第4节 环境因素参与调节植物的生命活动
1.D [解析] 年轮的形成是树木生长对一年中不同时期环境温度反应的结果,与光照无直接关系,某些植物的开花需要经历低温诱导,或与日照长短有关,A错误;叶绿素含有C、H、O、N、Mg,主要吸收红光和蓝紫光,光敏色素是一类色素—蛋白复合体,应含有C、H、O、N,主要吸收红光和远红光,B错误;光敏色素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,被激活后发生信号传导,影响特定基因的表达,C错误;植物平衡石细胞中的“淀粉体”可以沿重力方向沉降,导致生长素分布不均匀,D正确。
2.A [解析] 当室外栽培的水仙被移入室内后,光信号发生变化,光敏色素作为光信号的受体会发生相应改变,影响相关基因的表达,进而导致水仙徒长甚至倒伏,A正确;叶绿素可以吸收、传递和转化光能,叶绿素本身不传递光信号,B错误;植物的向光性是指在单侧光的作用下,向光侧生长素浓度低于背光侧,导致背光侧生长快,向光侧生长慢,植物向光弯曲生长,水仙转入室内后,若给予单侧光,植物仍可以发生向光性弯曲,C错误;室外栽培的水仙被移入室内后,光照强度减弱,D错误。
3.C [解析] 由题表可知,红光照射下莴苣种子发芽,远红光照射后不发芽,远红光照射后再提供红光照射会发芽,故可得出结论红光促进莴苣种子发芽,红外光抑制莴苣种子发芽,A、B正确;莴苣种子发芽根本原因是光通过影响光敏色素的结构影响特定基因的表达,C错误;由组1、组2、组3和组4可知,无论几次光照,只要最后一次是红光,则种子就会发芽,D正确。
4.A [解析] 据题图分析,6组长时间的连续黑暗表现为不开花,5、7、8组都存在短时间的连续黑暗,都表现为开花,推测导致B植物开花的条件更为关键的是短时间的连续黑暗,A正确;对比2组和3组,满足短日照条件下,闪光打断黑暗时间,会影响A植物开花,B错误;对比5组和8组,满足长日照条件下,短暂暗处理打断光照时间,不会影响B植物开花,C错误;根据2组和3组对比,自变量为是否闪光打断黑暗时间,3组闪光打断黑暗时间,A植物不开花,可得出导致A植物开花的条件是长时间的连续黑暗,3组与4组间不是单一变量,无法直接对比,D错误。
5.C [解析] 第1组未经低温处理,冬小麦不能抽穗开花,而第2组经低温处理,冬小麦抽穗开花,说明温度是决定冬小麦抽穗开花的环境因素,A正确;第2组经低温处理,冬小麦抽穗开花,而第3组先低温处理后高温处理,冬小麦不能抽穗开花,说明高温可以解除冬小麦的春化作用,B正确; 细胞中原来就存在控制这些特殊蛋白质合成的基因,只是这些基因在低温条件下进行了选择性表达,C错误;未经低温处理,则北方春季补种的冬小麦没有经过春化作用,只会长苗不会开花结果,D正确。
6.B [解析] 淀粉体下沉在细胞近地侧的内质网上,诱导内质网释放Ca2+到细胞质基质,Ca2+与钙调蛋白结合后活化IAA泵,使根近地侧积累较多的IAA,所以淀粉体分布不均会导致IAA的分布不均,A正确;Ca2+和IAA跨膜运输到近地侧的方式相同,都是主动运输,B错误;根横放时,在重力作用下,根近地侧积累较多的IAA,抑制根近地侧的生长,引发根的向地生长,C正确;环境因子会引起植物体内包括激素合成在内的多种变化,进而对基因组的表达进行调节,并影响植物的生命活动,D正确。
7.A [解析] 植物没有系统,植物生命活动的正常进行是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同实现的,A错误;植物在生长发育过程中会受到环境中多种因素的调节作用,如光、重力、温度等,C正确;植物生长、发育、繁殖和休眠,实际上是植物响应环境变化,调控基因表达及激素产生、分布,最终表现在器官和个体水平上的变化,D正确。
8.A [解析] 植物激素是植物细胞合成的对植物生长发育起调节作用的物质,CO能调控基因的表达,促进开花,是一种信号分子,并不能证明CO是一种植物激素,A错误;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,B正确;植物的开花受基因影响,同时光信号引起的成花素的表达也可调控植物的开花,C正确;分析题意可知,在特定的光照等条件下,表达出的成花素运输到植物茎顶端分生组织,促进植物开花,成花素促进植物开花的过程中存在着基因的选择性表达,D正确。
9.D [解析] 分析题意可知,向光素在蓝光刺激下,可发生自磷酸化而被激活,进行生长素的侧向运输,说明向光素是感受蓝光的受体蛋白,A正确;据题意可知,激活的向光素调节生长素运输载体的定位,进而引起生长素侧向运输,故生长素在尖端的侧向运输与细胞膜上运输生长素的载体位置有关,B正确;植物的生长发育根本上是受基因调控的,生长素通过诱导相关基因的表达而实现对尖端下面两侧细胞生长的调节,C正确;植物的向光性无法体现高浓度生长素抑制生长的特性,D错误。
10.C [解析] 植物生长发育是基因、环境和植物激素等共同调节的结果,A正确;环境因素通过影响基因2的表达促进脱落酸的合成,体现了基因对性状的间接控制,即基因控制酶的合成从而控制细胞代谢,进而控制生物体的性状,体现了植物响应环境变化调控基因表达,B正确;由题图可知,低温一方面抑制脱落酸的产生,另一方面促进赤霉素的合成从而促进蛋白质1的产生,C错误;在植物生命活动过程中,光能为植物光合作用提供能量,又能作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程,D正确。
11.A [解析] 光敏色素是能接收光信号的分子,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,A错误;胚芽鞘尖端的细胞属于分生部位,可能含有光敏色素,B正确;光敏色素受到光的刺激后被激活,把信号传递到细胞内,引起细胞内发生一系列变化,这体现了生命活动的正常进行离不开信息的作用,C正确;光敏色素把信号传递到细胞核内,引起细胞核内特定基因的转录,经过翻译,表现出相应的生物学效应,这属于基因的选择性表达,D正确。
12.(1)脱落酸、赤霉素 低温使赤霉素含量升高,促进种子萌发 低温使脱落酸含量降低,抑制种子发芽的作用减弱
(2)正反馈
(3)①菊花感受光周期刺激的部位是顶部的花芽还是下部的叶片 ②下部的叶片
[解析] (1)由题示坐标曲线图可知,随着低温处理时间的延长,激素a含量下降,激素b含量先升高后下降。赤霉素促进种子萌发,脱落酸抑制种子萌发,已知低温处理可使种子提前萌发,因此可判断b是赤霉素,a是脱落酸。(2)乙烯的积累可以刺激更多的乙烯产生,故这种乙烯合成的调节机制属于正反馈调节。(3)已知菊花是短日照植物,通过该实验的处理可知,短日照或长日照处理的部位是顶部的花芽和下部的叶片,因此该实验的目的是探究菊花感受光周期刺激的部位是顶部的花芽还是下部的叶片。由图示结果可以推知,菊花感受光周期刺激的部位是下部的叶片。
13.(1)蛋白质 分生组织 特定基因的表达
(2)植物叶片中的叶绿素吸收红光 减弱 协同
(3)有利于植物吸收更多的光照,以适应环境的变化 叶片将更多的有机物供给下胚轴及茎秆等的伸长,转移至种子内的有机物减少
(4)
[解析] (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。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。(2)由于植物叶片中的叶绿素吸收红光,所以自然光被植物滤过后,其中红光(R)/远红光(FR)的值会下降。据题图可知,荫蔽胁迫下,活化态(Pfr)转化为非活化态(Pr)增加,因此低位植物体内的光敏色素主要以非活化态(Pr)形式存在,而活化态(Pfr)可抑制光敏色素互作因子(PIFs)的作用,因此荫蔽胁迫时,因Pfr减少,减弱了对PIFs的抑制作用。据题图可知,赤霉素和乙烯促进PIFs的生成,进而促进生长素的生成,生长素促进下胚轴和茎秆伸长,油菜素内酯促进BZR1基因的表达,进而促进下胚轴和茎秆伸长,即四种激素均能促进植物幼苗下胚轴伸长,表现为协同作用。(3)荫蔽胁迫引发低位植物的幼苗下胚轴显著伸长,引起植物长高,这有利于植物吸收更多的光照,以适应环境的变化。据图可知,荫蔽胁迫下,低位植物体内的光敏色素主要以非活化态(Pr)形式存在,对赤霉素、乙烯和油菜素内酯合成的抑制作用减弱,使受荫蔽胁迫的大豆下胚轴及茎秆等伸长,消耗了更多的光合作用产物,进而使光合产物向种子内的转移减少,因此玉米—大豆间作时,受荫蔽胁迫的大豆产量明显降低。(4)植物生长发育的调控中,激素作为信息分子会影响基因的表达;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;植物通过光敏色素响应环境变化、调控基因表达及激素的产生和分布,因此环境因素、植物激素和基因表达三者之间的关系见答案。第4节 环境因素参与调节植物的生命活动
