資源簡(jiǎn)介

第五章　第四節(jié)
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練
題組一　光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)
1．小麥需要日照長(zhǎng)度達(dá)到一定值才能開花，下面相關(guān)說法錯(cuò)誤的是( D )
A．小麥細(xì)胞內(nèi)的光敏色素能感知光信號(hào)
B．光信號(hào)在細(xì)胞內(nèi)通過信息傳遞系統(tǒng)傳導(dǎo)到細(xì)胞核
C．和小麥類似的植物通常在春末夏初開花
D．長(zhǎng)日照能增加細(xì)胞核內(nèi)與開花有關(guān)的基因數(shù)量
解析：小麥細(xì)胞中的光敏色素能感受光的變化，即能感知光信號(hào)，A正確；在受到光照射時(shí)，光敏色素的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，這一變化的信息經(jīng)過信息傳遞系統(tǒng)傳導(dǎo)到細(xì)胞核內(nèi)，影響特定基因的表達(dá)，B正確；小麥需要日照長(zhǎng)度達(dá)到一定值才能開花，即在春末夏初開花，則和小麥類似的植物通常也在此時(shí)開花，C正確；長(zhǎng)日照沒有改變細(xì)胞核內(nèi)與開花有關(guān)的基因數(shù)量，只是影響了相關(guān)基因的表達(dá)，D錯(cuò)誤。
2．植物具有接受光信號(hào)的物質(zhì)，光敏色素是其中的一種。光敏色素是一類色素—蛋白復(fù)合體，光敏色素主要吸收紅光和遠(yuǎn)紅光，吸收的紅光和遠(yuǎn)紅光能使光敏色素結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，影響細(xì)胞核中特定基因的表達(dá)進(jìn)而調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育。下列有關(guān)敘述正確的是( A )
A．紅光和遠(yuǎn)紅光都對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育非常重要
B．光敏色素能催化細(xì)胞核中特定基因的表達(dá)
C．對(duì)植物來講，光只是起提供能量的作用
D．光敏色素是調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育的唯一因素
解析：光敏色素不是酶，不具有催化作用，B錯(cuò)誤；對(duì)植物來講，光既能提供能量，也能作為信息分子調(diào)控植物發(fā)育，C錯(cuò)誤；光敏色素、溫度和重力等都調(diào)控植物的生長(zhǎng)發(fā)育，D錯(cuò)誤。
題組二　參與調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)的其他環(huán)境因素
3．生長(zhǎng)在溫帶和亞熱帶地區(qū)的樹木，在它們樹干的橫切面上，常常可以看到一些年輪。一個(gè)年輪內(nèi)的木材特點(diǎn)是( A )
A．春材到秋材，質(zhì)地由疏松到致密，顏色由淺到深
B．春材到秋材，質(zhì)地由致密到疏松，顏色由深到淺
C．秋材到春材，質(zhì)地由致密到疏松，顏色由深到淺
D．秋材到春材，質(zhì)地由疏松到致密，顏色由淺到深
解析：生長(zhǎng)在溫帶地區(qū)和亞熱帶地區(qū)的樹木，在它們的樹干橫切面上，常常可以看到一些同心環(huán)帶，人們稱作年輪。年輪是由于形成層細(xì)胞的分裂活動(dòng)受氣溫變化的影響而形成的。春天氣溫升高，營養(yǎng)物質(zhì)充足，形成層細(xì)胞的分裂活動(dòng)加快，所產(chǎn)生的木質(zhì)部細(xì)胞個(gè)體大，細(xì)胞壁薄，因此，木材的質(zhì)地疏松，顏色較淺，這樣的木材叫作春材。秋天，氣溫降低，營養(yǎng)物質(zhì)減少，形成層細(xì)胞的分裂活動(dòng)減慢，所產(chǎn)生的木質(zhì)部細(xì)胞個(gè)體小，細(xì)胞壁厚，因此，木材質(zhì)地致密，顏色較深，這樣的木材叫作秋材。一個(gè)年輪包括當(dāng)年的春材和當(dāng)年的秋材，它代表了一年當(dāng)中所形成的木材。同一年的春材與秋材之間，顏色是逐漸轉(zhuǎn)變的，中間沒有明顯的界限，共同構(gòu)成一個(gè)環(huán)帶，即年輪。
4．自然條件下，冬小麥?zhǔn)窃陬^一年秋季萌發(fā)，以營養(yǎng)體(長(zhǎng)出根、莖、葉的植物體)過冬，第二年夏初開花和結(jié)實(shí)。秋末冬春的低溫是誘導(dǎo)開花的必要條件。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)低溫能促使冬小麥體內(nèi)赤霉素含量增加，說明( A )
A．未經(jīng)過低溫處理的冬小麥，如果施用適宜濃度的赤霉素也能誘導(dǎo)開花
B．赤霉素等植物激素控制著植物的生命活動(dòng)
C．赤霉素直接參與細(xì)胞內(nèi)的代謝活動(dòng)
D．赤霉素具有解除種子休眠的作用
