5.4 环境因素参与调节植物的生命活动（导学案）生物人教版选择性必修1

该高中生物学导学案聚焦环境因素对植物生命活动的调节，涵盖光、温度、重力的作用及基因、激素、环境的整体调控网络。通过种子萌发、年轮形成等实例导入，衔接前期激素调节知识，搭建从单一因素到综合调控的学习支架。 导学案设计多个探究活动与思维训练，如莴苣种子光信号实验、冬小麦春化分析等，培养科学探究与科学思维能力。结合农业生产实例落实社会责任，易错提醒与分层习题助力巩固，帮助学生构建生命观念，提升解决实际问题的能力。

5.4 环境因素参与调节植物的生命活动 （导学案） 知识目标 1.说明光对植物生长发育的调节作用，理解光不仅是能量来源，也作为信号调控植物生命活动。 2.掌握光敏色素的作用、化学本质与分布。 3.阐明温度、重力等环境因素对植物生命活动的调节。 4.理解植物生长发育的整体调控：基因表达、激素调节、环境因素三者的关系。 素养目标 1.生命观念：建立稳态与平衡观，植物生命活动是基因、激素、环境因素共同调控，植物可以感知外界环境信号并做出适应性响应。 2.科学思维：通过光、重力、温度调节植物的实例进行分析推理，区分 “能量作用” 和 “信号作用”。 3.科学探究：分析光调控植物开花、根的向地性等实验情境，提升信息获取与逻辑分析能力。 4.社会责任：结合农业生产（大棚种植、引种、花期调控），学会运用本节知识解释生产现象，学以致用。 【教学重点】 1.光作为信号对植物生长发育的调节；光敏色素的功能。 2.温度、重力对植物生命活动的调节。 3.植物生长发育的整体调控。 【教学难点】 1.区分光作为能量和作为信号的不同作用。 2.理解环境因素、植物激素、基因表达三者之间的相互联系。 一、光对植物生长发育的调节 1．光对植物生长发育的两种作用。 （1）光是植物进行光合作用的能量来源；(P105) （2）光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。(P106) 2.植物是怎样感受到光照的？植物具有能接受光信号的分子，如光敏色素。(P106) 3.光信号传导的结构基础之一——光敏色素。(P106) （1）化学本质：蛋白质（色素-蛋白复合体）（2）分布：植物的各个部位，在分生组织的细胞内比较丰富（3）吸收光的类型：主要吸收红光和远红光 4.植物体内除了光敏色素，还有感受蓝光的受体。(P106) 5.光对植物生长发育的调节的实例。(P105) ①少数植物的种子需要在有光的条件下才能萌发。 ②豆芽是在黑暗的环境中培育的。 ③很多植物的开花与昼夜长短有关。 6.光调控植物生长发育的反应机制：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。(P106) 7.除了光，温和重力等环境因素也会参与调节植物的生长发育。(P106) 二、参与调节植物生命活动的其他环境因素 1.年轮形成的原因是：在春夏季，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、细胞体积较小，在树干上形成颜色较深的带。(P107) 2.经历低温诱导促进植物开花的作用叫做春化作用，如冬小麦，如不经过一定时间低温，它们会一直保持营养状态或很晚才开花。(P107) 3.有的植物需要经过春化作用才能开花，这对于它们适应所生存的环境有什么意义？ 这样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。 4.为什么植物发芽、开花、落叶、休眠等生命活动的节奏追随着季节的步伐？(P107) 随着季节轮回，气温会发生周期性变化。 5.植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行。(P107) 6．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。(P107) 7.植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。(P107) 8.重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。(P107) 9.根的向地生长和茎的背地生长有什么意义呢？ 