[1~11题,每题2分,共22分]
知识点一 环境因素对植物生长发育的调节
1.[2025·安徽滁州高二期中] 下列有关环境因素对植物生命活动调节的叙述,正确的是 ( )
A.树木年轮的形成与植物开花的时间都与光照和温度有直接关系
B.叶绿素和光敏色素中都含有C、H、O、N,都主要吸收红光和蓝紫光
C.光敏色素在分生组织中表达,被激活后进入细胞核影响特定基因的复制
D.植物平衡石细胞中的“淀粉体”可以沿重力方向沉降,导致生长素分布不均匀
2.[2023·广东卷] 种植和欣赏水仙是广东的春节习俗。当室外栽培的水仙被移入室内后,其体内会发生一系列变化,导致徒长甚至倒伏。下列分析正确的是 ( )
A.水仙光敏色素感受的光信号发生改变
B.水仙叶绿素传递的光信号发生改变
C.水仙转入室内后不能发生向光性弯曲
D.强光促进了水仙花茎及叶的伸长生长
3.[2025·福建泉州高二月考] 科学家用红光和红外光依次照射的方法,对一批莴苣种子进行处理,然后置于暗处。一段时间后,这些莴苣种子发芽情况如下表所示。下列有关该实验结论错误的是 ( )
组别 光照射处理方式 发芽情况
对照组 无光照 不发芽
组1 红光 发芽
组2 红光→红外光 不发芽
组3 红光→红外光→红光 发芽
组4 红光→红外光→红光→红外光 不发芽
A.红光促进莴苣种子发芽
B.红外光抑制莴苣种子发芽
C.莴苣种子发芽根本原因在于光因素的调控
D.莴苣种子是否发芽与最后一次照光的波长有关
4.[2025·四川广安高二期中] 某些植物的开花与光照时长(黑暗时长)有关。研究人员对A、B两种植物进行如下处理,结果如图所示。下列相关叙述正确的是 ( )
A.据图分析,导致B植物开花的条件更为关键的是短时间的连续黑暗
B.满足短日照条件下,闪光打断黑暗时间,不会影响A植物的开花
C.满足长日照条件下,短暂暗处理打断光照时间,会抑制B植物开花
D.3组与4组对比,可得出导致A植物开花的条件是长时间的连续黑暗
5.某些植物必须经过春化作用才能开花结果。下表是对冬小麦进行春化处理的研究结果,以下对研究结果的分析错误的是 ( )
处理 方式 未经低温处理(第1组) 经低温处理(第2组) 先低温处理后高温处理(第3组)
检测 结果 没有某些特殊蛋白质 有某些特殊蛋白质 出现某些特殊蛋白质,高温处理后这些蛋白质消失
现象 不能抽穗开花 抽穗开花 不能抽穗开花
A.温度是决定冬小麦抽穗开花的环境因素
B.高温可以解除冬小麦的春化作用
C.春化作用产生的特殊蛋白质是低温诱导基因突变的结果
D.未经低温处理,北方春季补种的冬小麦只会长苗不会开花结果
6.根横放时,淀粉体下沉在细胞近地侧的内质网上,诱导内质网释放Ca2+到细胞质基质,Ca2+与钙调蛋白结合后活化Ca2+泵和IAA泵,使根近地侧积累较多的Ca2+和IAA,导致根的近地侧和远地侧生长速度不一样。以下相关说法不合理的是 ( )
A.淀粉体分布不均会导致IAA的分布不均
B.Ca2+和IAA由远地侧运输到近地侧的方式不同
C.重力作用能够引发根的向地生长
D.环境因子会引起植物体内包括激素合成在内的多种变化,进而对基因组的表达进行调节
知识点二 植物生长发育的整体调控
7.[2024·河南洛阳高二月考] 下列关于植物生命活动调节的叙述,错误的是 ( )
A.植物无神经系统和免疫系统,因此植物正常生命活动都是通过激素调节实现的
B.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
C.光、重力和温度等因素对植物生长发育也具有调节作用
D.环境变化调控基因表达及激素产生、分布,最终表现在器官和个体水平上
8.研究人员发现,在特定的光照等条件下,光敏色素接收光信号后,关键的转录因子CO结合在成花素基因的启动子区域,激发该基因表达出成花素,成花素运输到植物茎顶端分生组织,促进植物开花。下列分析错误的是 ( )
A.CO促进植物开花,说明CO是一种植物激素
B.光敏色素是一类蛋白质,分布在植物的各个部位
C.植物开花是由环境因素、基因表达和激素共同调节完成的
D.成花素促进植物开花的过程中存在着基因的选择性表达
9.高等植物的向光性主要受蓝光调节。向光素是一种自磷酸化蛋白激酶,在蓝光刺激下,发生自磷酸化而被激活。激活的向光素调节生长素运输载体的定位,进而引起生长素侧向运输,最终使得植物器官不对称生长。下列相关说法错误的是 ( )
A.向光素是感受蓝光的受体蛋白
B.生长素在尖端的侧向运输与细胞膜上运输生长素的载体位置有关
C.生长素通过诱导相关基因的表达而实现对尖端下面两侧细胞生长的调节
D.植物的向光性体现了生长素低浓度促进生长,高浓度抑制生长的特性
10.[2025·广东东莞高二期中] 武汉樱花花芽一般在夏末秋初形成,须经低温处理,休眠状态才被打破,随着早春温度的升高,花芽开始发育,樱花渐次开放,调节过程如图所示 。下列叙述错误的是( )
A.环境因素调节、植物激素调节和基因表达调控共同完成对植物生长发育的调控
B.环境因素可通过影响基因2的表达促进脱落酸的合成,体现了植物响应环境变化调控基因表达
C.低温一方面抑制脱落酸的产生,另一方面促进赤霉素的合成从而抑制蛋白质1的产生
D.光在植物生命活动过程中,既能为植物提供能量,又能作为调控植物生命活动的信号
11.光敏色素是一种植物具有的能接收光信号的分子。据图分析,下列叙述错误的是 ( )
光调控植物生长发育的反应机制示意图
A.光敏色素只分布在叶肉细胞的叶绿体的膜结构上
B.胚芽鞘的感光部位尖端的细胞可能含有光敏色素
C.体现了生命活动的正常进行离不开信息的作用
D.光调控植物生长发育的实质是影响基因的选择性表达
12.(9分)植物的生命活动调节受基因的调控、激素的调节和环境因素的影响,它们是相互作用、协调配合的。请回答下列与植物生命活动调节有关的问题:
(1)(5分)将休眠状态的某植物种子置于0~5 ℃的低温条件下1~2个月,可使种子提前萌发。处理过程中种子内赤霉素、脱落酸含量的变化情况如图所示。图中曲线a、b分别表示 的含量变化;据图分析,低温处理可使种子提前萌发的主要原因有① ;
② 。
(2)(1分)乙烯利是一种植物生长调节剂,能分解释放乙烯,并可以进一步诱导水果自身产生乙烯,而乙烯对水果有催熟作用,能加速水果成熟。乙烯的积累可以刺激更多的乙烯产生,这种乙烯合成的调节机制属于 调节。
(3)(3分)在一天之中,白天与黑夜的相对长度,称为光周期。人们发现,植物开花与光周期有关,其中在24 h昼夜周期中,日照长度长于一定时数才能开花的植物称为长日照植物,如冬小麦、大麦、油菜、萝卜等;日照长度短于一定时数就能开花的植物称为短日照植物,如水稻、菊花、苍耳等。某科学家将菊花顶部花芽附近的叶片去掉,并对顶部花芽和下部的叶片作以下四组不同处理,结果如图所示。
①该实验的目的是探究 。
②由上述实验结果可以推知,菊花感受光刺激的部位是 。
13.(14分)[2025·江苏南通高二期中] 农田中玉米—大豆间作时,玉米(高位作物)对大豆(低位作物)具有遮阴作用,严重时引发“荫蔽胁迫”。大豆可通过体内的光敏色素及多种激素共同作用以响应荫蔽胁迫,机制如图。图中光敏色素互作因子(PIFs)是一类具有调控基因转录作用的蛋白质,“+”表示促进,“-”表示抑制。请回答下列问题。
(1)(3分)光敏色素是一类 (化学本质),在 的细胞内比较丰富。光敏色素接收光信号后结构发生改变,经过信息传递系统传导至细胞核内,影响 ,从而表现出生物学效应。
(2)(4分)自然光被植物滤过后,其中红光(R)/远红光(FR)的值会下降,原因是 。在发生荫蔽胁迫时,低位植物体内活化态光敏色素(Pfr)对光敏色素互作因子(PIFs)的抑制作用 (填“减弱”或“增强”)。图中四种激素在调控下胚轴和茎秆伸长方面具有 作用。
(3)(4分)荫蔽胁迫下,幼苗下胚轴显著伸长的意义是 。玉米—大豆间作时,受荫蔽胁迫的大豆产量明显降低,主要原因是 。
(4)(3分)植物的生长发育受基因表达、植物激素和环境因素的共同调节,请在相应的方框中用箭头表示荫蔽胁迫下三者之间的关系。第4节 环境因素参与调节植物的生命活动
【预习梳理】
一、1.全过程 萌发 开花
2.光敏色素 细胞核 表达
二、1.(1)温度范围 调节 (2)地域性 温度
2.(1)形态建成 (2)物质和细胞 运输生长素
(3)平衡石 重力
