选择性必修1 稳态与调节第五章 植物生命活动的调节第三节 植物对多种环境信号做出反应导学案及答案

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概述在激素的参与下,植物能对光、温度、重力等环境信号做出反应。
1.说明植物对光、重力等环境信号能做出生长反应,形成稳态与平衡观、进化与适应观。
2.说明植物的生殖过程受到光周期和温度等环境信号的调控,形成进化与适应观。
一、向性运动是植物对环境信号做出的生长反应
1.向性运动的概念
植物受到光、重力等有方向性的环境刺激而引起的生长运动,是植物对环境信号的一种生长反应,生长的方向取决于外界刺激的方向。
2.常见类型
(1)向光性。
单侧光照射下,植物向光弯曲运动。
(2)向重力性。
①感受重力的部位:根冠。
②具体表现:在重力的影响下,植物的茎总是背离重力方向而向上生长,具有负向重力性;根总是顺着重力方向而向下生长,具有正向重力性。
1.向光性是一种向性运动,请分析向光性产生的原因。
提示:在单侧光的照射下,植物茎的背光一侧生长素含量多于向光一侧,引起两侧生长不均匀。
2.根的正向重力性、茎的负向重力性主要是哪种因素调节的?这有什么意义?
提示:主要受重力影响;根正向重力性可以深扎根,利于吸收水分和无机盐;茎负向重力性,可以将枝条伸向天空,利于进行光合作用。
二、植物的生殖受到光周期及温度的调控
1.光对植物生长发育的调节
(1)长日植物:当日长超过一定小时数时才能开花的植物。
(2)短日植物:当日长短于一定小时数时才能开花的植物。
(3)日中性植物:开花不受光周期影响,当它们成熟后,不管日照长短,只要它们已经接受了正常生长发育所需的足够的光照就能开花的植物。
(4)控制植物开花及其他光周期现象的是夜长——暗期的长度,而非日长。短日植物实际是长夜植物,而长日植物实际是短夜植物。
(5)接受光信号的分子——光敏色素。
①化学本质:光敏色素是一类蛋白质。
②作用方式:一旦暗期被照光,特别是被红光打断,光敏色素就能捕获到这个信号,从一种形式转变成另一种形式。
2.春化作用
(1)概念:对一些植物来说,秋冬季的低温是开花所必需的条件,这种低温诱导植物开花的过程,称为春化作用。
(2)感受低温刺激的部位:一般是在茎尖。
1.控制植物开花及其他光周期现象的是夜长,还是日长?
提示:是暗期的长度,即夜长,而非日长。
2.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:春化阶段温度低,细胞代谢速率较慢,利于植物储存营养,经过冬天的低温以后,到第二年再开花结果,是植物对恶劣环境(寒冷)的一种适应。
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1.向性运动是植物对环境信号的一种生长反应,生长的方向取决于外界刺激的方向。( √ )
2.取任何一株幼苗,把它横放,一段时间后就可以看到它的茎向上弯曲,而根向下弯曲,这是遗传影响的,不是向重力性的体现。( × )
提示:题述是向重力性的体现。
3.向重力性是植物在重力影响下,保持一定方向生长的特性。( √ )
4.植物的茎总是背离重力方向而向上生长,具有正向重力性;相反,根总是顺着重力方向而向下生长,具有负向重力性。( × )
提示:植物的茎总是背离重力方向而向上生长,具有负向重力性;相反,根总是顺着重力方向而向下生长,具有正向重力性。
5.短日植物一般在春天或初夏开花,长日植物一般在夏末或秋冬开花。( × )
提示:长日植物一般在春天或初夏开花。短日植物一般在夏末或秋冬开花。
6.植物的开花不仅与日照长度有关,还需要一定时长的持续夜长。( × )
提示:植物的开花与日照长度无关,而是需要一定时长的持续夜长。
7.一旦暗期被照光,特别是被红光打断,光敏色素会从一种形式转变成另一种形式。( √ )
8.低温作为信号,影响需要春化作用的植物开花,是进化的结果。( √ )
9.植物感受光周期变化的部位是茎尖。( × )
提示:植物感受光周期变化的部位是叶片。
任务一 向性运动
[任务突破]
通过示意图和流程图理解根的向地性和茎的背地性
(1)绘制示意图理解根的向地性和茎的背地性。
(2)通过流程图理解分析根的向地性和茎的背地性。
[即时应用]
