内容正文:
专题19 植物的激素调节
一、单选题
1.(2024·江苏南京·二模)下列关于植物激素的调节及应用的叙述,正确的是( )
A.连续暴雨影响了盛花期油菜的正常受粉,为防止减产,应喷施一定浓度的赤霉素溶液
B.“凡嫁接矮果及花,用黄泥晒干,筛过,以小便浸之,十余次,则生根”与生长素有关
C.“小麦即将成熟时,经历一段时间的干热后又遇大雨,种子易在穗上发芽”与乙烯有关
D.把成熟苹果与未成熟香蕉密封在一起,可促使香蕉成熟,是由于成熟苹果释放了脱落酸
【答案】B
【分析】1、生长素:合成部位:幼嫩的芽、叶和发育中的种子。主要生理功能:生长素在细胞水平上起着促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用;在器官水平上则影响器官的生长、发育,如促进侧根和不定根发生,影响花、叶和果实发育等。
2、赤霉素:合成部位:幼芽、幼根和未成熟的种子等幼嫩部分。主要生理功能:促进细胞的伸长;解除种子、块茎的休眠并促进萌发的作用。
3、细胞分裂素:合成部位:正在进行细胞分裂的幼嫩根尖。主要生理功能:促进细胞分裂;诱导芽的分化;防止植物衰老。
4、脱落酸:合成部位:根冠、萎蔫的叶片等。主要生理功能:抑制植物细胞的分裂和种子的萌发;促进植物进入休眠;促进叶和果实的衰老、脱落。
5、乙烯:合成部位:植物体的各个部位都能产生。主要生理功能:促进果实成熟;促进器官的脱落;促进多开雌花。
【详解】A、连续暴雨影响了盛花期油菜的正常受粉,油菜收获的是种子,无法通过喷施植物激素防止减产,A错误;
B、“凡嫁接矮果及花,用好黄泥晒干,筛过,以小便浸之,以泥封树枝……则根生”是利用了人尿中含有微量的生长素,将黄泥反复浸到尿液中再晒干,黄泥中就会吸附一定的生长素,用这样的黄泥封裹枝条,就能利用其中的生长素促进枝条生根,B正确;
C、脱落酸在高温条件下容易降解(或破坏),解除对种子萌发的抑制作用,故使得种子就容易在穗上发芽,C错误;
D、把成熟苹果与未成熟香蕉密封在一起,可促使香蕉成熟,是由于成熟苹果释放了乙烯,D错误。
故选B。
2.(2024·江苏·模拟预测)小利同学对野外的几种植物进行观察记录并分类(图)。下列叙述正确的是( )
A.植物甲一定利用种子繁殖
B.乙可当作监测空气污染程度的指示植物
C.植物丙可表示葫芦藓
D.煤的形成与甲所示植物类群无关
【答案】B
【分析】绿色植物分为孢子植物和种子植物两大类,其中孢子植物包括藻类植物、苔藓植物和蕨类植物,藻类植物结构简单,无根,茎叶的分化。苔藓植物无根,有茎、叶的分化,体内无输导组织。蕨类植物有了根、茎、叶的分化,体内有输导组织,一般长的比较高大。种子植物包括棵子植物和被子植物。图中甲可能是蕨类植物和种子植物,乙是苔藓植物、丙是藻类植物。
【详解】A、种子植物和蕨类植物都有真正的根,蕨类植物用孢子繁殖,种子植物用种子繁殖,A错误;
B、苔藓植物无根,有茎、叶的分化,但体内无输导组织,叶只有一层细胞构成,二氧化硫等有毒气体容易从背腹两面侵入而威胁苔藓植物的生活,因此我们常把苔藓植物作为检测空气污染程度的指示植物,乙表示苔藓植物,不能在污染严重的地方生长,B正确;
C、丙无根、茎、叶的分化,是藻类植物,C错误;
D、在距今2亿年以前,地球上曾经茂盛的生长着高达数十米的蕨类植物,它们构成了大片大片的森林,后来,这些蕨类植物灭绝了,它们的遗体埋藏在地下,经过漫长的年代,变成了煤炭,因此,煤的形成与甲所示植物类群有关,D错误。
故选B。
3.(2024·江苏南通·三模)下列有关植物激素受体的叙述,正确的是( )
A.脱落酸受体表达量下降的小麦种子休眠时间延长
B.赤霉素受体表达量增加的大麦种子萌发速度加快
C.细胞分裂素受体表达量增加的葡萄植株生长速度减慢
D.生长素受体活性减弱的迎春花插条更容易生根
【答案】B
【分析】植物激素是由植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。
【详解】A、脱落酸抑制种子萌发,脱落酸受体表达量下降的小麦种子休眠时间缩短,A错误;
B、赤霉素促进种子萌发,赤霉素受体表达量增加的大麦种子萌发速度加快,B正确;