三、1.器官 协调 基因表达 环境因素
2.环境变化 基因表达 产生、分布
【预习检测】
(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)√ (7)√
[解析] (1)对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)并不是所有植物的开花都与昼夜长短有关系,如黄瓜等日中性植物的开花与昼夜长短没有关系。
(5)树木年轮的形成主要与温度有关。
【任务活动】
任务一
[情境] (1)作为一种信号 (2)颜色和形态 (3)植物开花
(4)光敏色素 感受信号 发生反应
(5)特定基因的表达
反馈评价
例1 A [解析] 光影响植物的颜色和形态,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;小麦是长日照植物,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信息传递系统传导到细胞核内,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,不是色素—蛋白复合体,D错误。
例2 B [解析] 图甲显示远红光使种子赤霉素含量下降,进而抑制种子萌发,A错误;图甲显示红光能使种子赤霉素含量增加,其机理为红光将光敏色素激活,进而调节相关基因表达,B正确;图乙显示红光处理6天左右莴苣种子开始萌发,赤霉素处理10天时莴苣种子开始萌发,两种处理方式下莴苣种子萌发的响应时间不同,C错误;红光处理促进种子萌发,脱落酸会抑制种子萌发,二者作用相反,所以若红光处理结合外施脱落酸,莴苣种子萌发率比单独红光处理低,D错误。
任务二
[资料1] 可以避免出现冬季来临之前开花从而无法正常结果的情况
[资料2] “淀粉—平衡石假说” 吸收水和无机盐 吸收光能进行光合作用
[资料3] 水分
任务三
[资料] 不做任何处理 根恢复向地性
反馈评价
例3 D [解析] 年轮是由不同季节的温度不同引起植物细胞分裂快慢和细胞体积大小不同而产生的,春夏季节细胞分裂快,细胞体积大,在树干上形成颜色较浅的带,秋冬季节细胞分裂慢,细胞体积小,树干上形成颜色较深的带,A正确;一些植物在生长期需要经过一段时间的低温诱导之后才能开花的现象叫作春化作用,春化作用是植物应对恶劣环境的一种策略,B正确;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、脱落等生命活动参与调节植物的生长发育,C正确;植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行的,植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的,D错误。
例4 B [解析] 重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素,不是唯一因素,还受光照、温度等环境因素影响,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;据题图可知,IAA在根部既能在中柱中从伸长区向根冠运输,也能从根冠向伸长区运输,C错误;据试题分析,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,植物细胞内的淀粉体感受重力信号的刺激,并将重力信号转变成运输生长素的信号,而不是合成生长素的信号,使近地侧生长素浓度高于远地侧,D错误。
任务四
[资料] ①环境因素调节 ②基因表达调控
(1)基因适时选择性表达 (2)激素
(3)基因表达调控 环境因素
反馈评价
例5 A [解析] 光信号激活光敏色素后,光敏色素结构发生变化,信号经转导,传递到细胞核内,影响特定基因的表达,A正确;年轮、春化作用均能说明温度参与植物生长发育的调节,B错误;当重力方向发生变化时,平衡石细胞中的“淀粉体”沿着重力方向沉降,引起植物体内一系列信号分子的改变,如通过影响生长素的运输导致生长素沿着重力刺激的方向不对称分布,从而造成重力对植物生长的影响,生长素的极性运输不是由重力引起的,C错误;植物生长调节剂是人工合成的分子结构与植物激素相似或差别较大的化合物,但生理作用都与植物激素相似,D错误。第4节 环境因素参与调节植物的生命活动
学习 目标 1.说明光对植物生长发育的调节作用,简述温度、重力等参与调节植物生命活动。 2.阐明环境因素的调节与植物的适应性之间的关系。 3.举例说明植物生命活动的调节具有复杂性和整体性。
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 。例如:在自然界中,种子 ,植株生长、 、衰老等,都会受到光的调控。
2.光调控植物生长发育的反应机制:植物在受到光照射时, 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 内,影响特定基因的 ,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)植物的所有生理活动都是在一定的 内进行,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 植物的生长发育。
(2)植物分布的 很大程度上就是由 决定的。
2.重力
(1)重力是调节植物生长发育和 的重要环境因素。
(2)植物根、茎中具有感受重力的 ,可以将重力信号转换成 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 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 方向沉降,引起植物体内一系列信号分子的改变。
三、植物生长发育的整体调控
1.高等植物是由很多细胞组成的高度复杂的有机体,它的正常生长发育需要各个 、组织、细胞之间的 和配合。植物生长发育的调控,是由 调控、激素调节和 调节共同完成的。
2.植物的生命活动实际上是植物响应 ,调控 以及激素 ,最终表现在器官和个体水平上的变化。
(1)植物的生长发育完全由植物激素控制。( )
(2)所有植物的开花都与昼夜长短有关系。( )
(3)参与调节植物生命活动的环境因素有光、温度和重力等。( )
(4)植物体内除了光敏色素,还有感受蓝光的受体。( )
(5)树木年轮的形成主要与光有关。( )
(6)激素影响细胞的基因表达,激素的产生和分布也受到环境因素的影响。( )
(7)光、温度等环境因素可通过改变植物激素的作用来影响植物的生命活动。( )
任务一 光对植物生命活动的调节
【情境】阅读教材P105~P106及图5-12。分析:
(1)烟草的种子萌发需要光。烟草种子萌发过程中,光的作用是 。
(2)豆芽见光后就会发生形态变化长成豆苗,说明光可影响植物的 。
(3)人工调控花期,可使植物提前或延后开花,让花卉赶上节日开放,以满足人们节日对花卉的需求。以上事例说明光可影响 。
(4)植物体内感受光信号的物质有 ,用文字及箭头表述光作为信号分子的作用方式: →传导信号→ 。
(5)光信号通过影响 调控特定的生物学效应。
1.光合色素与光敏色素的区别
色素 种类 化学 组成 接受 的光 分布 合成 条件 作用
光合 色素 叶绿素、类胡萝卜素 主要是红光和蓝紫光 叶绿体 需要光 吸收、传递、转化光能
光敏 色素 色素—蛋白复合体 主要是红光和远红光 植物的各个部位 不需 要光 感知光信号,调整生长发育
2.区分长日照植物、短日照植物
类型 特点 举例
长日照 植物 日照时间长于一定的临界日长才会开花 大麦、冬小麦、黑麦、萝卜、菠菜、甘蓝、天仙子、甜菜、唐菖蒲等
短日照 植物 日照时间短于一定的临界日长才会开花 菊花、水稻、大豆、紫苏、苍耳、烟草、一品红等
例1[2025·四川广安高二期中]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
例2[2023·浙江6月选考]为研究红光、远红光及赤霉素对莴苣种子萌发的影响,研究小组进行黑暗条件下莴苣种子萌发的实验。其中红光和远红光对莴苣种子赤霉素含量的影响如图甲所示,红光、远红光及外施赤霉素对莴苣种子萌发的影响如图乙所示。
甲乙
据图分析,下列叙述正确的是( )
A.远红光处理莴苣种子使赤霉素含量增加,促进种子萌发
B.红光能激活光敏色素,促进合成赤霉素相关基因的表达
C.红光与赤霉素处理相比,莴苣种子萌发的响应时间相同
D.若红光处理结合外施脱落酸,莴苣种子萌发率比单独红光处理高
