第三节 植物对多种环境信号做出反应
基础过关练
题组一 向性运动
1.下列属于向性运动的是( )
A.把肥料施在人们希望长苗的空旷地方,使香蕉植株分布均匀
B.把郁金香从寒冷的室外移至温暖的室内,过几分钟就会开花
C.紫茉莉在阴天或晚上开花
D.当人们对跳舞草放声歌唱时,它的叶子就会运动
2.观察两个关于生长素作用的图像,下列说法正确的是( )
A.若图乙中Ⅰ处的生长素浓度在图甲的DE段,则Ⅱ处的生长素浓度可能在BD段
B.若图乙中Ⅰ处的生长素浓度在图甲的BD段,则Ⅱ处的生长素浓度可能在F点以后
C.生长素对Ⅰ、Ⅳ处的生长起促进作用,生长素对Ⅱ、Ⅲ处的生长起抑制作用
D.若图乙中Ⅲ处的生长素浓度在图甲的AB段,则Ⅳ处的生长素浓度可能在EF段
题组二 植物的生殖受到光周期及温度的调控
3.植物体能对多种环境信号的变化做出反应,下列叙述错误的是 ( )
A.感受低温刺激的部位一般在茎尖
B.影响短日植物开花的是短时间的暗处理打断光照期,而不是短时间的光照打断暗期
C.叶片细胞中的光敏色素是感受光周期的重要物质
D.春化作用可帮助一些植物度过寒冷的冬季而使物种得以延续
4.(教材习题改编)某种短日植物开花的临界日长是10小时,在下列甲~丁四个光周期处理中,此短日植物能正常开花的处理有( )
A.乙 B.丙
C.乙、丙 D.乙、丙、丁
5.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.冬小麦开花时间取决于其播种萌发的时间
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的相比,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
6.美国园艺学家加纳与阿拉德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( )
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、昼长变短而正常开花
能力提升练
题组一 分析向性运动的成因
1.小麦幼苗受到大风的影响后植株茎秆出现了倒伏现象,但一段时间后,弯曲的茎秆又慢慢变得直立。下列叙述不正确的是( )
A.弯曲的茎秆能直立生长体现了植物茎的负向重力性
B.弯曲的茎秆又慢慢变得直立的过程离不开重力的作用
C.过多施用赤霉素易造成小麦植株倒伏
D.茎秆从弯曲到直立生长体现了生长素作用的两重性
2.结合下图思考关于植物向性运动的说法,错误的是( )
A.植物的向性运动与生长素浓度、作用部位、单侧光等因素有关
B.当生长素浓度超过E点,植物生长将受到抑制,不再继续生长
C.若曲线代表胚芽鞘的生长情况,当向光侧浓度为1时,背光侧浓度大于1小于3.8
D.若曲线代表水平放置的根的生长情况,当远地侧浓度为1时,则近地侧浓度大于4.8
3.(经典题)“淀粉-平衡石假说”认为植物根冠中存在一种平衡细胞,该细胞内含有能感受重力刺激的淀粉体。当根横放时,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+到细胞溶胶,最终将重力信号转化为生长素运输信号从而引起根的向地生长,部分过程如图所示。相关叙述正确的是( )
A.影响根向地生长的信号有重力、Ca2+和生长素等
B.细胞溶胶中Ca2+浓度升高会直接激活生长素泵
C.生长素向近地侧运输,促进该侧生长的效果更明显
D.若Ca2+的释放过程受阻,则根的向地生长更明显
4.实验证明:根冠分泌的生长素向上运输影响根的生长方向。其中图B表示切除一半根冠,图C表示用云母片将根右侧的生长素运输阻断。下列说法错误的是( )
A.图A中生长素运输方向为形态学下端到形态学上端
B.生长素可运输至根的伸长区,促进细胞伸长生长
C.图B根向有根冠一侧弯曲生长的原因是有根冠一侧生长素浓度高,且根对生长素敏感,从而抑制生长
D.图C根将向左弯曲生长
题组二 综合分析环境因素对植物生命活动的影响
5.高等植物的生长发育受到环境因素调节,光、温度对植物生长发育的调节作用尤为重要,请判断下列说法不正确的是( )
①对植物来说,光只是提供能量
②光敏色素是一种易溶于水的具有独特吸光特性的蛋白质,主要吸收红光和远红光