根向地生长，可以深扎根，利于吸收水分和无机盐； 茎背地生长，可以将枝条伸向天空，利于吸收阳光进行光合作用 10.根向地、茎背地生长的原理：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。(P107) 11.淀粉-平衡石假说认为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。 三、植物生长发育的整体调控 1.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。(P108) 2.植物细胞里储存着全套基因，但是某个细胞的基因如何表达则会根据需要作调整。(P108) 3.基因表达调控、激素调节和环境因素调节三者的关系：基因表达调控激素产生和分布。激素作为信息分子，影响细胞的基因表达。环境因素调控基因表达以及激素的产生和分布。(P108) 4.在个体层次，植物生长、发育、繁殖、休眠，实际上，是植物响应环境变化，调控基因表达以及激素产生、分布，最终表现在器官和个体水平上的变化。(P108) 探究活动 1：光作为信号调节植物生命活动 情境 很多莴苣种子，在黑暗条件下萌发率很低；给予红光照射后，种子萌发率显著提升；红光之后再给予远红光照射，萌发率又下降。光照强度很低，几乎不进行光合作用。 【讨论】① 本实验中，光能不能作为光合作用的能量来解释种子萌发？为什么？ 【讨论】② 红光、远红光信号是被细胞中哪种物质感知？信号传递的大致过程是什么？ 【讨论】③ 如果持续黑暗，莴苣种子萌发率低，能否说明种子萌发一定需要光照？ 探究活动 2：温度、春化作用的实例分析 情境 冬小麦必须经过秋冬的低温，第二年春天才能开花；如果把冬小麦直接春天播种，没有经历低温，只会长茎叶，不会抽穗开花。 【讨论】① 低温是直接为冬小麦开花提供营养物质或者能量吗？简述理由。 【讨论】② 如果已经完成春化作用的冬小麦，再放到温暖环境中，春化效果会不会消失？说明了什么？ 答案：不会消失；低温的信号已经被植物记录，通过调控基因表达，使植物获得开花能力。 【讨论】③ 北方冬小麦引种到南方，常常不能开花结实，请结合春化作用解释原因。 探究活动 3：重力对植物生长的调节 情境 将萌发的玉米幼苗横放，一段时间后，根向地弯曲生长，茎背地弯曲生长。 讨论 【讨论】① 横放幼苗，重力如何造成生长素分布改变？根和茎近地侧生长素浓度均升高，为什么根向地、茎背地，生长反应不一样？ 【讨论】② 如果在完全失重的太空环境中横放幼苗，根和茎还会出现向地、背地弯曲吗？为什么？ 【讨论】③ 重力是直接抑制根近地侧细胞的伸长吗？说明调节路径。 思维训练 植物生长发育受基因、激素、环境共同调控。有科学家做实验：短日照植物菊花，只有日照时间短于临界时长才可以开花。 实验一：菊花整株短日照处理，正常开花； 实验二：菊花叶片给予短日照，顶端芽长日照，菊花依然开花； 实验三：叶片长日照，顶端芽给予短日照，菊花不开花。 回答： 1.菊花感受日照长短（光周期）信号的部位是哪里？说出你的判断依据。 2.光周期（日照长短）属于环境信号，它不直接作用于花芽，却能诱导开花。结合本章知识，简述从光信号感知到开花的完整调节路径。 3.这个实验说明环境因素、激素、基因表达三者存在怎样的联系？ 【易错提醒总结】 1.光有双重角色：能量（光合作用）、信号（调控萌发、开花、形态）。 2.光敏色素是色素‑蛋白复合体（蛋白质），不是激素。 3.春化作用：低温作为信号，不是提供能量营养。 4.重力通过改变生长素分布发挥效应，不是直接抑制或促进细胞生长。 5.环境因素、激素、基因表达三者相互影响，共同完成植物生长发育的调控。 一、单选题 1．植物生命活动受植物激素、环境因素等多种因素的调节。下列相关叙述正确的是（    ） A．豆芽是在有光的环境中培育的，其在黑暗中生长会发生形态变化并长成豆苗 B．光敏色素是一类感受光信号的色素-蛋白复合体，可以吸收、传递、转化光能 C．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 D．花期调控主要通过微重力处理，也可以采用温度、生长调节剂处理及栽培措施处理 2．为研究玉米种子萌发的适宜温度，研究人员将玉米种子随机平分为四组，置于不同温度下培养，其他条件保持一致，测算胚根和胚芽的生长速度，结果如下图所示。