任务二 其他环境因素对植物生命活动的调节
【资料1】有些花卉需要低温条件,才能促进花芽形成和花器发育,这一过程叫作春化阶段,使花卉通过春化阶段的这种低温刺激和处理过程则叫作春化作用。低温是春化作用的主导因子。春化作用对于植物适应环境的意义是 。
【资料2】种子萌发后,植物的根向地生长、茎背地生长,这是重力调节的结果。 是被普遍承认的一种解释重力对植物生长调节的机制。根向地生长、茎背地生长现象对植物适应环境的意义是根向地生长,可以深扎根,利于 ;茎背地生长,将枝条伸向天空,利于 。
【资料3】当土壤水分分布不均匀时,根趋向较湿的地方生长。干旱条件下,植物会依据干旱程度调整气孔开放度。以上事例说明 也参与植物生命活动的调节。
任务三设计实验,验证根向地性的感受部位在根冠
【资料】阅读教材P108“课外实践”并分析如下:
分组 处理 预期结果
A组 根有向地性
B组 切去不同长度的根尖端 哪怕仅切掉0.5mm,根依然失去了向地性
C组 硝酸银灼烧根尖 根失去向地性
D组 待切去尖端后的根尖重新长出尖端
[分析]
(1)自变量:是否有根冠(可采用切除根冠的方法进行处理)
(2)因变量:根是否出现向地生长(可通过观察玉米根尖是否向下弯曲生长来对因变量进行观测)。
(3)无关变量:①玉米粒的大小、种类和萌发情况,应选择大小、萌发程度大致相同的同种玉米粒;②培养温度,选择相同的适宜温度进行培养;③棉花的量及湿润程度,各组培养皿内棉花的用量和湿润程度应相同且适宜;④光照,最好放置在黑暗的环境中进行培养等。
例3下列关于温度对植物生命活动调节的叙述,错误的是( )
A.年轮是由不同季节的温度不同引起植物细胞分裂快慢和细胞体积大小不同而产生的
B.一些植物在生长期需要经过一段时期的低温诱导之后才能开花的现象叫作春化作用
C.温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果等生命活动参与调节植物的生长发育
D.植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行的,植物分布的地域性由光照决定
例4[2025·江苏连云港高二月考]“淀粉—平衡石假说”认为重力感知是可沉积物质(平衡石)的力量,它们分布于根冠的中柱细胞和胚轴或茎的内皮层细胞。根冠的反应与侧向的生长素的积累有关,如在垂直放置的根中,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(如图甲);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(如图乙)。根据该模型,下列分析正确的是( )
A.重力是调节植物生长发育和形态建成的唯一的环境因素
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.IAA在根部只能从形态学上端(根冠)向形态学下端(伸长区)运输
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,平衡石中的淀粉体最终将重力信号转变成合成生长素的信号
任务四植物生长发育的整体调控
【资料】阅读教材P108“植物生长发育的整体调控”内容,构建基因表达调控、激素调节和环境因素调节的关系图。
(1)植物的生长、发育、繁殖、休眠,都处在 的调控之下。
(2) 作为信息分子影响细胞的基因表达。
(3)激素的产生和分布是 的结果,也受到 的影响。
例5[2025·山东济宁高二期中]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。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。下列相关叙述正确的是( )
A.光信号激活光敏色素后,经转导再传递到细胞核内,影响特定基因的表达
B.年轮、春化作用均能说明湿度参与植物生长发育的调节
C.平衡石细胞中的“淀粉体”沿着重力方向沉降,可引起生长素的极性运输
D.植物生长调节剂是人工合成的分子结构和生理作用都与植物激素相同的化合物(共96张PPT)
第4节 环境因素参与调节植物的生
命活动
任务一 光对植物生命活动的调节
任务二 其他环境因素对植物生命活动的调节
任务三 设计实验，验证根向地性的感受部
位在根冠
任务四 植物生长发育的整体调控
学 习 目 标 1.说明光对植物生长发育的调节作用，简述温度、重力等参与
调节植物生命活动。
2.阐明环境因素的调节与植物的适应性之间的关系。
3.举例说明植物生命活动的调节具有复杂性和整体性。
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________。例如：
在自然界中，种子______,植株生长、______、衰老等，都会受到光
的调控。
全过程
萌发
开花
2.光调控植物生长发育的反应机制:植物在受到光照射时，_________
__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
________内，影响特定基因的______，从而表现出生物学效应。
光敏色素
细胞核
表达
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
1.温度
(1)植物的所有生理活动都是在一定的__________内进行，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______植物的生长发育。
温度范围
调节
(2)植物分布的________很大程度上就是由______决定的。
地域性
温度
2.重力
(1)重力是调节植物生长发育和__________的重要环境因素。
形态建成
(2)植物根、茎中具有感受重力的____________，可以将重力信号转
换成____________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。
物质和细胞
运输生长素
(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________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______方向沉降,引起植物
体内一系列信号分子的改变。
平衡石
重力
三、植物生长发育的整体调控
1.高等植物是由很多细胞组成的高度复杂的有机体,它的正常生长发育
需要各个______、组织、细胞之间的______和配合。植物生长发育的
调控,是由__________调控、激素调节和__________调节共同完成的。
器官
协调
基因表达
环境因素
2.植物的生命活动实际上是植物响应__________，调控__________以
及激素____________，最终表现在器官和个体水平上的变化。
环境变化
基因表达
产生、分布
(1)植物的生长发育完全由植物激素控制。( )
×
[解析] 对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)所有植物的开花都与昼夜长短有关系。( )
×
[解析] 并不是所有植物的开花都与昼夜长短有关系，如黄瓜等日中
性植物的开花与昼夜长短没有关系。
(3)参与调节植物生命活动的环境因素有光、温度和重力等。( )
√
(4)植物体内除了光敏色素，还有感受蓝光的受体。( )
√
(5)树木年轮的形成主要与光有关。( )
×
[解析] 树木年轮的形成主要与温度有关。
(6)激素影响细胞的基因表达，激素的产生和分布也受到环境因素的
影响。( )
√
(7)光、温度等环境因素可通过改变植物激素的作用来影响植物的生
命活动。( )
√
任务一 光对植物生命活动的调节
【情境】 阅读教材P105~P106及图5-12。分析：
(1)烟草的种子萌发需要光。烟草种子萌发过程中，光的作用是
_______________。
(2)豆芽见光后就会发生形态变化长成豆苗，说明光可影响植物的
____________。
作为一种信号
颜色和形态
(3)人工调控花期，可使植物提前或延后开花，让花卉赶上节日开放，
以满足人们节日对花卉的需求。以上事例说明光可影响__________。
(4)植物体内感受光信号的物质有__________，用文字及箭头表述光
作为信号分子的作用方式：__________ 传导信号 __________。
(5)光信号通过影响________________调控特定的生物学效应。
植物开花
光敏色素
感受信号
发生反应
特定基因的表达
1.光合色素与光敏色素的区别
色素 种类 化学组成 接受的光 分布 合成 条件 作用
光合 色素 叶绿素、类 胡萝卜素 主要是红光 和蓝紫光 叶绿体 需要 光 吸收、传递、转
化光能
光敏 色素 色素—蛋白 复合体 主要是红光 和远红光 植物的各 个部位 不需 要光 感知光信号，调
整生长发育
2.区分长日照植物、短日照植物
类型 特点 举例
长日照植 物 日照时间长于一定的 临界日长才会开花 大麦、冬小麦、黑麦、萝卜、菠
菜、甘蓝、天仙子、甜菜、唐菖
蒲等
短日照植 物 日照时间短于一定的 临界日长才会开花 菊花、水稻、大豆、紫苏、苍
耳、烟草、一品红等
例1 ［2025·四川广安高二期中］ 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
√
[解析] 光影响植物的颜色和形态，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；小麦是长日照植物，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信息传递系统传导到细胞核内，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，不是色
素—蛋白复合体，D错误。
例2 ［2023·浙江6月选考］ 为研究红光、远红光及赤霉素对莴苣种
子萌发的影响，研究小组进行黑暗条件下莴苣种子萌发的实验。其
中红光和远红光对莴苣种子赤霉素含量的影响如图甲所示，红光、
远红光及外施赤霉素对莴苣种子萌发的影响如图乙所示。
甲
乙
据图分析，下列叙述正确的是( )
甲
乙
A.远红光处理莴苣种子使赤霉素含量增加，促进种子萌发
B.红光能激活光敏色素，促进合成赤霉素相关基因的表达
C.红光与赤霉素处理相比，莴苣种子萌发的响应时间相同
D.若红光处理结合外施脱落酸，莴苣种子萌发率比单独红光处理高
√
[解析] 图甲显示远红光使种子赤霉素含量下降，进而抑制种子萌发，
A错误；图甲显示红光能使种子赤霉素含量增加，其机理为红光将光
敏色素激活，进而调节相关基因表达，B正确；图乙显示红光处理6
天左右莴苣种子开始萌发，赤霉素处理10天时莴苣种子开始萌发，
两种处理方式下莴苣种子萌发的响应时间不同，C错误；红光处理促
进种子萌发，脱落酸会抑制种子萌发，二者作用相反，所以若红光
处理结合外施脱落酸，莴苣种子萌发率比单独红光处理低，D错误。
甲
乙
任务二 其他环境因素对植物生命活动的调节
【资料1】 有些花卉需要低温条件，才能促进花芽形成和花器发育，
这一过程叫作春化阶段，使花卉通过春化阶段的这种低温刺激和处
理过程则叫作春化作用。低温是春化作用的主导因子。春化作用对
于植物适应环境的意义是_____________________________________
_______________。
可以避免出现冬季来临之前开花从而无法正常结果的情况
【资料2】 种子萌发后，植物的根向地生长、茎背地生长，这是重
力调节的结果。___________________是被普遍承认的一种解释重力
对植物生长调节的机制。根向地生长、茎背地生长现象对植物适应
环境的意义是根向地生长，可以深扎根，利于________________；
茎背地生长，将枝条伸向天空，利于______________________。
“淀粉—平衡石假说”
吸收水和无机盐
吸收光能进行光合作用
【资料3】 当土壤水分分布不均匀时，根趋向较湿的地方生长。干
旱条件下，植物会依据干旱程度调整气孔开放度。以上事例说明
______也参与植物生命活动的调节。
水分
任务三 设计实验，验证根向地性的感受部位在根冠
【资料】 阅读教材P108“课外实践”并分析如下：
分组 处理 预期结果
A组 ______________ 根有向地性
B组 切去不同长度的根尖端
C组 硝酸银灼烧根尖 根失去向地性
D组 待切去尖端后的根尖重新长出尖端 ______________
不做任何处理
根恢复向地性
［分析］
(1)自变量：是否有根冠(可采用切除根冠的方法进行处理)
(2)因变量：根是否出现向地生长(可通过观察玉米根尖是否向下弯曲
生长来对因变量进行观测)。
(3)无关变量：①玉米粒的大小、种类和萌发情况，应选择大小、萌发
程度大致相同的同种玉米粒；②培养温度，选择相同的适宜温度进行
培养；③棉花的量及湿润程度，各组培养皿内棉花的用量和湿润程度
应相同且适宜；④光照，最好放置在黑暗的环境中进行培养等。
例3 下列关于温度对植物生命活动调节的叙述，错误的是( )
A.年轮是由不同季节的温度不同引起植物细胞分裂快慢和细胞体积
大小不同而产生的
B.一些植物在生长期需要经过一段时期的低温诱导之后才能开花的
现象叫作春化作用
C.温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果等生命活动参
与调节植物的生长发育
D.植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行的，植物分布
的地域性由光照决定
√
[解析] 年轮是由不同季节的温度不同引起植物细胞分裂快慢和细胞
体积大小不同而产生的，春夏季节细胞分裂快，细胞体积大，在树
干上形成颜色较浅的带，秋冬季节细胞分裂慢，细胞体积小，树干
上形成颜色较深的带，A正确；一些植物在生长期需要经过一段时间
的低温诱导之后才能开花的现象叫作春化作用，春化作用是植物应
对恶劣环境的一种策略，B正确；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、脱落等生命活动参与调节植物的生长
发育，C正确；植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行的，
植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的，D错误。
例4 ［2025·江苏连云港高二月考］ “淀粉—平衡石假说”认为重力感
知是可沉积物质(平衡石)的力量，它们分布于根冠的中柱细胞和胚轴
或茎的内皮层细胞。根冠的反应与侧向的生长素的积累有关，如在
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 在根冠均等分布(如图甲)；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 向近地侧运输(如图乙)。
根据该模型，下列分析正确的是( )
A.重力是调节植物生长发育和形态建成的唯一的环境因素
B.在水平放置的根中，近地侧伸长慢的原因是 浓度高于远地侧
C. 在根部只能从形态学上端(根冠)向形态学下端(伸长区)运输
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，平衡
石中的淀粉体最终将重力信号转变成合成生长素的信号
√
[解析] 重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素，不是
唯一因素，还受光照、温度等环境因素影响，A错误；在水平放置的
根中，近地侧伸长慢的原因是 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；据题图可知， 在根部既能在中柱中从伸长区
向根冠运输，也能从根冠向伸长区运输，C错误；
据试题分析，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，植物细胞内的淀粉体感受重力信号的刺激，并将重力信号转
变成运输生长素的信号，而不是合成生长素的信号，使近地侧生长
素浓度高于远地侧，D错误。
任务四 植物生长发育的整体调控
【资料】 阅读教材P108“植物生长发育的整体调控”内容，构建基因
表达调控、激素调节和环境因素调节的关系图。
环境因素调节
基因表达调控
(1)植物的生长、发育、繁殖、休眠，都处在____________________
的调控之下。
基因适时选择性表达
(2)______作为信息分子影响细胞的基因表达。
(3)激素的产生和分布是______________的结果，也受到__________
的影响。
激素
基因表达调控
环境因素
例5 ［2025·山东济宁高二期中］ 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。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。下列相关叙述正
确的是( )
A.光信号激活光敏色素后，经转导再传递到细胞核内，影响特定基
因的表达
B.年轮、春化作用均能说明湿度参与植物生长发育的调节
C.平衡石细胞中的“淀粉体”沿着重力方向沉降，可引起生长素的极
性运输
D.植物生长调节剂是人工合成的分子结构和生理作用都与植物激素
相同的化合物
√
[解析] 光信号激活光敏色素后，光敏色素结构发生变化，信号经转
导，传递到细胞核内，影响特定基因的表达，A正确；年轮、春化作
用均能说明温度参与植物生长发育的调节，B错误；当重力方向发生
变化时，平衡石细胞中的“淀粉体”沿着重力方向沉降，引起植物体
内一系列信号分子的改变，如通过影响生长素的运输导致生长素沿
着重力刺激的方向不对称分布，从而造成重力对植物生长的影响，
生长素的极性运输不是由重力引起的，C错误；植物生长调节剂是人
工合成的分子结构与植物激素相似或差别较大的化合物，但生理作
用都与植物激素相似，D错误。
备用习题
1. 一颗小小的望天树种子可以生长发育成参天大树,有关该过程的说法错误的是 ( )
A.光作为一种信号可以影响、调控望天树生长、发育的全过程
B.温度通过影响望天树种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等过程参与调节其生长发育
C.根中感受重力的物质和细胞通过将重力信号转换成运输生长素的信号造成生长素分布不均衡来调节望天树根的生长方向
D.望天树生长发育的过程完全由植物激素和环境因素调控
√
[解析]光为望天树提供了生长发育所需要的能量,同时光又是一种信号,可以调控望天树种子萌发、幼苗形态建成、开花等生长发育的全过程,A正确;温度可以通过影响望天树种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等过程,从而参与调节其生长发育,B正确;重力使得生长素发生横向运输,导致近地侧生长素浓度高于远地侧,由于根对生长素敏感,近地侧高浓度生长素抑制根生长,远地侧低浓度生长素促进根生长,进而调节望天树根的生长方向,C正确;对望天树生长发育的过程的调控由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成,D错误。
2. 有些植物需经历一段时间的持续低温才能开花。这种经历低温诱导促使植物开花的作用称为春化作用。V3基因是春化的活化基因,下列相关表述错误的是 ( )
A.植物的生长发育完全受植物激素调控
B.温度是调控植物开花的环境因素之一
C.植物的生长发育受基因表达的调控
D.春化作用体现植物对恶劣环境的适应
√
[解析] 激素调节只是植物生命活动调节的一部分,植物的生长发育还受基因表达调控和环境因素调节,A错误,C正确;有些植物需经历一段时间的持续低温才能开花,说明温度是调控植物开花的环境因素之一,B正确;春化作用是指有些植物需经历一段时间的持续低温才能开花,这体现了植物对恶劣环境的适应,D正确。
3.《齐民要术·种韭篇》记载:①(买韭籽)以铜铛盛水，于火上微煮韭籽，须臾牙生者好；牙不生者，是浥郁矣。②若旱种者，但无畦与水耳，耙、粪悉同。③(韭) 剪而复生，久而不乏也。④(韭)至冬，移根藏于地屋荫中，培以马粪，暖而即长，高可尺许，不见风日，其叶黄嫩，谓之韭黄。下列相关的理解中，错误的是( )
A.①中“买韭籽”是根据种子新旧不同吸水膨胀速度也不同的特点来鉴定种子质量
B.②中耙地松土可促进根有氧呼吸，施用有机肥(粪)可以给韭菜提供无机盐和能量
C.③中韭菜被剪后因有丝分裂和细胞分化继续生长，该过程受细胞中基因的调控
D.④中韭菜移根于温暖不见光的地方可长成韭黄，与叶绿素合成相关基因的表达有关
√
[解析] ①根据种子吸水膨胀速度来鉴定种子的质量，吸水膨胀快的为新种子，而陈旧种子吸水慢，发芽率也低，即使发芽也长不好，A正确；②中耙地松土可促进根有氧呼吸，施用有机肥可以给韭菜提供无机盐，但不能提供能量，B错误；韭菜之所以能剪而复生，久而不乏，是因有丝分裂和细胞分化继续生长，细胞的分裂和分化都受细胞中基因的调控，C正确；叶绿素的合成受环境影响，需要阳光，故④中韭菜移根于温暖不见光的地方，因不能合成叶绿素而长成韭黄，即与叶绿素相关的基因的选择性表达有关，D正确。
实验 方案 对照组(光照时数:小时/天,6天) 实验组
(光照时数:X小时/天,6天)
A 10 4≤X<10设置梯度
B 10 8≤X<10, 10C 10 10D 10 104. 短日照植物在日照时数小于一定值时才能开花。已知某短日照植物在光照10小时/天的条件下连续处理6天能开花(人工控光控温)。为了给某地(日照时数最长为16小时/天)引种该植物提供理论参考,探究诱导该植物在该地区开花的光照时数X(小时/天)的最大值,设计了以下四组实验方案,最合理的是 ( )
√
[解析]由题意可知该实验的目的是探究短日照植物在日照时数最长为16小时/天的地区开花的光照时数的最大值,已知该短日照植物在光照10小时/天的条件下连续处理6天能开花,故设置的最短的光照时长应是10小时/天,故应在105. 研究表明，水稻中光敏色素（一类能接受光信号的蛋白质分子）介导了光信号对植物激素脱落酸（ABA）代谢途径的调控作用。phyB突变体水稻无法合成光敏色素，利用野生型水稻和光敏色素突变体作为研究材料，分析光敏色素介导的光信号对ABA代谢的影响，结果如图所示。请回答下列问题：
(1)分析实验，phyB突变体与野生型相比内源ABA相对含量差异较大，说明图（b）中与ABA合成代谢相关的基因最可能是OsABAox_____和OsABAox_____（填“1”“2”或“3”），在phyB突变体中的表达水平明显______（填“高于”或“低于”）野生型，而与ABA降解代谢相关的基因最可能是OsABAox____ （填“1”“2”或“3”）。
2
3
高于
1
[解析]分析题图（a）和（b）可知：无论幼苗中还是叶片中内源ABA相对含量，phyB突变体均显著大于野生型；（b）图中突变体的OsABAOx 2基因和OsABAOx 3基因的表达水平都高于野生型，表明突变体的OsABAOx 2基因和OsABAOx 3基因可能与ABA合成代谢相关，从而导致突变体叶片和幼苗的内源ABA含量都高于野生型；而突变体的OsABAOx 1基因的表达水平低于野生型，说明与ABA降解代谢相关的基因最可能是OsABAOx 1。
(2)另有实验表明，外源ABA明显抑制光照下水稻种子的萌发，且外源ABA对phyB突变体种子萌发的抑制效果更明显。据此推测，在野生型水稻体内光敏色素通过感受光信号__________（填“削弱”或“增强”）了ABA对种子萌发的抑制效果。
削弱
[解析] 根据题意分析，外源ABA明显抑制光照下水稻种子的萌发，且外源ABA对phyB突变体种子萌发的抑制效果更明显，说明在野生型水稻体内光敏色素通过感受光信号削弱了ABA对种子萌发的抑制效果。
(3)光敏色素是一类______________________________，在光照下其结构会发生变化，最终调控植物生长发育。光调控植物生长发育的反应机制主要包括_________________________________三步。
蛋白质（或色素—蛋白复合体）
感受信号、传导信号、发生反应
[解析] 光敏色素是一类蛋白质（色素-蛋白复合体），在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，经过感受信号、传导信号、发生反应，从而表现出生物学效应。
(4)ABA的生理作用除了抑制种子萌发外，还可以_________________________________________（至少写两点）。
抑制细胞分裂、促进叶和果实的衰老和脱落
[解析]脱落酸（ABA）可以维持种子休眠，还可以抑制细胞分裂，促进叶和果实的衰老和脱落，促进气孔关闭。
练习册
题，每题2分，共22分］
知识点一 环境因素对植物生长发育的调节
1.［2025·安徽滁州高二期中］下列有关环境因素对植物生命活动调
节的叙述，正确的是( )
A.树木年轮的形成与植物开花的时间都与光照和温度有直接关系
B.叶绿素和光敏色素中都含有C、、、 ，都主要吸收红光和蓝紫光
C.光敏色素在分生组织中表达，被激活后进入细胞核影响特定基因
的复制
D.植物平衡石细胞中的“淀粉体”可以沿重力方向沉降，导致生长素
分布不均匀
√
[解析] 年轮的形成是树木生长对一年中不同时期环境温度反应的结
果，与光照无直接关系，某些植物的开花需要经历低温诱导，或与