解析：秋末冬春的低溫是誘導(dǎo)開花的必要條件，低溫能促使冬小麥體內(nèi)赤霉素含量增加，說明赤霉素與植物的開花有關(guān)，故未經(jīng)過低溫處理的冬小麥，如果施用適宜濃度的赤霉素也能誘導(dǎo)開花，A正確；植物激素的合成受基因的控制，故基因控制著植物的生命活動(dòng)，植物激素對(duì)生命活動(dòng)只是起調(diào)節(jié)作用，不能直接參與細(xì)胞內(nèi)的代謝，B、C錯(cuò)誤；冬小麥?zhǔn)且誀I養(yǎng)體過冬的，故題干未體現(xiàn)赤霉素具有解除種子休眠的作用，D錯(cuò)誤。
5．“淀粉—平衡石假說”認(rèn)為植物依靠富含“淀粉體”的平衡石細(xì)胞感受重力的刺激。當(dāng)重力方向發(fā)生改變時(shí)，平衡石細(xì)胞中的“淀粉體”就會(huì)沿著重力方向沉降，引起植物體內(nèi)一系列信號(hào)分子的改變，如通過生長(zhǎng)素的運(yùn)輸導(dǎo)致生長(zhǎng)素沿著重力刺激的方向不對(duì)稱分布，從而造成重力對(duì)植物生長(zhǎng)的影響。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( D )
A．“淀粉體”可感受重力的方向
B．“淀粉體”能將重力信號(hào)轉(zhuǎn)換成運(yùn)輸生長(zhǎng)素的信號(hào)
C．莖的近地側(cè)生長(zhǎng)素分布較多，細(xì)胞生長(zhǎng)快，使莖背地生長(zhǎng)
D．根的近地側(cè)生長(zhǎng)素分布較多，細(xì)胞生長(zhǎng)快，使根向地生長(zhǎng)
解析：植物的根系在生長(zhǎng)過程中，由于重力的作用近地側(cè)的生長(zhǎng)素濃度高，高濃度生長(zhǎng)素對(duì)植物根有抑制生長(zhǎng)的作用，細(xì)胞生長(zhǎng)受抑制，根的遠(yuǎn)地側(cè)生長(zhǎng)素分布較少，細(xì)胞生長(zhǎng)快，使根向地生長(zhǎng)，D錯(cuò)誤。
題組三　植物生長(zhǎng)發(fā)育的整體調(diào)控
6．下列關(guān)于環(huán)境因素參與調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)的敘述，不正確的是( C )
A．植株的生長(zhǎng)、開花、衰老都會(huì)受到光的調(diào)控
B．隨著晝夜交替，氣溫午高夜低，植物的代謝也會(huì)有旺盛和緩慢之分
C．已有研究表明，根尖中感受重力的細(xì)胞是位于分生區(qū)的細(xì)胞
D．激素影響基因的表達(dá)，同時(shí)激素的產(chǎn)生和分布也受基因表達(dá)的調(diào)控
解析：光作為一種信號(hào)，影響、調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育的全過程，A正確；溫度可通過影響酶的活性影響植物的代謝，B正確；已有研究表明，根尖中感受重力的細(xì)胞是位于根冠的細(xì)胞，C錯(cuò)誤；激素作為信息分子，會(huì)影響細(xì)胞的基因表達(dá)，從而起到調(diào)節(jié)作用，同時(shí)激素的產(chǎn)生和分布是基因表達(dá)調(diào)控的結(jié)果，也受到環(huán)境因素的影響，D正確。
7．植物的生長(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，下列相關(guān)敘述不正確的是( C )
A．植物的生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖、休眠都受到基因表達(dá)的調(diào)控
B．激素作為信息分子，可以影響植物細(xì)胞的基因表達(dá)，從而起到調(diào)節(jié)作用
C．植物激素的產(chǎn)生和分布是基因表達(dá)調(diào)控的結(jié)果，不受環(huán)境因素的影響
D．光、溫度、重力等環(huán)境因素也可以調(diào)控植物的生命活動(dòng)
解析：植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控，是基因表達(dá)調(diào)控、激素調(diào)節(jié)和環(huán)境因素調(diào)節(jié)共同構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。激素作為信息分子，可以影響植物細(xì)胞的基因表達(dá)，從而起到調(diào)節(jié)作用，同時(shí)植物激素的產(chǎn)生和分布是基因表達(dá)調(diào)控的結(jié)果，也受到環(huán)境因素的影響，C錯(cuò)誤。
8．下列關(guān)于“引來繁花綴滿枝，瓜熟蒂落也有時(shí)”現(xiàn)象的分析，錯(cuò)誤的是( D )
A．這一現(xiàn)象是多種植物激素相互作用的結(jié)果
B．適當(dāng)噴2,4－D能延長(zhǎng)“繁花綴滿枝”的時(shí)間
C．乙烯和脫落酸共同調(diào)節(jié)了“瓜熟蒂落”的過程
D．環(huán)境因素只能通過激素來影響植物的各項(xiàng)生命活動(dòng)