下列说法错误的是（     ） A．胚乳为胚根、胚芽生长提供营养 B．萌发时首先突破种皮的是胚芽 C．四种温度下胚根的生长速度都高于胚芽 D．种子萌发的最适温度是30℃左右 3．下列有关环境因素参与调节植物生命活动的叙述，错误的是（　　） A．有些植物在生长期需要经历春化作用才能开花 B．树木年轮形成主要依赖光照周期变化诱导形成层活动差异 C．“淀粉—平衡石假说”认为根冠“淀粉体”沉降触发根的向地性生长 D．光敏色素是感受光信号的色素—蛋白质复合体，通过吸收红光和远红光调控开花及种子萌发 4．KARs是植物燃烧时产生的信号分子，能促进种子萌发和幼苗生长，对火灾后植被恢复具有重要作用，下图为KARs调节种子萌发的部分机制，其中S蛋白能抑制植物激素甲的合成，MAX2可介导泛素分子连接到S蛋白上，使S蛋白被识别并降解。相关叙述正确的是（     ） A．种子萌发主要受基因表达调控和激素调节，与环境因素调节的关系不大 B．植物激素甲可能是赤霉素，KAI2受体缺失突变体中该激素含量增多 C．植物激素KARs和脱落酸在调节种子萌发过程中的作用效果相反 D．与野生型相比，MAX2缺失突变体中S蛋白降解减少，种子萌发能力弱 5．在黑暗中生长的植物幼苗通常表现为黄叶，称为黄化苗。光照影响幼苗叶色的分子机制如图所示。下列叙述正确的是（     ） A．光敏色素是光合色素的一种，在植物分生组织的细胞内相对比较丰富 B．光照环境下，光敏色素的空间结构会发生变化，影响特定基因的表达 C．光照环境下，胞吞进入细胞核的光敏色素，抑制HY5降解使幼苗发生去黄化反应 D．黑暗条件下，可能抑制细胞分裂素的降解，导致叶绿素合成量减少形成黄化幼苗 盐胁迫下，植物细胞膜上的PA分子会快速聚集并激活SOS信号通路，通过调控离子转运维持胞内离子稳态，其作用机制如图所示。研究发现，盐胁迫会诱导细胞内活性氧（ROS）大量积累，损伤细胞结构；而外源添加的物质X可缓解盐胁迫造成的氧化损伤。回答下列问题： (1)据图分析，SOS1通过______________（填“主动运输”或“协助扩散”）将胞内 排出细胞。 (2)据图分析，盐胁迫条件下，SCaBP8磷酸化后对AKTl的调控是____________________________；最终使细胞内Na+/K+的值__________（填“升高”或“降低”）。 (3)为验证“物质X仅在盐胁迫条件下能降低植物细胞内 ROS 含量”，某学习小组设计了如下实验，请完善实验思路： 选取生理状态相似的植物细胞均等分为4组：①正常条件 +清水；②正常条件 +物质X ；③盐胁迫 +清水组；④盐胁迫，+物质 X ，检测并比较各组幼苗____________。 预期试验结果：若正常条件下，添加物质 X 组ROS 含量___________（“低于”或者“接近”）清水组的 ROS 含量，盐胁迫下添加物质 X 组的 ROS 含量____________（“低于”或者“接近”）盐胁迫组ROS 含量，则可证明物质 X 仅在盐胁迫条件下能降低植物细胞内 ROS 含量。进一步研究表明，物质X缓解盐胁迫造成的氧化损伤依赖于SOS信号通路的激活。结合图示分析，推测物质X缓解氧化损伤的两种可能机制，并说明理由：__________________________________________________________（答出一种即可）。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.4 环境因素参与调节植物的生命活动 （导学案） 知识目标 1.说明光对植物生长发育的调节作用，理解光不仅是能量来源，也作为信号调控植物生命活动。 2.掌握光敏色素的作用、化学本质与分布。 3.阐明温度、重力等环境因素对植物生命活动的调节。 4.理解植物生长发育的整体调控：基因表达、激素调节、环境因素三者的关系。 素养目标 1.生命观念：建立稳态与平衡观，植物生命活动是基因、激素、环境因素共同调控，植物可以感知外界环境信号并做出适应性响应。 2.科学思维：通过光、重力、温度调节植物的实例进行分析推理，区分 “能量作用” 和 “信号作用”。 3.科学探究：分析光调控植物开花、根的向地性等实验情境，提升信息获取与逻辑分析能力。 4.社会责任：结合农业生产（大棚种植、引种、花期调控），学会运用本节知识解释生产现象，学以致用。 