第4节环境因素参与调节植物的生命活动（第一课时）（导学案）.docx

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1、第4节 环境因素参与调节植物的生命活动（第一课时） 【学习目标】1 .通过分析、归纳材料中的现象，能够说明光参与调节植物多项生命活动。2 .通过分析科学实验结果，能够理解光参与调节植物生命活动的基本规律和机制。3 .通过总结科学家研究过程以及本节课安排，能够了解科学探究中“观察现象一提出问题一 设计实验一实施实验一分析结果一得出结论和普遍规律”的基本流程。【课前学习】光调控植物的生长发育L实例：（1）光照影响植物的 和形态变化。（2） 影响植物的开花。2.机理：（1）直接作用对象：接受光信号的分子，如 色素。（2）作用过程:受到光刺激时，发生变化，这一变化的信息经过信息传递系统传导到细胞核 内

2、，影响 O参考答案：一 1.（1）种子萌发（2）昼夜长短2. （1）光敏光敏色素的结构 特定基因 的表达【课上学习】任务一：光调节植物种子萌发、颜色变化和形态建成、开花等多项生命活动。1 .光对葛苣、烟草等植物种子萌发有何影响？2 .红光单独或红光和远红光交替照射后，葛苣种子的萌发有何不同？3 .光对豆芽和豆苗颜色和形态建成有何影响？4 .光照时长对火龙果等植物开花有何影响？什么是长日照植物和短日照植物？这两种植 物开花的具体条件是什么？5 .如果用红光和远红光交替照射打断连续的黑暗，长日照植物和短日照植物的开花情况 将会如何？6 .将长日照植物枝条嫁接到短日照植物上之后，长日照植物的枝条开花

3、情况会发生什么变化？这说明了光信号在植物体内发生了什么变化? 任务二：光敏色素是光受体，它可以通过自身结构的改变感知光信号，并将其转换为化学信 号，通过信号转导过程引起基因表达的改变，最终引发生物学效应。1 .仔细归纳总结以上6个资料的实验结果和结论，思考还可以在此基础上进行哪些研究, 提出下一步应该解决的科学问题。2 .光敏色素是如何感受光信号的？红光和远红光的不同生物学效应与光敏色素的结构有何关系？3 .光敏色素接受光信号之后，如何进一步引起下游生物学效应？绘制概念图或示意图表 示光调节植物生命活动的信号转导通路。任务三：科学探究的基本流程用语言描述的方式回顾本节课认识光调节植物生命活动的

4、具体研究过程，用流程图的形 式归纳总结研究流程，即科学探究的基本流程。【课后练习】1 .用单侧光照射向日葵幼苗茎尖引起向光弯曲，实验测得IAA在下胚轴两侧含量相同，但抑 制生长物质黄质醇在下胚轴两侧含量有明显差异。下列叙述正确的是A.实验表明向日葵幼苗弯曲部位不在下胚轴而在幼苗茎尖端B.实验表明下胚轴向光侧细胞对IAA的敏感性低于背光侧C.向日葵向光弯曲可能与下胚轴向光侧黄质醇含量多于背光侧有关D.向日葵向光弯曲的机理与燕麦胚芽鞘向光弯曲的机理相同2 .自然界中，植物开花需要光信息刺激，当日照时间达到一定长度时，植物才能开花，下列相关说法错误的是A.植物对日照时间的感知跟光敏色素有关，其信息类

5、型是化学信息B.该现象说明信息的来源可以是外界环境C.日照时间对植物开花的调节本质上是对基因程序性表达的调控D.可以通过人为地控制光照时间达到使花卉分批上市的目的3 .植物的向性运动是对单向的环境刺激作出的定向运动反应，主要包括向光性、向地性、向 水性、向化性等类型。下列对向性运动的叙述，不合理的是（）A.农业生产上限制水分的供应可以促使根向深处生长B.植物向性运动的方向均与单向刺激相同C.植物的向性运动可能与生长素的调节作用有关D.植物的向性运动是植物对外界环境的适应4 .某科研小组进行如下实验：将100粒葛苣种子放置在适合生长的恒温条件下，并在黑暗中 吸收足够的水分，如下图中的IV所示，通