解析：乙烯促進(jìn)果實(shí)成熟，脫落酸促進(jìn)葉和果實(shí)的衰老和脫落，二者共同調(diào)節(jié)了“瓜熟蒂落”的過程，這也說明植物的生命活動(dòng)是多種植物激素相互作用、共同調(diào)節(jié)的結(jié)果，A、C正確；2,4－D是生長(zhǎng)素類調(diào)節(jié)劑，可以防止落花落果，B正確；環(huán)境因素除了通過激素來影響植物的各項(xiàng)生命活動(dòng)外，還可以通過影響酶的活性等來調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)，D錯(cuò)誤。
綜合強(qiáng)化
一、選擇題
1．根橫放時(shí)，淀粉體下沉在細(xì)胞近地側(cè)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放Ca2＋到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，Ca2＋與鈣調(diào)蛋白結(jié)合后活化Ca2＋泵和IAA泵，使根近地側(cè)積累較多的Ca2＋和IAA，導(dǎo)致根的近地側(cè)和背地側(cè)生長(zhǎng)速度不一樣。以下說法不合理的是( B )
A．淀粉體能導(dǎo)致IAA的分布不均
B．Ca2＋和IAA跨膜運(yùn)輸?shù)浇貍?cè)的方式不同
C．重力作用能夠引發(fā)根的向地生長(zhǎng)
D．環(huán)境因子會(huì)引起植物體內(nèi)包括激素合成在內(nèi)的多種變化，進(jìn)而對(duì)基因組的表達(dá)進(jìn)行調(diào)節(jié)
解析：Ca2＋和IAA跨膜運(yùn)輸?shù)浇貍?cè)的方式相同，都是主動(dòng)運(yùn)輸，B錯(cuò)誤。
2．短日照植物在日照時(shí)數(shù)小于一定值時(shí)才能開花。已知某短日照植物在光照10小時(shí)/天的條件下連續(xù)處理6天能開花(人工控光控溫)。為了給某地(日照時(shí)數(shù)最長(zhǎng)為16小時(shí)/天)引種該植物提供理論參考，探究誘導(dǎo)該植物在該地區(qū)開花的光照時(shí)數(shù)X(小時(shí)/天)的最大值設(shè)計(jì)了以下四組實(shí)驗(yàn)方案，最合理的是( C )
實(shí)驗(yàn)方案 對(duì)照組(光照時(shí)數(shù)：小時(shí)/天，6天) 實(shí)驗(yàn)組(光照時(shí)數(shù)X小時(shí)/天，6天)
A 10 4≤X<10設(shè)置梯度
B 10 8≤X<10,10C 10 10D 10 10解析：結(jié)合題意可知，本實(shí)驗(yàn)的目的是探究誘導(dǎo)該植物在該地區(qū)開花的光照時(shí)數(shù)X(小時(shí)/天)的最大值，根據(jù)信息該植物“在光照10小時(shí)/天的條件下連續(xù)處理6天能開花”，且該地區(qū)“日照時(shí)數(shù)最長(zhǎng)為16小時(shí)/天”，故實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的光照時(shí)數(shù)應(yīng)為103．高等植物的生長(zhǎng)發(fā)育受到環(huán)境因素的調(diào)節(jié)，光、溫度、重力對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)作用尤為重要。請(qǐng)判斷下列說法正確的有幾項(xiàng)( C )
①光敏色素是一類色素—蛋白復(fù)合體，主要吸收紅光和遠(yuǎn)紅光
②接受光照射時(shí)，光敏色素的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化
③植物分布的地域性很大程度上就是由光照決定的
④高等植物正常生長(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
⑤年輪、春化作用均能說明溫度參與植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)
⑥植物對(duì)重力的感受是通過平衡石細(xì)胞來實(shí)現(xiàn)的
A．三項(xiàng) B．四項(xiàng)
C．五項(xiàng) D．六項(xiàng)
解析：光敏色素是一類蛋白質(zhì)(色素—蛋白復(fù)合體)，主要吸收紅光和遠(yuǎn)紅光，①正確；受到光照射時(shí)，光敏色素的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，這一變化的信息經(jīng)過信息傳遞系統(tǒng)傳導(dǎo)到細(xì)胞核，影響特定基因的表達(dá)，從而表現(xiàn)出生物學(xué)效應(yīng)，②正確；植物分布的地域性很大程度上是由溫度決定的，③錯(cuò)誤；植物生長(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，需要各個(gè)器官、組織、細(xì)胞之間的協(xié)調(diào)和配合，④正確；年輪的寬窄同當(dāng)年降水和溫度關(guān)系十分密切，春化作用指經(jīng)歷低溫誘導(dǎo)促使植物開花的作用，兩者均能說明溫度參與植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)，⑤正確；“淀粉—平衡石假說”認(rèn)為，植物對(duì)重力的感受是通過體內(nèi)一類富含“淀粉體”的細(xì)胞，即平衡石細(xì)胞來實(shí)現(xiàn)的，⑥正確。綜上分析，C符合題意。