【教学重点】 1.光作为信号对植物生长发育的调节；光敏色素的功能。 2.温度、重力对植物生命活动的调节。 3.植物生长发育的整体调控。 【教学难点】 1.区分光作为能量和作为信号的不同作用。 2.理解环境因素、植物激素、基因表达三者之间的相互联系。 一、光对植物生长发育的调节 1．光对植物生长发育的两种作用。 （1）光是植物进行光合作用的能量来源；(P105) （2）光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。(P106) 2.植物是怎样感受到光照的？植物具有能接受光信号的分子，如光敏色素。(P106) 3.光信号传导的结构基础之一——光敏色素。(P106) （1）化学本质：蛋白质（色素-蛋白复合体）（2）分布：植物的各个部位，在分生组织的细胞内比较丰富（3）吸收光的类型：主要吸收红光和远红光 4.植物体内除了光敏色素，还有感受蓝光的受体。(P106) 5.光对植物生长发育的调节的实例。(P105) ①少数植物的种子需要在有光的条件下才能萌发。 ②豆芽是在黑暗的环境中培育的。 ③很多植物的开花与昼夜长短有关。 6.光调控植物生长发育的反应机制：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。(P106) 7.除了光，温度和重力等环境因素也会参与调节植物的生长发育。(P106) 二、参与调节植物生命活动的其他环境因素 1.年轮形成的原因是：在春夏季，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、细胞体积较小，在树干上形成颜色较深的带。(P107) 2.经历低温诱导促进植物开花的作用叫做春化作用，如冬小麦，如不经过一定时间低温，它们会一直保持营养状态或很晚才开花。(P107) 3.有的植物需要经过春化作用才能开花，这对于它们适应所生存的环境有什么意义？ 这样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。 4.为什么植物发芽、开花、落叶、休眠等生命活动的节奏追随着季节的步伐？(P107) 随着季节轮回，气温会发生周期性变化。 5.植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行。(P107) 6．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。(P107) 7.植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。(P107) 8.重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。(P107) 9.根的向地生长和茎的背地生长有什么意义呢？ 根向地生长，可以深扎根，利于吸收水分和无机盐； 茎背地生长，可以将枝条伸向天空，利于吸收阳光进行光合作用 10.根向地、茎背地生长的原理：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。(P107) 11.淀粉-平衡石假说认为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。 三、植物生长发育的整体调控 1.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。(P108) 2.植物细胞里储存着全套基因，但是某个细胞的基因如何表达则会根据需要作调整。(P108) 3.基因表达调控、激素调节和环境因素调节三者的关系：基因表达调控激素产生和分布。激素作为信息分子，影响细胞的基因表达。环境因素调控基因表达以及激素的产生和分布。(P108) 4.在个体层次，植物生长、发育、繁殖、休眠，实际上，是植物响应环境变化，调控基因表达以及激素产生、分布，最终表现在器官和个体水平上的变化。(P108) 探究活动 1：光作为信号调节植物生命活动 情境 很多莴苣种子，在黑暗条件下萌发率很低；给予红光照射后，种子萌发率显著提升；红光之后再给予远红光照射，萌发率又下降。光照强度很低，几乎不进行光合作用。 