高中生物人教版 (2019)选择性必修1第4节 环境因素参与调节植物的生命活动学案设计

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修1第4节 环境因素参与调节植物的生命活动学案设计，共8页。学案主要包含了光对植物生长发育的调节，植物生长发育的整体调控，蒸馏水等内容，欢迎下载使用。

第4节 环境因素参与调节植物的生命活动





一、光对植物生长发育的调节


1．光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。


2．植物能够对光作出反应的原因


(1)植物可以感知光信号。


(2)植物具有能够接受光信号的分子，光敏色素是其中的一种。


(3)光敏色素是一类蛋白质，分布在植物各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。


3．植物对光作出反应的过程


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。


二、参与调节植物生命活动的其他环境因素


1．温度


(1)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。


(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)重力作用的原理


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。


三、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完成的。





判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)


1．对于植物而言，光不仅提供能量，还能调节植物生长发育。


( )


2．可以通过控制光照时间长短来控制花期。( )


3．温度只影响细胞代谢，不参与植物生长发育的调节。( )


4．被普遍认可的一种解释重力对植物生长调节的机制是“淀粉—平衡石假说”。( )


5．激素的产生和分布只受基因表达调控，不受环境影响。( )


提示：1.√ 2.√


3．× 温度不仅影响细胞代谢，也参与植物生长发育的调节。


4．√


5．× 激素的产生和分布是基因表达调控的结果，也受环境因素的影响。





环境因素对植物生长发育的调节


1．光对植物生长发育的调控


(1)在自然界中，种子萌发，植株生长、开花、衰老等，都会受到光的调控。


(2)植物的向光性生长，实际上也是植物对光刺激的反应。


(3)植物能够对光作出反应的原理如图所示：





2．温度对生长发育的调控


(1)随着季节轮回、气温周期性变化，植物生命活动的节奏追随着季节的步伐。


(2)随昼夜交替，气温午高夜低，植物的代谢也会有旺盛和缓慢之分。


(3)温度通过影响种子萌发、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。


3．重力对生长发育的调控


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。





生活联系：种子萌发后，根向地生长，茎背地生长，水平放置的幼苗，根也会向地面生长，茎则弯曲向上生长，试叙述其原因。


提示：








科学家研究发现，紫外光可抑制植物生长，原因是紫外光增加了植物体内吲哚乙酸氧化酶(有铁才能合成该酶)的活性，而吲哚乙酸在吲哚乙酸氧化酶的作用下可被分解为3­亚甲基氧化吲哚(不能促进细胞伸长)。为验证紫外光抑制植物生长与吲哚乙酸的氧化有关，请补充下列实验设计并完成相关的实验分析。(不考虑缺铁对植物生长其他方面的影响)


(一)材料用具：


燕麦幼苗、完全培养液、缺铁的完全培养液(溶液浓度均适宜)、蒸馏水、琼脂块、刀片等。


(二)实验步骤：


(1)准备4个配有培养支架的烧杯，分别标记为A、B、C、D；


(2)向A和B烧杯中加入等量适量的完全培养液，C和D烧杯中加入等量适量的缺铁培养液；


(3)选取________________________，平均分成四组，分别放在A～D4组烧杯中培养一段时间；


(4)给予A、C适宜的可见光光照，给予B、D________________________光照，继续培养一段时间；


(5)切下幼苗的胚芽鞘尖端，分别用琼脂块收集生长素，并对应标记为a、c、b、d；


(6)培养一段时间后，观察胚芽鞘的弯曲情况。





① ② ③ ④ ⑤ ⑥


(三)实验分析：


(1)请预测上图中第①、⑥组胚芽鞘的生长情况：


①________，⑥________。


(2)图中________组胚芽鞘的生长情况可证明紫外光抑制植物的生长与吲哚乙酸的氧化有关。


[解析] (二)(3)实验中要符合等量、对照原则，故应选生长状况相同的燕麦幼苗若干株。


(4)实验设计应保证单一变量原则，和A、C相比较，B、D的不同在于多了紫外光照射。


(三)(1)由于A正常，B组另加紫外光照射，吲哚乙酸氧化酶活性最高，生长素含量低，a生长素含量多，生长快，所以①中向b侧弯曲生长。


由于C和D烧杯中加入等量适量的缺铁培养液，不能合成吲哚乙酸氧化酶，生长素含量高，且c、d含生长素相同，故直立生长。


[答案] (二)(3)生长状况相同的燕麦幼苗若干株


(4)同等强度的可见光和一定强度的紫外光


(三)(1)向b侧(右)弯曲生长 直立生长


(2)①、⑤


植物的生长必须在可见光下，因此本题尽管自变量是紫外光的有无，但一定要有一定的可见光。


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完成的。


(1)植物细胞储存全套基因，但某个细胞的基因如何表达则会根据需要作调整。植物的生长、发育、繁殖、休眠，都处在基因适时选择性表达的调控之下。


(2)植物体的细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调，需要通过激素传递信息。激素作为信息分子，会影响基因表达，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，也受环境因素的调节。