4．科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，植物具有的光敏色素和向光素是能接受特定光信號(hào)的分子。光敏色素受到紅光和遠(yuǎn)紅光照射時(shí)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，影響細(xì)胞核中特定基因的表達(dá)而調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育。向光素是一種自磷酸化蛋白激酶，在藍(lán)光刺激下，發(fā)生自磷酸化。激活的向光素調(diào)節(jié)生長(zhǎng)素運(yùn)輸載體的定位，進(jìn)而引起生長(zhǎng)素的側(cè)向運(yùn)動(dòng)，最終使得植物器官不對(duì)稱生長(zhǎng)。下列有關(guān)描述正確的是( D )
A．向光素是感受紅光和遠(yuǎn)紅光的受體蛋白質(zhì)
B．生長(zhǎng)素的側(cè)向運(yùn)輸與向光素的自磷酸化無關(guān)
C．光敏色素受到刺激后進(jìn)入細(xì)胞核催化特定基因的表達(dá)
D．植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控是基因、激素、環(huán)境共同完成的
解析：向光素是接受藍(lán)光刺激的受體，A錯(cuò)誤；向光素是一種自磷酸化蛋白激酶，在藍(lán)光刺激下，發(fā)生自磷酸化，激活的向光素調(diào)節(jié)生長(zhǎng)素運(yùn)輸載體的定位，進(jìn)而引起生長(zhǎng)素的側(cè)向運(yùn)動(dòng)，最終使得植物器官不對(duì)稱生長(zhǎng)，B錯(cuò)誤；光敏色素不能進(jìn)入細(xì)胞核中發(fā)揮作用，只是轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)，影響細(xì)胞核中特定基因的表達(dá)，C錯(cuò)誤；植物的生長(zhǎng)發(fā)育從根本上講是基因組在一定時(shí)間和空間上程序性表達(dá)的結(jié)果，環(huán)境因素可以直接影響基因組的表達(dá)，也可以通過影響激素的合成進(jìn)而影響基因組的表達(dá)，D正確。
5．研究表明，外源多胺能抑制生長(zhǎng)素的極性運(yùn)輸。下列相關(guān)敘述中，錯(cuò)誤的是( B )
A．生長(zhǎng)素的極性運(yùn)輸需要消耗細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的能量
B．生長(zhǎng)素主要在頂芽合成，細(xì)胞分裂素主要在側(cè)芽合成
C．施用適宜濃度的外源多胺能促進(jìn)側(cè)芽發(fā)育
D．光照、溫度等環(huán)境因素會(huì)影響植物激素的合成
解析：生長(zhǎng)素的極性運(yùn)輸屬于主動(dòng)運(yùn)輸，需要消耗細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的能量，A正確；生長(zhǎng)素的合成部位主要為幼嫩的芽、葉和發(fā)育中的種子，細(xì)胞分裂素的合成部位主要是根尖，B錯(cuò)誤；頂芽產(chǎn)生的生長(zhǎng)素通過極性運(yùn)輸?shù)竭_(dá)側(cè)芽部位，引起側(cè)芽部位生長(zhǎng)素濃度過高，進(jìn)而抑制側(cè)芽的生長(zhǎng)，而外源多胺能抑制生長(zhǎng)素的極性運(yùn)輸，所以施用適宜濃度的外源多胺能促進(jìn)側(cè)芽發(fā)育，C正確；光照、溫度等環(huán)境因素的變化，會(huì)引起植物體內(nèi)產(chǎn)生包括植物激素合成在內(nèi)的多種變化，D正確。
二、非選擇題
6．光敏色素在植物個(gè)體發(fā)育的過程中能促進(jìn)種子的萌發(fā)、調(diào)節(jié)幼苗的生長(zhǎng)和葉綠體的發(fā)育等。如圖為光敏色素調(diào)節(jié)相關(guān)蛋白質(zhì)合成的過程，請(qǐng)分析回答有關(guān)問題：
(1)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，植物具有能接受光信號(hào)的分子，光敏色素是其中的一種。光敏色素是一類_蛋白質(zhì)(色素—蛋白復(fù)合體)__，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。
