第5章 第4节 环境因素参与调节植物的生命活动（Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中生物选择性必修第一册（人教版 单选）

第4节　环境因素参与调节植物的生命活动 学习目标 1.分析实例，形成植物的生长发育过程始终在光、温度、重力等环境因素的影响、调节下完成的观念，并分析和解决生产和生活中的一些实际问题。 科学思维、社会责任 2.认识到植物生命活动的调节有基因控制、激素调节和环境因素影响三个方面，它们是相互作用、协调配合的。 生命观念、科学思维 一、光对植物生长发育的调节 1．光的作用：光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。 2．调控机理 (1)信号：光。 (2)信号受体：光敏色素。 ①本质：蛋白质(色素—蛋白复合体)。 ②分布：存在于植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。 ③吸收光谱：主要吸收红光和远红光。 (3)调节过程：受到光照时，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。 [点拨] 光敏色素主要吸收红光和远红光。植物体除了光敏色素，还有感受蓝光的受体，可以认为，环境中的红光、蓝光，对于植物的生长发育来说，是非常关键的。 二、参与调节植物生命活动的其他环境因素 1．温度 (1)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)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。 (3)“淀粉—平衡石假说” ①植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞，即平衡石细胞来实现的。 ②当重力方向发生改变时，平衡石细胞中的“淀粉体”就会沿着重力方向沉降，引起植物体内一系列信号分子的改变。 3．植物生长发育的整体调控 (1)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。 (2)激素作为信息分子，会影响细胞的基因表达，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，也受到环境因素的影响。 我国古代诗人观察细微，写出了很多描写环境的脍炙人口的诗句： “离离原上草，一岁一枯荣，野火烧不尽，春风吹又生。”(唐·白居易《赋得古原草送别》) “等闲识得东风面，万紫千红总是春。”(宋·朱熹《春日》)。 结合所学知识判断： (1)植物的开花会受光的调控，衰老不受光的调控。(×) (2)植物对重力的感受是通过平衡石细胞来实现的。(√) (3)光作为一种信息，影响调控植物生长、发育的全过程，植物种子的萌发都需要在有光的条件下才能发生。(×) (4)光敏色素是一类蛋白质，分布在植物的各个部位，其中在叶肉细胞内比较丰富。(×) (5)在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息会传导到细胞核内，影响特定基因的表达。(√) (6)能说明重力调控植物生命活动的实例有根的向地性、茎的背地性和顶端优势等。(×) 探究点一　光对植物生长发育的调节 根据下图回答下列问题： (1)光敏色素是一类蛋白质(色素—蛋白复合体)，受到光照时结构会发生变化。这一变化的实质可能是什么？ 提示：蛋白质的空间结构发生变化。 (2)据图描述出红光和远红光影响植物代谢，产生效应分为哪几个阶段？其具体过程是怎样的？(用箭头和文字进行表述) 提示：光对植物代谢的影响分为感受信号、传导信号和发生反应三个阶段。