【讨论】① 本实验中，光能不能作为光合作用的能量来解释种子萌发？为什么？ 答案：不能。实验光照强度极低，几乎不进行光合作用；光是作为信号刺激，而不是作为能量驱动种子萌发。 【讨论】② 红光、远红光信号是被细胞中哪种物质感知？信号传递的大致过程是什么？ 答案：光敏色素；光敏色素接受光信号，自身结构发生改变，信号传导到细胞核，调控特定基因的表达，进而调控种子萌发。 【讨论】③ 如果持续黑暗，莴苣种子萌发率低，能否说明种子萌发一定需要光照？ 答案：不能。只是该类种子萌发受光信号促进；部分植物种子在黑暗条件下也可以正常萌发，不同植物对光信号响应不同。 探究活动 2：温度、春化作用的实例分析 情境 冬小麦必须经过秋冬的低温，第二年春天才能开花；如果把冬小麦直接春天播种，没有经历低温，只会长茎叶，不会抽穗开花。 【讨论】① 低温是直接为冬小麦开花提供营养物质或者能量吗？简述理由。 答案：不是。低温是作为环境信号，诱导植物内部相关基因表达，进而促使植物开花，低温不提供物质和能量。 【讨论】② 如果已经完成春化作用的冬小麦，再放到温暖环境中，春化效果会不会消失？说明了什么？ 答案：不会消失；低温的信号已经被植物记录，通过调控基因表达，使植物获得开花能力。 【讨论】③ 北方冬小麦引种到南方，常常不能开花结实，请结合春化作用解释原因。 答案：南方冬季温度较高，无法提供冬小麦开花所需要的持续低温条件，不能完成春化作用，因此不能正常抽穗开花。 探究活动 3：重力对植物生长的调节 情境 将萌发的玉米幼苗横放，一段时间后，根向地弯曲生长，茎背地弯曲生长。 讨论 【讨论】① 横放幼苗，重力如何造成生长素分布改变？根和茎近地侧生长素浓度均升高，为什么根向地、茎背地，生长反应不一样？ 答案：重力作为信号，引起生长素横向运输，近地侧生长素浓度高于远地侧；根对生长素敏感，近地侧高浓度生长素抑制根生长；茎对生长素不敏感，近地侧高浓度生长素促进茎生长更强，所以根向地、茎背地。 【讨论】② 如果在完全失重的太空环境中横放幼苗，根和茎还会出现向地、背地弯曲吗？为什么？ 答案：不会；没有重力信号，生长素不会因为重力发生横向运输，根、茎将沿原来方向生长。 【讨论】③ 重力是直接抑制根近地侧细胞的伸长吗？说明调节路径。 答案：不是。重力属于环境信号，先改变生长素分布，依靠生长素（激素）来调节细胞的伸长生长，环境信号通过激素起作用。 思维训练 植物生长发育受基因、激素、环境共同调控。有科学家做实验：短日照植物菊花，只有日照时间短于临界时长才可以开花。 实验一：菊花整株短日照处理，正常开花； 实验二：菊花叶片给予短日照，顶端芽长日照，菊花依然开花； 实验三：叶片长日照，顶端芽给予短日照，菊花不开花。 回答： 1.菊花感受日照长短（光周期）信号的部位是哪里？说出你的判断依据。 2.光周期（日照长短）属于环境信号，它不直接作用于花芽，却能诱导开花。结合本章知识，简述从光信号感知到开花的完整调节路径。 3.这个实验说明环境因素、激素、基因表达三者存在怎样的联系？ 【参考答案】 1.感受光周期信号的部位是叶片；依据：实验二叶片接受短日照，顶端芽长日照，依然开花；实验三叶片长日照，只有芽短日照，不开花，说明叶片感知光信号。 2.叶片细胞中的光敏色素感知光周期（光）信号，光敏色素结构发生改变，进行信号传导；调控叶片内相关基因表达，合成并产生开花相关的激素信号分子；该信号运输到顶端芽，调控芽细胞内和开花相关的基因表达，诱导花芽分化，植物开花。 3.环境因素（光周期）作为信号，首先被植物感知；环境信号调控植物体内的基因表达，引起激素的合成、运输与分布改变；激素又进一步调控靶细胞的基因表达，最终表现出开花等生命现象。即环境因素通过调控基因表达和激素的产生分布发挥作用，激素的变化又进一步调控基因表达，三者相互联系，共同调控植物生长发育。 【易错提醒总结】 1.光有双重角色：能量（光合作用）、信号（调控萌发、开花、形态）。 2.光敏色素是色素‑蛋白复合体（蛋白质），不是激素。 3.春化作用：低温作为信号，不是提供能量营养。 4.重力通过改变生长素分布发挥效应，不是直接抑制或促进细胞生长。 5.环境因素、激素、基因表达三者相互影响，共同完成植物生长发育的调控。 一、单选题 1．植物生命活动受植物激素、环境因素等多种因素的调节。下列相关叙述正确的是（    ） A．豆芽是在有光的环境中培育的，其在黑暗中生长会发生形态变化并长成豆苗 B．