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人教版高中生物选择性必修1稳态与调节第5章植物生命活动的调节第4节环境因素参与调节植物的生命活动(课件+学案+作业含答案)

来源：花匠小妙招时间：2025-06-30 17:57

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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。
知识点1　光对植物生长发育的调节
1．光的作用：光是植物进行光合作用的能量来源。光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。
2．光敏色素
3．光的调控机制
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。
1．(P106相关信息)光敏色素主要吸收红光和远红光。植物体内除了光敏色素，还有感受蓝光的受体。
2．(P106图5-12)光敏色素并不直接存在于细胞膜上，而是与细胞内的多个膜结合并在这些膜上发挥作用。光敏色素既可以在细胞质中经过信号转导影响细胞核中特定基因的表达，也可以进入细胞核中，参与基因表达的调节。
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．植物的种子都需在有光的条件下才能萌发。 (×)
提示：少数植物的种子需要在有光的条件下萌发。
3．光敏色素就是一种特殊的光合色素。 (×)
提示：光敏色素不是光合色素。
4．光敏色素主要吸收红光和蓝光，在受到光照射时，结构会发生变化。 (×)
提示：光敏色素主要吸收红光和远红光。
分析光对植物生长发育的调节机制
1．请阅读教材P106图5-12光调控植物生长发育的反应机制示意图，回答下列问题。
(1)图中感受光信号刺激的A是________，A主要吸收________________。
提示：光敏色素　红光和远红光
(2)从图中分析，光信号调控特定的生物学效应的根本原因是____________________。
提示：影响到特定基因的表达
(3)基于上图所示光的调控过程，尝试完善下图光信号转换过程模型。
提示：感受信号　传导信号　光敏色素　细胞核　RNA
2．长日照植物是指每天光期长于一定临界长度并经过一定天数才能开花的植物，短日照植物是指当每天光期短于一定临界长度并经一定天数才能开花的植物。下列四组实验为光期或暗期被打断对短日照植物和长日照植物开花的影响，回答有关问题。
(1)根据①③实验结果，黑暗打断光期对长日照植物和短日照植物开花________(填“有”或“无”)影响；根据②④实验结果，用照光打断暗期对长日照植物和短日照植物的开花________(填“有”或“无”)影响。
提示：无　有
(2)基于上述分析，长日照植物开花的条件是________________，短日照植物开花的条件是______________________。
提示：暗期低于一定时长　暗期高于一定时长
(3)菊花为短日照植物，在“五一”劳动节时需要摆放菊花花坛，欲使菊花在“五一”劳动节时开花，应对其进行怎样的处理？
提示：提前对其进行长夜(短日照)处理。
[深化归纳
光对植物生长发育的调节
1．(链接P106图5-12)植物光敏色素是一类色素—蛋白复合体，有红光吸收型(Pr)和远红光吸收型(Pfr)。无活性的Pr在细胞质中合成，接受红光刺激后可转化为有活性的Pfr并转移到细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应。下列叙述错误的是(　　)
A．光敏色素分布在植物的各个部位，分生组织中尤为丰富
B．光敏色素接受光刺激后传递信号，影响相关基因的表达
C．Pfr和Pr活性不同是由于其空间结构不同
D．在光合作用中，光敏色素能够吸收、传递、转化光能
D　[光敏色素分布在植物各个部位，一般来说，蛋白质丰富的分生组织中含有较多的光敏色素，A正确；光敏色素是接收光信号的分子，接受光刺激后传递信号，并影响细胞核中相关基因的表达，B正确；结构决定功能，Pfr和Pr活性不同是由于其空间结构不同，C正确；在光合作用中，光合色素能吸收、传递和转化光能，光敏色素在光合作用中不起作用，D错误。]
2．(不定项)光作为一种信号，能影响、调控植物生长、发育的全过程。例如，很多植物的开花与昼夜长短有关。依据图示光间断实验的结果判断，下列叙述正确的是(　　)
A．植物能够对光产生反应，可能与光敏色素这类蛋白质有关
B．短日照组的实验结果表明控制短日照植物开花的可能并不是日照的长度，而是夜间的长度
C．③组短日照植物在夜间有一个短时间的闪光，推测③不开花的原因可能是连续夜长达不到开花条件
D．根据实验已有的事实可推测，⑥条件下的长日照植物一定不会开花
ABC　[植物能够对光产生反应，表明植物可以感知光信号，具有能接收光信号的分子，光敏色素就是其中的一种，A正确；比较短日照植物②与③组可以看出，相同光照时长②组开花，③组不开花，表明控制短日照植物开花的不是日照长度，因为③组黑暗处理中有一段闪光处理，使长时间的黑暗变为两段短时间的黑暗，再与①②组的结果比较，说明连续处于黑暗的时长可能才是控制短日照植物开花的原因，B、C正确；根据已有的事实推断，短日照植物的开花与连续夜长长于临界暗期有关，则长日照植物的开花可能与连续夜长短于临界暗期有关，⑥组的长夜长被闪光中断成为不连续短夜长，可推测长日照植物可能开花，D错误。]
