第38讲环境因素参与调节植物的生命活动第第8 8单元单元素养目标 内容索引010203强基础强基础增分策略增分策略提能力提能力精准突破精准突破练高考练高考衍生训练衍生训练04研情境研情境素养素养突破突破1 1 强基础强基础增分策略增分策略1.光对植物生长发育的调节(1)光的作用提供能量。作为一种信号。(2)光的信号传导光敏色素调控机制2.参与调节植物生命活动的其他环境因素 在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果 3.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构成的网络。旁栏边角1.(选择性必修1P107“思考讨论”)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?提示:春化作用的出现和休眠一样,也是植物应对恶劣环境的一种策略,植物在开花时最脆弱,如果此时遇上低温,则很容易无法抵抗而导致不开花或死亡。所以经过长久的演化,植物会等待寒冬过去后再开花结实,以确保顺利繁衍后代。2.(选择性必修1P105“问题探讨”)根的向地生长、茎的背地生长主要是受哪种因素调节的?这有什么意义?提示:主要受重力影响。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。易错辨析(1)温带地区树木中的年轮表现出季节周期性变化。(选择性必修1P107“思考讨论”)()(2)植物的根茎靠根冠中的细胞感受重力,从而引起根的向地生长。(选择性必修1P108小字)()(3)植物的生长发育完全由植物激素调控。(选择性必修1P108正文)()2 2 提能力提能力精准突破精准突破主主题环境因素参与调节植物的生命活动【考向探究考向探究】考向1 结合光对植物生长发育的调节,考查生命观念1.如图表示红光(R)和远红光(FR)对短日照植物和长日照植物开花的影响,下列相关叙述错误的是()A.暗期用红光照射,可以抑制短日照植物开花和促进长日照植物开花B.植物光敏色素可感知红光和远红光信号并据此调节生长发育C.长夜闪光对于植物能否开花并无明显影响D.短日照植物和长日照植物是否开花取决于末次光照类型答案:C解析:将图中从左向右分别标号1、2、3、4、5、6,结合2、3可知,暗期用红光照射,可以抑制短日照植物开花,而促进长日照植物开花,A项正确;光敏色素是一类色素蛋白复合体,主要吸收红光和远红光,在受到某种波长的光照射时,光敏色素的结构会发生变化,这一变化会影响到细胞核内特定基因的表达,从而表现出生物学效应,调节植物的生长发育,B项正确;当光照时间小于长日植物的临界日长,在暗期中给予一定光照时,长日植物也能开花,这说明长夜闪光对于植物能否开花有影响,C项错误;当末次光照是R时,长日照植物开花,短日照植物不开花,当末次光照是FR时,短日照植物开花,长日照植物不开花,即短日照植物和长日照植物是否开花取决于末次光照类型,D项正确。考向2 结合温度、重力等环境因素对植物生长发育的调节,考查生命观念2.(2022滕州期末)高等植物的生长发育会受到环境因素的调节,其中光、温度和重力对植物生长发育的调节作用尤为重要。下列相关叙述错误的是()A.光敏色素是一类色素蛋白复合体,被激活后其结构会发生改变B.光敏色素不仅能吸收红光和远红光,还能感受蓝光的刺激C.植物对重力的感受是通过平衡石细胞来实现的D.树木上年轮的形成说明温度参与植物生长发育的调节答案:B解析:光敏色素是一类色素蛋白复合体,主要吸收红光和远红光,植物感受蓝光是由于植物含有感受蓝光的受体,B项错误。3.“淀粉平衡石假说”认为植物依靠富含“淀粉体”的平衡石细胞感受重力的刺激。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,如通过影响生长素的运输导致生长素沿着重力刺激的方向不对称分布,从而造成重力对植物生长的影响。