光敏色素是一类感受光信号的色素-蛋白复合体，可以吸收、传递、转化光能 C．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 D．花期调控主要通过微重力处理，也可以采用温度、生长调节剂处理及栽培措施处理 【答案】C 【详解】A、豆芽是在黑暗的环境中培育的，它的细胞中不含叶绿素，豆芽一旦见光，就会发生形态变化并长成豆苗，A错误； B、光敏色素是一类感受光信号的色素-蛋白复合体，但吸收、传递、转化光能是光合色素的功能，B错误； C、年轮的形成需要温度差，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，C正确； D、人工控制花期的主要途径有温度处理、光照处理、生长调节剂处理及栽培措施处理等方式，D错误。 2．为研究玉米种子萌发的适宜温度，研究人员将玉米种子随机平分为四组，置于不同温度下培养，其他条件保持一致，测算胚根和胚芽的生长速度，结果如下图所示。下列说法错误的是（     ） A．胚乳为胚根、胚芽生长提供营养 B．萌发时首先突破种皮的是胚芽 C．四种温度下胚根的生长速度都高于胚芽 D．种子萌发的最适温度是30℃左右 【答案】B 【详解】A、玉米种子的胚乳中含有大量的淀粉等营养物质，在种子萌发过程中，胚乳中的营养物质会被分解，为胚根、胚芽等的生长提供能量和物质，A正确； B、种子萌发时，最先突破种皮的是胚根（不是胚芽），胚根向地生长发育成根，B错误； C、从图中可以明显看出，在15℃、20℃、25℃、30℃这四种温度下，代表胚根生长速度的曲线始终高于代表胚芽生长速度的曲线，即四种温度下胚根的生长速度都高于胚芽，C正确； D、观察图表可知，在30℃左右时，无论是胚根还是胚芽的生长速度都相对较快，所以可以推测种子萌发的最适温度是30℃左右，D正确。 3．下列有关环境因素参与调节植物生命活动的叙述，错误的是（　　） A．有些植物在生长期需要经历春化作用才能开花 B．树木年轮形成主要依赖光照周期变化诱导形成层活动差异 C．“淀粉—平衡石假说”认为根冠“淀粉体”沉降触发根的向地性生长 D．光敏色素是感受光信号的色素—蛋白质复合体，通过吸收红光和远红光调控开花及种子萌发 【答案】B 【详解】A、春化作用指低温诱导植物开花的现象（如冬小麦需低温处理才能开花），属于温度参与调节的生理过程，A正确； B、树木年轮形成主要受温度季节变化影响（春夏季形成层分裂快形成浅色带，秋冬季分裂慢形成深色带），与光照周期无直接关联，B错误； C、“淀粉—平衡石假说”认为根冠中的淀粉体作为平衡石，受到重力作用时会向重力方向沉降，进而触发信号转导诱导根的向地性生长，C正确； D、光敏色素是感受光信号的色素-蛋白质复合体，可通过吸收红光和远红光发生结构变化，进一步调控种子萌发、开花等生命活动，D正确。 4．KARs是植物燃烧时产生的信号分子，能促进种子萌发和幼苗生长，对火灾后植被恢复具有重要作用，下图为KARs调节种子萌发的部分机制，其中S蛋白能抑制植物激素甲的合成，MAX2可介导泛素分子连接到S蛋白上，使S蛋白被识别并降解。相关叙述正确的是（     ） A．种子萌发主要受基因表达调控和激素调节，与环境因素调节的关系不大 B．植物激素甲可能是赤霉素，KAI2受体缺失突变体中该激素含量增多 C．植物激素KARs和脱落酸在调节种子萌发过程中的作用效果相反 D．与野生型相比，MAX2缺失突变体中S蛋白降解减少，种子萌发能力弱 【答案】D 【详解】A、种子萌发同时受基因表达、植物激素、环境因素（本题KARs就是环境信号分子）共同调控，与环境密切相关，A错误； B、激素甲促进种子萌发，推测为赤霉素；若KAI2受体缺失，则KARs无法发挥作用，MAX2不能介导S蛋白降解，S蛋白积累，S蛋白抑制激素甲合成→激素甲含量减少，不是增多，B错误； C、KARs不是植物激素，是植物燃烧产生的信号分子，概念错误；KARs促进萌发，脱落酸抑制萌发，二者效果相反，但前提叙述错误，C错误； D、若MAX2缺失则无法介导S蛋白泛素化降解，S蛋白降解减少；S蛋白持续抑制激素甲合成，激素甲含量偏低，因此种子萌发能力减弱，D正确。 5．在黑暗中生长的植物幼苗通常表现为黄叶，称为黄化苗。光照影响幼苗叶色的分子机制如图所示。下列叙述正确的是（     ） A．