科学研究表明，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。因此，短日照植物实际是长夜植物，而长日照植物实际是短夜植物。
知识点2　参与调节植物生命活动的其他环境因素和植物生长发育的整体调控
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)温度在很大程度上决定植物分布的地域性。
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)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。
(3)淀粉—平衡石假说：植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞，即平衡石细胞来实现的。例如，当根的放置方向发生改变时，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。
3．植物生长发育的整体调控
(1)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。
(2)激素作为信息分子，会影响细胞的基因表达，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，也受到环境因素的影响。
1．温度只影响细胞代谢，不参与植物生长发育的调节。 (×)
提示：温度不仅影响细胞代谢，也参与植物生长发育的调节。
2．春化作用是指植物开花需经一定光照时长的诱导。 (×)
提示：春化作用是指植物开花需要经历一段时期的低温。
3．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”。 (√)
4．激素的产生和分布只受基因表达调控，不受环境影响。 (×)
提示：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。
分析其他因素参与植物生命活动的调节
1．分析温度参与植物生长发育调节的相关问题：
(1)春夏季细胞分裂________、细胞体积大，在树干上形成颜色较________的带；秋冬季细胞分裂________、细胞体积较小，树干上形成颜色较________的带。
提示：快　浅　慢　深
(2)年轮的形成，是树木对一年中不同时期________反应的结果。
提示：环境温度
(3)有的植物需经过春化作用才能开花，这对它们适应生存的环境有什么意义？
提示：可以避免出现在冬季来临之前开花从而无法正常结果的情况。
2．重力参与植物生长发育的调节
种子萌发后，根向地生长、茎背地生长。如果将幼苗横过来，茎会弯曲向上生长，根则弯曲向下生长。
(1)自然状态下，根向地生长，茎背地生长，这对于植物的生长发育有何意义？
提示：根向地生长，可以深扎根，有利于吸收水分和无机盐；茎背地生长，可以将枝条伸向天空，有利于吸收阳光进行光合作用。
(2)在图中A、B、C、D四处，生长素浓度比较高的是哪些？为什么？
提示：在图中A、B、C、D四处，生长素浓度比较高的是C、D，因为是近地侧，由于重力作用，生长素向下运输。
(3)请用“淀粉—平衡石假说”，完善下面的模型，解释根的向地性。
提示：近　大　抑制　促进
[深化归纳
植物生长发育的整体调控
1．(链接P107思考·讨论)谚语讲“今冬麦盖三层被，来年枕着馒头睡”。春化作用是指某些植物(如冬小麦)在生长期需要经历一段时间的低温之后才能开花。下列叙述错误的是(　　)
A．春化作用体现了温度参与植物生长发育的调节
B．实验室夏季种植冬小麦时，可合理使用冷库，诱导小麦开花
C．“淀粉—平衡石假说”可以解释春化作用的机理
D．冬小麦对低温逆境环境的适应，是长期自然选择的结果
C　[由题意可知，春化作用体现了环境因素(温度)参与植物生长发育的调节，A正确；冬小麦的开花离不开春化作用，实验室夏季种植冬小麦时，可合理使用冷库，创造适宜的低温条件诱导冬小麦开花，B正确；“淀粉—平衡石假说”是被普遍承认的一种解释重力对植物生长调节的机制，C错误；生物必须适应环境才能生存，冬小麦对低温逆境环境的适应，是长期自然选择的结果，D正确。]
2．(不定项)(链接P108小字)如图是解释玉米根向重力生长原因的模型。平衡石是根冠细胞特有的结构。在垂直放置的根中，平衡石停留在根冠细胞的基部，导致经由中柱运来的IAA在根冠均等分布(如图1)。在水平放置的根中，平衡石停留在根冠细胞的近地侧，导致根冠远地侧的IAA向近地侧运输(如图2)。根据该模型，下列分析正确的是(　　)
A．IAA在根部只能从伸长区向根冠运输
B．在水平放置的根中，近地侧伸长慢的原因是IAA浓度高于远地侧
C．若把去除根冠的玉米根水平放置，仍能观察到根向地弯曲生长
D．玉米根向重力生长与平衡石在根冠细胞中的位置密切相关
BD　[由题图可知，IAA在根部既能从伸长区向根冠运输，也能从根冠向伸长区运输，A错误；在水平放置的根中，近地侧伸长慢的原因是IAA浓度高于远地侧，根对生长素比较敏感，近地侧生长素浓度高，生长受到抑制，远地侧生长素浓度低，生长较快，B正确；若把去除根冠的玉米根水平放置，失去了平衡石的作用，根水平生长，C错误；据图分析可知，玉米根向重力生长与平衡石在根冠细胞中的位置密切相关，D正确。]
1．光敏色素是一类蛋白质(色素—蛋白复合体)，分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。
2．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。
3．经历低温诱导促使植物开花的作用，称为春化作用。