(2)在受到光照射時(shí)，光敏色素的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，該過程是_感受__信號(hào)的過程，圖中發(fā)生改變的光敏色素作為_信息(信號(hào))__分子傳遞到細(xì)胞核內(nèi)，引起細(xì)胞核內(nèi)_特定基因轉(zhuǎn)錄__，該過程的產(chǎn)物通過_核孔__離開細(xì)胞核。
(3)需要氨基酸作為原料的過程是圖中序號(hào)_②__。該過程的開始和終止分別與mRNA上的_起始密碼子和終止密碼子__有關(guān)。
解析：(1)光敏色素是一類蛋白質(zhì)(色素—蛋白復(fù)合體)。(2)在受到光照射時(shí)，光敏色素的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，作為信號(hào)分子將信息傳遞下去。由題圖可知，信號(hào)進(jìn)入了細(xì)胞核，引起細(xì)胞核內(nèi)發(fā)生特定基因的轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄得到的產(chǎn)物是RNA，RNA從核孔離開細(xì)胞核。(3)基因表達(dá)的翻譯過程需要氨基酸作為原料，即圖中②過程；該過程的開始和終止分別與mRNA上的起始密碼子和終止密碼子有關(guān)。
7．科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，低溫誘導(dǎo)可促進(jìn)植物開花，該作用稱為春化作用。經(jīng)低溫處理后，植物體內(nèi)會(huì)出現(xiàn)一些新的蛋白質(zhì)，其中有一種物質(zhì)稱為春化素(植物激素)，把經(jīng)過春化的植物的枝條或葉嫁接到同種的未經(jīng)春化處理的植株上，該植物也會(huì)開花。請(qǐng)仔細(xì)閱讀以下資料并回答下列相關(guān)問題：
資料1：白菜、甜菜等不經(jīng)低溫處理只長(zhǎng)葉不開花，使用赤霉素能讓植株抽苔開花。
資料2：冬小麥、燕麥經(jīng)低溫處理后體內(nèi)赤霉素含量比未處理的多。
資料3：赤霉素處理的植株先長(zhǎng)葉后開花，春化處理的植株邊開花邊長(zhǎng)葉。
(1)植物的生長(zhǎng)發(fā)育過程是多種激素相互作用、共同調(diào)節(jié)的，其中在促進(jìn)植物生長(zhǎng)方面與赤霉素有協(xié)同作用的植物激素是_生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素__。
(2)某些植物經(jīng)春化處理后，產(chǎn)生了一些新的蛋白質(zhì)。從根本原因分析，這說明_低溫激活了相關(guān)基因的表達(dá)(或環(huán)境影響基因的表達(dá))__。
(3)冬小麥經(jīng)低溫處理后體內(nèi)的赤霉素含量增加，赤霉素與春化素是不是同一種物質(zhì)？_不是__，請(qǐng)說明判斷的理由：_赤霉素處理的植株先長(zhǎng)葉后開花，春化處理的植株邊開花邊長(zhǎng)葉；赤霉素的化學(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì)，而春化素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)__(答出兩點(diǎn))。
解析：(1)植物體的生長(zhǎng)發(fā)育包括細(xì)胞數(shù)目的增加和細(xì)胞體積的增大，在促進(jìn)植物生長(zhǎng)方面與赤霉素有協(xié)同作用的植物激素是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素。(2)低溫處理后產(chǎn)生了某些新的蛋白質(zhì)，根本原因是基因的表達(dá)，說明低溫處理激活了相關(guān)基因的表達(dá)。(3)由題干信息可知，赤霉素處理的植株先長(zhǎng)葉后開花，春化處理的植株邊開花邊長(zhǎng)葉；赤霉素的化學(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì)，而春化素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，這說明赤霉素和春化素不是同一種物質(zhì)。
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第5章　植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)
第4節(jié)　環(huán)境因素參與調(diào)節(jié)植物的生命活動(dòng)
1．結(jié)合實(shí)例，分析光照、溫度等環(huán)境因素如何影響植物生長(zhǎng)發(fā)育。(生命觀念)
2．結(jié)合生長(zhǎng)素作用的低濃度促進(jìn)、高濃度抑制的特點(diǎn)，分析根的向地性和莖的背地性形成原因。(科學(xué)思維)
1．光作為一種信號(hào)，影響、調(diào)控植物生長(zhǎng)、發(fā)育的全過程。
2．除了光，溫度、重力等環(huán)境因素也會(huì)參與調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育。
