高中生物：第三節(jié) 植物對(duì)多種環(huán)境信號(hào)做出反應(yīng)

第三節(jié)植物對(duì)多種環(huán)境信號(hào)做出反應(yīng)

課程內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)核心素養(yǎng)對(duì)接

(1)生命觀念、科學(xué)探究一一結(jié)合實(shí)例分

析溫度、重力等其他環(huán)境因素也參與調(diào)

(1)概述其他因素參與植物生命活動(dòng)的

節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育；

調(diào)節(jié)，如光、重力和溫度等；

(2)科學(xué)思維、社會(huì)責(zé)任——基于植物激

⑵查找植物激素在生產(chǎn)中應(yīng)用的相關(guān)

素在生產(chǎn)生活中應(yīng)用的相關(guān)資料，結(jié)合

資料。

植物激素和其他因素對(duì)植物生命活動(dòng)的

調(diào)節(jié)，分析并嘗試提出生產(chǎn)實(shí)踐方案。

課前，自主預(yù)習(xí)自主梳理充基礎(chǔ)

知識(shí)點(diǎn)1向性運(yùn)動(dòng)是植物對(duì)環(huán)境信號(hào)做出的生長(zhǎng)反應(yīng)

1.向性運(yùn)動(dòng)的定義、方向與實(shí)例

植物受到光、重力等有方向性的環(huán)

-境刺激而引起的生長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)，是植物

對(duì)環(huán)境信號(hào)的一種生長(zhǎng)反應(yīng)

-生長(zhǎng)的方向取決于外界刺激的方向

向光性和向重力性

根的正向W力性和差的負(fù)向凈力性

2.根的正向重力性

⑴感受重力部位：根冠細(xì)胞。

(2)不對(duì)稱生長(zhǎng)部位：伸長(zhǎng)區(qū)細(xì)胞。

⑶信號(hào)分子：一般認(rèn)為與生長(zhǎng)素有關(guān)。

(4)根的正向重力性的解釋

根橫放時(shí)，要刺激內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

?蚯沉降薊■釋放Ca?+到

/緬麗底部細(xì)胞質(zhì)1

美指位于報(bào)通知胞中的淀粉怵激活細(xì)胞

報(bào)時(shí)生長(zhǎng)磊農(nóng)友十分權(quán)感，下側(cè)高底部的轉(zhuǎn)

濃度的生衰,文蘇科制細(xì)胞生長(zhǎng)工泵和生長(zhǎng)

1蠹1

橫放根下側(cè)

下側(cè)生長(zhǎng)速

的生長(zhǎng)素濃

度比上側(cè)慢

彎度高于上側(cè)

曲

知識(shí)點(diǎn)2植物的生殖受到光周期及溫度的調(diào)控

1.光周期對(duì)植物開(kāi)花的影響

，了引一天"A?內(nèi)冬農(nóng)的相時(shí)長(zhǎng)度

田岡生物體4光周期的生理反應(yīng)，稱為光

遇到周期現(xiàn)象

八j傅圜葉工”……f犯胞中令有感至光周

倜-也朗的無(wú)秋色9

血［域］_植物的開(kāi)花與日照長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，而是需

部畫(huà)因J要一定時(shí)長(zhǎng)的持續(xù)夜長(zhǎng)

弋何林］葉片感受到光周期刺激，產(chǎn)生成花素,

I機(jī)理I-將信息傳遞到莖尖或葉腋等開(kāi)花部位

、4

還可能存在一球大分子有機(jī)物，如RRMM。冬臺(tái)缸也多

與it個(gè)過(guò)徨的存2,住座

2.溫度對(duì)植物生殖的影響

低溫誘導(dǎo)植物開(kāi)花的過(guò)程

種子萌發(fā)或植株生長(zhǎng)的任何時(shí)期

-感受低溫刺激的部位一般在莖尖

_莖尖感受低溫刺激，產(chǎn)生疊色冢,

將信息傳遞到開(kāi)花部位二廠

也可能與張富今有關(guān)《?一?""