下列有关叙述错误的是()A.富含“淀粉体”的细胞可感受重力的方向B.“淀粉体”能促进重力信号转换成运输生长素的信号C.茎的近地侧生长素分布较多,细胞生长快,使茎背地生长D.根的近地侧生长素分布较多,细胞生长快,使根向地生长答案:D解析:高浓度的生长素对植物根的生长有抑制作用,根的近地侧生长素分布较多,细胞生长受抑制,根的远地侧生长素分布较少,细胞生长快,使根向地生长,D项错误。考向3 结合植物生长发育的整体调控,考查进化与适应观4.(2022肥城模拟)各种环境信号调控植物生长发育的信号通路中,植物激素是其中重要的信号分子。研究发现,盐胁迫可通过诱导细胞分裂素信号通路中一个重要的响应因子ARR1/10/12的降解,使植物的生长受到抑制并进一步适应盐胁迫,过程如图所示。下列说法不正确的是()A.植物激素和环境形成的复杂网络共同调控植物生命活动B.26S蛋白酶体与溶酶体均具有维持细胞内稳态的作用C.MPK3/6突变体对盐胁迫的耐受能力将大大低于野生型D.盐胁迫和细胞分裂素对植物生长的调节作用是协同的答案:D解析:植物的生命活动受植物激素、基因、环境等多方面调控,图示说明植物激素和环境形成的复杂网络共同调控植物生命活动,A项正确;溶酶体内含多种水解酶,26S蛋白酶体能降解图示的细胞分裂素信号通路中一个重要的响应因子ARR1/10/12,可据此推断其与动物细胞的溶酶体均具有维持细胞内稳态的作用,B项正确;MPK3/6突变体不能完成细胞分裂素信号阻断通路,导致其对盐胁迫的耐受能力低于野生型,C项正确;图中盐胁迫可阻断细胞分裂素信号通路,使其不能发挥作用,推断盐胁迫和细胞分裂素对植物生长的调节作用是相抗衡的,D项错误。3 3 练高考练高考衍生训练衍生训练角度 环境因素参与调节植物的生命活动(2022湖南高考)将经纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床,作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为810mol/(sm2)时,固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量;日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒,浸种1天后,播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中,保湿透气,昼/夜温为35/25,光照强度为2mol/(sm2),每天光照时长为14小时。回答下列问题。(1)在此条件下,该水稻种子(填“能”或“不能”)萌发并成苗(以株高2厘米,至少1片绿叶视为成苗),理由是。(2)若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上,光照强度为10mol/(sm2),其他条件与上述实验相同,该水稻(填“能”或“不能”)繁育出新的种子,理由是(答出两点即可)。(3)若该水稻种子用于稻田直播(即将种子直接撒播于农田),为防鸟害、鼠害,减少杂草生长,须灌水覆盖,该种子应具有的特性。答案:(1)能环境条件符合种子萌发的需要(2)不能光照强度为10mol/(sm2),植物呼吸作用强度等于光合作用强度,不能正常生长;同时,光照时长为14小时,植物也不能正常开花(3)耐受酒精毒害解析:(1)环境条件符合种子萌发的需要,该水稻种子能正常萌发并成苗。(2)若将该水稻适龄秧苗栽植于题述沙床上,光照强度为10mol/(sm2),该水稻不能正常生长,光照时长为14小时,植物也不能正常开花,故也不能繁育出新的种子。(3)灌水覆盖后,水中的氧浓度较低,种子会进行无氧呼吸产生酒精,酒精对种子有一定的毒害作用,因此种子需有耐受酒精毒害的特性。4 4 研情境研情境素养素养突破突破情境设计光不仅是植物光合作用的能量来源,还能调节其生命活动。很多植物开花与昼夜长短有关,例如菠菜白天长度超过13h才开花,苍耳白天短于15.5h才开花。