3．植物生長(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。
教材梳理
1._____是植物進(jìn)行光合作用的能量來源。
2．實(shí)例
(1)少數(shù)植物的種子需要在有_____的條件下才能萌發(fā)。
(2)豆芽是在_______的環(huán)境中培育的。
(3)很多植物的開花與_______長(zhǎng)短有關(guān)。
3．光作為一種_______，影響、_______植物生長(zhǎng)、發(fā)育的全過程；植物具有能接受光信號(hào)的分子，如___________。
知識(shí)點(diǎn)一　光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)
光
光
黑暗
晝夜
信號(hào)
調(diào)控
光敏色素
4．調(diào)控機(jī)理
(1)信號(hào)：_____。
(2)信號(hào)受體：___________。
①本質(zhì)：_________(色素—蛋白復(fù)合體)。
②分布：存在于植物的各個(gè)部位，其中在___________的細(xì)胞內(nèi)比較豐富。
③吸收光譜：主要吸收_______和_________。
(3)調(diào)節(jié)過程：在受到光照射時(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_______________傳導(dǎo)到細(xì)胞核內(nèi)，影響特定_______
______，從而表現(xiàn)出生物學(xué)效應(yīng)。
光
光敏色素
蛋白質(zhì)
分生組織
紅光
遠(yuǎn)紅光
信息傳遞系統(tǒng)
基因的
表達(dá)
判斷正誤
(1)胚芽鞘的感光部位尖端的細(xì)胞可能含有光敏色素。( 　　)
(2)光敏色素只分布在葉肉細(xì)胞的葉綠體的膜結(jié)構(gòu)上。( 　　)
(3)光敏色素應(yīng)該不是激素，存在于葉子等器官，大小和葉綠素差不多。( 　　)
√
×
×
核心探討
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)
資料1　萵苣種子在光照一段時(shí)間后的發(fā)芽率明顯高于黑暗條件。
資料2　煙草種子在光照/黑暗條件下的發(fā)芽率明顯高于完全黑暗條件(實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表)。
處理 發(fā)芽率(%)
全黑暗 6.67
光照/黑暗 91.00
(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？是提供能量嗎？
提示：不是，因?yàn)橛绊懮L(zhǎng)素分布出現(xiàn)的結(jié)果應(yīng)該是植物表現(xiàn)出一種不對(duì)稱的生長(zhǎng)狀態(tài)，而種子萌發(fā)不是這種情況。所以不是光通過影響生長(zhǎng)素的分布來影響種子萌發(fā)的。許多種子萌發(fā)時(shí)是沒有葉綠素的，不能進(jìn)行光合作用，所以也不提供能量。
(2)請(qǐng)你推測(cè)光是如何調(diào)節(jié)種子萌發(fā)的？
資料3　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)間統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率，結(jié)果如下：
組別 光照射處理方式 發(fā)芽情況
對(duì)照組 無光照 不發(fā)芽
組1 紅光 發(fā)芽
組2 紅光→紅外光 不發(fā)芽
組3 紅光→紅外光→紅光 發(fā)芽
組4 紅光→紅外光→紅光→紅外光 不發(fā)芽
提示：光本身是植物種子萌發(fā)過程中的一種調(diào)節(jié)因子。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)。
(3)你能得出什么結(jié)論？
提示：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4　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。豆芽一旦見光，就會(huì)發(fā)生形態(tài)變化并長(zhǎng)成豆苗。
在這個(gè)過程中，光產(chǎn)生了什么影響？
提示：光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)。
3．光調(diào)節(jié)植物開花
資料5　植物開花條件：菠菜——白天光照時(shí)長(zhǎng)超過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)無關(guān)。
決定植物是否開花的環(huán)境因素是什么？
提示：光照時(shí)長(zhǎng)。
處理 火龍果開花朵數(shù)
補(bǔ)光6小時(shí) 54
補(bǔ)光5小時(shí) 47
補(bǔ)光4小時(shí) 44
不補(bǔ)光 9