改变植物的花期，不仅给人们带来视觉的享受，还可以让一些水果提前或延后上市，延长人们享受新鲜水果的时间。人们可以通过温度处理、光照处理、生长调节剂处理及栽培措施处理等方法人工控制花期。





下列有关植物生命活动调节的叙述正确的是( )


A．生长素和乙烯对果实的发育和成熟均有促进作用


B．光照、温度等环境因素的变化，可影响植物体内基因组的表达


C．单侧光照射后，胚芽鞘向光一侧的生长素含量多于背光一侧，从而造成向光弯曲


D．植物激素可以通过直接参与细胞代谢进行植物生命活动的调节


B [生长素促进果实的发育，乙烯促进果实的成熟，A错误；光照、温度等环境因素的变化，可影响植物体内基因组的表达，B正确；单侧光照射后，胚芽鞘向光一侧的生长素含量少于背光一侧，从而造成向光弯曲，C错误；植物激素具有调节作用，不能直接参与细胞代谢，D错误。]


植物体能正常生长发育需要各器官、组织、细胞之间的协调和配合，而这就需要通过作为信息分子的激素来传递信息，而激素的产生和分布是受基因表达调控的结果，也受到环境的影响。


[课堂小结]





1．在黑龙江不能种香蕉，在新疆不能种水稻，调节其生命活动的环境因素是( )


A．阳光 B．温度


C．水分D．土壤


B [温度影响植物的分布。]


2．某航天飞机在天空中关于种子萌发的实验表明，在太空根的生长没有向性，原因是( )


A．缺氧B．失重


C．缺少阳光D．产生变异


[答案] B


3．植物地上部分向光生长，根背光生长。取正在萌发的种子贴附在琼脂板上，再将琼脂板插入透明盒内培育，五面遮光，仅从一侧给予光照，如下图所示。幼苗根的生长方向将是( )





A．↓B．→


C．↘ D．↙


C [由于仅有左侧受光照，根部背光生长，向右生长；其次受重力影响，会向下生长，综合考虑可得根部向右侧斜向下生长，故选C。]


4．(多选)水平放置的蚕豆幼苗，一段时间后根向下弯曲生长，茎则向上弯曲生长。这是因为( )


A．重力影响，使生长素移到靠近地面的一边


B．光线影响，使生长素移到靠近地面的一边


C．根对生长素浓度的反应敏感


D．茎对生长素浓度的反应敏感


AC [重力的影响使生长素由远地侧移向近地侧；近地侧生长素浓度高，由于根对生长素浓度的反应更为敏感，所以对根来说近地侧抑制生长，对茎来说近地侧促进生长，所以根会向地生长，茎会背地生长。]


5．将培养在琼脂培养基上的蚕豆幼苗分别放入四个暗箱中一段时间(如下图)。其中第2号和第4号暗箱分别在顶部和右侧开孔，使光线能射入，请据图回答：





① ② ③ ④


(1)选择________两个装置进行实验，可了解蚕豆茎的生长与光的关系。


(2)选择________两个装置进行实验，可了解蚕豆茎和根的生长与重力的关系。


(3)装置④中的蚕豆幼苗的茎尖生长情况是________。如将④的幼苗放在匀速旋转器上，茎尖生长情况是________。


(4)蚕豆茎和根的生长特性除了受到光和重力等环境因素的调节，还需要通过激素传递信息，激素的产生和分布是________的结果。


[答案] (1)③④


(2)①③


(3)向右弯曲生长 弯向小孔生长


(4)基因表达调控课标内容要求
核心素养对接
概述其他因素参与植物生命活动的调节，如光、重力和温度等。
科学思维——基于光照、重力和温度等环境因素对植物生长发育的影响的认识，分析和解决生产和生活中的一些实际问题。
知 识 网 络 构 建
核 心 语 句 归 纳
1.光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。


2.植物具有能接受光信号的分子，如光敏色素。


3.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。


4.植物分布的地域性很大程度上是由温度决定的。


5.重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。


6.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。