C、细胞分裂素促进细胞分裂,细胞分裂素受体表达量增加的葡萄植株生长速度加快,C错误;
D、生长素促进生根,生长素受体活性减弱的迎春花插条不容易生根,D错误。
故选B。
4.(2024·江苏徐州·模拟预测)在黑暗中生长的植物幼苗通常表现为黄叶,称为黄化苗。光照影响幼苗叶色的分子机制如图所示。有关叙述错误的是( )
A.光敏色素是一类蛋白质,在分生组织的细胞内比较丰富
B.光敏色素接受光信号后,其空间结构会发生变化,影响特定基因的表达
C.光照环境下,进入细胞核的光敏色素促进HY5降解,使幼苗发生去黄化反应
D.光敏色素分布在细胞质中,可以将外界的光信号转化,从而有利于进行光合作用
【答案】C
【分析】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。受到光照射后→光敏色素结构会发生变化→这一变化的信息传导到细胞核内→基因选择性表达→表现出生物学效应。
【详解】A、光敏色素是一类蛋白质,分布在植物的各个部位,在分生组织的细胞内比较丰富,主要吸收红光和远红光,A正确;
B、由图可知,黑暗环境中光敏色素与光照环境下光敏色素的结构不同,推测其接受光信号后,其空间结构会发生变化,影响特定基因的表达,B正确;
C、由图可知,光照环境下,进入细胞核的光敏色素抑制HY5降解,HY5影响特定基因的表达,使幼苗发生去黄化反应,C错误;
D、由图可知,光敏色素分布在细胞质中,可以将外界的光信号转化,从而有利于进行光合作用,D正确。
故选C。
5.(2024·江苏南通·模拟预测)下列有关植物激素相互作用关系的叙述,错误的是( )
A.生长素和赤霉素对豌豆茎的伸长生长具有协同作用
B.植物根尖的生长同时受根冠产生的脱落酸抑制和分生组织产生的生长素促进
C.较高浓度生长素能促进乙烯合成,而乙烯含量的增加反馈促进生长素的合成
D.生长素浓度与细胞分裂素浓度的比值高低会诱导不同基因的表达
【答案】C
【分析】各种植物激素的作用:生长素促进生长、促进果实发育、促进插枝生根、防止落花落果;赤霉素有促进茎的伸长、引起植株快速生长、解除休眠和促进花粉萌发等生理作用;脱落酸能抑制植物的细胞分裂和种子的萌发,促进花、果实、叶的脱落;乙烯能增强细胞膜的透性和酶的活性,加强果实细胞的呼吸作用,促进果实中有机物的转化,从而促进果实的成熟,还能刺激叶子脱落、抑制茎的伸长;细胞分裂素促进细胞分裂,促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成。
【详解】A、生长素和赤霉素均能促进豌豆茎细胞伸长,从而引起植株增高,二者具有协同作用,A正确;
B、根尖分生组织可合成生长素,自然状态下处于低浓度促进根的生长,根尖根冠可合成脱落酸他,通过抑制细胞分裂而抑制根尖的生长,B正确;
C、当生长素浓度升高到一定值时,就会促进乙烯的合成;乙烯含量的升高,反过来会抑制生长素的作用,C错误;
D、生长素浓度与细胞分裂素浓度的比值高低会诱导不同基因的表达,例如二者比值较高时会诱导细胞分化形成根,比值较低时会诱导细胞分化形成芽,D正确。
故选C。
6.(2024·江苏连云港·模拟预测)调节高等植物生命活动因素有环境、激素、基因等。下列有关叙述错误的是( )
A.植物器官生长、发育取决于某种激素的绝对含量
B.植物生长调节剂容易合成、价格便宜,效果稳定
C.光敏色素能接受红光、远红光信号,影响相关基因的表达
D.激素能影响基因的表达,而激素的产生、分布也受基因表达的调控
【答案】A
【分析】激素调节在植物的生长发育和对环境的适应过程中发挥着重要作用,但是,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,在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。光照、温度等环境因子的变化,会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化,进而对基因组的表达进行调节。环境因素(光照、温度、重力等)对植物的生长发育有一定的影响。