③接受到光照射时,光敏色素的结构会发生变化
④春化作用也可能与脱落酸有关,一些需要春化的植物未经低温处理而施用脱落酸也能开花
⑤高等植物正常生长发育需要各个器官、组织、细胞之间的协调和配合
⑥春化作用能说明温度参与植物生长发育的调节
A.①②⑤ B.②④⑥
C.①④ D.②④
6.如图表示红光(R)和远红光(FR)对短日植物和长日植物开花的影响,下列相关叙述错误的是( )
A.红花和远红光作为信号可被叶片中的光敏色素捕获,调控植物的开花
B.暗期用红光照射,可以抑制短日植物开花,但可被远红光逆转
C.夜晚连续光照数小时会使长日植物延迟开花
D.植物选择昼夜时间长短作为开花依据是长期进化的结果
7.为研究赤霉素和光敏色素(接受光信号的蛋白质)在水稻幼苗发育中的作用,科研人员将野生型、光敏色素A突变体、光敏色素B突变体的水稻种子播种在含有不同浓度赤霉素合成抑制剂(PAC)的培养基中,在光照条件下培养8天后测量地上部分和主根长度,得到如图所示结果。
图一
图二
对实验结果的分析,不正确的是( )
A.三种水稻地上部分的生长均随PAC浓度增加而受到抑制
B.浓度为10-5 mol·L-1和10-4 mol·L-1的PAC对主根生长均为抑制作用
C.适当降低赤霉素含量对三种水稻主根生长均有促进作用
D.光敏色素B突变体接受光信号异常使赤霉素对主根伸长的抑制减弱
答案与分层梯度式解析
第三节 植物对多种环境信号做出反应
基础过关练
1.A A选项利用了植物的向肥性;B选项与温度有关,但不属于有方向性的环境刺激;C选项是紫茉莉受到光照的影响,但不属于有方向性的环境刺激;D选项是跳舞草受到声音或震动刺激,但不属于有方向性的环境刺激。
2.B 由于重力的作用,Ⅰ处的生长素浓度低于Ⅱ处的生长素浓度,且生长素对Ⅰ处的生长起促进作用,对Ⅱ处的生长起抑制作用,因此无论Ⅰ处的生长素浓度在图甲的DE段还是BD段,Ⅱ处的生长素浓度均在F点以后,A错误,B正确。生长素对Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ处的生长均起促进作用(注意:Ⅲ处生长素浓度较低,没有抑制作用,只是促进作用较弱),对Ⅱ处的生长起抑制作用,C错误。由于重力的作用,Ⅲ处的生长素浓度低于Ⅳ处的生长素浓度,且生长素对Ⅲ处生长的促进作用小于对Ⅳ处生长的促进作用(即Ⅲ处的生长速度小于Ⅳ处),若图乙中Ⅲ处的生长素浓度在图甲的AB段,则Ⅳ处的生长素浓度可能在BD段,D错误。
3.B 植物体感受低温刺激的部位一般在茎尖,A正确;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,因此影响短日植物开花的是短时间的光照打断暗期,B错误;植物体感受光周期变化的部位是叶片,叶片细胞中有光敏色素能够感受夜长,是感受光周期的重要物质,C正确;春化作用是指低温诱导植物开花的过程,低温作为信号,影响植物的开花,是进化的结果,使一些能够度过寒冷冬季的物种得以延续,D正确。
4.A 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。短日植物实际是长夜植物,根据题干“某种短日植物开花的临界日长是10小时”可知,该短日植物正常开花需要达到14小时的持续夜长,分析题图可知,只有乙处理的短日植物能正常开花,A符合题意。
5.A 冬小麦开花时间取决于其播种萌发的温度,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的相比,体内脱落酸浓度更高,C正确;低温作为信号,影响冬小麦开花,是长期进化的结果,D正确。
6.D 移植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,说明烟草在日照长度短于其临界日长时才能开花,为短日植物,A、B错误;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,而秋冬温室温度适宜,昼长变短正常开花,C错误,D正确。
能力提升练
1.D 茎秆倒伏后能直立生长是在重力作用下,生长素分布不均匀,使茎的近地侧比远地侧生长快,体现了植物茎的负向重力性,A、B正确;施用赤霉素过多,植株茎秆伸长,容易倒伏,C正确;茎秆从弯曲到直立生长只体现了生长素促进生长的作用,没有体现其抑制作用,D错误。