[典例1] 有关如图所示植物幼苗根部的向地生长及茎的背地生长现象,下列说法正确的是( C )
A.影响根向地生长及茎背地生长的主要激素是细胞分裂素
B.甲侧的植物激素浓度会促进根部的生长
C.丙、丁两侧的植物激素浓度与根的生长方向的关系可体现该激素作用的两重性
D.影响该过程的激素都是由根部合成的,并运至其他部位
解析:影响根向地生长及茎背地生长的主要激素是生长素;甲侧为茎的近地侧,该处的激素浓度对根而言起抑制作用,使根表现为向地生长;丙、丁分别为根的近地侧和远地侧,由于重力作用,近地侧的生长素浓度高,抑制了根的生长,远地侧的生长素浓度低,促进了根的生长,表现为根向地生长,体现了生长素作用的两重性;影响该过程的激素不仅由根尖合成,生长素的合成部位主要是顶芽、幼叶和胚。
任务二 植物的生殖受到光周期及温度的调控
[任务突破1]
比较长日植物与短日植物
(1)长日植物和短日植物的开花与日照时长并无直接关系,是连续的黑暗时长决定其开花与否。即促进长日植物的开花并不需要延长日照时长,只要在连续的黑暗中给予短时间的光照,将连续的黑暗时长缩短至某一临界值以下就可以了;而对于短日植物只需要延长连续黑暗的时间即可。所以长日植物实际是短夜植物,短日植物实际是长夜植物。
(2)长日植物和短日植物的临界日长(夜长)根据物种不同而不同,并不是严格的12小时。
[即时应用]
[典例2-1] 某园艺学家将在美国南部正常开花的烟草移至美国北部栽培时,夏季只长叶不开花,但在秋冬移入温室则可开花结实。下列关于此现象的分析正确的是( D )
A.烟草属于长日植物,向北引种因临界日照时间变长,夏季无法开花
B.烟草属于长日植物,向北引种因冬季温室温度适宜昼长变短而正常开花
C.烟草属于短日植物,向北引种因临界日照时间变短夏季无法开花
D.烟草属于短日植物,向北引种因冬季温室温度适宜,昼长变短正常开花
解析:引种的烟草在夏季只长叶不开花,但在秋冬移入温室则可开花结实,说明该植物在日照长度短于其临界日长时才能开花,为短日植物;根据分析可知,烟草属于短日植物,向北引种因夏季日照时间长于临界日长不开花,而冬季温室温度适宜,昼长变短正常开花。
[典例2-2] 如图为植物开花所需的光照条件示意图,下列表述错误的是( B )
A.植物可以感知光信号并据此调整生长发育
B.长夜闪光对于植物能否开花并无明显影响
C.短日植物一般在日照时间短于一定数值时开花
D.通过人为控制光照时间可以有效调控植物的花期
解析:植物可以感知光信号并据此调整生长发育;长夜闪光使长日植物开花,使短日植物不开花,因此长夜闪光对于植物能否开花有明显影响;短日植物一般在日照时间短于一定数值时开花;通过人为控制光照时间可以有效调控植物的花期。
[任务突破2]
列表归纳控制植物开花及其他光周期现象的因素
[即时应用]
[典例2-3] 冬小麦等部分植物需要通过低温的春化作用才能开花,其感受低温刺激的部位最可能是( C )
A.叶片B.根尖C.茎尖D.花芽
解析:低温诱导植物开花的过程,称为春化作用,感受低温刺激的部位最可能是茎尖,经过低温处理后,茎尖生长,促进花芽形成。
[典例2-4] 下列有关温度参与调节植物生长发育的说法,错误的是( C )
A.秋冬季的低温是部分植物开花所必需的条件
B.有的植物需要经过春化作用才能开花
C.茎尖感受低温刺激后,通过春化素即赤霉素把信息传递到开花部位
D.低温作为信号,影响植物的开花是进化的结果
解析:一些植物的开花主要受温度影响,如冬小麦;低温诱导植物开花的过程,称为春化作用,有的植物需要经过春化作用才能开花;在春化过程中形成一种春化素,植物感受低温刺激后,可能通过春化素把信息传递到开花部位,不过这种物质至今还没被分离出来,春化素不一定就是赤霉素,春化作用可能与赤霉素有关;低温作为信号,影响部分植物的开花,是进化的结果,经过长期的进化过程,一些能够度过寒冷冬季的物种得以延续下来。
控制植物
开花因素
感受
部位
可能的信息
传递物质
影响
光周期
叶片
成花素,或mRNA和一些蛋白质
①控制植物开花及其他光周期现象的是夜长——暗期的长度,而非日长;
②光周期作为信号控制很多植物的开花,这是长期进化的结果
温度
茎尖
春化素,也可能与赤霉素有关
①一般可在种子萌发或在植株生长的任何时期实现;
②低温作为信号,影响部分植物的开花,是进化的结果