，自查自糾,

(1)根中感受重力的細(xì)胞在根尖分生區(qū)。(X)

提示根中感受重力的細(xì)胞在根冠。

(2)向光性和向重力性都屬于向性運(yùn)動(dòng)。(J)

(3)植物的開(kāi)花與日照長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，而是需要一定時(shí)長(zhǎng)的持續(xù)夜長(zhǎng)。(V)

(4)春化作用中感受低溫刺激的部位一般在莖尖。(J)

課中，合作探究任務(wù)購(gòu)重思維

探究點(diǎn)一向性運(yùn)動(dòng)是植物對(duì)環(huán)境信號(hào)做出的生長(zhǎng)反應(yīng)

，情境探疑

L種子萌發(fā)后，根向地生長(zhǎng)、莖背地生長(zhǎng)。如果將幼苗橫過(guò)來(lái)，莖會(huì)彎曲向上生

長(zhǎng)，根則彎曲向下生長(zhǎng)，如下圖所示。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：

(1)決定上述根和莖生長(zhǎng)方向的外界刺激是什么？

提示重力。

(2)如果將該幼苗橫放在太空中的“天宮二號(hào)”內(nèi)，它的根、莖可能會(huì)怎樣生長(zhǎng)？

為什么？

提示根和莖很可能會(huì)繼續(xù)橫向生長(zhǎng)，因?yàn)樘罩袔缀鯖](méi)有重力。

(3)簡(jiǎn)單解釋植物根向重力性出現(xiàn)的原因。

提示重力作用于水平放置的幼苗，導(dǎo)致根近地側(cè)生長(zhǎng)素濃度高于遠(yuǎn)地側(cè)，但根

對(duì)生長(zhǎng)素比較敏感，所以近地側(cè)的生長(zhǎng)受到抑制，而遠(yuǎn)地側(cè)的生長(zhǎng)受到促進(jìn)。

(4)根的正向重力性和莖的負(fù)向重力性都能體現(xiàn)出生長(zhǎng)素生理作用的兩重性嗎？

提示前者能，后者不能。

⑸根的向地生長(zhǎng)和莖的背地生長(zhǎng)有什么意義嗎？

提示根向地生長(zhǎng)，可以深扎根，利于吸收水分和無(wú)機(jī)鹽；莖背地生長(zhǎng)，可以將

枝條伸向天空，利于吸收陽(yáng)光進(jìn)行光合作用。

2.探究根冠對(duì)根生長(zhǎng)的影響，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：

云

母

。。根冠片

ABC

根冠對(duì)根生長(zhǎng)影響的實(shí)驗(yàn)

A組：若根冠完整，根正常生長(zhǎng)。

B組：若將根冠一部分切除，根向有根冠的一側(cè)彎曲生長(zhǎng)。

c組：若用云母片將根一側(cè)部分阻斷，根向非阻斷的一側(cè)彎曲生長(zhǎng)。

⑴該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明根冠分泌了什么物質(zhì)？

提示生長(zhǎng)素。

(2)解釋B、C兩組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出現(xiàn)的原因。

提示B組，根冠分泌的生長(zhǎng)素主要運(yùn)至有根冠側(cè)，導(dǎo)致生長(zhǎng)素濃度高，抑制生

長(zhǎng)；無(wú)根冠側(cè)生長(zhǎng)素濃度低，促進(jìn)生長(zhǎng)，根彎向有根冠側(cè)生長(zhǎng)。C組，插入的云

母片影響了根冠生長(zhǎng)素的向上運(yùn)輸，導(dǎo)致阻斷側(cè)生長(zhǎng)素濃度低，促進(jìn)生長(zhǎng)，非阻

斷側(cè)生長(zhǎng)素濃度高抑制生長(zhǎng)，根彎向非阻斷側(cè)生長(zhǎng)。

??歸納提升

(1)幼苗向光性產(chǎn)生的原因分析

尖端

向

端

尖背光側(cè)北沖

下方

極

光

橫/濃度高、健

長(zhǎng)

生

單

性

生長(zhǎng)