4．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，它们相互作用、协调配合。
1．2022年2月下旬，天安门广场各种盆栽花卉凌寒怒放，喜迎冬残奥会的胜利召开。为使植物在特定时间开花，园艺工作者需对植株进行处理，常用措施不包括(　　)
A．置于微重力场　　　　 B．改变温度
C．改变光照时间 D．施用植物生长调节剂
A　[微重力场不影响植物的开花，不能使植物在特定时间开花，A符合题意；温度可以影响种子萌发、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，B不符合题意；植物具有能够接收光信号的分子，光敏色素是其中一种，分布在植物各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富，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至细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应，可通过改变光照时间影响植物的开花，C不符合题意；植物生长调节剂能延长或终止种子、芽及块茎的休眠，调节花的雌雄比例，促进或阻止开花，诱导或控制果实脱落，控制植物高度、形状等，D不符合题意。]
2．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。下列有关光对植物生命活动调控的叙述正确的是(　　)
A．光影响植物的颜色和形态，胚芽鞘尖端感光部位的细胞可能含有光敏色素
B．光敏色素主要吸收红光和蓝光，在受到光照射时，结构会发生变化
C．小麦需要日照长度达到一定值才能开花，是因为长日照能提高细胞核内与开花有关的基因数量
D．光敏色素和光合色素都是色素—蛋白复合体
A　[光影响叶绿素等色素的合成，影响生长素的运输和分布，影响植物的颜色和形态，而胚芽鞘尖端感光部位可以感受光照，因此胚芽鞘尖端感光部位的细胞可能含有光敏色素，A正确；光敏色素主要吸收红光和远红光，在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，B错误；有些植物在生长期需要经历一段时期之后才能发芽、开花，如小麦需要日照长度达到一定值才能开花，在植物受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息会经过转导，传递到细胞核内，影响特定基因的表达，并不是因为长日照能提高细胞核内与开花有关的基因数量，C错误；光敏色素是色素—蛋白复合体，光合色素是纯色素，D错误。]
3．光、温度和重力对植物的生长发育起着重要的调节作用，有关叙述错误的是(　　)
A．光敏色素能感受光刺激并发生结构改变从而传递信号
B．冬小麦需要经历春化作用才能开花是因为低温的影响
C．重力影响水平放置植物生长素的极性运输，导致茎背地生长
D．植物年轮的形成主要是因为温度影响了细胞分裂的速度
C　[受到光照射后→光敏色素被激活，结构发生变化→信号经过转导，传递到细胞核内→细胞核内特定基因的转录变化→表现出生物学效应，A正确；有些植物在生长期需要经历一段时期的低温之后才能开花，这种经历低温诱导促使植物开花的作用，称为春化作用，这样可以避免出现在冬季来临之前开花从而无法正常结果的现象，B正确；重力影响水平放置植物生长素的横向运输，导致近地侧生长素浓度高，从而出现茎背地生长，C错误；植物年轮的形成原因是树干在春夏季细胞分裂快，细胞体积大，形成颜色较浅的带，在秋冬季细胞分裂慢，细胞体积较小，形成颜色较深的带，可见温度参与树木年轮形成的调节，故年轮的形成主要是四季温度差异造成的，D正确。]
4．植物生长发育的调节是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的(三者关系如下图)。下列说法错误的是(　　)
A．图中a、b、c依次代表植物激素、基因和环境因素
B．a的产生和分布是b调控的结果，也受到c的影响
C．赤霉素调控萌发大麦种子α-]淀粉酶基因表达，体现a对b的影响
D．单侧光照可以影响生长素在胚芽鞘伸长区的横向运输，体现c改变a的分布
D　[环境因素和植物激素都能影响基因的表达，环境因素可改变激素的分布情况，因此图中a、b、c依次代表植物激素、基因和环境因素，A正确；a、b、c依次代表植物激素、基因和环境因素，激素的产生和分布是基因表达的结果，也受到环境的影响，B正确；a、b、c依次代表植物激素、基因和环境因素，因此赤霉素调控萌发大麦种子α-]淀粉酶基因表达，体现a对b的影响，C正确；单侧光可改变生长素在胚芽鞘尖端的分布，即横向运输发生在胚芽鞘尖端，而不是胚芽鞘伸长区，D错误。]
5．(不定项)将豌豆的幼苗水平放置，它的根会向下弯曲。若将豌豆幼苗的根冠全部切去，实验过程及现象如下表，下列描述正确的是(　　)
图示处理方法一段时间后弯曲情况
根冠不切除向下弯曲63°
根冠全部切除不向下弯曲
A．甲组为对照组，乙组为实验组
B．依实验现象可知，决定根向地性的部位是根冠
C．此实验必须在黑暗条件下进行
D．由表可知在重力作用下根冠产生了抑制近地侧细胞生长的物质
ABC　[甲组不做处理为对照组，乙组将根冠全部切除(经过特殊处理)为实验组，A正确；对比甲组和乙组可知，根向下弯曲(向地性)与植物的根冠有关，B正确；因为单侧光会影响生长素的分布，所以此实验必须在黑暗条件下进行，C正确；由题表不能得出在重力作用下根冠产生了抑制近地侧细胞生长的物质的结论，D错误。]
课时分层作业(24)　环境因素参与调节植物的生命活动
