内容正文:
第4节 环境因素参与调节植物的生命活动
课标内容要求
核心素养对接
概述其他因素参与植物生命活动的调节,如光、重力和温度等
1.结合实例,分析光照、温度等环境因素如何影响植物的生长发育。(生命观念)
2.结合生长素作用的低浓度促进生长,高浓度抑制生长的特点,分析根的向地性和茎的背地性形成的原因。(科学思维)
[基础梳理]
一、光对植物生长发育的调节
1.光作为一种 信号 ,影响、调控植物生长、发育的全过程。
2.植物能够对光作出反应的原因
(1)植物可以感知 光信号 。
(2)植物具有能够接受 光信号 的分子,光敏色素是其中的一种。
(3)光敏色素是一类 蛋白质 ,分布在植物各个部位,其中在 分生组织 的细胞内比较丰富。
3.植物对光作出反应的过程
在受到光照射时,光敏色素的 结构 会发生变化,这一变化的信息会经过 信息传递系统 传导到细胞核内,影响 特定基因的表达 ,从而表现出生物学效应。
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
1.温度
(1)温度可以通过影响 种子萌发 、植株生长、开花结果和叶的 衰老 、脱落等生命活动,从而参与调节植物的 生长发育 。
(2)植物分布的 地域性 很大程度上就是由温度决定的。
2.重力
(1)重力是调节植物 生长发育 和 形态建成 的重要环境因素。
(2)重力作用的原理
植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞,可以将 重力 信号转换成 运输生长素 的信号,造成 生长素 分布的不均衡,从而调节植物的生长方向。
三、植物生长发育的整体调控
植物生长发育的调控,是 基因表达调控 、 激素调节 和 环境因素调节 共同构成的网络。
[基础诊断]
判断对错(正确的打“√”,错误的打“×”)
1.对于植物而言,光不仅提供能量,还能调节植物生长发育。( )
2.可以通过控制光照时间长短来控制花期。( )
3.温度只影响细胞代谢,不参与植物生长发育的调节。( )
4.被普遍认可的一种解释重力对植物生长调节的机制是“淀粉—平衡石假说”。( )
5.激素的产生和分布只受基因表达调控,不受环境影响。( )
提示:
1.√ 2.√
3.× [温度不仅影响细胞代谢,也参与植物生长发育的调节。]
4.√
5.× [激素的产生和分布是基因表达调控的结果,也受环境因素的影响。]
光对植物生长发育的调节
光调控植物生长发育的反应机制示意图
红光和远红光―→光敏色素被激活,结构发生变化―→信号经过转导,传递到细胞核―→影响特定基因的表达―→生物学效应
◆[互动探究]
1.对于植物来说,光只是起提供能量进行光合作用的作用吗?
提示:不是,光作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程。
2.菠菜只有白天长度超过13小时才开花;菊、水稻则要在白天短于一定的时长才开花。植物的开花都与昼夜长短有关系吗?分析推测影响菠菜、菊等开花的主要因素是什么。
提示:有的植物开花与昼夜长短没关系,如向日葵等。光。
◆[对点训练]
1.下列关于光对植物生长发育的影响的叙述,正确的是( )
A.烟草的种子在无光的条件下也能萌发
B.豆芽在有光的环境中才能合成叶绿素和叶黄素
C.水稻的开花与昼夜长短无关
D.红光、蓝光对于植物的生长发育来说,都是非常关键的
答案:D
2.下面关于光调控植物生长发育的反应机制的说法,不正确的是( )
A.光敏色素的本质是蛋白质
B.光敏色素主要吸收红光、蓝光
C.光通过影响光敏色素的结构影响特定基因的表达
D.光作为一种信号,影响、调控植株的生长开花等
答案:B
植物生长发育的整体调控
植物生长发育的调控,是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。
(1)植物细胞储存全套基因,但某个细胞的基因如何表达则会根据需要作调整。植物的生长、发育、繁殖、休眠,都处在基因适时选择性表达的调控之下。
(2)植物体的细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调,需要通过激素传递信息。激素作为信息分子,会影响基因表达,从而起到调节作用。
(3)激素的产生和分布是基因表达调控的结果,也受环境因素的调节。
[思维拓展] 改变植物的花期,不仅给人们带来视觉的享受,还可以让一些水果提前或延后上市,延长人们享受新鲜水果的时间。人们可以通过温度处理、光照处理、生长调节剂处理及栽培措施处理等方法人工控制花期。
◆[对点训练]
下列有关植物生命活动调节的叙述正确的是( )
A.生长素和乙烯对果实的发育和成熟均有促进作用
B.光照、温度等环境因素的变化,可影响植物体内基因组的表达
C.单侧光照射后,胚芽鞘向光一侧的生长素含量多于背光一侧,从而造成向光弯曲
D.植物激素可以通过直接参与细胞代谢进行植物生命活动的调节
解析:B [生长素促进果实的发育,乙烯促进果实的成熟,A错误;光照、温度等环境因素的变化,可影响植物体内基因组的表达,B正确;单侧光照射后,胚芽鞘向光一侧的生长素含量少于背光一侧,从而造成向光弯曲,C错误;植物激素具有调节作用,不能直接参与细胞代谢,D错误。]
植物体能正常生长发育需要各器官、组织、细胞之间的协调和配合,而这就需要通过作为信息分子的激素来传递信息,而激素的产生和分布是受基因表达调控的结果,也受到环境的影响。
1.在黑龙江不能种香蕉,在新疆不能种水稻,调节其生命活动的环境因素是( )
A.阳光 B.温度
C.水分 D.土壤
解析:B [温度影响植物的分布。]
2.某航天飞机在天空中关于种子萌发的实验表明,在太空根的生长没有向地性,原因是( )
A.缺氧 B.失重
C.缺少阳光 D.产生变异
答案:B
3.植物地上部分向光生长,根背光生长。取正在萌发的种子贴附在琼脂板上,再将琼脂板插入透明盒内培育,五面遮光,仅从一侧给予光照,如图所示。幼苗根的生长方向将是( )
A.↓ B.→
C.↘ .↙
解析:C [由于仅有左侧受光照,根部背光生长,向右生长;其次受重力影响,会向下生长,综合考虑可得根部向右侧斜向下生长,故选C。]
4.(多选)水平放置的蚕豆幼苗,一段时间后根向下弯曲生长,茎则向上弯曲生长。这是因为( )
A.重力影响,使生长素移到靠近地面的一边
B.光线影响,使生长素移到靠近地面的一边
C.根对生长素浓度的反应敏感
D.茎对生长素浓度的反应敏感
解析:AC [重力的影响使生长素由远地侧移向近地侧;近地侧生长素浓度高,由于根对生长素浓度的反应更为敏感,所以对根来说近地侧抑制生长,对茎来说近地侧促进生长,所以根会向地生长,茎会背地生长。]
5.将培养在琼脂培养基上的蚕豆幼苗分别放入四个暗箱中一段时间(如图)。其中第2号和第4号暗箱分别在顶部和右侧开孔,使光线能射入,请据图回答:
(1)选择 ________ 两个装置进行实验,可了解蚕豆茎的生长与光的关系。
(2)选择 ________ 两个装置进行实验,可了解蚕豆茎和根的生长与重力的关系。
(3)装置④中的蚕豆幼苗的茎尖生长情况是 ______________ 。如将④的幼苗放在匀速旋转器上,茎尖生长情况是 ______________ 。
(4)蚕豆茎和根的生长特性除了受到光和重力等环境因素的调节,还需要通过激素传递信息,激素的产生和分布是 ________________ 的结果。
答案:(1)③④
(2)①③
(3)向右弯曲生长 弯向小孔生长
(4)基因表达调控
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