【详解】A、植物器官生长、发育是由多种激素共同调节的,取决于激素的种类及比例,A错误;
B、植物生长调节剂是人工合成的激素类似物,容易合成、价格便宜,由于体内没有相应的酶降解,作用效果更久,效果稳定,B正确;
C、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,主要吸收红光和远红光,C正确;
D、激素的产生和分布是基因表达调控的结果,同时也受环境影响,D正确。
故选A。
7.(2024·江苏南通·二模)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。下列相关叙述错误的是( )
A.植物体内接收可见光中各种光信号的受体统称为光敏色素
B.光作为一种信号会影响、调控植物生长发育的全过程
C.年轮、春化作用都能说明温度参与植物生长发育的调节
D.植物激素的产生和分布受基因表达调控和环境因素的影响
【答案】A
【分析】光作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程。光信号传导的结构基础是光敏色素,本质是蛋白质,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,主要吸收红光和远红光。
【详解】A、光敏色素是色素-蛋白复合体,主要吸收红光和远红光,A错误;
B、光作为一种信号,会影响、调控植物生长发育的全过程,在自然界中,种子萌发,植株生长、开花、衰老等等,都会受到光的调控,B正确;
C、年轮、春化作用均能说明温度参与植物生长发育的调节,C正确;
D、植物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,D正确。
故选A。
8.(23-24高三上·江苏连云港·阶段练习)科学家以拟南芥为材料研究 GR24(一种植物激素)对侧枝生长发育的影响,结果如图1;研究NAA和GR24对野生型植株的影响,结果如图2。下列叙述错误的是( )
A.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
B.GR24对突变植株侧枝生长作用不明显的原因可能是GR24合成缺陷
C.NAA是一类生理效应与生长素类似的植物生长调节剂
D.GR24的作用机理可能是通过促进NAA的作用来抑制侧枝生长
【答案】B
【分析】题图分析:用GR24处理拟南芥的野生型和突变体植株,实验结果显示:GR24浓度越高,野生型侧枝数目平均值越小,可推知GR24的作用是其抑制侧枝产生,但对突变体植株几乎没有影响。由图2可知:实验自变量是NAA和GR24有无及培养时间,因变量的检测指标是侧枝长度,图2结果显示,与对照组比较,GR24处理组侧技生长无明显抑制作用;而NAA+GR24处理组对侧枝长度的抑制作用明显高于只用NAA的处理组。综合上述结果推测GR24可能通过促进NAA的作用抑制侧枝生长。
【详解】A、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作用完成,进而能提高植物对环境的适应能力,A正确;
B、由题图1分析可知,GR24抑制野生型侧枝产生,但对突变体植株几乎没有影响,原因可能是GR24受体不敏感,B错误;
C、NAA是一类与生长素分子结构不同,但生理效应与生长素类似的植物生长调节剂,C正确;
D、由图2分析可知,与对照组比较,GR24处理组侧枝生长无明显抑制作用;而NAA+GR24处理组对侧枝长度的抑制作用明显高于只用NAA的处理组,综合上述结果推测GR24可能通过促进NAA的作用抑制侧枝生长,D正确。
故选B。
9.(2024·江苏·模拟预测)光敏色素是植物接收光信号的分子,具有非活化态(Pr)和活化态(Pfr)两种形式。在农业生产中,作物密植或高低作物间作有时会导致荫蔽胁迫,下图为某种光敏色素和几种重要植物激素响应荫蔽胁迫的信号传递系统示意图。下列叙述正确的是( )
注:“+”表示促进,“-”表示抑制。
A.图示说明幼苗下胚轴伸长只是由激素调节和环境因素调节二者共同完成的
B.自然光被高位植物滤过后,其中红光/远红光的比值会上升激活光敏色素
C.荫蔽胁迫引发低位植物的茎秆等出现明显伸长,有利于植物适应环境变化
D.图中乙烯与其他三种植物激素在调控下胚轴及茎秆伸长方面表现为相抗衡
【答案】C
【分析】1、激素调节只是植物生命活动调节的一部分;
2、在植物个体生长发育和适应环境的过程中,各种植物激素不是孤立地起作用,而是相互协调共同调节,植物激素的合成受基因的控制,也对基因的程序性表达具有调节作用。
【详解】A、由图可知,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共同调节完成的,即幼苗下胚轴伸长由基因表达调控、激素调节和环境因素共同完成,A错误;
B、植物能够吸收蓝紫光和红光进行光合作用,所以自然光被植物滤过后,红光与远红光的比值会下降,B错误;
C、由图可知,荫蔽胁迫可促进光敏色素由Pfr接受远红光转化为Pr,引发低位植物的茎秆等出现明显伸长,有利于植物适应环境变化,C正确;
D、据图可知,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,D错误。
故选C。
10.(2024·江苏·模拟预测)有研究发现,在植物侧芽处直接涂抹细胞分裂素,侧芽开始生长,顶端优势解除。为探究其具体机制,科学家发现在豌豆去顶前,侧芽所在的茎节处异戊烯基转移酶基因(IPT基因)不表达;去顶后该基因表达且细胞分裂素浓度增加。下列说法错误的是( )
A.生长素对侧芽的生长具有低浓度促进高浓度抑制的特点
B.生长素可以通过调控基因选择性表达而影响侧芽发育
C.IPT基因缺失的植物侧芽生长受抑制会表现顶端优势现象
D.若在去顶豌豆顶部涂抹生长素,茎节处细胞分裂素将增加
【答案】D
【分析】生长素主要的合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子。在这些部位,色氨酸经过一系列反应可转变成生长素。在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中,生长素只能从形态学上端运输到形态学下端,而不能反过来运输,也就是只能单方向地运输,称为极性运输。极性运输是一种主动运输。
【详解】A、顶端优势原理是顶端产生的生长素运输至侧芽,使侧芽处生长素浓度高,生长受抑制。生长素对侧芽有低浓度促进生长,高浓度抑制生长的作用,A正确;
B、植物激素作为信息分子,会影响细胞的基因表达,从而起到调节作用,故生长素可以通过调控基因选择性表达而影响侧芽发育,B正确;
C、IPT基因缺失,植物侧芽处无法通过异戊烯基转移酶提高细胞分裂素浓度,没有去除顶芽,顶芽产生的生长素仍然可运输至侧芽使侧芽处生长素浓度高,植物侧芽生长受抑制,仍然表现出顶端优势,C正确;
D、根据题干推出侧芽处的生长素浓度过高可能抑制IPT基因表达,IPT基因表达产物能促进细胞分裂素浓度升高。在去顶顶芽处涂抹生长素,生长素通过极性运输至侧芽,侧芽处生长素浓度高,抑制IPT基因表达,细胞分裂素减少,D错误。
故选D。
11.(2024·江苏南通·二模)“淀粉-平衡石假说”认为植物依靠富含“淀粉体”的平衡石细胞感受重力的刺激。玉米根尖处于垂直状态时,茎芽中合成的生长素(IAA)通过中柱运输到根尖,均等分布在根冠的各个方向。下列相关叙述错误的是( )
A.根尖也能合成少量生长素,生长素向伸长区运输需要载体蛋白和能量
B.水平放置时植物的茎部和根部生长素的分布受平衡石细胞的影响是相同的
C.平衡石中的淀粉体最终将重力信号转变为合成生长素的信号
D.植物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
【答案】C
【分析】分析题意可知: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;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,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,故根向地生长。
【详解】A、生长素的主要合成部位有幼嫩的芽、叶和发育的种子,而根尖也能合成少量生长素,生长素由根尖向伸长区运输属于极性运输,极性运输是一种主动运输,需要载体蛋白和能量,A正确;
B、由于植物细胞内的平衡石细胞感受重力的信号,并将重力信号转换成运输生长素的信号,所以使水平放置时植物的茎部和根部,近地侧生长素浓度都高于远地侧,受平衡石细胞的影响是相同的,B正确;
C、根向重力生长与平衡石在根冠细胞中的位置密切相关,植物细胞内的平衡石细胞感受重力的信号,并将重力信号转换成运输生长素的信号,使近地侧生长素浓度高于远地侧,C错误;
D、植物激素会影响基因的表达,同时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,D正确。
故选C。
12.(2024·江苏南京·一模)某研究小组研究油菜素内酯(BR)胁迫条件下脱落酸不敏感蛋白5(ABI5)缺失对拟南芥幼苗下胚轴生长的影响,将野生型拟南芥(Wt)和突变体(abi5-1)种子分别播种在含有0μmol/L和5μmol/LBR的培养基上,实验结果分别如图1、2。下列相关叙述错误的是( )
A.BR是植物特有的甾醇类激素,在种子萌发中具有重要作用
B.图1表明在正常条件下,Wt和abi5-1幼苗生长状态无明显差异
C.图2中5μmol/LBR胁迫条件下,ABI5缺失会促进拟南芥下胚轴的生长
D.图1、2结果表明,油菜素内酯的生理作用和脱落酸的生理作用相抗衡
【答案】D
【分析】由植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物,叫作植物激素。脱落酸能抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落。
【详解】A、油菜素内酯(BR)是一种植物特有的甾醇类激素,它在植物的生长和发育过程中起着重要的作用,包括种子萌发,A正确;
B、观察图1,我们可以看到在正常条件下(即不含油菜素内酯的培养基上),Wt(野生型)和abi5-1(突变体)的幼苗生长曲线几乎是重合的,说明两者的生长状况没有显著差异,B正确;
C、观察图1、2,在5μmol/LBR胁迫条件下abi5-1(即ABI5缺失的突变体)的下胚轴长度比在0μmol/LBR胁迫条件下,abi5-1(即ABI5缺失的突变体)的下胚轴长度长,由此可知,图2中5μmol/LBR胁迫条件下,ABI5缺失会促进拟南芥下胚轴的生长,C正确;
D、通过比较图1和图2,可知Wt在有BR存在时下胚轴生长受到抑制,在油菜素内酯胁迫条件下(图2),abi5-1(脱落酸不敏感突变体)的生长不受影响,推测油菜素内酯通过脱落酸抑制下胚轴生长,二者之间具有协同作用,D错误。
故选D。
13.(23-24高三下·江苏镇江·开学考试)大蒜是一种常见的生物学实验材料,下列以大蒜为实验材料进行的实验,叙述错误的是( )
A.可用无水乙醇提取大蒜绿色叶片的光合色素
B.可将大蒜瓣制成匀浆用双缩脲试剂检测其中的蛋白质
C.探究生长素促进大蒜生根最适浓度的预实验可不设置对照组
D.可将大蒜在4℃放置一周后再接触水以生根用于观察有丝分裂
【答案】C
【分析】“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验:1、洋葱根尖的培养 。2、装片的制作:解离→漂洗→染色→制片。 3、洋葱根尖细胞有丝分裂的观察:先低倍镜后高倍镜。 4、绘图。
【详解】A、绿色叶片的光合色素为脂溶性色素,易溶于无水乙醇,可用无水乙醇提取大蒜绿色叶片的光合色素,A正确;
B、可将大蒜瓣制成匀浆用双缩脲试剂检测其中的蛋白质,呈紫色,B正确;
C、在预实验中需要设置用蒸馏水处理的对照组,这样才能大致确定促进生根和抑制生根的浓度范围,C错误;
D、可将大蒜在4℃放置一周后再接触水以生根用于观察有丝分裂,经过一定时期的低温处理,打破了根的休眠期,从而促进了根的萌发和生长,D正确。
故选C。