题组一　光对植物生长发育的调节
1．光照是调节植物生长发育的重要环境因子，生长在室内等光线较暗环境，植物的茎或叶片在生长过程中变得长而细弱，而有的植物种子需要光照才能萌发。下列叙述正确的是(　　)
A．植物对光作出反应与光敏色素有关，该色素主要吸收红光和蓝紫光
B．黑暗环境下豆芽茎比光下要长很多，有利于植物更早到达有光环境
C．光通过提供能量来调控种子萌发和植物生长、开花、衰老等过程
D．从赤道到南北极植物分布的地域性很大程度上就是由光照决定的
B　[植物对光作出反应与光敏色素有关，光敏色素主要吸收红光和远红光，A错误；黑暗环境下豆芽茎比光下要长很多，生长速度更快，有利于植物更早到达有光的环境，从而进行光合作用，B正确；光是植物进行光合作用的能量来源，但对植物而言，光不只是起提供能量的作用，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，该过程中光也可作为信号起作用，C错误；植物分布的地域性很大程度上是由温度决定的，D错误。]
2．在黑暗中生长的植物幼苗通常表现为黄叶，称为黄化苗。如图表示光照影响幼苗叶色的分子机制，下列说法错误的是(　　)
A．黑暗环境下出现黄化现象的原因是叶绿素被分解
B．光敏色素接收光信号的刺激，可引起细胞内HY5含量的变化
C．幼苗去黄化反应既受环境因素的影响，又受特定基因的调控
D．光敏色素接收光信号后，其空间结构会发生变化，影响特定基因的表达
A　[细胞分裂素可以促进叶绿素合成，黑暗条件可能加速了细胞分裂素的降解，导致叶绿素合成量减少形成黄化苗，A错误；据图分析，HY5在黑暗环境下会被降解，而在光照环境下，HY5不被降解，即光敏色素接收光信号的刺激，可引起细胞内HY5含量的变化，B正确；由图可知，光照环境下，进入细胞核的光敏色素抑制HY5降解，HY5影响特定基因的表达，使幼苗发生去黄化反应，C正确；由图可知，黑暗环境中光敏色素与光照环境下光敏色素的结构不同，推测其接收光信号后，其空间结构会发生变化，并且根据图中信息推测光敏色素结构改变之后，进入细胞核内，抑制了HY5降解，HY5影响特定基因的表达，D正确。]
题组二　参与调节植物生命活动的其他环境因素
3．俗话说得好“务农不误时”，冬小麦是在头一年秋季播种萌发，以营养体(长出根、茎、叶的植物体)过冬，第二年夏初开花和结实。春天播下去的冬小麦虽然麦苗高度很快能赶上秋天播种的小麦，但不能开花结实。下列叙述错误的是(　　)
A．冬小麦开花与否只与播种时间有关
B．经低温作用的冬小麦体内可能产生了影响开花的物质
C．越冬期小麦与春天拔节期相比，体内脱落酸浓度更高
D．低温影响冬小麦开花是长期进化的结果
A　[分析题意可知，冬小麦开花与否主要取决于其幼苗经历的温度，A错误；春天播下去的冬小麦虽然麦苗高度很快能赶上秋天播种的小麦，但不能开花结实，因此经低温作用的冬小麦体内可能产生了影响开花的物质，B正确；脱落酸有助于植物度过逆境，越冬期小麦与春天拔节期相比，体内脱落酸浓度更高，C正确；春天播下去的冬小麦不能开花结实，因此留下的是能开花结实的，低温影响冬小麦开花是长期进化的结果，D正确。]
4．植物的生命活动受到多种内外因素的共同调节，包括光照、温度、水分、土壤养分等环境因素，以及植物激素和遗传背景等内部因素。这些因素相互作用，共同影响植物的生长、发育和逆境响应，使其能够适应并生存于各种复杂环境中。下列相关叙述错误的是(　　)
A．光既是植物光合作用的能量来源，还能作为调节种子萌发的信号
B．在植物生长发育过程中的不同阶段，发挥主要调节作用的激素不同
C．春化作用是指某些植物种子需经历一段时间的持续低温之后才能萌发
D．植物根含有的某些物质和细胞，能够将重力信号转化为生长素运输信号
C　[对植物来说，光不只是起提供能量的作用，还能作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程，A正确；植物生命活动受多种激素的调节，在植物生长发育的不同阶段起主导作用的激素不同，B正确；有些植物在生长期需要经历一段时期的低温之后才能开花，这种经历低温诱导促使植物开花的作用，称为春化作用，C错误；植物的根、茎中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，D正确。]
题组三　植物生长发育的整体调控
5．下列关于植物生长发育的叙述，不正确的是(　　)
A．生长素在植物体内起作用时并不直接参与细胞代谢
B．幼苗中激素的合成既受基因的调控又受光照等环境因素的影响
C．植物的生长发育从根本上来讲是多种激素协调配合、共同作用的结果
D．光敏色素接收光照时会发生结构改变进而影响基因的表达
C　[生长素在植物体内所起的作用是为细胞传达一种调节代谢的信息，但不能直接参与细胞代谢，A正确；激素的合成受基因组(激素的合成需要一系列酶的催化，酶的合成由基因调节控制)调节控制，还受光照等因素的影响，B正确；激素调节对植物的生长发育有重要作用，但植物的生长发育，从根本上说是基因选择性表达的结果，C错误；光敏色素是一种接收光信号的分子，接收光照时会发生结构改变进而影响基因的表达，D正确。]
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。下列叙述正确的是(　　)
A．植物激素是对植物的生长发育有调节和催化作用的有机物
B．调节植物生命活动的各种激素是孤立发挥作用的
C．环境因素可以通过信号转导，诱导相关基因表达，调控生长发育
D．植物生命活动的调节从根本上说是激素调节的结果