日照长短有关，A错误；叶绿素含有C、、、、 ，主要吸收红
光和蓝紫光，光敏色素是一类色素—蛋白复合体，应含有C、 、
、 ，主要吸收红光和远红光，B错误；光敏色素分布在植物的各
个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富，被激活后发生信号传
导，影响特定基因的表达，C错误；植物平衡石细胞中的“淀粉体”可
以沿重力方向沉降，导致生长素分布不均匀，D正确。
2.［2023·广东卷］种植和欣赏水仙是广东的春节习俗。当室外栽培
的水仙被移入室内后，其体内会发生一系列变化，导致徒长甚至倒
伏。下列分析正确的是( )
A.水仙光敏色素感受的光信号发生改变
B.水仙叶绿素传递的光信号发生改变
C.水仙转入室内后不能发生向光性弯曲
D.强光促进了水仙花茎及叶的伸长生长
√
[解析] 当室外栽培的水仙被移入室内后，光信号发生变化，光敏色
素作为光信号的受体会发生相应改变，影响相关基因的表达，进而
导致水仙徒长甚至倒伏，A正确；叶绿素可以吸收、传递和转化光能，
叶绿素本身不传递光信号，B错误；植物的向光性是指在单侧光的作
用下，向光侧生长素浓度低于背光侧，导致背光侧生长快，向光侧
生长慢，植物向光弯曲生长，水仙转入室内后，若给予单侧光，植
物仍可以发生向光性弯曲，C错误；室外栽培的水仙被移入室内后，
光照强度减弱，D错误。
3.［2025·福建泉州高二月考］科学家用红光和红外光依次照射的方
法，对一批莴苣种子进行处理，然后置于暗处。一段时间后，这些
莴苣种子发芽情况如下表所示。下列有关该实验结论错误的是
( )
组别 光照射处理方式 发芽情况
对照组 无光照 不发芽
组1 红光 发芽
组2 不发芽
组3 发芽
组4 不发芽
A.红光促进莴苣种子发芽
B.红外光抑制莴苣种子发芽
C.莴苣种子发芽根本原因在于光因素的调控
D.莴苣种子是否发芽与最后一次照光的波长有关
√
组别 光照射处理方式 发芽情况
对照组 无光照 不发芽
组1 红光 发芽
组2 不发芽
组3 发芽
组4 不发芽
[解析] 由题表可知，红光照射下莴苣种子发芽，远红光照射后不发
芽，远红光照射后再提供红光照射会发芽，故可得出结论红光促进
莴苣种子发芽，红外光抑制莴苣种子发芽，A、B正确；莴苣种子发
芽根本原因是光通过影响光敏色素的结构影响特定基因的表达，C错
误；由组1、组2、组3和组4可知，无论几次光照，只要最后一次是
红光，则种子就会发芽，D正确。
4.［2025·四川广安高二期中］某些植物的开花与光照时长(黑暗时长)
有关。研究人员对A、B两种植物进行如下处理，结果如图所示。下
列相关叙述正确的是( )
A.据图分析，导致B植物开花的条件更为关键的是短时间的连续黑暗
B.满足短日照条件下，闪光打断黑暗时间，不会影响A植物的开花
C.满足长日照条件下，短暂暗处理打断光照时间，会抑制B植物开花
D.3组与4组对比，可得出导致A植物开花的条件是长时间的连续黑暗
√
[解析] 据题图分析，6组长时间的连续黑暗表现为不开花，5、7、8
组都存在短时间的连续黑暗，都表现为开花，推测导致B植物开花的
条件更为关键的是短时间的连续黑暗，A正确；对比2组和3组，满足
短日照条件下，闪光打断黑暗时间，会影响A植物开花，B错误；对
比5组和8组，满足长日照条件下，短暂暗处理打断光照时间，不会
影响B植物开花，C错误；
根据2组和3组对比，自变量为是否闪光打断黑暗时间，3组闪光打断
黑暗时间，A植物不开花，可得出导致A植物开花的条件是长时间的
连续黑暗，3组与4组间不是单一变量，无法直接对比，D错误。
5.某些植物必须经过春化作用才能开花结果。下表是对冬小麦进行春
化处理的研究结果，以下对研究结果的分析错误的是( )
处理方 式 未经低温处理 (第1组) 经低温处理 (第2组) 先低温处理后高温处理
(第3组)
检测结 果 没有某些特殊 蛋白质 有某些特殊蛋 白质 出现某些特殊蛋白质，
高温处理后这些蛋白质
消失
现象 不能抽穗开花 抽穗开花 不能抽穗开花
A.温度是决定冬小麦抽穗开花的环境因素
B.高温可以解除冬小麦的春化作用
C.春化作用产生的特殊蛋白质是低温诱导基因突变的结果
D.未经低温处理，北方春季补种的冬小麦只会长苗不会开花结果
√
处理方 式 未经低温处理 (第1组) 经低温处理 (第2组) 先低温处理后高温处理
(第3组)
检测结 果 没有某些特殊 蛋白质 有某些特殊蛋 白质 出现某些特殊蛋白质，
高温处理后这些蛋白质
消失
现象 不能抽穗开花 抽穗开花 不能抽穗开花
[解析] 第1组未经低温处理，冬小麦不能抽穗开花，而第2组经低温
处理，冬小麦抽穗开花，说明温度是决定冬小麦抽穗开花的环境因
素，A正确；第2组经低温处理，冬小麦抽穗开花，而第3组先低温处
理后高温处理，冬小麦不能抽穗开花，说明高温可以解除冬小麦的
春化作用，B正确； 细胞中原来就存在控制这些特殊蛋白质合成的
基因，只是这些基因在低温条件下进行了选择性表达，C错误；未经
低温处理，则北方春季补种的冬小麦没有经过春化作用，只会长苗
不会开花结果，D正确。
6.根横放时，淀粉体下沉在细胞近地侧的内质网上，诱导内质网释放
到细胞质基质，与钙调蛋白结合后活化泵和 泵，使
根近地侧积累较多的和 ，导致根的近地侧和远地侧生长速度
不一样。以下相关说法不合理的是( )
A.淀粉体分布不均会导致 的分布不均
B.和 由远地侧运输到近地侧的方式不同
C.重力作用能够引发根的向地生长
D.环境因子会引起植物体内包括激素合成在内的多种变化，进而对
基因组的表达进行调节
√
[解析] 淀粉体下沉在细胞近地侧的内质网上，诱导内质网释放
到细胞质基质，与钙调蛋白结合后活化 泵，使根近地侧积累
较多的，所以淀粉体分布不均会导致 的分布不均，A正确；
和 跨膜运输到近地侧的方式相同，都是主动运输，B错误；
根横放时，在重力作用下，根近地侧积累较多的 ，抑制根近地侧
的生长，引发根的向地生长，C正确；环境因子会引起植物体内包括
激素合成在内的多种变化，进而对基因组的表达进行调节，并影响
植物的生命活动，D正确。
知识点二 植物生长发育的整体调控
7.［2024·河南洛阳高二月考］下列关于植物生命活动调节的叙述，
错误的是( )
A.植物无神经系统和免疫系统，因此植物正常生命活动都是通过激
素调节实现的
B.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
C.光、重力和温度等因素对植物生长发育也具有调节作用
D.环境变化调控基因表达及激素产生、分布，最终表现在器官和个
体水平上
√
[解析] 植物没有系统，植物生命活动的正常进行是由基因表达调控、
激素调节和环境因素调节共同实现的，A错误；植物在生长发育过程
中会受到环境中多种因素的调节作用，如光、重力、温度等，C正确；
植物生长、发育、繁殖和休眠，实际上是植物响应环境变化，调控
基因表达及激素产生、分布，最终表现在器官和个体水平上的变化，
D正确。
8.研究人员发现，在特定的光照等条件下，光敏色素接收光信号后，
关键的转录因子 结合在成花素基因的启动子区域，激发该基因表
达出成花素，成花素运输到植物茎顶端分生组织，促进植物开花。
下列分析错误的是( )
A.促进植物开花，说明 是一种植物激素
B.光敏色素是一类蛋白质，分布在植物的各个部位
C.植物开花是由环境因素、基因表达和激素共同调节完成的
D.成花素促进植物开花的过程中存在着基因的选择性表达
√
[解析] 植物激素是植物细胞合成的对植物生长发育起调节作用的物
质， 能调控基因的表达，促进开花，是一种信号分子，并不能证
明 是一种植物激素，A错误；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，B正确；植物的开花受基因影响，同时光信号引起的成花素的表
达也可调控植物的开花，C正确；分析题意可知，在特定的光照等条
件下，表达出的成花素运输到植物茎顶端分生组织，促进植物开花，
成花素促进植物开花的过程中存在着基因的选择性表达，D正确。
9.高等植物的向光性主要受蓝光调节。向光素是一种自磷酸化蛋白激
酶，在蓝光刺激下，发生自磷酸化而被激活。激活的向光素调节生
长素运输载体的定位，进而引起生长素侧向运输，最终使得植物器
官不对称生长。下列相关说法错误的是( )
A.向光素是感受蓝光的受体蛋白
B.生长素在尖端的侧向运输与细胞膜上运输生长素的载体位置有关
C.生长素通过诱导相关基因的表达而实现对尖端下面两侧细胞生长
的调节
D.植物的向光性体现了生长素低浓度促进生长，高浓度抑制生长的
特性
√
