则适宜浓度的赤霉素处理和春化对天仙子具有相同的效果，所以将未经春化的天仙子植株用适宜浓度的赤霉素处理后，植株也能够正常开花。 19 学科网（北京）股份有限公司 $$