6、过图中不同组合的光照条件处理，48小时后, 检查发芽率（发芽种子的比例），得到下图所示结果。下列相关叙述错误的是I n 胃aft I九1* I-哨111 14，1光一抬I 一时I/tN - t柯卜，,v i I- I-n酎I置于，加下11h财I而发芽率0%100%100%20%光照时长0 min 5 min- ，10 min 15 mm 4K hA.本实验的课题是研究不同光环境对葛苣种子发芽率的影响B.光直射和黑暗下种子能萌发是因为光反应为暗反应提供了 ATP、HC.由图中实验可知，影响发芽率的关键因素是黑暗处理前是否进行光直射D.葛苣种子萌发需要合适的温度、水分和氧气，图中V中发芽率应该是1

7、00%5 .隐花色素（CRY1）是一种能感受光的受体，可介导光信号在植物体内传导来发挥作用。某研究小组将野生型及无法合成CRY1的突变型拟南芥种子，分别放在MS培养基和含有 不同浓度脱落酸（ABA）的MS培养基中，置于适宜条件下培养一段时间后测得种子的发芽率如图。下列叙述正确的是100口野生型0CRY 1突变M0.5 mol/L ABA O.R mol/I. ABAA.根据实验结果可推测CRY1抑制种子的萌发B.在一定浓度范围内，ABA浓度与发芽率呈负相关C.该实验的自变量是MS培养基中不同的ABA浓度D.该实验需在黑暗条件下进行，从而测得种子的发芽率6 .植物的开花、种子的萌发及休眠都是在一

8、年之中的某一时刻发生的，环境给植物的信号就 是所谓的光周期（昼夜的长短），最显著的就是开花过程，根据开花与光周期的关联，可 以植物分为短日照植物和长日照植物，下图是研究某短日照植物的开花与光周期的关系， 根据实验分析，错误的是不开花开花不开花A.控制开花的因素是持续不断夜间的长度，而不是日照的长度B.在短日照植物临近开花季节，夜间照明会使开花时间推迟C.若将实验植物换成长日照植物，则在暗期内不断闪光，长日照植物会推迟开花D.将菊花（短日照植物）每天遮光数小时，可以使其在夏天开花7 .达尔文最早用金丝雀IS草的胚芽鞘进行了植物向光性的研究，后人进行了一系列实验，探 究光对植物生长的调节。下列说法

9、错误的是（）A.植物对光作出反应，说明植物可以感知光信号8 .接受光信号的光敏色素在胚芽鞘的尖端分布较多C.光敏色素是一类结构非常稳定的色素一蛋白复合体D.光信号可以通过影响特定基因的表达调控植物体的生长发育.8如表是交替地暴露在红光和远红光下的葛苣种子的萌发率（26 下，连续1 min的红光 和4 min的远红光照射，R表示红光，FR表示远红光）。下列叙述正确的是（）光处理萌发率R70RFR6RFRR74RFRRFR6RFRRFRR76RFRRFRRFR6A.该实验的主要目的是探究种子的萌发是否需要光B.光照处理时间越长，离苣种子的萌发率越高C.葛苣种子萌发率的高低以最后一次照射的光的波长为

10、准D.光是其苣种子萌发的必需条件，远红光下萌发率高，红光下萌发率低9. 2017年诺贝尔生理学或医学奖授予了节律时钟（由若干蛋白质组分构成）调控装置的发现 者。植物的节律时钟控制很多生理过程，如向性生长和光合作用等。（1）研究显示：向日葵幼苗白天表现出向光性，但在夜间却能重新转向东方。在单侧光 下，向日葵幼苗表现出向光性，植物向光性除与背光侧和向光侧生长素分布不均匀有关，还 可能与（物质）分布不均匀有关。为了揭示向日葵幼苗夜间重新转向东方的机理, 科学家提出了两种假设：环境昼夜交替引起该现象（外因）；植物自身存在昼长和夜长 均恒定的生物时钟（内因）。下列实验设计有助于区分上述两种假设的是 OA