光敏色素是光合色素的一种，在植物分生组织的细胞内相对比较丰富 B．光照环境下，光敏色素的空间结构会发生变化，影响特定基因的表达 C．光照环境下，胞吞进入细胞核的光敏色素，抑制HY5降解使幼苗发生去黄化反应 D．黑暗条件下，可能抑制细胞分裂素的降解，导致叶绿素合成量减少形成黄化幼苗 【答案】B 【详解】A、植物具有能接受光信号的分子，光敏色素是其中的一种，光敏色素分布在植物的各个部位，其中在分生组织细胞中比较丰富，但光敏色素不是光合色素的一种，A错误； B、黑暗环境中光敏色素与光照环境下光敏色素的结构不同，推测其接受光信号后，其空间结构会发生变化，并且根据图中信息推测光敏色素结构改变之后，进入细胞核内，抑制了HY5降解，HY5影响特定基因的表达，B正确： C光照环境下，光敏色素通过核孔进入细胞核，抑制HY5降解，HY5影响特定基因的表达，使幼苗发生去黄化反应，C错误； D、细胞分裂素可以促进叶绿素合成，黑暗条件下光敏色素并未降解，可能是加速了细胞分裂素的降解，导致叶绿素合成量减少形成黄化苗，D错误。 盐胁迫下，植物细胞膜上的PA分子会快速聚集并激活SOS信号通路，通过调控离子转运维持胞内离子稳态，其作用机制如图所示。研究发现，盐胁迫会诱导细胞内活性氧（ROS）大量积累，损伤细胞结构；而外源添加的物质X可缓解盐胁迫造成的氧化损伤。回答下列问题： (1)据图分析，SOS1通过______________（填“主动运输”或“协助扩散”）将胞内 排出细胞。 (2)据图分析，盐胁迫条件下，SCaBP8磷酸化后对AKTl的调控是____________________________；最终使细胞内Na+/K+的值__________（填“升高”或“降低”）。 (3)为验证“物质X仅在盐胁迫条件下能降低植物细胞内 ROS 含量”，某学习小组设计了如下实验，请完善实验思路： 选取生理状态相似的植物细胞均等分为4组：①正常条件 +清水；②正常条件 +物质X ；③盐胁迫 +清水组；④盐胁迫，+物质 X ，检测并比较各组幼苗____________。 预期试验结果：若正常条件下，添加物质 X 组ROS 含量___________（“低于”或者“接近”）清水组的 ROS 含量，盐胁迫下添加物质 X 组的 ROS 含量____________（“低于”或者“接近”）盐胁迫组ROS 含量，则可证明物质 X 仅在盐胁迫条件下能降低植物细胞内 ROS 含量。进一步研究表明，物质X缓解盐胁迫造成的氧化损伤依赖于SOS信号通路的激活。结合图示分析，推测物质X缓解氧化损伤的两种可能机制，并说明理由：__________________________________________________________（答出一种即可）。 【答案】(1)主动运输 (2) 解除对 AKT1 的抑制，促进K+内流 降低 (3) ROS含量 接近 低于 促进 SOS 信号通路中 PA 分子的聚集或 SOS2 的活化，加速 Na⁺排出、K⁺吸收或提升 Ca2⁺水平，促进SCaBP8磷酸化，解除对 AKT1 的抑制作用，促进K+内流 【详解】（1）Na⁺是逆浓度梯度排出细胞，需要利用 H⁺顺浓度梯度运输产生的电化学势能（间接供能），符合主动运输 “逆浓度梯度、需要能量和载体蛋白” 的特征。 （2）SCaBP8 磷酸化后，解除对 AKT1 的抑制作用，导致细胞中K+浓度增大，所以细胞内的Na+/K+比值降低。 （3）为验证 “物质 X 仅在盐胁迫条件下能降低植物细胞内 ROS 含量”，需设计4 个实验分组：分别为正常条件 + 清水组、正常条件 + 物质 X 组、盐胁迫 + 清水组、盐胁迫 + 物质 X 组，检测并比较各组幼苗细胞中ROS 的含量（或活性氧水平）。若正常条件下，添加物质 X 组与清水组的 ROS 含量无显著差异，而盐胁迫下添加物质 X 组的 ROS 含量显著低于盐胁迫组，则可证明物质 X 仅在盐胁迫条件下能降低植物细胞内 ROS 含量。结合图示分析，物质 X 可能促进 SOS 信号通路中 PA 分子的聚集或 SOS2 的活化，加速 Na⁺排出、K⁺吸收，维持离子稳态，减少 ROS 产生。 也可能的机制是物质 X 提升 Ca²⁺水平，促进SCaBP8磷酸化。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $