第9单元 第3讲 新情境问题的思维建模与实验技能的系统归纳 (单元发展课)（Word教参）-【新高考方案】2024高考生物一轮复习（新教材版Ⅱ 新高考）

第 3 讲　新情境问题的思维建模与实验技能的系统归纳 (单元发展课) 一、科学思维——抽象、理性的学科情境要读懂 热点素材　酸生长理论、CO基因与向光素　 材料一：植物酸生长理论 [1] 原生质膜上存在着非活化的质子泵(H＋-ATP酶)，生长素作为泵的变构效应剂，与泵蛋白结合后使其活化；活化了的质子泵消耗能量(ATP)，将细胞内的H＋泵到细胞壁中，导致细胞壁基质溶液的pH下降。 [2] 在酸性条件下，H＋一方面使细胞壁中对酸不稳定的键(如氢键)断裂，另一方面(也是主要的方面)使细胞壁中的某些糖水解酶(如纤维素酶)活化或增加，从而使连接木葡聚糖与纤维素微纤丝之间的键断裂，细胞壁松弛；细胞壁松弛后，细胞的压力势下降，导致细胞的水势下降，细胞吸水，体积增大而发生不可逆增长。 材料二：向光素对植物生长的影响 向光素是继光敏色素、隐花色素之后发现的一种蓝光受体蛋白，介导植物向光性运动、叶绿体移动与气孔开放等反应。 [3] 在蓝光信号传导反应中向光素启动生长素载体的运动和诱导Ca2＋的流动，从而调节植物细胞相关的反应，例如由蓝光激活的向光素调节着生长素运输载体的磷酸化，引起生长素的侧向运动，导致植物器官不对称生长。 材料三：调控植物开花的CO基因 CO(CONSTANS)基因是监测日照长度，调控植物开花的重要基因。目前从拟南芥、水稻、油菜、马铃薯等多个物种中都已经克隆到同源基因。 [4] 其作用机理是长日照激活CO基因，由CO基因表达产生的CO蛋白结合在成花素基因靠近RNA聚合酶作用的部位，从而激活该基因表达出成花素，并运输到茎顶端，促进植物开花。 [信息解读] [1]联系所学：由材料信息可知，质子泵(H＋-ATP酶)是一种载体蛋白，将细胞内的H＋泵到细胞壁中属于主动运输，消耗能量。 [2] 逻辑推理：根据材料信息，简述生长素促进细胞生长的机理？ 提示：生长素能够促进H＋向细胞外主动运输，使细胞壁周围pH下降，软化细胞壁从而促进生长。 [3] 化新为熟：由材料信息可知，蓝光作用于向光素(受体蛋白)，向光素位于细胞膜的外膜上，具有信息传递的功能；植物体不同部位对蓝光敏感度不一样，是基因选择性表达的结果。 [4] 拓展思考：根据材料信息，CO蛋白能促进开花，说明它是一种植物激素吗？ 提示：CO蛋白是由长日照激活CO基因表达产生的，能调控成花素基因的表达，促进开花，并不能证明CO蛋白是一种植物激素。 [预测导向训练] 1．科学家提出“酸生长理论”，认为生长素能够促进H＋向细胞外主动运输，使细胞壁周围pH下降，软化细胞壁从而促进生长。科研工作者证实生长素可以诱导细胞膜上类受体激酶(TMK)激活质子泵，将大量H＋泵出细胞，为解释“酸生长理论”提供证据。根据以上信息，以下说法错误的是(　 ) A．将胚芽鞘切段放入酸性缓冲液中也能表现促进细胞伸长的效果 B．将胚芽鞘切段置于pH为7的缓冲液，施加生长素，促进生长的作用减弱 C．将TMK基因敲除的胚芽鞘放入适宜浓度的生长素溶液中，生长速度慢于正常胚芽鞘 D．阻断胚芽鞘的呼吸作用后放入适宜浓度的生长素溶液中，一段时间后溶液pH将降低 解析：选D　根据科学家的“酸生长理论”，细胞壁周围pH下降，可以软化细胞壁从而促进生长，将胚芽鞘切段放入酸性缓冲液中，溶液为酸性，可以软化细胞壁促进细胞生长，A正确；据科研工作者证实，生长素可以诱导细胞膜上类受体激酶(TMK)激活质子泵，将大量H＋泵出细胞，软化细胞壁，从而促进细胞伸长，因此，将胚芽鞘切段放在pH为7的中性缓冲液中，促进生长的作用会减弱，B正确；将TMK基因敲除的胚芽鞘放在适宜浓度的生长素溶液中，由于TMK基因已经被敲除，无法通过生长素诱导H＋通过质子泵泵出细胞，生长速度慢于正常胚芽鞘，C正确；阻断胚芽鞘的呼吸作用会导致胚芽鞘无法产生ATP，因此阻断呼吸作用的胚芽鞘在适宜浓度的生长素溶液中，由于缺少能量，无法把H＋运出细胞，一段时间后溶液pH不会下降，D错误。 2．研究表明，高等植物的向光性与向光素(光受体)有关，向光素是一种自磷酸化蛋白激酶。不同波长的光照影响向光素的自磷酸化过程，激活的向光素调节着生长素运输载体的磷酸化，引起生长素的侧向运动，导致植物器官不对称生长。下图为用不同波长的单侧光照射玉米胚芽鞘后测量的吸收值与胚芽鞘弯曲角度曲线。下列说法不正确的是(　 ) A．高等植物的向光性主要受蓝紫光调节 B．核黄素与向光素的吸收光特性基本一致 C．β-胡萝卜素可作为向光弯曲生长的辅助色素 D．红光刺激向光素发生自磷酸化是引起玉米胚芽鞘向光弯曲的主要原因 解析：选D　胚芽鞘对蓝紫光的吸收值与胚芽鞘弯曲角度同步变化，说明高等植物的向光性主要受蓝紫光调节，A正确；高等植物的向光性与向光素(光受体)有关，核黄素与β-胡萝卜素的吸收值与胚芽鞘弯曲角度同步变化，据此可推