2.B 当生长素浓度超过E点后植物生长将受到抑制,但是抑制并不代表植物不生长,只是比正常对照组长得慢而已,B错误;若曲线代表胚芽鞘的生长情况,当出现向光生长时,背光侧生长素浓度高且生长快,据此可知,向光侧浓度为1时,背光侧浓度大于1小于3.8,C正确;若曲线代表水平放置的根的生长情况,当根向地生长时,近地侧生长素浓度高起抑制作用,表现为生长慢,远地侧生长素浓度低起促进作用,表现为生长快,因此,当远地侧浓度为1时,则近地侧浓度大于4.8,D正确。
3.A 分析题干和图可知,受重力影响,淀粉体下沉到细胞底部,并诱发内质网释放Ca2+到细胞溶胶,Ca2+激活钙调蛋白,钙调蛋白激活生长素泵,生长素泵将生长素向近地侧运输,最后表现为根向地生长。据以上分析,重力、Ca2+和生长素是影响根向地生长的信号,A正确;细胞溶胶中Ca2+浓度升高激活钙调蛋白后,钙调蛋白激活生长素泵,B错误;生长素向近地侧运输,导致近地侧生长素浓度较高,抑制根的近地侧生长,C错误;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。
4.A 图A中生长素运输方向为形态学上端到形态学下端,A错误;植物激素由产生部位运输到作用部位,故根冠分泌的生长素可运输至根的伸长区,促进细胞伸长生长,B正确;根对生长素敏感,根冠分泌生长素并向形态学下端运输,有根冠一侧由于生长素浓度较高,生长被抑制,因而根向有根冠一侧弯曲生长,C正确;由于右侧根冠向形态学下端运输生长素的路径被截断,故生长素在根的形态学下端分布不均匀,左侧生长素浓度较高,左侧根的生长受抑制,根会向左弯曲生长,D正确。
5.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,①错误;春化作用可能与赤霉素有关,一些需要春化的植物未经低温处理而施用赤霉素也能开花,④错误。
6.C 将图从左向右分别标号1、2、3、4、5、6,结合2、3可知,暗期用红光照射,可以抑制短日植物开花,再结合4可知,这种抑制可被远红光逆转,B正确。夜晚连续光照数小时会使暗期时间缩短,使长日植物提前开花,C错误。
7.B 由图一可知,三种水稻地上部分的生长均随PAC浓度增加而受到抑制,A正确;由图二可知,浓度为10-5 mol·L-1的PAC对主根生长为促进作用,B错误;由图二可知,适当增加PAC浓度,即适当降低赤霉素含量对三种水稻主根生长均有促进作用,C正确;由图二可知,对照野生型,光敏色素B突变体接受光信号异常使赤霉素对主根伸长的抑制减弱,D正确。
10(共15张PPT)
第三节 植物对多种环境信号做出反应
必备知识 清单破
知识点 1 向性运动是植物对环境信号做出的生长反应
1.光周期
(1)光周期与光周期现象:一天24小时内昼夜的相对长度,称为光周期;生物体对光周期的生理
反应,称为光周期现象。
(2)植物对光周期反应的类型
知识点 2 植物的生殖受到光周期及温度的调控
长日植物(短夜植物) 短日植物(长夜植物) 日中性植物
概念 只有当日长超过一定小时数时才能开花的植物 只有当日长短于一定小时数时才能开花的植物 开花不受光周期影响,成熟后,只要已经接受了足够的光照就能开花的植物
开花时期 一般在春天或初夏 一般在夏末或秋冬 —
(3)光周期现象的基础:植物叶片可以感受光周期变化。叶片细胞中的光敏色素能够感受夜
长,一旦暗期被打断,则可以影响开花、种子萌发、分枝形成等。
(4)意义:光周期作为信号控制很多植物的开花,是长期进化的结果,这样可以让各种植物在最
适条件下完成生殖过程,实现物种的延续。
(5)光周期理论的应用:利用光周期的知识,通过人为地控制光照条件来控制植物的花期,可以
满足更广泛的需求,创造出更大的经济价值。
2.温度
(1)春化作用:低温诱导植物开花的过程。可能与春化素、赤霉素有关。
(2)低温对开花的影响,一般可在种子萌发或在植株生长的任何时期实现。
(3)感受低温刺激的部位一般在茎尖。
(4)意义:低温作为信号影响植物的开花,是进化的结果,使能够度过寒冷冬季的物种得以延续。
知识辨析
1.在失重条件下,将植物幼苗横放,则其根、茎还会分别表现出正向重力性和负向重力性吗
不会。在失重条件下,横放幼苗中的生长素不发生重力引起的横向运输,不表现出向重力性。