但也有植物开花与昼夜长短没有关系,如黄瓜、棉花等。长日照植物指在24h昼夜周期中,日照长度必须长于一定时间(L)才能开花的植物。短日照植物指在24h昼夜周期中,日照长度短于一定时间(S)才能开花的植物。这里的“一定时间(L)”和“一定时间(S)”称为临界日长(临界值)。为了研究光照和黑暗时间与植物开花的具体关系,科研工作者用某短日照植物和某长日照植物做了如下相关研究,结果如图所示。图1图2注:图1和图2中的开花情况均为连续处理数个周期后的结果,图2中短日照植物的临界日长为ab,长日照植物的临界日长为ac。命题设计(1)根据图1结果推测:短日照植物开花,每个周期(24h)必须经过(填“长于”或“短于”)某个时间的连续(填“光照”或“黑暗”),且处理数个周期。(2)图1中长日照植物的开花条件,有两种推测,推测A:取决于每个周期该条件的连续时长;推测B:取决于每个周期光照总时长。科学家继续用上述两种植物做了相关实验,据图2结果推测B不合理,理由是。按照推测A,从开花的条件分析,图2第组实验中长日照植物能开花的原因是。答案:(1)长于黑暗(2)图2中、三组每个周期光照总时长均短于临界值ac,但长日照植物都开花了第组的每个周期中的连续黑暗时长小于cd,满足推测A中的开花条件解析:(1)根据图1结果推测:短日照植物开花,则每个周期(24h)中,黑暗时间需要足够长,必须经过长于某个时间,而且不能有间歇性地给予光照,即必须连续黑暗,且处理整个周期,才可以开花。(2)科学家继续用上述两种植物做了相关实验,根据图2结果推测B不合理,理由是图2中、三组每个周期光照总时长均短于临界值ac,但长日照植物都开花了,说明并非取决于每个周期光照的总时长。按照推测A,从开花的条件分析,取决于每个周期该条件的连续时长,图2第组实验中长日照植物能开花的原因是第组虽然每个周期光照总时长均短于临界值ac,但每个周期中的连续黑暗时长小于cd,满足推测A中的开花条件。突破训练1.(2022历城二中模拟)成花诱导会受到环境因素和植物激素的严格调控。植物激素赤霉素(GA)参与调控多种生物学过程,包括细胞伸长、细胞分裂和开花诱导。局部GA的生物合成在很大程度上取决于GA20-氧化酶(GA20ox)和GA3-氧化酶(GA3ox)的活性,它们将GA前体GA12转化为具有生物活性的GA4。GA缺失突变体gal-3在长日照下晚花(延迟开花),在短日照下不开花。下列说法错误的是()A.成花诱导是植物生长发育的开始,会受到光周期和植物激素的影响B.GA促进细胞伸长,从而引发植株增高,还可以诱导开花,具有微量而高效的特点C.GA缺失突变体缺少合成赤霉素的酶,即使给予光照也不能进行开花诱导过程D.植物的生长发育,在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果,环境因素会对基因组的表达有调节的作用答案:C2.植物生命活动的调节除了有基因表达控制和激素调节之外,还受光照、重力等外界环境因素的影响。某生物兴趣小组对一种短日照植物进行了下图的实验操作,一段时间后发现甲和丙植株正常开花,乙植株没有开花。下列叙述正确的是()A.感受光照时间变化的部位是花,不是叶B.如果把该植株横放,一段时间后发现根表现出向地性弯曲生长,根中的重力感受部位是根尖分生区的细胞C.一年中昼夜长短的周期性变化不但可以调节植物的开花,还可调节植物的生长,如年轮的形成D.若让该短日照植物提前开花,可以通过缩短每天的光照时间来实现答案:D解析:由图甲可知,短日照植物需要在短日照条件下才可开花,而乙中短日照只照射花蕾没有开花,丙中短日照只照射叶片,该植株开花,因此说明感受光照时间变化的部位是叶,不是花,A项错误;根中的重力感受部位是根尖的根冠细胞,B项错误;年轮是一年四季中温度周期性变化致使细胞生长速度不同而形成的,C项错误;若让该短日照植物提前开花,可以通过缩短每天的光照时间来实现(提前创造短日照环境),D项正确。