彎

向

引

尖

影

刺

分

素

側(cè)

一

一

一

一

運(yùn)

素分

曲

端

起

激

運(yùn)

響\長(zhǎng)快一

光

不

布

輸

生

布不

輸

勻

均

氏

均勻\驟/篇

(2)根的正向重力性與莖的負(fù)向重力性

近地側(cè)

抑制生長(zhǎng)_根向地

根對(duì)生長(zhǎng)

一遠(yuǎn)地側(cè)生長(zhǎng)

近地側(cè)生長(zhǎng)/素敏感

促進(jìn)生長(zhǎng)

重引素濃度高

力甚遠(yuǎn)地側(cè)生長(zhǎng)

素濃度低、莖對(duì)生長(zhǎng)近地側(cè)促

f進(jìn)作用強(qiáng)莖背地

素不敏感

遠(yuǎn)地側(cè)促生長(zhǎng)

進(jìn)作用弱

［例1］將一大豆幼苗水平放置，由于重力影響生長(zhǎng)素在體內(nèi)的分布，根、莖分別

表現(xiàn)出正向地性和負(fù)向地性。如圖是根、莖對(duì)不同濃度生長(zhǎng)素的反應(yīng)曲線，相關(guān)

敘述正確的是()

AC、D兩點(diǎn)可分別表示根近地側(cè)和遠(yuǎn)地側(cè)的生長(zhǎng)狀況

B.A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的濃度下，相應(yīng)器官的生長(zhǎng)速度比B點(diǎn)快

C.與C點(diǎn)相比，。點(diǎn)有更多的生長(zhǎng)素直接參與細(xì)胞代謝

D.水平放置的幼苗，近地側(cè)生長(zhǎng)素濃度高于遠(yuǎn)地側(cè)體現(xiàn)了生長(zhǎng)素的極性運(yùn)輸

答案B

解析根對(duì)生長(zhǎng)素敏感，莖對(duì)生長(zhǎng)素不敏感，所以A、3兩點(diǎn)所在的曲線表示根

對(duì)生長(zhǎng)素濃度的反應(yīng)，C、。兩點(diǎn)所在曲線表示莖對(duì)生長(zhǎng)素濃度的反應(yīng)，A錯(cuò)誤;

據(jù)圖可知，A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的濃度下，相應(yīng)器官生長(zhǎng)單位長(zhǎng)度所需時(shí)間比3點(diǎn)短，即A

點(diǎn)比3點(diǎn)生長(zhǎng)速度快，B正確；植物激素是調(diào)節(jié)生命活動(dòng)的信息分子，不直接參

與細(xì)胞代謝，C錯(cuò)誤；水平放置的幼苗，近地側(cè)生長(zhǎng)素濃度高于遠(yuǎn)地側(cè)體現(xiàn)了生

長(zhǎng)素的橫向運(yùn)輸，而極性運(yùn)輸是指生長(zhǎng)素從形態(tài)學(xué)的上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)的下端，

與重力的影響無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤。

［例2］圖甲為一株幼苗水平放置一段時(shí)間后的生長(zhǎng)情況，圖乙為用一定濃度梯度

的生長(zhǎng)素類植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑溶液處理?xiàng)U插枝條后生根的情況（其中濃度為0的是

對(duì)照組），下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.圖甲中的幼苗根尖產(chǎn)生的生長(zhǎng)素極性運(yùn)輸方向從分生區(qū)到伸長(zhǎng)區(qū)

B.圖甲中生長(zhǎng)素濃度a大于b,c大于d,故b生長(zhǎng)快于a,c生長(zhǎng)快于d

C.圖乙可以判斷出促進(jìn)生根的最適濃度為12ppm

D.圖乙實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明生長(zhǎng)素類植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在促進(jìn)枝條生根方面表現(xiàn)為兩