11、.在温度不同的暗室内分别测定幼苗顶芽的转向速率B.在装有全天候定向光照的温室内观察是否出现节律性转向C.在若干个光照强度不同的温室内分别测定幼苗顶芽的转向速率D.在夏至（昼长夜短）和秋分（昼夜等长）夜间分别测定大田幼苗顶芽转向速率（2）为了探究节律时钟对光合作用的影响，科学家构建了八?。和2两种拟南芥突变 株（两者的节律时钟周期分别为20和28小时，昼夜时长为1:1,并测定两者在不同条件下（T20 和T28）光合作用的相关指标。其中T20和T28表示室内控制光照/黑暗循环周期分别为20和28小时（光照与黑暗时长为1:1）。测定结果如图所示。 70c突变株口 Z7L突变株叶绿素植株千田T20T2

12、8T20T28植物的干重能反映光合作用的强度，因此科学家在研究中比较了两种突变株的干重。 作为光合作用强度的观测指标还可以采用 O据图分析实验数据，当植物体内的节律时钟和外界的光照/黑暗循环周期相吻合时，干 重增加相对较快的原因是：【参考答案】1. C2. A 植物对日照时间的感知虽然跟光敏色素有关，但是该信息是借助于光进行的，属 于物理信息。3. B4. B种子萌发时尚未形成叶绿素，不能进行光合作用。5. B不能合成CRY1的突变体种子萌发率低，所以CRY1可促进种子萌发。随着ABA 浓度的增大，种子发芽率逐渐降低，所以在一定浓度范围内，ABA浓度与发芽率呈负相关。 本实验有两个自变量，一是

13、ABA浓度，二是种子是否能合成CRY1。CRY1为能感受光的受 体，为验证CRY1的作用，需要在光下进行实验。6. C据图最后一组实验可知，打断连续黑暗后，使得连续黑暗时间短于临界暗期，则 不再开花，说明控制开花的因素是持续不间断的黑暗环境。若为长日照植物，则在暗期内不 断闪光，使得连续黑暗时间缩短，长日照植物会提前开花。7. C植物对光作出反应，说明植物可以感知光信号，A正确；胚芽鞘的感光部位是尖端, 则接受光信号的光敏色素在胚芽鞘的尖端分布较多，B正确；光敏色素是一类蛋白质（色素一 蛋白复合体），受到光刺激后结构就会发生变化，这种变化的信息传到细胞核内，影响特定基 因的表达，C错误，D正确

14、。8. C由题干信息可知，该实验的主要目的是探究红光和远红光交替照射对葛苣种子萌 发率的影响，A错误。分析表中6组数据可知，种子的萌发与光照处理时间无关，B错误。由 表可知，种子萌发率的高低与最后一次照射的光的波长有关，最后一次照射红光的种子萌发 率高，最后一次照射远红光的种子萌发率低，C正确、D错误。9. 【答案】（1）（背光侧和向光侧）生长抑制物质 BD （2）单位时间内二氧化 碳吸收量或氧气释放量当拟南芥体内的节律时钟和外界的光照/黑暗循环周期相吻合时，植 物体内叶绿素的含量较高，这有利于光合作用的进行，进而增加植物的干重【解析】（1）在装有全天候定向光照的温室内观察是否出现节律性转向，如果出现节律 性转向，则说明是内因导致的向光性；若在夏至（昼长夜短）和秋分（昼夜等长）夜间分别 测定大田幼苗顶芽转向速率，如果二者的转向速率不同，则说明是外因导致的向光性。（2）据图分析实验数据，TOC在室内控制光照/黑暗循环周期在20小时的情况下，植物体 中的叶绿素含量高于Z7Z,而在室内控制光照/黑暗循环周期在28小时的情况下，的叶绿 素含量高于TOC,说明当拟南芥体内的节律时钟和外界的光照/黑暗循环周期相吻合时，植物 体内叶绿素的含量较高，这有利于光合作用的进行，进而增加植物的干重。