C　[植物激素作为信息分子，具有调节作用，但没有催化功能，A错误；在植物的生长发育过程中，各种植物激素相互作用，而非孤立起作用，B错误；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，环境因素可以通过信号转导，诱导相关基因表达，调控生长发育，C正确；植物的生长发育过程，根本上是基因在一定时间和空间上程序性表达的结果，D错误。]
7．科研人员研究了日照长短对菊花开花的影响，实验分组处理与结果如图。下列叙述错误的是(　　)
A．菊花感受光照时间长短的部位是叶片
B．持续每天光照总时长超过临界日长，菊花不能开花
C．持续每天光照总时长小于临界日长，菊花一定能开花
D．该研究表明，可通过人工花期调控技术实现夏季赏菊
C　[植株下部的叶片接收短日照开花，植株的顶端接收短日照不开花，说明菊花感受光照时间长短的部位是植株下部的叶片，A正确；植株接收长日照不开花，植株接收短日照开花，可说明菊花是短日照植物，如果持续每天光照总时长超过临界日长，则菊花不能开花，B正确；在短日照的情况下，光照打断暗期植株不开花，说明持续每天光照总时长小于临界日长，菊花也不一定能开花，C错误；该研究表明，菊花的开花与不开花与光照时间长短有关，所以可通过人工花期调控技术实现夏季赏菊，D正确。]
8．(不定项)为研究光信号在植物体内的转换，科学家设计了三组实验：A组为短日照植物，B组为长日照植物，C组是将长日照植物的枝条嫁接到短日照植物的枝干上，然后置于短日照条件下培养，一段时间后植物的开花情况如图所示，下列分析正确的是(　　)
A．A、B组为对照组，C组为实验组
B．光敏色素能够接收光信号，并传递、转化光能
C．该实验可说明感受光信号的部位为叶片和茎
D．结果表明光信号在短日照植物体内被转换为化学物质信号，从而促进长日照植物开花
AD　[此实验的目的是研究光信号在植物体内的转换，所以，A、B组是对照组，C组是实验组，A正确；光敏色素只能吸收光信号，而不能传递和转化光能，B错误；感受光信号变化的部位是叶片，而不是茎，C错误；将长日照植物枝条嫁接到短日照植物上，给予短日照后，嫁接的枝条也可开花，这说明光信号在短日照植物体内被转换为化学信号，化学物质运输至长日照植物的枝条中，从而促进长日照植物开花，D正确。]
9．(13分)拟南芥种子中的隐花色素 (CRY1) 是感受光的受体。研究发现，CRY1能作用于脱落酸(ABA) 从而影响种子萌发。为了进一步探究其作用机制，研究人员将野生型拟南芥的种子和CRY1突变体(无法合成CRY1) 的种子，分别放在含0 mol/L、0.5 mol/L、0.8 mol/L ABA的培养基中，置于适宜光照条件下培养，一段时间后测得种子的发芽率如图1所示。研究小组分别用三组试剂(①②③) 对拟南芥种子进行处理，结果如图2所示。
(1)光在植物生长发育中的作用是________________________________(答出2点)。
(2)脱落酸能降低拟南芥种子的发芽率，从细胞水平分析是由于脱落酸能________________，从器官水平分析是由于脱落酸能________________，从而影响了种子发芽。
(3)据图1推测，CRY1对拟南芥种子萌发的影响可能是通过________________ (填“提高”或“降低”) 种子对ABA 的敏感性来实现的，判断依据是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)图2中②③组结果表现出高度的相似性，请分析ABA 的作用机制可能是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(5)通过以上信息说明植物生长发育的调控，是由基因表达调控、__________________和__________________共同完成的。
[解析]　(1)光在植物生长发育中的作用有很多方面。例如，光是植物进行光合作用的必要条件，为植物提供能量，通过光合作用将二氧化碳和水转化为有机物并释放氧气，为植物生长提供物质和能量；光能作为信号，像本题中的CRY1是感受光的受体，进而影响种子萌发等生理过程；光还能影响植物的形态建成，如向光性生长等。(2)脱落酸的主要作用：抑制细胞分裂；促进气孔关闭；促进叶和果实的衰老和脱落；维持种子休眠。由图2可知，脱落酸能降低拟南芥种子的发芽率，从细胞水平分析是由于脱落酸能抑制细胞分裂，从器官水平分析是由于脱落酸能维持种子休眠，从而影响了种子发芽。(3)据图1推测，CRY1对拟南芥种子萌发的影响可能是通过降低种子对ABA的敏感性来实现的。判断依据是野生型种子中含CRY1，CRY1突变体无法合成CRY1，在相同ABA浓度下，突变体发芽率比野生型拟南芥的种子低，说明没有CRY1时，种子对ABA更敏感，更容易被ABA抑制发芽，所以CRY1可能能降低种子对ABA的敏感性。(4)图2中②③组结果表现出高度的相似性。6-甲基嘌呤是一种mRNA合成抑制剂，赤霉素＋脱落酸和赤霉素＋6-甲基嘌呤结果相似，可能是因为ABA的作用机制是通过抑制RNA聚合酶的活性抑制α-淀粉酶的mRNA的合成，进而影响种子萌发等生理过程。(5)通过以上信息说明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。
[答案]　(除标注外，每空1.5分，共13分)(1)提供能量、作为信号　(2)抑制细胞分裂　维持种子休眠　(3)降低　ABA抑制种子萌发，在相同浓度ABA的影响下，野生型种子中含CRY1，其发芽率比突变型高，说明CRY1能降低种子对ABA的敏感性(2.5分)　(4)通过抑制RNA聚合酶的活性抑制α-淀粉酶的mRNA的合成　(5)激素调节　环境因素调节