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，传递到细胞核内→影响细胞核内特定基因的转录和翻译→表现出生物学效应。 (3)对于植物来说，光只是参与光合作用吗？ 提示：不是，光作为一种信号，影响植物生长、发育的全过程。 (4)菊花为短日照植物，在“五一”节时需要摆放菊花花坛，欲使菊花在“五一”节时开花，应对其进行怎样的处理？ 提示：菊花花期一般为9～11月，因此应提前对其进行短日照处理。 (5)种子发芽、植株生长、开花接受光的调控，是如何体现植物对环境的适应的？ 提示：萌发需要光照的种子一般较小，这是对环境的适应——萌发后能立即进行光合作用，从而避免在无光条件下萌发后“饿死”；植株在生长、开花过程中，跟随着光照的节奏，能保证生命活动正常进行，能保证正常地繁衍后代，这也是植物对环境的适应。 辨析光合色素和光敏色素 1．(2025·临汾月考)下列关于植物生命活动调节的说法，正确的是(　　) A．对于植物来说，光既是能量来源，也是一种信号 B．植物激素是基因表达的直接产物 C．植物生长调节剂的分子结构和生理效应都与植物激素类似 D．光敏色素和光合色素都是色素—蛋白复合体，主要吸收红光和蓝紫光 解析　对于植物来说，光合作用的能量来源是光能，同时，植物体内有光敏色素，光可作为一种信号，调控植物生长发育，A正确；植物激素不是蛋白质类激素，不是基因表达的直接产物，B错误；从分子结构来看，植物生长调节剂主要有两大类：一类分子结构和生理效应与植物激素类似，如吲哚丁酸；另一类分子结构与植物激素的差别较大，但具有与植物激素类似的生理效应，如α­萘乙酸(NAA)、矮壮素等，C错误；光敏色素是色素—蛋白复合体，主要吸收红光和远红光；光合色素主要吸收红光和蓝紫光，D错误。 答案　A 2．植物的开花与光照时长(黑暗时长)有关。研究人员对A、B两种植物进行如下处理，结果如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A．据图分析，导致B植物开花的条件更为关键的是短时间的连续黑暗 B．满足短日照条件下，闪光打断黑暗时间，不会影响A植物的开花 C．满足长日照条件下，短暂暗处理打断光照时间，会抑制B植物开花 D．3组与4组对比，可得出导致A植物开花的条件是长时间的连续黑暗 解析　据图分析，5、7、8组都存在短时间的连续黑暗，都表现为开花，推测导致B植物开花的条件更为关键的是短时间的连续黑暗，A正确；对比2组和3组，满足短日照条件下，闪光打断黑暗时间，会影响A植物是否开花，B错误；对比5组和8组，满足长日照条件下，短暂暗处理打断光照时间，不会影响B植物是否开花，C错误；根据2组和3组对比，自变量为是否闪光打断黑暗时间，3组闪光打断黑暗时间，A植物不开花，可得出导致A植物开花的条件是长时间的连续黑暗，D错误。 答案　A 探究点二　参与调节植物生命活动的其他环境因素及 植物生长发育的整体调控 1．如图为某幼苗水平放置示意图，据图探讨： (1)分析图中根尖、茎尖的生长趋势及原因。 趋势： 原因分析： 提示：根向地生长、茎背地生长 ①在重力作用下，生长素由A→B，B侧生长素浓度高于A侧，根对生长素比较敏感，浓度高抑制了B侧生长，导致A侧生长较快，从而使植物根向地生长。 ②在重力作用下，生长素由C→D，D侧生长素浓度高于C侧，茎对生长素不敏感，D侧生长快，从而使茎背地生长。 (2)自然状态下，根向地生长，茎背地生长，这对于植物的生长发育有何意义？ 提示：根向地生长有利于根吸收水分和无机盐，茎的背地生长有利于植物伸展枝叶，接受光照。 2．材料一　某些植物经过低温诱导才能开花，这种经过低温诱导促使植物开花的作用叫作春化作用。 材料二　赤霉素处理能使许多冬性一年生植物和二年生植物不经低温而开花。菊、延龄草等多种植物经春化后赤霉素含量增加。而且用赤霉素生物合成的抑制剂处理植株，会抑制春化作用。 材料三　小麦有春小麦和冬小麦之分。