重性

答案C

解析根尖合成的生長(zhǎng)素能夠從根尖向基部極性運(yùn)輸，即從分生區(qū)到伸長(zhǎng)區(qū)，A

正確；在重力作用下，圖甲中的根尖、莖尖處的生長(zhǎng)素濃度a大于b,c大于d,

由于根對(duì)生長(zhǎng)素較為敏感，而莖不敏感，因此b生長(zhǎng)快于a,c生長(zhǎng)快于d,B正

確；圖乙所示實(shí)驗(yàn)生長(zhǎng)素類植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度為4?12Ppm范圍內(nèi)均為促進(jìn)生

根，由于濃度梯度較大，無(wú)法判斷促進(jìn)生根的最適濃度，C錯(cuò)誤；圖乙所示實(shí)驗(yàn)

生長(zhǎng)素類植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度為16Ppm的生根量小于對(duì)照組，說(shuō)明該濃度抑制

根的生長(zhǎng)，生長(zhǎng)素類植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度為4?12Ppm范圍內(nèi)促進(jìn)生根，體現(xiàn)了

生長(zhǎng)素類植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑作用的兩重性，D正確。

探究點(diǎn)二植物的生殖受到光周期及溫度的調(diào)控

＞情境探疑

1.“不是花中偏愛(ài)菊，此花開(kāi)盡更無(wú)花。”菊花是花中四君子之一，多數(shù)種類屬

于短日植物，科學(xué)家為探究菊花感受光的部位，分別做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)

開(kāi)始前，先去掉菊花頂芽附近的葉片。

甲組：全株接受長(zhǎng)日照處理，不開(kāi)花。

乙組：全株接受短日照處理，開(kāi)花。

丙組：葉接受短日照處理，頂端長(zhǎng)日照處理，開(kāi)花。

丁組：葉接受長(zhǎng)日照處理，頂端短日照處理，不開(kāi)花。

不開(kāi)花開(kāi)花開(kāi)花不開(kāi)花

長(zhǎng)日照短日照---------------------

甲組乙組丙組丁組

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

⑴菊花在正常情況下于國(guó)慶節(jié)前后開(kāi)花，如果想要其在五一節(jié)前后開(kāi)花，可采

取的措施是。

提示短日照一段時(shí)間

(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明了短日植物的感光部位在植物體的哪一部分？

提示實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明了短日植物感光部位是植物的葉片。

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果猜測(cè)，光敏色素可能在植物體的哪些部位產(chǎn)生？

提示在葉等生長(zhǎng)旺盛的部位。

(4)黃麻原產(chǎn)于熱帶和亞熱帶地區(qū)，是春天播種的一年生植物。人們種植黃麻是

為了收獲莖稈，剝?nèi)±w維。如果將黃麻由原產(chǎn)地北移到華北地區(qū)種植，它的開(kāi)花

時(shí)間和產(chǎn)量將分別發(fā)生什么變化？

提示華北地區(qū)的春天與熱帶和亞熱帶相比，白天的光照時(shí)間長(zhǎng)。黃麻由原產(chǎn)地

引入到華北地區(qū)后，開(kāi)花會(huì)延遲，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)時(shí)間延長(zhǎng)，所以黃麻的產(chǎn)量會(huì)增加。

2.科學(xué)家用紅光和紅外光依次照射的方法，對(duì)一批葛苣種子進(jìn)行處理，然后置于

暗處。一段時(shí)間后，這些葛苣種子的發(fā)芽情況如下表所示。

組別光照射處理方式發(fā)芽情況

對(duì)照組無(wú)光照不發(fā)芽

組1紅光發(fā)芽

組2紅光一紅外光不發(fā)芽

組3紅光一紅外光一紅光發(fā)芽

紅光一紅外光一紅光一紅外

組4不發(fā)芽

光

（1）由上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出什么結(jié)論？

提示紅光促進(jìn)葛苣種子發(fā)芽，紅外光抑制葛苣種子發(fā)芽，最后一次光照是紅光

則發(fā)芽，最后一次是紅外光，則不發(fā)芽。

（2）葛苣種子對(duì)紅光的反應(yīng)遠(yuǎn)比紅外光敏感，如果經(jīng)過(guò)紅光和紅外光處理后，將

葛苣種子置于自然光下而不是黑暗條件下，葛苣種子的發(fā)芽情況會(huì)如何？

提示葛苣種子會(huì)發(fā)芽，因?yàn)樽匀还獍t光和紅外光，葛苣種子對(duì)紅光更敏感，

因此在自然光照射下會(huì)發(fā)芽。

3.科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，低溫誘導(dǎo)可促進(jìn)植物開(kāi)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）。