14.(2024·江苏南通·一模)科研工作者以拟南芥为实验材料研究了油菜素内酯(BL,1nmol/L)和生长素(IAA)在植物侧根发育中的作用,结果如图(“+”表示添加,“-”表示不添加)。下列相关叙述错误的是( )
A.该实验的自变量是BL的有无和IAA的浓度
B.1nmol/LIAA浓度对侧根形成具有抑制作用
C.结果表明BL和IAA对侧根形成具有协同作用
D.BL对侧根的形成具有促进作用,且浓度越高促进效果越好
【答案】D
【分析】1、植物激素是由植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。
2、由曲线图分析可知,随着IAA浓度的增加,含有BL的培养基上拟南芥幼苗的侧根形成率明显高于不含BL的培养基上侧根的形成率,这说明适宜浓度的BL与IAA可协同促进侧根的形成。
【详解】A、由横坐标和两条曲线图可知,实验的自变量为IAA的浓度和是否添加BL,A正确;
B、施用1nmol/LIAA的侧根的形成百分比低于对照组,1nmol/LIAA浓度对侧根形成具有抑制作用,B正确;
C、由曲线图分析可知,随着IAA浓度的增加,含有BL的培养基上拟南芥幼苗的侧根形成率明显高于不含BL的培养基上侧根的形成率,这说明适宜浓度的BL与IAA可协同促进侧根的形成,C正确;
D、从曲线斜率来看,IAA浓度为20nmol/L~50nmol/L范围内,BL对侧根的形成具有抑制作用,D错误。
故选D。
15.(23-24高三下·江苏苏州·开学考试)植物生长调节剂在生产实践中有着广泛的应用,下列相关叙述正确的是( )
A.用乙烯利处理西瓜幼苗可促进西瓜成熟
B.用α-萘乙酸(NAA)处理棉花顶芽可解除顶端优势
C.用细胞分裂素处理叶菜类蔬菜可延长其保鲜期
D.用芸苔素内酯(油菜素内酯类)处理小麦种子可抑制其萌发
【答案】C
【分析】1、由人工合成的,对植物的生长、发育有调节作用的化学物质,称为植物生长调节剂。 植物生长调节剂具有原料广泛、容易合成、效果稳定等优点,在农林园艺生产上得到广泛的应用。
2、植物生长调节剂应用领域广,对于提高作物产量、改善产品品质等,都起到很好的作用。例如,它能延长或终止种子、芽及块茎的休眠,调节花的雌雄比例,促进或阻止开花,诱导或控制果实脱落,控制植株高度、形状等。 施用植物生长调节剂还能减轻人工劳动,如减少园林植物的修剪次数。但是,植物生长调节剂使用不当,则可能影响作物产量和产品品质;过量使用植物生长调节剂,还可能对人体健康和环境带来不利影响。因此,植物生长调节剂的应用,需要关注可能存在的负面影响。
【详解】A、要用乙烯利促进西瓜成熟,则乙烯利应该开花时处理,不是处理西瓜苗,A错误;
B、α-萘乙酸(NAA)是生长素类调节剂,用α-萘乙酸(NAA)处理棉花顶芽,会抑制侧芽生长,不能解除顶端优势现象,B错误;
C、细胞分裂素的作用为促进细胞分裂和组织分化延缓衰老,所以可以延长蔬菜的储存时间,C正确;
D、油菜素内酯能促进茎、 叶细胞的扩展和分裂,促进花粉管生长、种子萌发等,用芸苔素内酯(油菜素内酯类)处理小麦种子可促进其萌发,D错误。
故选C。
16.(23-24高三下·江苏扬州·开学考试)光敏色素有两种形式:红光吸收型(Pr)和远红光吸收型(Pfr),当植物受到红光的照射时,Pr会转化为Pfr;而当植物接受远红光的照射时,Pfr则会还原为Pr。下图是阳生植物和阴生植物在不同遮阴程度下的茎伸长生长速率,相关叙述正确的是( )
注:Pfr/总光敏色素表示遮阴程度,该比值越大,表示遮阴程度越小
A.遮阴条件下有更多的远红光,使得Pfr在总光敏色素中比值增加
B.阳生植物随着遮阴程度的增加,光合作用减弱,茎的伸长生长速率减小
C.植物体内有较高的Pr时,阳生植物茎的伸长生长更快
D.阴生植物茎的伸长生长与遮阴程度没有相关性,光敏色素不起作用
【答案】C
【分析】分析题图可知,随着Pfr:总光敏色素(Pfr+Pr) 比例升高,阳生植物的茎伸长速率逐渐降低,而阴生植物的茎伸长速率没有明显变化。
【详解】A、Pfr/总光敏色素高代表遮阴程度越小,说明遮阴条件下有更多的红光,使得Pfr在总光敏色素中比值减少,A错误;