[解析] 分析题意可知，向光素在蓝光刺激下，可发生自磷酸化而被
激活，进行生长素的侧向运输，说明向光素是感受蓝光的受体蛋白，
A正确；据题意可知，激活的向光素调节生长素运输载体的定位，进
而引起生长素侧向运输，故生长素在尖端的侧向运输与细胞膜上运
输生长素的载体位置有关，B正确；植物的生长发育根本上是受基因
调控的，生长素通过诱导相关基因的表达而实现对尖端下面两侧细
胞生长的调节，C正确；植物的向光性无法体现高浓度生长素抑制生
长的特性，D错误。
10.［2025·广东东莞高二期中］武汉樱花花芽一般在夏末秋初形成，须
经低温处理，休眠状态才被打破，随着早春温度的升高，花芽开始发
育，樱花渐次开放，调节过程如图所示 。下列叙述错误的是 ( )
A.环境因素调节、植物激素调节和基因表达调控共同完成对植物生长发育的调控
B.环境因素可通过影响基因2的表达促进脱落酸的合成，体现了植物响应环境变化调控基因表达
C.低温一方面抑制脱落酸的产生，另一方面促进赤霉素的合成从而抑制蛋白质1的产生
D.光在植物生命活动过程中，既能为植物提供能量，又能作为调控植物生命活动的信号
√
[解析] 植物生长发育是基因、环境和植物激素
等共同调节的结果，A正确；环境因素通过影响
基因2的表达促进脱落酸的合成，体现了基因对
性状的间接控制，即基因控制酶的合成从而控
制细胞代谢，进而控制生物体的性状，体现了植物响应环境变化调控基
因表达，B正确；由题图可知，低温一方面抑制脱落酸的产生，另一方
面促进赤霉素的合成从而促进蛋白质1的产生，C错误；在植物生命活动
过程中，光能为植物光合作用提供能量，又能作为一种信号，影响、调
控植物生长、发育的全过程，D正确。
光调控植物生长发育的反应机制示意图
11.光敏色素是一种植物具有的能接收光信号的分子。
据图分析，下列叙述错误的是( )
A.光敏色素只分布在叶肉细胞的叶绿体的膜结构上
B.胚芽鞘的感光部位尖端的细胞可能含有光敏色素
C.体现了生命活动的正常进行离不开信息的作用
D.光调控植物生长发育的实质是影响基因的选择性
表达
√
[解析] 光敏色素是能接收光信号的分子，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，
A错误；胚芽鞘尖端的细胞属于分生部位，可能含
有光敏色素，B正确；光敏色素受到光的刺激后被
激活，把信号传递到细胞内，引起细胞内发生一系
列变化，这体现了生命活动的正常进行离不开信息
的作用，C正确；光敏色素把信号传递到细胞核内，
引起细胞核内特定基因的转录，经过翻译，表现出相应的生物学效应，
这属于基因的选择性表达，D正确。
光调控植物生长发育的反应机制示意图
12.(9分)植物的生命活动调节受基因的调控、激素的调节和环境因素
的影响，它们是相互作用、协调配合的。请回答下列与植物生命活
动调节有关的问题：
(1)(5分)将休眠状态的某植物种子置于
的低温条件下 个月，可使
种子提前萌发。处理过程中种子内赤霉
素、脱落酸含量的变化情况如图所示。
图中曲线、 分别表示______________
__的含量变化；据图分析，低温处理可
脱落酸、赤霉素
低温使赤霉素含量升高，促进种子萌发
低温使脱落酸含量降低，抑制种子发芽的作用减弱
使种子提前萌发的主要原因有①__________________________________
___；
②_______________________________________________。
[解析] 由题示坐标曲线图可知，随着低温处理时间的延长，激素 含量
下降，激素 含量先升高后下降。赤霉素促进种子萌发，脱落酸抑制种
子萌发，已知低温处理可使种子提前萌发，因此可判断是赤霉素， 是
脱落酸。
(2)(1分)乙烯利是一种植物生长调节剂，
能分解释放乙烯，并可以进一步诱导水
果自身产生乙烯，而乙烯对水果有催熟
作用，能加速水果成熟。乙烯的积累可
以刺激更多的乙烯产生，这种乙烯合成
的调节机制属于________调节。
正反馈
[解析] 乙烯的积累可以刺激更多的乙烯产生，故这种乙烯合成的调节机制属于正反馈调节。
(3)(3分)在一天之中，白天与黑夜的相对长度，称为光周期。人们发现，
植物开花与光周期有关，其中在 昼夜周期中，日照长度长于一定
时数才能开花的植物称为长日照植物，如冬小麦、大麦、油菜、萝卜
等；日照长度短于一定时数就能开花的植物称为短日照植物，如水稻、
菊花、苍耳等。某科学家将菊花顶部花芽附近的叶片去掉，并对顶部
花芽和下部的叶片作以下四组不同处理，结果如图所示。
①该实验的目的是探究_______________________________________
_____________。
菊花感受光周期刺激的部位是顶部的花芽还是下部的叶片
②由上述实验结果可以推知，菊花感受光刺激的部位是____________。
下部的叶片
[解析] 已知菊花是短日照植物，通过该实验的处理可知，短日照或
长日照处理的部位是顶部的花芽和下部的叶片，因此该实验的目的
是探究菊花感受光周期刺激的部位是顶部的花芽还是下部的叶片。
由图示结果可以推知，菊花感受光周期刺激的部位是下部的叶片。
13.(14分)［2025·江苏南通高二期中］ 农田中玉米—大豆间作时，
玉米(高位作物)对大豆(低位作物)具有遮阴作用，严重时引发“荫蔽
胁迫”。大豆可通过体内的光敏色素及多种激素共同作用以响应荫蔽
胁迫，机制如图。图中光敏色素互作因子 是一类具有调控基因
转录作用的蛋白质，“ ”表示促进，“-”表示抑制。请回答下列问题。
(1)(3分)光敏色素是一类________(化学本质)，在__________的细胞内
比较丰富。光敏色素接收光信号后结构发生改变，经过信息传递系统
传导至细胞核内，影响________________，从而表现出生物学效应。
蛋白质
分生组织
特定基因的表达
[解析] 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。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。
(2)(4分)自然光被植物滤过后，其中红光远红光 的值会下降，
原因是____________________________。在发生荫蔽胁迫时，低位
植物体内活化态光敏色素对光敏色素互作因子 的抑制作
用______(填“减弱”或“增强”)。图中四种激素在调控下胚轴和茎秆伸
长方面具有______作用。
植物叶片中的叶绿素吸收红光
减弱
协同
[解析] 由于植物叶片中的叶绿素吸收红光，所以自然光被植物滤过
后，其中红光远红光 的值会下降。据题图可知，荫蔽胁迫
下，活化态转化为非活化态 增加，因此低位植物体内的光
敏色素主要以非活化态形式存在，而活化态 可抑制光敏色
素互作因子的作用，因此荫蔽胁迫时，因 减少，减弱了对
的抑制作用。
据题图可知，赤霉素和乙烯促进 的生成，进而促进生长素的生
成，生长素促进下胚轴和茎秆伸长，油菜素内酯促进 基因的表
达，进而促进下胚轴和茎秆伸长，即四种激素均能促进植物幼苗下
胚轴伸长，表现为协同作用。
(3)(4分)荫蔽胁迫下，幼苗下胚轴显著伸长的意义是______________
_______________________________。玉米—大豆间作时，受荫蔽胁
迫的大豆产量明显降低，主要原因是___________________________
___________________________________________。
有利于植物吸收更多的光照，以适应环境的变化
叶片将更多的有机物供给下胚轴及茎秆等的伸长，转移至种子内的有机物减少
[解析] 荫蔽胁迫引发低位植物的幼苗下胚轴显著伸长，引起植物长
高，这有利于植物吸收更多的光照，以适应环境的变化。据图可知，
荫蔽胁迫下，低位植物体内的光敏色素主要以非活化态 形式存
在，对赤霉素、乙烯和油菜素内酯合成的抑制作用减弱，使受荫蔽
胁迫的大豆下胚轴及茎秆等伸长，消耗了更多的光合作用产物，进
而使光合产物向种子内的转移减少，因此玉米—大豆间作时，受荫
蔽胁迫的大豆产量明显降低。
(4)(3分)植物的生长发育受基因表达、植物激素和环境因素的共同调
节，请在相应的方框中用箭头表示荫蔽胁迫下三者之间的关系。
[答案]
[解析] 植物生长发育的调控中，激素作为信息分子会影响基因的表达；
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；植
物通过光敏色素响应环境变化、调控基因表达及激素的产生和分布，
因此环境因素、植物激素和基因表达三者之间的关系见答案。