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，前者開花，后者不開花。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)嫁接過去的長(zhǎng)日照植物枝條居然在短日照條件下開花了。
由此，你可以得出什么結(jié)論？
提示：光信號(hào)在植物體內(nèi)被轉(zhuǎn)換為化學(xué)物質(zhì)信號(hào)。
5．植物細(xì)胞中能感受光信號(hào)的分子是什么？參照教材P106圖5－12，嘗試用文字和箭頭構(gòu)建光信號(hào)轉(zhuǎn)換過程模型。
提示：光敏色素。模型如圖所示：
核心歸納
1.光照對(duì)種子的萌發(fā)并非都具有促進(jìn)作用，也可起到抑制作用。
2．并不是所有植物的開花都與晝夜長(zhǎng)短有關(guān)，例如，黃瓜、棉花、向日葵的開花與日照時(shí)間長(zhǎng)短無關(guān)。
典題應(yīng)用
1.光作為一種信號(hào)，影響、調(diào)控植物生長(zhǎng)、發(fā)育的全過程。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是( 　　)
A．多數(shù)植物的種子在有光的條件下才能萌發(fā)
B．光敏色素是一類蛋白質(zhì)，在受到光照刺激時(shí)，結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變
C．有些植物的開花與晝夜長(zhǎng)短有關(guān)系
D．植物的向光性生長(zhǎng)是植物對(duì)光刺激的反應(yīng)
A
解析：少數(shù)植物的種子需要在有光的條件下才能萌發(fā)，A錯(cuò)誤；光敏色素是一種蛋白質(zhì)(色素—蛋白復(fù)合體)，在受到光照射時(shí)，光敏色素被激活，其結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，B正確；有些植物的開花與晝夜長(zhǎng)短有關(guān)，如菠菜只有在白天長(zhǎng)度超過13 h時(shí)才開花，C正確；植物的向光性生長(zhǎng)，是由單側(cè)光的刺激引起生長(zhǎng)素分布不均勻?qū)е碌模珼正確。
2．自然界中，植物開花需要光信號(hào)刺激，植物對(duì)日照時(shí)間的感知與光敏色素有關(guān)，下列說法錯(cuò)誤的是( 　　)
A．光敏色素是一種接受光信號(hào)的分子，化學(xué)本質(zhì)是色素—蛋白復(fù)合體
B．光敏色素只分布在植物分生組織的細(xì)胞內(nèi)
C．日照時(shí)間對(duì)植物開花的調(diào)節(jié)本質(zhì)上是影響特定基因的表達(dá)
D．可以通過人為地控制光照時(shí)間達(dá)到使花卉分批上市的目的
解析：光敏色素是一種接受光信號(hào)的分子，化學(xué)本質(zhì)是色素—蛋白復(fù)合體，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，B錯(cuò)誤。
B
教材梳理
1.除了光，_______、_______等環(huán)境因素也會(huì)參與調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育。
2．溫度可以通過影響___________、植株生長(zhǎng)、___________和葉的衰老、脫落等生命活動(dòng)，從而參與調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育。植物分布的地域性很大程度上就是由_______決定的。
3．植物根向地、莖背地生長(zhǎng)，是在_______的調(diào)節(jié)下形成的。
4．植物的根、莖中具有感受重力的_______和_______，可以將重力信號(hào)轉(zhuǎn)換成_____________的信號(hào)，造成生長(zhǎng)素分布的_________，從而調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)方向。
知識(shí)點(diǎn)二　參與調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)的其他環(huán)境因素
溫度
重力
種子萌發(fā)
開花結(jié)果
溫度
重力
物質(zhì)
細(xì)胞
運(yùn)輸生長(zhǎng)素
不均衡
5．“淀粉—平衡石假說”
(1)植物對(duì)重力的感受是通過體內(nèi)一類富含“淀粉體”的細(xì)胞，即_________細(xì)胞來實(shí)現(xiàn)的。
(2)當(dāng)重力方向發(fā)生改變時(shí)，平衡石細(xì)胞中的“淀粉體”就會(huì)沿著_______方向沉降，引起植物體內(nèi)一系列信號(hào)分子的改變。
平衡石
重力
6．植物生長(zhǎng)發(fā)育的整體調(diào)控
(1)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控，是由_______________、_______調(diào)節(jié)和環(huán)境因素調(diào)節(jié)共同完成的。