B、据图分析,Pfr/总光敏色素表示遮阴程度,该比值越大,表示遮阴程度越小,因此阳生植物随着遮阴程度的增加,光合作用增强,茎的伸长生长速率增大,B错误;
C、光敏色素有两种形式:红光吸收型(Pr)和远红光吸收型(Pfr),据图分析,Pfr/总光敏色素低时,即植物体内有较高的Pr时,阳生植物茎的伸长生长更快,C正确;
D、阴生植物茎的伸长生长与遮阴程度没有相关性,但不能判断光敏色素不起作用,D错误。
故选C。
17.(2024·江苏宿迁·一模)下列关于植物生命活动调节的相关叙述,正确的是( )
A.植物嫩芽细胞中,存在“色氨酸→……→生长素”的代谢途径
B.脱落酸在根冠及萎蔫的叶片中合成,能促进叶片气孔张开
C.光敏色素分布在类囊体膜,主要吸收红光和蓝光
D.植物分布的地域性主要与土壤的理化性质有关,与温度关系不大
【答案】A
【分析】不同植物激素的生理作用:(1)生长素:①合成部位:幼嫩的芽、叶和发育中的种子。②主要生理功能:生长素的作用表现为两重性,即低浓度促进生长,高浓度抑制生长。(2)赤霉素:①合成部位:幼芽、幼根和未成熟的种子等幼嫩部分。②主要生理功能:促进细胞的伸长;解除种子、块茎的休眠并促进萌发的作用。(3)细胞分裂素:①合成部位:正在进行细胞分裂的幼嫩根尖。②主要生理功能:促进细胞分裂;诱导芽的分化;防止植物衰老。(4)脱落酸:①合成部位:根冠、萎蔫的叶片等。②主要生理功能:抑制植物细胞的分裂和种子的萌发;促进植物进入休眠;促进叶和果实的衰老、脱落。(5)乙烯:①合成部位:植物体的各个部位都能产生。②主要生理功能:促进果实成熟;促进器官的脱落;促进多开雌花。
【详解】A、植物嫩芽细胞中,能利用色氨酸作原料经过一系列反应合成生长素,即植物嫩芽细胞中,存在“色氨酸→……→生长素”的代谢途径,A正确;
B、脱落酸的合成部位是根冠和萎蔫的叶片,能促进叶片气孔关闭,B错误;
C、光敏色素分布在植物的各个部位,主要吸收红光和远红光,C错误;
D、植物分布的地域性主要与温度有关,D错误。
故选A。
18.(23-24高三下·江苏南通·开学考试)植物的生长发育过程受多种因素的调控。相关叙述正确的是( )
A.弱光刺激可作为春化信号,调控某些越冬植物开花
B.细胞分裂素能促进细胞分裂、伸长生长,诱导根的形成并促进其生长
C.重力信号可转换成合成生长素的信号,从而调节植物的生长方向
D.红光与远红光改变光敏色素的空间结构,从而影响植物生命活动
【答案】D
【分析】光,温度、重力等环境因素参与调节植物的生长发育。在自然界中,种子萌发,植株生长、开花、衰老,等等,都会受到光的调控。植物的向光性生长,实际上也是植物对光刺激的反应。光作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程。植物能够对光作出反应,表明植物可以感知光信号,并据此调整生长发育。植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行,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,从而参与调节植物的生长发育。
【详解】A、低温刺激可作为春化信号,植物能够感受温度,调控某些越冬植物开花,A错误;
B、细胞分裂素能促进细胞分裂、诱导芽的形成并促进其生长,也能侧枝发育、叶绿素合成,生长素诱导根的形成并促进其生长,B错误;
C、重力信号可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,C错误;
D、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,从而影响植物生命活动,D正确。
故选D。
19.(2024·江苏泰州·一模)植物生长调节剂与植物激素对植物生长发育都有调节作用。相关叙述错误的是( )
A.黄瓜茎端赤霉素与脱落酸的比值较高,利于分化形成雌花
B.赤霉素处理大麦,可使种子不需要经过发芽就能产生α-淀粉酶
C.喷施生长素类调节剂不能防止豌豆因天气原因未授粉带来的减产
D.脱落酸与脱落酸受体结合后,可抑制细胞分裂、促进气孔的关闭
【答案】A