冬小麦应在秋后播种，如果春播，在整个夏季只生长而不开花，或开花太晚，造成减产或绝收。 请分析回答下列问题： (1)春化作用过程中，感受低温的部位分生组织中的RNA和蛋白质含量增加，说明低温通过什么机制影响植物的开花。 提示：通过影响基因的转录和翻译影响基因的表达。 (2)根据材料二你能得到什么启示？(开放性问题，答案合理即可) 提示：春化作用可能与植物激素中的赤霉素有关。 3．阅读教材P108“植物生长发育的整体调控”，回答下列问题： (1)如何理解基因表达、环境因素、激素调节三者之间的关系？ 提示：环境因素和激素都能作为信号分子影响基因表达；基因表达和环境因素能影响激素的产生和分布。 (2)植物生长、发育、繁殖、休眠的实质是什么？ 提示：植物响应环境变化，调控基因表达和激素的产生、分布，从而引起植物器官和个体水平变化。 1．“淀粉—平衡石假说”的机理 2．植物生长发育的整体调控 3．下图是解释玉米根向重力生长原因的模型。平衡石是根冠细胞特有的结构。在垂直放置的根中，平衡石停留在根冠细胞的基部，导致经由中柱运来的IAA在根冠均等分布(如图1)。在水平放置的根中，平衡石停留在根冠细胞的近地侧，导致根冠远地侧的IAA向近地侧运输(如图2)。根据该模型，下列分析正确的是(　　) A．IAA在根部只能从伸长区向根冠运输 B．在水平放置的根中，近地侧伸长慢的原因是IAA浓度低于远地侧 C．若把去除根冠的玉米根水平放置，仍能观察到根向地弯曲生长 D．玉米根向重力生长与平衡石在根冠细胞中的位置密切相关 解析　由题图可知，IAA在根部既能从伸长区向根冠运输，也能从根冠向伸长区运输，A错误；在水平放置的根中，近地侧伸长慢的原因是IAA浓度高于远地侧，根对生长素比较敏感，近地侧生长素浓度高，生长受到抑制，远地侧生长素浓度低，生长较快，B错误；若把去除根冠的玉米根水平放置，失去了平衡石的作用，根水平生长，C错误。 答案　D 4．(2025·丹东期末)树木年复一年地加粗，构成一圈圈的年轮，表现出季节周期性变化；有些植物的生长期需要经历一段时间的低温之后才能开花，这种经历低温诱导促使植物开花的作用，称为春化作用。关于年轮的形成和春化作用的相关知识错误的是(　　) A．年轮的形成和春化作用都主要是温度对植物生长发育调节的结果 B．年轮形成的原因是春夏季细胞分裂快、细胞体积小，在树干上形成颜色较浅的带；在秋冬季细胞分裂慢、细胞体积大，树干上形成颜色较深的带 C．冬小麦一般要经过春化作用才能开花，这样可避免冬季来临前开花导致无法正常结实 D．植物分布的地域性很大程度上是由温度决定的 解析　年轮的形成，是树木生长对一年中不同时期环境温度反应的结果；植物经历低温才能开花，故两者都主要是温度对植物生长发育调节的结果，A正确；年轮形成的原因是春夏季细胞分裂快、细胞体积大，在树干上形成颜色较浅的带；在秋冬季细胞分裂慢、细胞体积小，树干上形成颜色较深的带，B错误；冬小麦经过春化作用可以避免出现在冬季来临之前开花从而无法正常结果的情况，C正确；有些植物的生长期需要经历一段时间的低温之后才能开花，植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的，D正确。 答案　B [构建课堂要点] [检测学习效果] 1．下列关于光在植物生长发育调节中的作用的说法，错误的是(　　) A．种子萌发需要光，并由分生组织细胞感光 B．光是合成叶绿素的必要条件 C．许多植物的花期受光照日夜周期变化的影响 D．植物的向光性是对光照刺激的反应 解析　不同作物的种子萌发对光照条件的要求不一样，有些不需要光，需要在暗处才能萌发，A错误；没有光不能合成叶绿素，B正确；光周期的变化直接影响植物的开花时间，C正确；单侧光照射会影响到生长素的分布，导致植物向光性生长，D正确。 答案　A 2．小麦需要日照长度达到一定值才能开花，下面相关说法错误的是(　　) A．