(2)激素作為_______分子，會(huì)影響細(xì)胞的___________，從而起到調(diào)節(jié)作用。激素的產(chǎn)生和分布是基因表達(dá)_______的結(jié)果，也受到環(huán)境因素的影響。
(3)在個(gè)體層次，植物生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖、休眠，實(shí)際上，是植物響應(yīng)環(huán)境變化，調(diào)控___________以及激素產(chǎn)生、分布，最終表現(xiàn)在_______和_______水平上的變化。
基因表達(dá)調(diào)控
激素
信息
基因表達(dá)
調(diào)控
基因表達(dá)
器官
個(gè)體
判斷正誤
1.光、溫度等因素都是通過影響植物激素的作用來影響植物的生命活動(dòng)的。( 　　)
2．太空失重條件下，生長(zhǎng)素的極性運(yùn)輸也將喪失。( 　　)
3．日照時(shí)間對(duì)植物開花的調(diào)節(jié)本質(zhì)上是對(duì)基因程序性表達(dá)的調(diào)控。( 　　)
4．光、溫度等環(huán)境因子的變化不會(huì)影響植物激素的合成。( 　　)
5．幼苗中激素的合成受基因的調(diào)控并受光等環(huán)境因素的影響。( 　　)
×
×
√
×
√
核心探討
任務(wù)二、分析溫度和重力對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)
1．樹木的年輪與季節(jié)的溫度變化有什么直接關(guān)系？
提示：年輪的形成，是樹木對(duì)一年中不同時(shí)期環(huán)境溫度反應(yīng)的結(jié)果。
2．有的植物需經(jīng)過春化作用才能開花，這對(duì)它們適應(yīng)生存的環(huán)境有什么意義？
提示：可以避免出現(xiàn)在冬季來臨之前開花從而無法正常結(jié)果的情況。
3．根的向地生長(zhǎng)、莖的背地生長(zhǎng)主要是受哪種因素調(diào)節(jié)的？這有什么意義？
提示：主要受重力影響；根向地生長(zhǎng)可以深扎根，利于吸收水分和無機(jī)鹽；莖背地生長(zhǎng)，可以將枝條伸向天空，利于吸收陽光，進(jìn)行光合作用。
典題應(yīng)用
3.某些植物必須經(jīng)過春化作用(用低溫誘導(dǎo)促使植物開花)才能開花結(jié)實(shí)。如表是對(duì)冬小麥進(jìn)行春化處理的研究結(jié)果。以下對(duì)研究結(jié)果的分析錯(cuò)誤的是( )
A．溫度是決定冬小麥抽穗開花的環(huán)境因素
B．高溫可以解除小麥的春化作用
C．春化作用產(chǎn)生的特殊蛋白質(zhì)是低溫誘導(dǎo)基因突變的結(jié)果
D．北方春季補(bǔ)種的冬小麥可能只會(huì)長(zhǎng)苗不會(huì)開花結(jié)果
C
處理方式 未經(jīng)低溫處理
(第1組) 經(jīng)低溫處理
(第2組) 先低溫處理后高溫處理
(第3組)
檢測(cè)結(jié)果 沒有某些特殊蛋白質(zhì) 有某些特殊蛋白質(zhì) 出現(xiàn)某些特殊蛋白質(zhì)。高溫處理后這些蛋白質(zhì)消失
現(xiàn)象 不能抽穗開花 抽穗開花 不能抽穗開花
解析：第1組未經(jīng)低溫處理，冬小麥不能抽穗開花，而第2組經(jīng)低溫處理，冬小麥抽穗開花，說明溫度是決定冬小麥抽穗開花的環(huán)境因素，A正確；第2組經(jīng)低溫處理，冬小麥抽穗開花，而第3組先低溫處理后高溫處理，冬小麥不能抽穗開花，說明高溫可以解除冬小麥的春化作用，B正確；細(xì)胞中原來就存在這些特殊蛋白質(zhì)基因，只是這些基因在低溫條件下進(jìn)行了選擇性表達(dá)，C錯(cuò)誤；北方春季補(bǔ)種的冬小麥如果不經(jīng)過春化處理，只會(huì)長(zhǎng)苗不會(huì)開花結(jié)果，D正確。
4．下列說法錯(cuò)誤的是( 　　)
A．植物對(duì)重力的感受是通過平衡石細(xì)胞來實(shí)現(xiàn)的
B．根尖中的平衡石細(xì)胞位于根尖的分生區(qū)
C．平衡石細(xì)胞中的“淀粉體”會(huì)沿著重力方向沉降
D．平衡石細(xì)胞可將重力信號(hào)轉(zhuǎn)化為運(yùn)輸生長(zhǎng)素的信號(hào)
解析：“淀粉—平衡石假說”認(rèn)為植物對(duì)重力的感受是通過體內(nèi)一類富含“淀粉體”的細(xì)胞，即平衡石細(xì)胞來實(shí)現(xiàn)的，平衡石細(xì)胞中的“淀粉體”會(huì)沿著重力方向沉降，可導(dǎo)致生長(zhǎng)素沿著重力刺激的方向不對(duì)稱分布，從而造成重力對(duì)植物生長(zhǎng)的影響，A、C、D正確；根尖的平衡石細(xì)胞位于根冠，B錯(cuò)誤。
B
網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

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