請(qǐng)閱讀以下資料并回答相關(guān)問(wèn)題：

資料1白菜等不經(jīng)低溫處理只長(zhǎng)葉不開(kāi)花，赤霉素（Cl9H22。6）能讓植株抽苔開(kāi)

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(kāi)花，春化處理的植株邊開(kāi)花邊長(zhǎng)葉。

⑴植物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程是多種激素相互作用共同調(diào)節(jié)的，其中促進(jìn)植物生長(zhǎng)方

面與赤霉素有協(xié)同作用的植物激素是

___________________________________________（答出兩種）。

赤霉素主要引起細(xì)胞的________生長(zhǎng)，若水稻體內(nèi)赤霉素含量過(guò)高，則易引發(fā)

______病。

提示生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素伸長(zhǎng)惡苗

⑵植物對(duì)引起春化作用的低溫具有較高的耐受力，主要是因?yàn)榇藭r(shí)植物體內(nèi)的

（植物激素）含量相對(duì)較高所致。

提示脫落酸

⑶冬小麥經(jīng)低溫處理后體內(nèi)赤霉素含量增加，赤霉素與春化素是否為同一種物

質(zhì)？請(qǐng)說(shuō)明判斷的理由。

提示不是。①赤霉素處理的植株先長(zhǎng)葉后開(kāi)花，春化處理的植株邊開(kāi)花邊長(zhǎng)葉;

②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)。

??歸納提升

⑴“二看法”判斷光照變化對(duì)植物開(kāi)花的影響

（2）植物生長(zhǎng)發(fā)育的整體調(diào)控

①植物的生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖、休眠都處在基因選擇性表達(dá)的調(diào)控之下。

②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。

③激素的產(chǎn)生和分布是基因選擇性表達(dá)調(diào)控的作用，也受到環(huán)境因素的影響。

④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)調(diào)節(jié)的結(jié)果。

［例3］植物的開(kāi)花、種子的萌發(fā)及休眠都是在一年之中的某一時(shí)刻發(fā)生的，環(huán)境

給植物的信號(hào)就是所謂的光周期（晝夜的長(zhǎng)短），最顯著的就是開(kāi)花過(guò)程，根據(jù)開(kāi)

花與光周期的關(guān)聯(lián)，可以把植物分為短日植物和長(zhǎng)日植物，下圖是研究某短日植

物的開(kāi)花與光周期的關(guān)系，根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析，錯(cuò)誤的是（）

臨

界

暗

期

度

的長(zhǎng)

日照

不是

，而

長(zhǎng)度

間的

斷夜

續(xù)不

是持

因素

花的

制開(kāi)

A.控

遲

間推

花時(shí)

使開(kāi)

明會(huì)

間照

，夜

季節(jié)

開(kāi)花

臨近

植物

短日

B.在

花

遲開(kāi)

會(huì)推

植物

長(zhǎng)日

光，

斷閃

內(nèi)不

暗期

則在

物，

日植

成長(zhǎng)

物換

驗(yàn)植

將實(shí)

C.若

花

天開(kāi)

在夏

使其

可以

時(shí)，

數(shù)小

遮光

）每天

植物

（短日

菊花

D.將

C

答案

明

間照

；夜

正確

境，A

暗環(huán)

的黑

間斷

續(xù)不

是持

因素

花的

制開(kāi)

，控

可知

據(jù)圖

解析

夜

節(jié)，

花季

近開(kāi)

物臨

日植

在短

，因此

開(kāi)花

而不

環(huán)境

短夜

，變?yōu)?/p>

中斷

環(huán)境

黑暗

使得

光，長(zhǎng)

斷閃