2.长日植物的光照时长大于短日植物的光照时长,这种说法正确吗
不正确。当日长超过一定小时数时才能开花的植物是长日植物,当日长短于一定小时数时才能开花的植物是短日植物,但是不同植物的临界日长可能不同,因此无法直接判断。
3.春化作用是指植物开花需经一定光照时长的诱导,这种说法正确吗
不正确。春化作用是指低温诱导植物开花的过程。
4.光敏色素是一种接受光信号的分子,化学本质是蛋白质,只吸收红光和蓝紫光,这种说法正
确吗
不正确。光敏色素主要吸收红光和远红光。
提示
提示
提示
提示
关键能力 定点破
定点 分析植物向重力性的产生
1.横放幼苗根、茎的生长素运输方向
2.根的正向重力性、茎的负向重力性的原因分析
特别提醒
(1)茎近地侧和远地侧均表现为促进作用,则茎的负向重力性没有体现生长素作用的两重性。
(2)根近地侧表现为抑制作用,远地侧表现为促进作用,则根的正向重力性能体现生长素作用
的两重性。
3.总结不同向性运动及顶端优势中生长素作用的两重性
由于茎对生长素的敏感程度低,所以一般茎难以体现生长素作用的两重性;芽和根对生
长素的敏感程度相对较高,较容易体现生长素作用的两重性。
典例 图甲表示不同浓度生长素对植物茎生长的影响,图乙表示将盆栽植物横放时植物的生
长状况。下列有关分析正确的是 ( )
A.图甲能说明用不同浓度生长素溶液处理扦插枝条,生根的数量一定不同
B.图乙中根的向重力性和胚芽鞘的向光性中生长素的作用原理相似
C.图甲曲线的含义和图乙根的生长状况都能说明生长素的作用具有两重性
D.图乙中c处生长素的浓度一定大于图甲中M处的
C
思路点拨 图甲表示不同浓度生长素对植物茎生长的影响;根对生长素的敏感程度大于茎。
解析 根据图甲曲线分析,当生长素浓度不同但促进作用相同时,生根数量相等,A错误。根
对生长素的敏感程度高,受重力影响,根近地侧生长素浓度高,抑制生长,远地侧生长素浓度低,
促进生长;而胚芽鞘的向光性中,向光侧和背光侧生长素浓度不同,但均表现为促进作用,B错
误。图甲中,生长素浓度低于M时,表现为促进作用,高于M时,表现为抑制作用,体现了生长素
作用的两重性;由B选项分析可知,图乙中根的生长状况能说明生长素的作用具有两重性,C正
确。图甲中M处生长素的浓度大于图乙中c处的,D错误。
植物细胞包括原生质体和细胞壁,细胞壁存在于原生质体外围,主要由纤维素和果胶构
成,能维持细胞的一定形态,增强细胞的机械强度,并且还与细胞的生理活动有关。植物细胞
的生长主要是指细胞体积的增加,从细胞层面来看,生长素可以促进细胞的纵向伸长。
学科素养 情境破
情境探究
素养 生命观念——生长素的“酸生长假说”
问题1 植物原生质体的伸缩性与细胞壁的伸缩性大小关系如何
原生质体的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。
问题2 细胞生长过程中,原生质体的体积和细胞壁的面积如何变化
原生质体的体积变大,细胞壁的面积增大。
问题3 推测生长素促进细胞纵向伸长可能对细胞壁有何影响
生长素可能改变了细胞壁的结构,使其伸缩性增加,从而削弱细胞壁对细胞体积增大
的限制,导致细胞纵向伸长。
提示
提示
提示
讲解分析
生长素的 “酸生长假说”
典例呈现
例题 生长素(IAA)主要促进细胞的伸长,而细胞壁的弹性非常小,影响细胞的伸长。科学家根
据酸生长理论和基因活化学说提出IAA 对细胞伸长的作用机理如图。下列叙述错误的是
( )
A.生长素与细胞膜受体结合可通过Ca2+引发H+以主
动转运的方式向外运输
B.细胞壁的pH升高,细胞壁松弛,对细胞的压力减小,
引起细胞纵向生长
C.细胞中的活化因子与生长素结合,能促进相关基
因的活化和表达
D.在低浓度生长素溶液中,生长素受体活性高的植
株生长更快
B
解题思路 生长素与细胞膜受体结合可通过Ca2+引发H+以主动转运的方式向外运输,使细胞
壁的pH下降,酸性条件下细胞壁的结构变得松散,使细胞壁对细胞的压力减小,引起细胞纵向
生长;基因活化学说是指活化因子与生长素结合使相关基因在细胞核内表达。由上述分析可
知,A正确,B错误;活化因子与生长素结合通过核孔进入细胞核后使相关基因表达,进而调节
细胞的生长,C正确;生长素与生长素受体结合可促进细胞生长,故在低浓度生长素溶液中,生
长素受体活性高的植株生长更快,D正确。