(教师用书独具)
1．植物光敏色素是一类色素—蛋白复合体，有钝化型和活化型两种可以相互转化的构象，如图所示。钝化型光敏色素在细胞质中合成，接收光刺激后可转化为活化型光敏色素，并转移到细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应。下列叙述正确的是(　　)
A．光敏色素是一种由植物体产生且可直接参与生命活动调节的激素
B．光刺激引起光敏色素空间结构发生改变，使钝化型和活化型的功能不同
C．光敏色素分布在植物的各个部位，其中在叶肉细胞、分生组织细胞内比较丰富
D．接收红光信号后，光敏色素转化为活化型，通过胞吞进入细胞核，并影响基因表达
B　[植物光敏色素是一类色素—蛋白复合体，由于光敏色素的存在，使得植物能够感受到光照的变化，不是激素，A错误；光刺激引起光敏色素空间结构发生改变，使钝化型和活化型的功能不同，B正确；光敏色素是一类蛋白质(色素—蛋白复合体)，分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富，C错误；接收红光信号后，光敏色素转化为活化型，信号经过转导，传递到细胞核内，影响基因表达，不是胞吞作用，D错误。]
2．“淀粉—平衡石假说”是被普遍承认的一种解释重力对植物生长调节的机制。根据该假说，根向地生长的机理如图所示，下列叙述错误的是(　　)
A．重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素
B．重力通过影响淀粉体的沉降来影响生长素沿重力方向不对称分布
C．根的向地性体现了生长素“在浓度较低时促进生长，浓度过高时抑制生长”的作用特点
D．若内质网释放Ca2+的过程受阻，根的向地生长现象更明显
D　[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匀，从而调节植物的生长方向和形态建成，A正确；受重力影响淀粉体会下沉到细胞底部，并诱发内质网释放Ca2+到细胞质基质，激活钙调蛋白，影响生长素的运输导致生长素沿重力方向不对称分布，从而造成重力对植物生长的影响，B正确；生长素向近地侧运输，近地侧生长素浓度高，抑制该侧生长，而远地侧生长素浓度低，促进生长，C正确；细胞质基质中Ca2+浓度升高会通过钙调蛋白间接激活生长素泵，若Ca2+的释放过程受阻，钙调蛋白的激活受限，生长素运输受阻，则根的向地生长减弱，D错误。]
3．(不定项)下图为红光(R)和远红光(FR)照射对种子萌发的影响，下列有关植物种子萌发的分析，错误的是(　　)
A．主要依赖太阳光中的远红光
B．能被红光促进，被远红光抑制
C．只能感受红光，只有红光才能促进种子的萌发
D．只有经过红光和远红光的交替照射才能萌发
ACD　[最后一次照射为红光时，大多数种子萌发，最后一次若用远红光照射，则少数种子萌发，说明种子萌发主要依赖太阳光中的红光，红光能促进种子萌发，而远红光抑制种子萌发，A错误，B正确；红光和远红光照射对种子萌发影响不同，种子能感受红光和远红光，C错误；单独用红光照射也能使种子大多数萌发，说明种子萌发并不一定需要红光和远红光交替照射，D错误。]
重点突破练(4)　植物激素的调节
题组一　生长素的作用及特点
1．如图表示植物生长过程中的两种现象，下列分析正确的是(　　)
A．这两种现象的产生都与单侧光影响了生长素分布有关
B．图乙中植物的根水平生长，以利于吸收土壤中的水分
C．图乙中茎的生长体现了生长素较低浓度促进生长，浓度过高时抑制生长的特点
D．图甲中生长素在背光侧多，细胞伸长快，所以出现向光生长现象
D　[图甲为植物的向光性，受单侧光影响，而图乙是植物茎的背地生长，受重力的影响，所以这两种现象的产生分别与单侧光和重力影响了生长素分布有关，A错误；图乙中植物的根具有向地性，所以植物的根弯曲向下生长，而非水平生长，B错误；图乙中茎的背地生长，是因为近地侧生长素浓度高，生长快，只体现生长素的促进作用，C错误；图甲中茎向光生长的原因在于背光侧生长素多，细胞伸长快，向光侧生长素少，生长得慢，D正确。]
2．将在4种不同条件下收集了生长素的琼脂块分别放在4个相同的切去顶端的胚芽鞘一侧，一段时间后测量并记录胚芽鞘弯曲角度，发现α1>α2>α3>α4，如图所示。下列相关推测正确的是(　　)
A．若m1中的生长素是从茎的背光侧收集到的，则m2中的生长素不可能是从茎的向光侧收集到的
B．若m1中的生长素是从顶芽收集到的，则m2、m3、m4中的生长素是从由上至下的侧芽收集到的
C．m1中的生长素含量可能是最高的，m4中的生长素含量不可能是最低的
D．根据α2>α3并不能说明m2中的生长素含量一定大于m3中的生长素含量
D　[由于α1>α2，可知m2促进生长的作用强于m1，若m2和m1的浓度都小于最适生长素浓度，可能m2的生长素浓度强于m1，但在最适生长素浓度的两侧，存在促进生长效果相同的点，因此，可能m2的生长素小于最适浓度，m1可能大于最适浓度，因此若m1中的生长素是从茎的背光侧收集到的，则m2中的生长素可能是从茎的向光侧收集到的，A错误；由于α1>α2>α3>α4，可知m2、m3、m4的促进生长的作用强于m1，若m2、m3、m4和m1的浓度都小于最适生长素浓度，可能生长素浓度m4＞m3＞m2＞m1，故若m1中的生长素是从顶芽收集到的，由于顶芽产生的生长素向下运输时被消耗，离顶芽越近的侧芽处生长素浓度越高，则m2、m3、m4中的生长素是由从下至上的侧芽收集到的，B错误；若m2、m3、m4的生长素浓度大于最适生长素浓度，随浓度上升，促进生长的作用下降，因此m4的生长素含量可能是最低的，m1的促进作用最弱，其浓度可能是最高的，C错误；在最适生长素浓度的两侧，存在促进生长效果相同的点，只根据胚芽鞘的弯曲角度，不能证明生长素浓度的大小，因此根据α2>α3并不能说明m2中的生长素含量一定大于m3中的生长素含量，D正确。]
