第八单元 第26讲 植物生命活动的调节(word教参)-【勤径学升】2025年高考生物一轮总复习(不定项版)
2024-09-12
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教辅
内容正文:
第26讲 植物生命活动的调节
1.概述科学家经过不断的探索,发现了植物生长素,并揭示了它在调节植物生长时表现出两重性,既能促进生长,也能抑制生长。
2.举例说明几种主要植物激素的作用,这些激素可通过协同、拮抗等方式共同实现对植物生命活动的调节。
3.举例说明生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯等植物激素及其类似物在生产上得到了广泛应用。
4.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。
5.实验:探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用。
6.实验:探究乙烯对水果的催熟作用。
[对应学生用书P254]
考点1 植物生长素
(一)生长素发现的经典实验分析
1.达尔文实验
(1)各组胚芽鞘的生长弯曲情况是:①向光弯曲生长;②不发生弯曲;③直立生长;④弯向光源生长。
(2)①与②对比,说明胚芽鞘的弯曲生长与尖端有关。
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(3)③与④对比,说明感光部位是胚芽鞘的尖端,而不是尖端下面的一段。
(4)达尔文的猜测:胚芽鞘尖端受单侧光刺激后,向下面的伸长区传递了某种“影响”,造成伸长区背光面比向光面生长快,因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。
2.鲍森·詹森实验
(1)实验现象:A胚芽鞘不生长,不弯曲;B胚芽鞘弯向光源生长。
(2)结论:胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部。
(3)从对照实验设计的单一变量原则角度分析,该实验的不足之处在于没有形成单一变量,无法排除琼脂片可能导致胚芽鞘生长的结论。
3.拜尔实验
(1)实验现象:将尖端切下,放到胚芽鞘一侧,胚芽鞘总是弯向对侧生长。
(2)结论:胚芽鞘的弯曲生长是因为尖端产生的“影响”在其下部分布不均匀造成的。
(3)该实验为什么要在黑暗中进行?排除光照可能对实验结果造成的干扰。
(4)拜尔实验的不足之处是无法证明尖端是否产生某种物质。
4.温特实验
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(1)实验组是B,对照组是A。A与B对照说明造成胚芽鞘弯曲生长的是胚芽鞘尖端产生的某种物质。
(2)设置A组的目的是排除琼脂片本身的化学物质对胚芽鞘的影响。
(3)实验结论:引起胚芽鞘弯曲生长的确实是一种化学物质,温特将其命名为生长素。
(4)由温特的实验结论可以推测单侧光的作用可能是改变生长素的分布,使生长素在背光侧分布的多。
5.植物激素的概念
(1)产生部位:植物体内。
(2)运输途径:从产生部位运送到作用部位。
(3)生理作用:影响植物生长发育。
(4)化学实质:微量有机物。
(二)生长素的合成、运输与分布
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(三)生长素的生理作用及特点
1.生长素的生理作用
2.生长素的作用特点
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基础诊断
(1)达尔文、鲍森·詹森的实验是在“单侧光”条件下进行的,在大田中阳光照射下也会有同样的实验现象 (×)
(2)温特实验之前的实验结论中不能出现“生长素”,只能说明存在某种“刺激” (√)
(3)利用同位素示踪法证明“刺激”是“化学物质”而非其他信号的科学家是温特 (×)
(4)芽、幼嫩的叶和发育中的种子中都能大量产生生长素,这三种器官中提取生长素最理想的是芽 (×)
(5)不同器官对生长素的敏感程度不同,敏感程度由大到小的顺序是根>芽>茎 (√)
(6)生长素在细胞水平上起着促进细胞伸长生长、诱导细胞分裂等作用 (×)
教材拓展
1.(选择性必修1 P91拓展)如何用实验的方法验证向光弯曲生长的胚芽鞘背光侧细胞伸长快,向光侧慢?
提示:可以将向光弯曲生长的胚芽鞘伸长区部位纵切制成装片,观察向光侧和背光侧的细胞长度,如果背光侧的细胞长度明显大于向光侧,即可验证这一假设。
2.(选择性必修1 P95“思维训练”拓展)检测生长素的运输方向的实验中,如何排除生长素由于重力的作用通过胚芽鞘扩散到另一侧?
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提示:将实验前含有生长素的琼脂块放置在下方,将不含生长素的琼脂块放置在上方,分别将胚芽鞘的形态学上端向上和形态学下端向上进行实验。
1.植物向光性的分析
由图可知:引起植物向光性的外因是单侧光刺激,内因是生长素分布不均。
2.植物茎的背地性和根的向地性
(1)表现
(2)原因分析
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3.生长素生理作用的两重性分析
(1)生长素浓度与所起作用的曲线分析
a点:既不促进生长也不抑制生长。
a~c段(不含a点):随生长素浓度升高,对生长的促进作用逐渐增强。
c点:促进生长的最适浓度,其促进效果最好。
c~e段(不含e点):随生长素浓度升高,对生长的促进作用逐渐减弱。
e点:促进生长的浓度“阈值”。低于此值时均为促进生长的“低浓度”;超过此值时,将由“促进”转向“抑制”,从而进入抑制生长的“高浓度”。
b、d两点:生长素浓度虽然不同,但促进效果相同。
e~f段:随生长素浓度升高,对生长的抑制作用逐渐增强。
(2)对生长素的敏感程度曲线分析
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①不同器官对生长素的敏感程度不同,敏感性大小:根>芽>茎。
②不同生物对生长素的敏感程度不同,敏感性大小:双子叶植物>单子叶植物。
应用:可以用适当浓度的生长素类似物来杀死单子叶农田里的双子叶杂草,同时促进单子叶植物的生长。
考向1 生长素发现、合成、运输及分布
1.(2023·广东惠州高三调研)如图是用燕麦胚芽鞘进行的向光性实验。下列有关叙述错误的是( )
A.对比分析图①②结果,证明生长素是不能透过云母片的
B.图④和⑤实验说明琼脂不会阻止胚芽鞘尖端产生的生长素向下运输
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C.若将图②的云母片改换成琼脂,结果仍然有向光弯曲生长的现象
D.若将图④的琼脂改换成云母片,结果仍然有向光弯曲的现象
解析 据题意可知,本实验中图①②中云母片可以阻止胚芽鞘尖端产生的生长素往下运送,A正确;④放上琼脂块及尖端并给予单侧光,⑤表示仍能向光弯曲生长,即琼脂不会阻止胚芽鞘尖端制造的生长素往下运送,B正确;若将图②的云母片改换成琼脂,在单侧光的作用下,生长素发生横向运输,结果仍然有向光弯曲生长的现象,C正确;若将图④的琼脂改换成云母片,云母片可以阻止胚芽鞘尖端产生的生长素往下运送,结果不生长不弯曲,D错误。
答案 D
2.为研究植物体内生长素的运输,科学家用燕麦胚芽鞘、琼脂块及14C标记的IAA进行了如图的实验。下列说法正确的是( )
A.实验前必须对胚芽鞘片段进行充分浸泡,以排除内源性激素干扰
B.①③对照,证明生长素在胚芽鞘中的运输不受重力影响
C.①②对照,证明生长素在胚芽鞘中进行极性运输
D.为排除无关变量干扰,实验必须在黑暗处进行
解析 本实验运用同位素标记法标记IAA,不需要排除内源性激素干扰,A错误;③中受体块不会出现14C,实验结果可能受重力影响,B错误;据图可知,①②的自变量是形态学上下端的位置,两者对照,可证明生长素在胚芽鞘中进行极性运输,C正确;本实验的目的是研究植物体内生长素的运输,生长素的极性运输与光照无关,故本实验无需在黑暗中进行,D错误。
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答案 C
3.(2019·全国Ⅱ卷)某研究小组切取某种植物胚芽鞘的顶端,分成甲、乙两组,按如图所示的方法用琼脂块收集生长素,再将含有生长素的琼脂块置于去顶胚芽鞘切段的一侧,一段时间后,测量胚芽鞘切段的弯曲程度(α角),测得数据如表。据此回答问题。
分组
甲
乙
琼脂块
左
右
α角/度
20.4
9.0
9.1
(1)生长素在胚芽鞘中的运输属于极性运输,这种运输的方向是 。
(2)图中α角形成的原因是 。
(3)据表可知乙组中左、右两侧的琼脂块所引起的α角基本相同,但小于甲琼脂块所引起的α角,原因是 。
解析 (1)生长素在胚芽鞘中只能从形态学上端运输到形态学下端,而不能反过来运输,称为极性运输。(2)胚芽鞘出现了向右弯曲生长是因为琼脂块中的生长素进入胚芽鞘切段的左侧,使胚芽鞘切段左侧的生长素浓度高于右侧,引起胚芽鞘左侧生长快于右侧,形成α角。(3)据表中数据可知,乙左右两侧琼脂块中的生长素含量基本相同,所以左右两侧的琼脂块所引起的α角基本相同,而甲琼脂块中的生长素含量较高,所以甲琼脂块所引起的α角会更大。
答案 (1)从形态学上端到形态学下端 (2)琼脂块中的生长素进入胚芽鞘切段的左侧,使胚芽鞘左侧的生长素浓度高于右侧,引起胚芽鞘左侧生长快于右侧,形成α角 (3)乙左右两侧琼脂块中的生长素含量基本相同,但小于甲琼脂块中生长素的含量
考向2 生长素的生理作用及特点
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4.(2023·广东摸底)某兴趣小组为研究IAA对果实发育的影响,将处于花蕾期的西红柿花分成5组,进行了如表所示的实验。下列相关叙述错误的是( )
组别
实验处理
果实平均重量(g)
1组
授粉
不涂抹IAA
4.1
2组
不授粉
不涂抹IAA
0
3组
在子房上涂抹适量IAA
4.5
4组
在花柄上涂抹等量IAA
0
5组
授粉
在花柄上涂抹适量IAA运输阻断剂
0
A.第1组所结果实有种子,第3组所结果实无种子
B.由1、2、3组的结果可知,可能是发育中的种子合成IAA刺激子房发育
C.第5组没有果实的原因可能是IAA 运输阻断剂抑制子房的生长素往外运输,子房生长素浓度过高
D.由3、4组的结果可知,IAA 可以从花柄运输到子房
解析 分析题表,第1组已授粉,所结果实有种子,第3组未授粉,但人为给子房涂抹适宜浓度生长素,所结果实无种子,A正确;由1、2、3组的结果可知,与正常西红柿相比,没有授粉的西红柿只有在子房上涂抹IAA 才结果实,可能是发育中的种子合成IAA 刺激子房发育,B正确;第5组实验中,授粉后,发育中的种子产生生长素,由于生长素阻断剂抑制子房的生长素向外运输,导致子房中生长素浓度过高而抑制果实发育,C正确;由3、4组实验结果可知,在子房上涂抹IAA ,子房能发育成果实,在花柄上涂抹IAA ,子房不能发育成果实,推测可能是IAA 不能从花柄运输到子房,D错误。
答案 D
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5.(2023·山东菏泽一模)(不定项)在植物体内,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。科学家提出IAA对细胞伸长的作用机理,如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.图中H+的运输方式为协助扩散
B.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增大,利于细胞纵向生长
C.图中生长素与细胞膜上相应受体识别并结合,发挥作用,体现了结构与功能相适应
D.生长素可以调节细胞核内相关基因转录合成mRNA
答案 ABC
考向3 生长素作用的探究实验分析
6.(2020·全国Ⅲ卷)取燕麦胚芽鞘切段,随机分成三组,第1组置于一定浓度的蔗糖(Suc)溶液中(蔗糖能进入胚芽鞘细胞),第2组置于适宜浓度的生长素(IAA)溶液中,第3组置于IAA+Suc溶液中,一定时间内测定胚芽鞘长度的变化,结果如图所示。用KCl代替蔗糖进行上述实验可以得到相同的结果。下列说法不合理的是 ( )
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A.KCl可进入胚芽鞘细胞中调节细胞的渗透压
B.胚芽鞘伸长生长过程中,伴随细胞对水分的吸收
C.本实验中Suc是作为能源物质来提高IAA作用效果的
D.IAA促进胚芽鞘伸长效果可因加入Suc或KCl而提高
解析 K+、Cl-是植物所需要的矿质离子,可被植物细胞主动吸收,进入细胞后能使细胞渗透压上升,A正确;水是细胞生命活动所需的重要物质,胚芽鞘伸长生长的过程伴随着细胞的吸水过程,B正确;由题干信息可知,用KCl代替蔗糖可得到相同的实验结果,而KCl不能作为能源物质,因此不能说明蔗糖作为能源物质来提高IAA的作用效果,C错误;由以上分析可知,IAA+Suc组胚芽鞘伸长率明显高于IAA组,而KCl代替Suc也可达到相同结果,因此说明IAA促进胚芽鞘伸长的效果可因加入Suc或KCl而提高,D正确。
答案 C
7.图1曲线表示不同生长素浓度对某植物茎生长的影响,图2是用不同浓度的生长素类似物溶液处理扦插枝条的实验结果。下列分析正确的是 ( )
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A.由图1可知,茎弯曲生长时背光一侧的生长素浓度应高于D点对应的浓度
B.从图2信息可确定促进扦插枝条生根的最适生长素类似物浓度在8~12 ppm之间
C.图1和图2分别说明生长素对茎和根的生长都具有两重性
D.利用低浓度的2,4-D作除草剂,可抑制单子叶作物农田中的双子叶杂草生长
解析 茎弯曲生长时背光一侧的生长素浓度为促进生长的浓度,应低于D点对应的浓度,A错误;从图2信息可确定,促进扦插枝条生根的最适生长素类似物浓度在8~16 ppm之间,B错误;图1可说明生长素对茎的生长有促进和抑制作用,图2可说明生长素对根的生长有促进和抑制作用,图1和图2分别说明生长素对茎和根的生长都具有两重性,C正确;双子叶植物对生长素的敏感度高于单子叶植物,因此农业生产上可利用高浓度的2,4-D抑制单子叶作物农田中双子叶杂草的生长,D错误。
答案 C
8.(2023·沈阳检测)如图是吲哚乙酸(IAA)诱导豌豆茎切段伸长生长的典型剂量反应曲线,图中将对照组(不加IAA)的伸长生长设为“0”。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.在M点对应的IAA浓度下,切段不发生伸长生长
B.IAA对切段伸长生长的促进作用与IAA的浓度呈正相关
C.IAA浓度高于10-4 mol/L后,随着浓度升高,其抑制伸长生长的作用越来越弱
D.不同浓度的IAA对切段伸长生长的作用可能相同
解析 M点对应的IAA浓度下,切段的伸长生长与对照组相同,并不是切段不发生伸长生长,A错误;据图分析可知,IAA
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对切段伸长生长的作用并不是随着IAA浓度的升高而增强,B错误;IAA浓度在10-4~10-3 mol/L之间时,随着浓度升高,促进伸长生长的作用减弱,高于10-3 mol/L后,随着浓度升高,抑制伸长生长的作用增强,C错误;由题图分析可知,不同浓度的IAA对切段伸长生长的作用可能相同,D正确。
答案 D
考点2 其他植物激素及植物生长调节剂的应用
1.其他植物激素的种类和作用
植物
激素
合成部位
主要作用
赤霉素
幼根、幼芽和未成熟的种子
促进细胞伸长,从而引起植株增高;促进细胞分裂与分化;促进种子萌发、开花和果实发育
续表
植物
激素
合成部位
主要作用
细胞
分裂素
主要是根尖
促进细胞分裂;促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成
脱落酸
根冠、萎蔫的叶片等
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
乙烯
植物体各个部位
促进果实成熟;促进开花;促进叶、花、果实脱落
注:油菜素内酯被认定为第六类植物激素,能促进茎、叶细胞的扩展和分裂,促进花粉管生长、种子萌发等。
2.植物激素间的相互作用
(1)在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,某种激素的含量会发生变化。
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(2)各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应。
(3)不同激素在代谢上还存在着相互作用。
(4)决定器官生长、发育的,往往不是某种激素的绝对含量,而是不同激素的相对含量。
(5)在植物生长发育过程中,不同种激素的调节还往往表现出一定的顺序性。
3.植物生长调节剂的应用
(1)植物生长调节剂的概念:由人工合成的,对植物的生长、发育有调节作用的化学物质。
(2)优点:原料广泛、容易合成、效果稳定等。
(3)类型
①分子结构和生理效应与植物激素类似,如吲哚丁酸。
②分子结构与植物激素完全不同,但具有与植物激素类似的生理效应,如α-萘乙酸(NAA)、矮壮素。
(4)应用实例(连线)
(5)植物生长调节剂的施用
①注意事项:选择恰当的植物生长调节剂;还要综合考虑施用目的、效果、毒性,调节剂残留、价格和施用是否方便等因素。
②影响施用效果的因素:施用浓度、时间、部位以及施用时植物的生理状态和气候条件等。
基础诊断
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(1)细胞分裂素在果实生长中起促进作用 (√)
(2)植物激素赤霉素可由植物的特定部位或赤霉菌产生 (×)
(3)乙烯在果实生长和成熟中起抑制作用 (×)
(4)脱落酸能够调控细胞的基因表达 (√)
(5)苹果树开花后,喷施适宜浓度的脱落酸可防止果实脱落 (×)
(6)用赤霉素处理马铃薯块茎,可延长其休眠时间以利于储存 (×)
(7)用一定浓度的乙烯利处理采摘后未成熟的香蕉,可促使其成熟 (√)
教材拓展
1.(选择性必修1 P96正文拓展)赤霉素是否只能在植物体内合成?赤霉菌合成的赤霉素是植物激素吗?
提示:赤霉菌也能合成赤霉素,但赤霉菌合成的赤霉素不属于植物激素,因为植物激素是在植物体内合成的。
2.(选择性必修1 P98正文拓展)生长素和乙烯在作用上具有相反的效果,此作用特点对于植株对生长有什么意义?
提示:避免植株过度长高而容易倒伏。
3.(选择性必修1 P99“图5-11”拓展)据“猕猴桃果实发育和成熟过程中激素的动态变化”图,分析以下问题。
(1)不同阶段各种激素的相对浓度不同,其根本原因是什么?
提示:其根本原因是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果(即基因的选择性表达)。
(2)从图中可以看出,各种植物激素在生命活动的调节中具有怎样的关系?
提示:在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,某种激素的含量会发生变化,同时各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应。在植物生长发育过程中,不同激素的调节还往往表现出一定的顺序性。
1.植物生长与多种植物激素之间的关系
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(1)生长素和赤霉素之间的关系
①赤霉素通过促进色氨酸合成生长素来促进细胞伸长。
②赤霉素对生长素的分解具有抑制作用,赤霉素与生长素对促进细胞伸长具有协同作用。
(2)生长素和细胞分裂素之间的关系
(3)生长素和乙烯之间的关系
(4)脱落酸和赤霉素对种子萌发的影响
2.植物的生长、发育是由多种激素相互作用形成的调节网络调控的
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果实在不同发育时期植物激素的种类和含量是不同的,这是受植物基因控制的,其实质是基因选择性表达的结果。
3.植物激素与植物生长调节剂的比较
项目
植物激素
植物生长调节剂
来源
植物体一定部位产生
人工化学合成
作用
对植物生长发育进行调节
作用后去向
被相应酶分解
残留在植物体内继续发挥作用
作用效果
短暂
持久稳定
考向1 植物激素间的相互作用分析
1.(2022·全国甲卷)植物激素通常与其受体结合才能发挥生理作用。喷施某种植物激素,能使某种作物的矮生突变体长高。关于该矮生突变体矮生的原因,下列推测合理的是 ( )
A.赤霉素合成途径受阻
B.赤霉素受体合成受阻
C.脱落酸合成途径受阻
D.脱落酸受体合成受阻
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解析 赤霉素具有促进细胞伸长的功能,该作用的发挥需要与受体结合后才能完成,故喷施某种激素后作物的矮生突变体长高,说明喷施的为赤霉素,矮生突变体矮生的原因是缺乏赤霉素而非受体合成受阻(若受体合成受阻,则外源激素也不能起作用),A正确,B错误;脱落酸抑制植物细胞的分裂和种子的萌发,与植物矮化无直接关系,C、D错误。
答案 A
2.(2023·重庆一中考前适应性考试)双子叶植物在破土前,子叶和顶端分生组织及一部分下胚轴组织向下弯曲,形成弯钩状结构,由弯钩处的下胚轴优先接触土壤,这个局部特化的组织称为“顶端弯钩”(如图1)。研究发现,生长素在弯钩的外侧浓度低于内侧,当双子叶植物出土后,生长素的分布发生改变,导致弯钩打开。多种植物激素参与了弯钩的形成,其部分调控机制如图2。下列叙述错误的是( )
A.顶端弯钩的形成体现了生长素作用具有低浓度促进生长高浓度抑制生长的特点
B.对于顶端弯钩的形成,乙烯与赤霉素表现为协同作用,与茉莉酸表现为拮抗作用
C.水杨酸通过抑制EIN3/EIL1转录因子活性,从而抑制HLS1基因表达,促进顶端弯钩形成
D.出土后顶端弯钩打开是由于顶端弯钩外侧的生长素浓度高于内侧,生长速率大于内侧
解析 根据题干信息“生长素在弯钩的外侧浓度低于内侧”,可知弯钩两侧生长素分布不均匀,弯钩的外侧浓度低,生长快,而弯钩的内侧生长素浓度高,生长慢,体现了生长素低浓度促进生长,高浓度抑制生长的特点,A正确;从图2可知,赤霉素通过促进WAG2基因的表达来促进生长素分布不均匀,导致顶端弯钩的形成;乙烯通过促进EIN3/EIL1转录因子来促进HLS1基因的表达,进而促进生长素分布不均匀,导致顶端弯钩的形成;茉莉酸则是通过促进MYC2转录因子的活性,从而抑制HLS1基因表达,抑制顶端弯钩形成,所以对于顶端弯钩的形成,
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乙烯与赤霉素表现为协同作用,与茉莉酸表现为拮抗作用,B正确;据图可知,水杨酸通过抑制EIN3/EIL1转录因子活性,从而抑制HLS1基因表达,抑制顶端弯钩形成,C正确;出土后,生长素的分布发生改变,导致弯钩打开,所以可推测弯钩内侧的生长速率大于外侧,D错误。
答案 D
考向2 植物生长调节剂的应用
3.(2023·山东济宁三模)植物生长调节剂是人工合成的,与植物激素具有相似的化学性质,对植物生长发育有调节作用的化学物质。下列关于植物激素和植物生长调节剂的说法正确的是( )
A.用乙烯利处理凤梨,可加快果实发育
B.有的植物种子只有经历暴雨冲刷才能萌发,与种子中的脱落酸降低有关
C.水稻生长过程中一定不能使用赤霉素,否则会导致减产
D.水稻开花期若未授粉,可使用生长素类似物处理防止减产
解析 乙烯利促进果实成熟,用一定浓度的乙烯利处理凤梨,可加快果实成熟,A错误;有的植物种子只有经历暴雨冲刷才能萌发,与种子中的脱落酸降低有关,B正确;水稻生长过程可以使用适量的赤霉素,C错误;未授粉的水稻不会形成种子,故用生长素类似物处理未授粉的水稻,并不能避免减产,D错误。
答案 B
4.(2023·聊城高三模拟)植物激素(类似物)在生产上有诸多应用,如表,下列相关说法不正确的是 ( )
序号
激素(类似物)
植株
性别
雌花数量
雄花数量
①
乙烯利(ETH)
瓠瓜
雌雄同株雌雄异花
不变
部分转变成雌花
②
赤霉素(GA)
黄瓜
全雌株全雌花
部分转变成雄花
③
细胞分裂素类似物(BA)
星油藤
雌雄同株雌雄异花
增加
部分转变成雌花
A.①组可以在农业生产中提高大棚中瓠瓜的产量
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B.②组可以为全雌黄瓜品种保存提供有效的措施
C.③组有助于进一步阐明雌雄花性别分化的机理
D.以上说明激素在植物生长过程中有严格的作用顺序
解析 ①组使用乙烯利后能使雄花部分转变为雌花,说明适宜浓度的乙烯利可以在农业生产中提高大棚中瓠瓜的产量,A正确;②组使用赤霉素后可使雌株黄瓜上的雌花部分转变为雄花,进而可以通过受精作用保存全雌黄瓜品种,B正确;③组使用细胞分裂素类似物(BA)可以使雌雄同株的星油藤雌花增加,同时部分雄花转变为雌花,据此可推测,细胞分裂素类似物(BA)能促进雌花的产生,即该组实验有助于进一步阐明雌雄花性别分化的机理,C正确;以上说明激素能调节植物的生长发育进程,但不能说明激素在植物生长过程中有严格的作用顺序,D错误。
答案 D
考点3 环境因素参与调节植物的生命活动
1.光对植物生长发育的调节
(1)光的作用
①提供能量。②作为一种信号。
(2)光的信号传导
①光敏色素
a.本质:蛋白质(色素—蛋白复合体)。
b.分布:植物的各个部位,其中在分生组织的细胞内比较丰富。
②调控机制
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2.参与调节植物生命活动的其他环境因素
(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、脱落等参与调节植物的生长发育。
②植物分布的地域性很大程度上由温度决定。
(2)重力
①作用:调节植物生长发育和形态建成。
②作用机制: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。
③“淀粉—平衡石”假说
植物对重力的感受是通过富含“淀粉体”的细胞,即平衡石细胞来实现的。
3.植物生长发育的整体调控
基础诊断
(1)光只参与光合作用,为植物的生命活动提供能量 (×)
(2)光敏色素只分布于叶绿体的类囊体薄膜上 (×)
(3)光敏色素的化学本质是蛋白质,主要吸收红光和远红光 (√)
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(4)重力可调节植物生长发育,但与植物形态建成无关 (×)
(5)植物的生长发育只受植物激素的调控 (×)
教材拓展
1.(选择性必修1 P105“思考·讨论”拓展)菊花为短日照植物,若要在“五一”节时需要摆放菊花花坛,应对其进行怎样处理才能使菊花在“五一”节时开花?
提示:提前对菊花进行短日照处理。
考向1 光对植物生长发育的调节
1.(2023·济南模拟)依据植物开花与光周期长短可以把植物分为长日照植物和短日照植物。长日照植物是指在24 h昼夜周期中,日照长度长于一定时数才能开花的植物;短日照植物是指日照长度短于一定时数就能开花的植物。某生物研究性学习小组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做以下四组不同处理,结果如图所示。下列对此实验的分析正确的是 ( )
A.该实验的自变量是光周期处理部位,因变量是植物是否开花
B.由实验结果可知,只要是用短日照处理,植物都会开花
C.由实验结果可知,菊花是长日照植物,要使其提前开花,可以延长光照
D.本实验可得出的结论是菊花开花感受光周期刺激的部位是植物体的下部叶片
解析 依题意,本实验欲探究的是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。根据实验的单因子变量原则,自变量应该是光周期和光周期处理部位,因变量是植物是否开花,A错误;从图中可知,无论是长日照还是短日照处理顶部,只要用短日照处理下部叶片,
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植物都开花,说明菊花开花感受光周期刺激的部位是植物体的下部叶片,B错误;由图中实验结果可以推知,菊花是短日照植物,要使其提前开花,应该缩短光照时间,C错误;由分析可知,本实验可得出的结论是菊花开花感受光周期刺激的部位是植物体的下部叶片,D正确。
答案 D
2.(2023·中山调研)如图是某光照条件下光促进与抑制拟南芥种子萌发的作用光谱,有关说法错误的是 ( )
A.不同波长的光对拟南芥种子萌发所起的调控作用不同
B.波长Ⅰ和Ⅱ区域的光照对拟南芥种子萌发的作用效果较为显著
C.图中显示蓝光比红光对拟南芥种子萌发的抑制作用显著
D.随着波长的增加,光对拟南芥种子萌发表现出短波长促进种子萌发,长波长抑制种子萌发的特点
解析 分析曲线图可知,实线对应的波长促进种子萌发,虚线对应的波长抑制种子萌发,即不同波长的光对拟南芥种子萌发所起的调控作用不同,A正确;波长Ⅰ区域的光照促进种子萌发的效果较显著,波长Ⅱ区域的光照抑制种子萌发的效果较显著,B正确;波长大于700 nm的光为红外光,即由题图所示,红外光比红光对拟南芥种子萌发的抑制作用显著,C错误。
答案 C
考向2 温度、重力对植物生长发育的影响
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3.自然条件下,冬小麦是在头一年秋季萌发,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。秋末冬春的低温是诱导开花的必要条件。经研究发现低温能促使冬小麦体内赤霉素含量增加,说明 ( )
A.未经过低温处理的冬小麦,如果施用适宜浓度的赤霉素也能诱导开花
B.赤霉素等植物激素控制着植物的生命活动
C.赤霉素直接参与细胞内的代谢活动
D.赤霉素具有解除种子休眠的作用
解析 秋末冬春的低温是诱导开花的必要条件,低温能促使冬小麦体内赤霉素含量增加,说明赤霉素与植物的开花有关,故未经过低温处理的冬小麦,如果施用适宜浓度的赤霉素也能诱导开花,A正确;植物激素的合成受基因的控制,故基因控制着植物的生命活动,植物激素对生命活动只是起调节作用,不能直接参与细胞内的代谢,B、C错误;冬小麦是以营养体过冬的,故题干未体现赤霉素具有解除种子休眠的作用,D错误。
答案 A
4.(不定项)某科技小组用水平放置的燕麦幼苗做重力引起的向性运动实验,图1为燕麦幼苗放置的初始状态,图2为实验结果,甲、乙为远地侧或近地侧的生长情况。下列叙述错误的是 ( )
A.在根处,甲为远地侧,IAA含量高于乙(近地侧)
B.在芽处,甲为近地侧,IAA含量高于乙(远地侧)
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C.0~20 min内,IAA的运输方式没有极性运输
D.若实验前除去芽的尖端,芽处不会出现图2实验结果
解析 在水平放置的燕麦根处,生长素表现为浓度较低时促进生长,浓度过高时抑制生长,所以甲为远地侧,IAA含量低于乙(近地侧),A错误;在水平放置的燕麦芽处,生长素表现为促进生长的作用,甲为近地侧,IAA含量高于乙(远地侧),B正确;0~20 min内,IAA的运输方式有极性运输,但是还没有横向运输,导致生长素在近地侧与远地侧分布均匀,其伸长长度相等,C错误;生长素是由芽尖端产生的,若实验前除去芽的尖端,则不能产生生长素,芽处不会出现图2实验结果,D正确。
答案 AC
考点4 实验:探究植物生长调节剂的应用
1.探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
(1)实验原理:适宜浓度的生长素类调节剂能促进插条生根,不同浓度的生长素类调节剂溶液处理后,插条生根的情况不同。
(2)实验过程
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(3)实验分析
①注意区分本实验的三个变量
自变量:生长素类调节剂(如2,4-D溶液)的浓度。
因变量:插条生根的数量(或长度)。
无关变量:处理溶液剂量、温度、光照相同及选用相同的花盆、相同的植物材料,插条的生理状况、带有的芽数相同,插条处理的时间长短一致等。
②根据实验的要求选择合适的实验材料。为了保证实验设计的严谨性,还需要设置重复实验和一定的对照实验,预实验时需要设置清水的空白对照,在预实验的基础上再次实验时可不设置空白对照。另外,在配制溶液时,浓度梯度要小,组别要多。
2.尝试利用乙烯利催熟水果
(1)实验原理:
①乙烯利分解释放出乙烯,乙烯可诱导水果自身产生乙烯。
②乙烯能促进果实成熟。
(2)实验设计的分析:
①实验的单一变量为香蕉是否浸过乙烯利溶液。
②浸过乙烯利溶液的香蕉和浸过蒸馏水的香蕉进行对照是为了排除浸泡操作本身对实验的影响。
③本实验的对照形式为空白对照。浸过蒸馏水的一组实验为空白对照组。
④把香蕉放入塑料袋中的目的是防止乙烯利分解成乙烯后逸散。
⑤把香蕉置于25 ℃左右阴暗处,排除温度和光照对香蕉催熟的影响。
(3)实验结果:
浸过乙烯利溶液的香蕉成熟得快,浸过蒸馏水的香蕉成熟得慢。
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(4)实验结论:乙烯对香蕉具有催熟作用。
基础诊断
(1)若插条全部生根,说明配制的2,4-D溶液对生根都有促进作用 (×)
(2)用不同浓度的生长素类调节剂处理可能获得相同的生根数目 (√)
(3)扦插枝条前可用高浓度生长调节剂浸泡枝条 (×)
(4)尝试利用乙烯利催熟水果的实验中操作时需要做好防护措施,并在通风良好的环境中进行 (√)
教材拓展
1.(选择性必修1 P103“探究·实践”拓展)在植物进行扦插时,为什么保留有芽和幼叶的枝条比较容易生根?
提示:芽和叶在生长时能产生生长素,而生长素可促进扦插枝条生根。
2.(选择性必修1 P103“探究·实践”拓展)在实验中,若两种浓度的生长素类调节剂促进插条生根效果基本相同,请分析原因。如何进一步确定最适浓度?
提示:由生长素作用曲线可知,存在作用效果相同的两种生长素浓度。最适浓度应在两种溶液浓度之间,即在两种浓度之间再等浓度梯度配制溶液进行实验。
考向1 实验过程和结果分析
1.(2023·重庆八中高三月考)萘乙酸(NAA)是生长素类调节剂,在农业生产上的应用广泛,其生理作用与浓度密切相关。如图是探究萘乙酸(NAA)对扦插枝条生根作用的最佳浓度范围的实验方案及结果,据此分析,下列选项错误的是( )
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甲
乙
A.蒸馏水组别为空白对照,各浓度组别之间形成对比实验
B.浓度为100~400 mg/L的组用浸泡法处理,浓度为500~800 mg/L的组用沾蘸法处理
C.由曲线可知最佳浓度范围是300~500 mg/L ,NAA的作用具有两重性
D.每组处理的插条数目、处理方法、培养时间、培养方法均属于无关变量
解析 据图乙可知,蒸馏水组别为空白对照,各浓度组别之间形成对比实验,A正确;处理方法为无关变量,各组应相同,B错误;从图乙中可得出的结论是300~500 mg/L(或400 mg/L左右)的萘乙酸是促进插条生根的适宜浓度,与对照组相比,萘乙酸浓度大约在650 mg/L以后,对生根有抑制作用,体现了NAA的作用具有两重性,C正确;该实验的自变量是萘乙酸的浓度,因变量是插条生根数目,每组处理的插条数目、处理方法、培养时间、培养方法均属于无关变量,D正确。
答案 B
2.(2023·辽宁大连调研)某实验小组探究了脱落酸和乙烯利对香蕉硬度的影响,实验结果如图所示,下列叙述正确的是 ( )
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A.本实验的对照组可用自来水浸泡
B.本实验不需要再设置单独使用脱落酸和乙烯利的组别
C.脱落酸和乙烯利混合使用最终能使香蕉更加软糯
D.香蕉在不同时间段内硬度下降速率存在差异
解析 为了排除其他因素的影响,对照组不能用自来水,需要用蒸馏水,A错误;本实验还需要设置只用脱落酸和只用乙烯利处理香蕉的组别,B错误;由图中曲线可知,脱落酸和乙烯利混合处理15天时香蕉的硬度与对照组处理15天时香蕉的硬度相同,且题图中未给出单独使用脱落酸和单独使用乙烯利的情况,不能得出脱落酸和乙烯利混合使用最终能使香蕉更加软糯的结论,C错误;分析图中曲线,不同时间段曲线斜率存在差异,即可以说明香蕉在不同时间段内硬度下降速率存在差异,D正确。
答案 D
考向2 实验的拓展与应用
3.(2022·山东卷)石蒜地下鳞茎的产量与鳞茎内淀粉的积累量呈正相关。为研究植物生长调节剂对石蒜鳞茎产量的影响,将适量赤霉素和植物生长调节剂多效唑的粉末分别溶于少量甲醇后用清水稀释,处理长势相同的石蒜幼苗,鳞茎中合成淀粉的关键酶AGPase的活性如图。下列说法正确的是 ( )
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A.多效唑通过增强AGPase活性直接参与细胞代谢
B.对照组应使用等量清水处理与实验组长势相同石蒜幼苗
C.喷施赤霉素能促进石蒜植株的生长,提高鳞茎产量
D.该实验设计遵循了实验变量控制中的“加法原理”
解析 由图可知,多效唑可以增强AGPase活性,促进鳞茎中淀粉的合成,间接参与细胞代谢,A错误;由题“适量赤霉素和植物生长调节剂多效唑的粉末分别溶于少量甲醇后用清水稀释”可知,对照组应使用等量的甲醇-清水稀释液处理,B错误;由题可知,赤霉素降低AGPase的活性,进而抑制鳞茎中淀粉的积累,根据石蒜地下鳞茎的产量与鳞茎内淀粉的积累量呈正相关,喷施赤霉素不能提高鳞茎产量,反而使得鳞茎产量减少,C错误;与常态比较,人为增加某种影响因素称为“加法原理”,用外源激素赤霉素和植物生长调节剂多效唑处理遵循了实验变量控制中的“加法原理”,D正确。
答案 D
4.(2023·北京海淀区一模)兴趣小组为探究植物生长调节剂萘乙酸(NAA)对绿豆芽生长的影响,选取长势相同的绿豆芽,用不同浓度NAA溶液和清水分别进行处理。一段时间后,测量不定根数量和胚轴长度,计算NAA处理组减去清水组的差值,结果如图。下列相关分析不正确的是 ( )
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A.清水组作为该实验的对照组
B.由实验结果可知NAA的作用具有两重性
C.10-10 g/mL NAA处理抑制了不定根生根数量
D.10-6 g/mL NAA处理组胚轴依然生长
解析 由分析可知,与清水组对照,得出NAA的作用具有两重性,A、B正确;10-10 g/mL NAA处理,不定根总数差值大于0,说明该浓度促进了不定根生根数量,C错误;10-6 g/mL NAA处理组,胚轴长度差值小于0,说明该浓度下抑制了胚轴的生长,但胚轴依然生长,只是比对照短,D正确。
答案 C
[对应学生用书P264]
植物生长发育的整体调控
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1.(2022·肥城市模拟)研究发现,大麦种子萌发过程中需要α-淀粉酶水解淀粉供胚生长。赤霉素与受体GID1结合后通过一系列过程可诱导GAMYB基因的表达,GAMYB蛋白通过结合到α-淀粉酶基因的启动子上,来激活α-淀粉酶基因的表达,促进种子萌发;脱落酸可以抑制GAMYB基因的表达,同时激活ABI5基因的表达来抑制种子萌发;细胞分裂素可以通过激活ARRs基因的表达,抑制ABI5基因的表达,从而间接促进种子的萌发。下列有关叙述错误的是 ( )
A.GID1基因突变体中α-淀粉酶基因的表达受抑制,种子不能正常萌发
B.适宜浓度的细胞分裂素处理种子可以解除脱落酸对种子萌发的抑制
C.植物生命活动的调节就是激素调节
D.冲洗种子可以解除脱落酸对赤霉素的抑制作用
题干
信息
信息1
赤霉素与受体GID1结合后可诱导GAMYB基因的表达,GAMYB蛋白激活α-淀粉酶基因的表达,促进种子萌发
信息2
脱落酸可以抑制GAMYB基因的表达,同时激活ABI5基因的表达来抑制种子萌发
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信息3
细胞分裂素可以通过激活ARRs基因的表达,抑制ABI5基因的表达,从而间接促进种子的萌发
素养
指引
生命
观念
植物生长发育的整体调控
科学
思维
运用构建模型分析解答此题
思维误区
误区:不能正确理解GID1基因突变体的实质是缺少GID1受体
解析 由题干信息分析可知,GID1基因突变体缺少GID1受体,不能与赤霉素结合,从而无法诱导GAMYB基因的表达,最终导致α-淀粉酶基因的表达受抑制,从而导致种子不能正常萌发,A正确;由题干信息分析可知,脱落酸可以通过抑制GAMYB基因的表达,并激活ABI5基因的表达来抑制种子萌发,而细胞分裂素可以通过激活ARRs基因的表达,抑制ABI5基因的表达,从而间接促进种子的萌发,故适宜浓度的细胞分裂素处理种子可以解除脱落酸对种子萌发的抑制,B正确;激素调节只是植物生命活动调节的一部分,植物的生长发育过程,都处在基因适时选择性表达的调控之下,C错误;脱落酸会抑制种子的萌发,赤霉素能够解除种子、块茎的休眠并促进萌发,冲洗种子可以减少种子中脱落酸的含量,故冲洗种子可以解除脱落酸对赤霉素的抑制作用,D正确。
答案 C
1.(2023·湖北恩施质量监测)豌豆的顶端优势与生长素(IAA)和细胞分裂素(CTK)的作用直接相关,IAA能调控IPT基因和CKX基因的表达,具体调节机理如图所示。其中IPT能促进细胞分裂素合成,而CKX能促进细胞分裂素分解。下列叙述正确的是( )
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A.植物体内IAA和CTK的合成部位相同
B.IAA和CTK直接参与细胞代谢促进生长
C.IPT基因和CKX基因对CTK的调控存在负反馈调节
D.IAA主要通过影响CTK的分布直接调控侧芽的生长
解析 植物体内IAA和CTK的合成部位不同,前者的产生部位主要是芽、幼嫩的叶和发育中的种子,而后者主要在根尖产生,A错误;IAA和CTK作为激素,只是作为信号分子对细胞代谢起调节作用,而不是直接参与,B错误;IPT能促进细胞分裂素合成,当细胞分裂素增多时,CKX基因打开能促进细胞分裂素分解,所以IPT基因和CKX基因对CTK的调控中存在负反馈调节,如图侧芽长出后,其中的IAA含量增加,IPT基因关闭,CTK含量减少,C正确;题中显示IAA能调控IPT基因和CKX基因的表达,如侧芽萌发时,侧芽部位IAA含量较高,此时侧芽部位IPT基因关闭,而CKX基因打开,从而使侧芽部位细胞分裂素含量下降,进而抑制了侧芽的萌发,切除顶芽后,IAA含量下降,此时,IPT基因打开,且CKX基因关闭,此时侧芽部位细胞分裂素增多侧芽开始萌发,待侧芽萌发后,IAA含量上升,此时IPT基因关闭,而CKX基因打开,细胞分裂素含量下降,可见,IAA主要通过影响CTK的分布间接调控侧芽的生长,D错误。
答案 C
2.(2023·威海模拟)拟南芥种子中的隐花色素(CRY1)是感受蓝光的受体。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MS培养基和含有不同浓度ABA的MS培养基中,适宜光照条件下培养,一段时间后测得种子的发芽率如图所示。下列叙述不正确的是( )
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A.脱落酸与赤霉素在调节种子萌发方面存在拮抗效应
B.相同浓度的ABA条件下,野生型种子发芽率比CRY1突变体高
C.黑暗条件下重复上述实验也能得到相同的实验结果
D.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
解析 脱落酸抑制种子萌发,赤霉素促进种子萌发,因此脱落酸与赤霉素在调节种子萌发方面存在拮抗效应,A正确;分析题图可知,相同浓度的ABA条件下,野生型种子发芽率比CRY1突变体高,B正确;由题意可知,拟南芥种子中的隐花色素(CRY1)是感受蓝光的受体,因此黑暗条件下重复上述实验不能得到相同的实验结果,C错误;根据实验结果分析可知,在添加相同浓度的ABA的MS培养基中,野生型种子中含有CRY1,其发芽率比CRY1突变体的发芽率要高,说明CRY1能够降低种子对ABA的敏感性, D正确。
答案 C
[对应学生用书P265]
1.经典重组 判断正误
(1)(2019·海南卷,10)带有芽和幼叶的柳条扦插时容易生根,是因为芽和幼叶均能产生IAA ( )
(2)(2015·海南卷,8D)科学家通过研究植物向光性发现的激素是IAA ( )
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(3)(2015·全国I卷,2A)植物幼嫩叶片中的色氨酸可转变为生长素 ( )
(4)(2015·全国I卷,2B)成熟茎韧皮部中的生长素可以进行非极性运输 ( )
(5)(2014·海南卷,8C)顶芽合成的生长素通过自由扩散运输到侧芽 ( )
提示:(1)√ (2)√ (3)√ (4)√ (5)×
2.(2023·山东卷)拟南芥的向光性是由生长素分布不均引起的,以其幼苗为实验材料进行向光性实验,处理方式及处理后4组幼苗的生长、向光弯曲情况如图表所示。由该实验结果不能得出的是( )
分组
处理
生长情况
弯曲情况
甲
不切断
正常
弯曲
乙
在①处切断
慢
弯曲
丙
在②处切断
不生长
不弯曲
丁
在③处切断
不生长
不弯曲
A.结构Ⅰ中有产生生长素的部位
B.①②之间有感受单侧光刺激的部位
C.甲组的①②之间有生长素分布不均的部位
D.②③之间无感受单侧光刺激的部位
解析 据表格和题图可知,不切断任何部位,该幼苗正常弯曲生长,但在①处切断,即去除结构Ⅰ,生长变慢,推测结构Ⅰ中有产生生长素的部位,A不符合题意;据表格可知,在①处切断,该幼苗缓慢生长且弯曲,而在②处切断后,该幼苗不能生长,推测①②之间含有生长素,且具有感光部位;推测可能是受到单侧光照射后,①②之间生长素分布不均,最终导致生长不均匀,出现弯曲生长,B、C不符合题意;在②处切断和在③处切断,两组实验结果相同:幼苗都不生长、不弯曲,说明此时不能产生生长素,也无法得出有无感受单侧光刺激的部位,D符合题意。
答案 D
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3.(2023·新课标卷)我国劳动人民在漫长的历史进程中,积累了丰富的生产、生活经验,并在实践中应用。生产和生活中常采取的一些措施如下。
①低温储存,即果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放
②春化处理,即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理
③风干储藏,即小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏
④光周期处理,即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长
⑤合理密植,即栽种作物时做到密度适当,行距、株距合理
⑥间作种植,即同一生长期内,在同一块土地上隔行种植两种高矮不同的作物
关于这些措施,下列说法合理的是( )
A.措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作物开花的关系
B.措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗
C.措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用
D.措施①③④的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度
解析 措施②春化处理是为了促进花芽形成,反映了低温与作物开花的关系,④光周期处理,反映了昼夜长短与作物开花的关系,A正确;措施③风干储藏可以减少自由水,从而减弱细胞呼吸,降低有机物的消耗,⑤合理密植的主要目的是提高能量利用率,促进光合作用,B错误;措施②春化处理是为了促进花芽形成,⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用,C错误;措施①③的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度,④光周期处理,目的是促进或抑制植物开花,D错误。
答案 A
4.(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。
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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
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,与图乙结果相符,而不是远红光处理莴苣种子使赤霉素含量增加,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。
答案 B
5.(2023·江苏卷)为研究油菜素内酯(BL)和生长素(IAA)对植物侧根形成是否有协同效应,研究者进行了如下实验:在不含BL、含有1 nmol/L BL的培养基中,分别加入不同浓度IAA,培养拟南芥8天,统计侧根数目,结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
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A.0~1 nmol/L IAA浓度范围内,BL对侧根形成无影响
B.1~20 nmol/L IAA浓度范围内,BL与IAA对侧根形成的协同作用显著
C.20~50 nmol/L IAA浓度范围内,BL对侧根形成影响更显著
D.0~50 nmol/L IAA浓度范围内,BL与IAA协同作用表现为低浓度抑制、高浓度促进
解析 0~1 nmol/L IAA浓度范围内,有BL和无BL组侧根的相对量不同,说明BL对侧根形成有影响,A错误;1~20 nmol/L IAA浓度范围内,IAA单独作用组别的侧根数量明显低于IAA和BL共同作用时的数量,说明该浓度范围内两者对侧根形成的协同作用显著,B正确;20~50 nmol/L IAA浓度范围内,当BL存在时,侧根的相对数量变化不大。当BL不存在时,随着IAA浓度的增大,侧根的相对数量明显增加,说明该浓度范围内,IAA对侧根形成的影响更显著,C错误;由图可知,0~50 nmol/L IAA浓度范围内,BL与IAA的协同作用均表现为促进,D错误。
答案 B
6.(2023·新课标卷)植物的生长发育受多种因素调控。回答下列问题。
(1)细胞增殖是植物生长发育的基础。细胞增殖具有周期性,细胞周期中的分裂间期为分裂期进行物质准备,物质准备过程主要包括_______________________________________
_______________________________________________________________________。
(2)植物细胞分裂是由生长素和细胞分裂素协同作用完成的。在促进细胞分裂方面,生长素的主要作用是________________,细胞分裂素的主要作用是________________。
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(3)给黑暗中生长的幼苗照光后幼苗的形态出现明显变化,在这一过程中感受光信号的受体有________(答出1点即可),除了光,调节植物生长发育的环境因素还有________(答出2点即可)。
解析 (1)细胞周期中的分裂间期为分裂期进行物质准备,物质准备过程主要包括DNA分子复制和有关蛋白质的合成。(2)在促进细胞分裂方面,生长素的主要作用是促进细胞核的分裂,而细胞分裂素主要表现在促进细胞质的分裂,二者协调促进细胞分裂的完成,表现出协同作用。(3)植物能对光作出反应,是因为其具有能接受光信号的分子,给黑暗中生长的幼苗照光后幼苗的形态出现明显变化,在这一过程中感受光信号的受体有光敏色素,光敏色素接受光照后,结构发生改变,该信息传导到细胞核,进而调控基因的表达,表现出生物学效应;除了光,温度(如植物代谢会随温度不同而有旺盛和缓慢之分)、重力等环境因素也会参与调节植物的生长发育。
答案 (1)DNA分子复制和有关蛋白质的合成 (2)促进细胞核的分裂 促进细胞质的分裂
(3)光敏色素 温度、重力
实验技能5 实验方案的评价与修正
➢对应学生用书P266
1.“五看法”评价与修订实验方案
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1.(经典高考)图甲为豌豆苗茎节段赤霉素(GA)合成途径末端图(其中GA1有生物活性,其他无活性),图乙为外源添加生长素(IAA)对离体豌豆苗茎节段GA含量影响图。
下列叙述正确的是( )
A.与去除顶芽的豌豆苗相比,保留顶芽的茎节段中GA8的含量较低
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B.给离体豌豆苗茎节段添加IAA,能促进GA20至GA29的合成
C.若用乙烯处理豌豆苗,茎节段中的GA1含量上升
D.若去除顶芽后,豌豆苗茎节段伸长,侧芽萌发
解析 根据图甲和图乙信息判断,生长素会抑制GA20转化为GA29,促进GA20转化为GA1,抑制GA1转化为GA8,与去除顶芽相比,保留顶芽的茎节段中生长素含量高,所以GA8的含量较低;乙烯有抑制生长的作用,GA1有生物活性,所以若用乙烯处理豌豆苗,茎节段中的GA1含量下降;去除顶芽后会导致有生物活性的GA1含量下降,无活性的GA8含量升高,所以豌豆苗茎节段不会伸长。
答案 A
2.(2023·四川成都七中模拟)番茄灵(化学名称为“对氯苯氧乙酸”)可有效防止落花落果,提高坐果率(坐果指经受精形成的幼果能正常生长发育而不脱落)。番茄灵的使用浓度一般为30~50 ppm。如果在花未开放时用番茄灵蘸花,坐果率约为40% ;花半开放或盛开时蘸花,坐果率几乎达100%;花后蘸花,坐果率约为60%。
(1)番茄细胞中 (填“含”或“不含”)控制番茄灵合成的基因,理由是 。
(2)番茄灵的生理作用与下列 (填字母)类似。
A.脱落酸 B.乙烯利
C.生长激素 D.2,4-D
(3)研究小组甲欲探究温度对番茄灵作用效果的影响,初步实验思路如下:在花未开放时,用适量的浓度为35 ppm的番茄灵对足够数量的盆栽番茄进行蘸花,然后分别搬至温度为 5 ℃、10 ℃、15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃、50 ℃的温室大棚内培养 (其他环境条件相同且适宜)。
请对上述实验思路中不合理之处进行修改完善:
① ;
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② ;
③ 。
(4)已知一定浓度的赤霉素(GA)也能提高坐果率。研究小组乙欲探究一定浓度的番茄灵和赤霉素联合处理对番茄坐果率的影响,通过实验得出了如图所示的结果。
①B组处理方法为 。
②实验还应该增加一组(D组)。该组处理方法应为 。请在图中补充相应的曲线并预测该组实验结果。
③由实验结果可知番茄灵和GA在提高番茄坐果率方面具有 作用。
解析 (1)番茄灵是人工合成的植物生长调节剂,不属于植物激素,故番茄细胞中不含控制番茄灵合成的基因。(2)2,4-D是生长素类似物,一定浓度的2,4-D可以防止落花落果,所以2,4-D与番茄灵的生理作用类似。(3)由题干信息可知,花半开放或盛开时用番茄灵蘸花,坐果率几乎达100%,实验现象明显,因此蘸花时间应在花半开放或盛开时;不同温度处理的对象应为番茄灵,如果将番茄放在不同温度下栽培,可能会因温度直接影响番茄生长和代谢而导致实验失败,番茄的栽培温度应相同且适宜,因此正确的做法是应先用一定梯度的不同温度处理番茄灵,再在花半开放或盛开时进行蘸花;蘸花后的番茄应在相同且适宜的温度下培养。(4)探究一定浓度的番茄灵和赤霉素联合处理对番茄坐果率的影响时,除了设计GA处理组、番茄灵+GA处理组,还需设计番茄灵处理组和蒸馏水对照组,由于番茄灵也能提高坐果率,所以B组的处理方法不可能是蒸馏水处理,而应该是用一定浓度的番茄灵处理,还需增加一组用等量的蒸馏水处理的组(D组)作对照组。蒸馏水不能提高番茄坐果率,但由于内源激素的影响,其坐果率不为0,故D组坐果率大于0且低于A、B、C三组。由于番茄灵+GA联合处理比单独使用GA或番茄灵处理时坐果率高,所以番茄灵和GA在提高番茄坐果率方面具有协同作用。
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答案 (1)不含 番茄灵是人工合成的植物生长调节剂,不属于植物激素 (2)D (3)①蘸花时间应在花半开放或盛开时 ②应先用一定梯度的不同温度处理番茄灵,再进行蘸花 ③蘸花后的番茄应在相同且适宜的温度下培养 (4)①用一定浓度的番茄灵处理 ②用等量的蒸馏水处理 如图所示 ③协同
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