小麦细胞内的光敏色素能感知光信号 B．光信号在细胞内通过信息传递系统被传导到细胞核 C．和小麦类似的植物通常在春末夏初开花 D．长日照能提高细胞核内与开花有关的基因数量 解析　小麦细胞中的光敏色素能感受光的变化，即能感知光信号，A正确；在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息经过信息传递系统传导到细胞核内，影响特定基因的表达，B正确；小麦需要日照长度达到一定值才能开花，即在春末夏初开花，则和小麦类似的植物通常也在此时开花，C正确；长日照没有改变细胞核内与开花有关的基因数量，只是影响了相关基因的表达，D错误。 答案　D 3．以下说法不可能是重力影响的是(　　) A．倒伏植株的茎背地生长 B．插条两端涂抹生长素后只能一端生根 C．生长素分布不均的信号转换 D．作为直接影响基因表达的信号 解析　倒伏植株的茎背地生长是重力影响了生长素的分布，A、C正确；植物细胞能感受重力的影响区分“上下”，所以插条两端涂抹生长素后只能一端生根，B正确；植物细胞感受重力影响后经过信号转换，通过激素等信息分子的传递最终才能影响到基因的表达，D错误。 答案　D 4．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的选择性表达，C错误；北方春季补种的冬小麦只会长苗不会开花结果，因为没有经过低温处理，D正确。 答案　C 5．为研究赤霉素和光敏色素(接收光信号的蛋白质)在水稻幼苗发育中的作用，科研人员将野生型、光敏色素A的突变体、光敏色素B的突变体(突变体是指相关基因不能正常表达的个体)的水稻种子播种在含不同浓度赤霉素合成抑制剂(PAC)的固体培养基上，在光照条件下培养8 d后，测量幼苗地上部分高度和主根长度，得到如下图所示结果。 (1)植物激素是植物细胞之间传递 的分子。 (2)研究人员将种子播种在固体培养基上，而不是播种在培养液中，其原因是固体培养基有利于 (考虑种子和幼苗两个方面)。 (3)如图1所示，光照条件下，PAC处理对水稻地上部分的生长具有 作用，而光敏色素 (填“A”或“B”)传递的光信号减弱了PAC的该效果。 (4)分析图2可知，PAC处理对三种水稻主根生长的影响是 。 因此，可推知适当降低赤霉素含量对三种水稻主根生长均有 作用。 解析　(1)植物激素不直接参与细胞代谢，而只是给细胞传达一种调节代谢的信息，因此是植物细胞之间传递信息的分子。(2)固体培养基有利于种子获得萌发所需的充足氧气(空气)，有利于幼苗扎根，所以研究人员将种子播种在固体培养基上，而不是播种在培养液中。(3)图1显示：与PAC浓度为0的对照组相比，三种水稻地上部分的相对长度都是随着PAC浓度增加而越来越短，说明光照条件下，PAC处理对水稻地上部分的生长具有抑制作用。野生型和光敏色素A的突变体对水稻地上部分的相对长度减小的趋势基本相同，但在PAC浓度大于10－7 mol·L－1时，光敏色素B的突变体长度较野生型和光敏色素A的突变体大，说明光敏色素B传递的光信号减弱了PAC的该效果。(4)图2显示：PAC浓度在10－7～10－5 mol·L－1范围内，三种水稻的主根相对长度都较PAC浓度为0的对照组长，而PAC浓度为10－4 mol·L－1时，三种水稻的主根相对长度都较PAC浓度为0的对照组短，说明PAC处理对三种水稻主根生长的影响是：浓度较低(10－7、10－6、10－5)时促进主根延伸，浓度较高(10－4)时抑制主根延伸。据此可推知：适当降低赤霉素含量对三种水稻主根生长均有促进作用。 答案　(1)信息　(2)种子获得萌发所需的充足氧气(空气)，以及幼苗扎根　(3)抑制　B (4)浓度较低(10－5、10－6、10－7)时促进主根延伸，浓度较高(10－4)时抑制主根延伸　促进 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$