题组二　其他植物激素
3．油菜素内酯是一种天然植物激素，能促进芽、叶细胞的扩展和分裂，促进花粉管生长、种子萌发等。下列说法错误的是(　　)
A．油菜素内酯可由产生部位运至作用部位
B．油菜素内酯通过直接参与代谢来促进细胞分裂
C．油菜素内酯与细胞分裂素具有相似的生理作用
D．调控种子萌发时，油菜素内酯与脱落酸的效应相抗衡
B　[油菜素内酯属于植物激素，可由产生部位运至作用部位，A正确；激素只起调节作用，不直接参与代谢，B错误；油菜素内酯能促进芽、叶细胞的扩展和分裂，促进花粉管生长、种子萌发等，与细胞分裂素具有相似的生理作用，C正确；调控种子萌发时，油菜素内酯(促进种子萌发)与脱落酸(抑制种子萌发)的效应相抗衡，D正确。]
4．赤霉素对植物的开花具有调节作用，其作用机制如图所示，下列叙述错误的是(　　)
A．检测植物体内SOC蛋白的含量可以预测植物能否开花
B．SPL蛋白通过激活SOC编码基因的表达从而促进开花
C．赤霉素促进DEL蛋白的降解，解除对SPL蛋白的阻止作用
D．有SOC编码基因的存在及赤霉素的作用，植物即可开花
D　[分析题图可知，SOC编码基因表达产生SOC蛋白，而SOC蛋白可以促进植物开花，可见检测植物体内SOC蛋白的含量可以预测植物能否开花，A正确；转录和翻译称为基因表达，题图可知，SPL蛋白可以激活SOC编码基因转录、翻译过程，而SOC蛋白可以促进植物开花，可见SPL蛋白通过激活SOC编码基因的表达从而促进开花，B正确；题图可知，DEL蛋白可以阻止SPL蛋白激活SOC编码基因的转录和翻译过程，而赤霉素可以促进DEL蛋白降解，故赤霉素促进DEL蛋白的降解，解除对SPL蛋白的阻止作用，C正确；有SOC编码基因的存在及赤霉素的作用，植物不一定开花，需要SOC编码基因表达出相应的SOC蛋白、SPL蛋白及赤霉素发挥作用，植物才可开花，D错误。]
题组三　植物生长调节剂
5．DA-6是一种高效植物生长调节剂，有提高植株体内叶绿素、蛋白质的含量和光合速率等功能，可使烟叶、花生、大豆等增产15%～40%，并能增强抗逆性，促进早熟。下列有关叙述错误的是(　　)
A．DA-6具有与细胞分裂素相似的生理功能
B．DA-6的使用时间、浓度及部位等会影响使用效果
C．DA-6可能影响植物有关基因表达，从而起到调节作用
D．探究DA-6最适使用浓度，可先设计梯度较小的预实验进行摸索
D　[细胞分裂素能促进叶绿素的合成，A正确；植物生长调节剂的使用时间、浓度及部位等会影响其使用效果，B正确；激素影响有关基因表达，从而起到调节作用，植物生长调节剂和激素具有相同的生理效应，作用机制可能相同，C正确；探究最适浓度，可先设计梯度较大的预实验进行摸索，在此基础上设计更合理的浓度梯度解析实验，D错误。]
6．(不定项)油菜素内酯(又称芸苔素)被称为世界第六类植物激素，是目前发现活性最高、安全性最好、可以降解农药残留的植物激素。科学家在此基础上已合成出系列芸苔素类调节剂，这些植物生长调节剂兼具赤霉素、细胞分裂素和生长素的综合功效。各种芸苔素的活性如图所示，下列叙述错误的是(　　)
A．芸苔素类调节剂在植物体内合成量微少，但调节效应很大
B．芸苔素类调节剂的使用效果与其浓度有关，与使用时期无关
C．几种芸苔素类调节剂混合使用时的活性应比天然芸苔素的高
D．各种植物激素或植物生长调节剂通过调控细胞分裂、生长、分化、死亡等方式实现对植物生长发育的调控
ABC　[芸苔素类调节剂是人工合成的，植物体内不存在，A错误；芸苔素类调节剂是植物激素类似物，其使用效果与其种类、浓度、使用时期、植物种类及作用部位等有关，B错误；图示中几种芸苔素类调节剂的活性都比天然芸苔素的低，且22、23、24-表芸苔素内酯混合组的活性比单独24-表芸苔素内酯低，可推断几种芸苔素调节剂混合使用时的活性应比天然芸苔素的低，C错误；由分析可知，各种植物激素或调节剂通过调控细胞分裂、生长、分化、死亡等方式实现对植物生长发育的调控，D正确。]
7．(不定项)植物细胞壁弹性非常小，影响细胞的伸长。生长素(IAA)促进细胞伸长的可能作用机理如下图所示。有关叙述正确的是(　　)
A．推测图中H＋的运输方式应该为主动运输
B．pH较低时细胞壁软化松弛利于细胞伸长
C．图中生长素的运输方向体现了极性运输
D．IAA的受体在细胞质和细胞膜上都存在
BD　[分析题图可知，H＋运出细胞需要消耗ATP水解释放的能量，需要载体蛋白，属于主动运输，而液泡中的H＋运出到细胞质基质中为协助扩散，故图中H＋的运输方式不能一概而论，A错误；pH较低的环境中细胞壁的纤维素微丝伸长使细胞壁对细胞的压力减小，细胞壁软化松弛，利于细胞伸长，B正确；在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，也就是只能单方向地运输，称为极性运输，极性运输是一种主动运输，题图并不能反映生长素的运输方向体现了极性运输，C错误；据图可知，生长素进入细胞需要先经过细胞膜，即先与细胞膜上的相应受体结合，再与细胞内的活化蛋白因子结合，发挥作用，因此IAA的受体在细胞质和细胞膜上都存在，D正确。]
8．(14分)研究表明，生长素(IAA)、细胞分裂素(CTK)和独脚金内酯(一种植物激素)共同参与调控植物顶端优势的形成。茎尖的生长素通过PIN蛋白向下运输时，既能抑制细胞分裂素合成酶(IPT)的活性，又能提高细胞分裂素氧化酶(CKX)的活性，还能通过活化独脚金内酯合成酶基因MAX3或MAX4来促进该类激素的合成。独脚金内酯合成量增加促进转录因子BRC1的表达，以抑制侧芽生长，相关生理机制如图所示。回答下列问题：
(1)生长素是________经过一系列反应转化形成的。生长素与细胞内特异性受体结后引发细胞内发生一系列________过程，进而诱导__________________，从而产生效应。
(2)由图可知，独脚金内酯对IPT的活性具有________作用。生长素通过作用于IPT和CKX__________(填“促进”或“抑制”)细胞分裂素的分泌。
(3)顶芽摘除后，侧芽处的细胞分裂素和独脚金内酯含量变化为____________________(填“均升高”“均降低”“前者升高，后者降低”或“前者降低，后者升高”)。
[解析]　(1)生长素是由色氨酸经过一系列反应转化形成的，少量的生长素即可对植物的生长发育有显著影响。生长素是一种植物激素，其作用机理是首先与细胞内生长素受体特异性结合，引发细胞内一系列信号转导过程，进而诱导特定的基因表达，从而产生效应。(2)由图可知，生长素可以抑制IPT的活性，独脚金内酯也会抑制IPT的活性，所以生长素与独脚金内酯对IPT的活性的影响具有协同作用。由题意可知，生长素通过PIN蛋白向下运输时，既能抑制细胞分裂素合成酶(IPT)的活性，又能提高细胞分裂素氧化酶(CKX)的活性，所以生长素可通过二者的作用抑制细胞分裂素的分泌。(3)由(2)可知，生长素抑制细胞分裂素的分泌，顶芽摘除后，生长素合成降低，对侧芽细胞分裂素分泌的抑制作用减弱，导致细胞分裂素含量增加。由题意可知，生长素可通过活化独脚金内酯合成酶基因MAX3或MAX4来促进该类激素的合成，所以摘除顶芽导致独脚金内酯的含量降低。
[答案]　(除标注外，每空2分，共14分)(1)色氨酸　信号转导　特定基因的表达(3分)　(2)抑制　抑制　(3)前者升高，后者降低(3分)
(教师用书独具)
1．将一株正在生长的植物水平放入正在太空中飞行的航天飞船的暗室内，暗室朝向地心的一侧开一个小孔，小孔附近放一光源，如下图1所示；下图2表示不同浓度的生长素对植物茎生长的作用情况；下图3表示不同浓度生长素对顶芽和根部生长的作用情况。请判断下列相关说法正确的是(　　)
A．一段时间后，图1所示植物茎的生长方向是背光生长
B．若图1中茎的向光侧的生长素浓度为m，则其背光侧的生长素浓度p的范围是m＜p＜2m
C．图3中②可表示的是顶芽，且a～d对芽能体现生长素的生理作用特点是低浓度促进高浓度抑制
D．若把图1装置放回地球同时去掉光源，植物茎远地侧的生长素浓度为m，则近地侧生长素浓度r的范围是0＜r＜m
B　[图1所示植物在失重的状态下，重力对生长素的分布没有影响，而单侧光仍能引起生长素分布不均匀，使向光侧生长素分布少，背光侧生长素分布多，引起茎向着光源方向生长，A错误；图1中若此时茎的向光侧的生长素的浓度为m，因为向光侧的生长素分布少且生长慢于背光侧，结合图2，茎的背光侧浓度范围应该大于m，小于2m，即m＜p＜2m，B正确；不同器官对生长素敏感性不同，茎敏感性＜芽敏感性＜根敏感性，故图3中②可表示的是顶芽，a～d对芽都是促进，没有抑制，则不能体现生长素的生理作用具有低浓度促进、高浓度抑制的特点，C错误；若把图1的装置放回地球上，同时去掉光源，由于重力的影响，茎的近地侧生长素的浓度大于远地侧，且促进生长的效果大于远地侧，若远地侧生长素浓度为m，则茎的近地侧生长素的浓度范围r是大于m小于2m，D错误。]
2．为了探究生长素和乙烯对植物生长的影响及其相互作用，科学家在不同时间段测定两种激素在茎中的含量如图1所示；并观察了两种激素的含量变化对叶片脱落的影响如图2所示。下列分析正确的是(　　)
A．乙烯的合成部位在成熟的茎和萎蔫的叶片
B．分析图1可知，乙烯浓度升高到一定值时会促进生长素的合成
C．叶片脱落率随生长素和乙烯浓度的增加而不断提高
D．生产上可喷施较高浓度的生长素类似物降低叶片脱落率
D　[乙烯的合成部位在植物体的各个部位，A错误；由图1可知，M点时乙烯开始合成，可以说明，生长素浓度增大到一定程度时会促进乙烯的合成，B错误；由图2可知，随着生长素浓度不断升高，乙烯的浓度也不断提高，当生长素和乙烯浓度过高会导致叶片的脱落率降低，C错误；据图2分析，生长素浓度增大到一定值，会促进植物茎中乙烯的合成，促使叶片脱落率减少，生产上可喷施较高浓度生长素类似物降低叶片脱落率，D正确。]
3．北美冬青为重要观赏植物。某课题小组研究不同种类植物生长调节剂(IBA为吲哚丁酸、NAA为萘乙酸、ABT为生根粉)对北美冬青插条生根率的影响，实验结果如图，其中CK为清水处理对照组。下列叙述正确的是(　　)
A．实验结果表明，三种植物生长调节剂对插条生根均有低浓度促进高浓度抑制的特点
B．CK组生根率较低，表明北美冬青插条内产生的IBA、NAA和ABT等生根物质较少
C．500 mg·L-1时，ABT促进插条生根率高于NAA，与ABT为插条生根提供更多能量有关
D．若要探究IBA提高插条生根的最适浓度，需在0～1 000 mg·L-1间设置更小浓度梯度
D　[由柱形图可知，IBA、ABT两种植物生长调节剂低浓度和高浓度都是促进生根，没有体现高浓度抑制生根的作用，A错误；IBA、NAA和ABT为植物生长调节剂，植物细胞内不能合成，B错误；ABT为植物生长调节剂，不能为插条生根提供能量，只起调节作用，C错误；由柱形图可知，IBA提高插条生根率在500 mg·L-1左右最高，因此为了探究IBA提高插条生根率的最适浓度，需在0～1 000 mg·L-1间设置更小浓度梯度，D正确。]
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