【分析】1、赤霉素的生理作用是促进细胞伸长,从而引起茎秆伸长和植物增高。此外,它还有促进麦芽糖化,促进营养生长,防止器官脱落和解除种子、块茎休眠促进萌发等作用。
2、脱落酸在根冠和萎蔫的叶片中合成较多,在将要脱落和进入休眠期的器官和组织中含量较多。脱落酸是植物生长抑制剂,它能够抑制细胞的分裂和种子的萌发,还有促进叶和果实的衰老和脱落,促进休眠和提高抗逆能力等作用。
【详解】A、当黄瓜茎端的赤霉素与脱落酸的比值较高时,有利于茎端分化形成雄花,A错误;
B、利用赤霉素处理大麦可使大麦种子无需发芽就能产生α-淀粉酶,可用于啤酒生产,B正确;
C、生长素类调节剂处理未受粉的子房可促进无子果实的发育,但豌豆收获的是种子,豌豆开花期若未授粉,用生长素类调节剂处理不能得到种子,因此不能防止减产,C正确;
D、脱落酸作为信号分子与其相应受体结合后发挥作用,具有抑制细胞分裂、促进气孔的关闭等功能,D正确。
故选A。
20.(23-24高三下·江苏无锡·开学考试)为探究不同时期干旱胁迫下喷施植物生长调节剂对甘薯产量的影响,明确喷施外源植物生长调节剂的最佳时期。在人工控水条件下研究了移栽后 20d(前期)、60d(中期)和100d(后期)干旱胁迫下喷施 6-BA、NAA和ABA(脱落酸)对甘薯产量的影响,结果如下图。据图分析,下列说法错误的是( )
A.据图可知,不同时期干旱胁迫下,喷洒三种植物生长调节剂均能提高甘薯产量
B.内源激素 ABA 主要由根冠和萎蔫的叶片合成,有促进气孔关闭的作用
C.不同时期干旱胁迫下,喷施 NAA均能提高甘薯产量,其中后期喷施增幅最大
D.同一时期干旱胁迫下,喷施不同外源植物生长调节剂均能提高甘薯产量,其中6-BA效果最佳
【答案】C
【分析】生长素:合成部位:幼嫩的芽、叶和发育中的种子。主要生理功能:低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
赤霉素:合成部位:幼芽、幼根和未成熟的种子等幼嫩部分。主要生理功能:促进细胞的伸长;解除种子、块茎的休眠并促进萌发的作用。
细胞分裂素:合成部位:正在进行细胞分裂的幼嫩根尖。主要生理功能:促进细胞分裂;诱导芽的分化;防止植物衰老。
脱落酸:合成部位:根冠、萎蔫的叶片等。主要生理功能:抑制植物细胞的分裂和种子的萌发;促进植物进入休眠;促进气孔的关闭;促进叶和果实的衰老、脱落。
【详解】A、从图中三幅图可看出:不同时期干旱胁迫下,喷施 6-BA、NAA和ABA均能提高甘薯产量(与人工控水但是什么都不加的组进行对比),A正确;
B、内源激素 ABA 即脱落酸主要由根冠和萎蔫的叶片合成,有促进气孔关闭的作用,B正确;
C、从题图可以看出,不同时期干旱胁迫下,喷施 NAA均能提高甘薯产量,其中前期喷施增幅最大,C错误;
D、同一时期干旱胁迫下,喷施不同外源植物生长调节剂均能提高甘薯产量,其中无论前、中、后期,喷洒6-BA组的产量增幅均最大,故喷洒6-BA效果最佳,D正确。
故选C。
21.(23-24高三下·江西九江·阶段练习)温室大棚种植草莓时,需要控制大棚中的环境条件,或喷洒适宜浓度的植物生长调节剂,使之加快生长。下列说法错误的是( )
A.植物激素的产生和分布是基因表达调控的结果,也会受到环境因素的影响
B.细胞内的光敏色素被激活后,能直接影响到细胞核中特定基因的转录过程
C.草莓开花至果实完全成熟过程中,不同种激素的调节表现出一定的顺序性
D.植物生长调节剂具有“效果稳定”特点是因为植物体内缺少分解这些物质的酶
【答案】B
【分析】光照通过激活光敏色素,使其结构发生变化,从而产生特异信号,使细胞核基因的转录发生特定变化,从而引起生物学效应。
【详解】A、植物生长发育的调控,是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的网络,A正确;
B、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,B错误;
C、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。例如,在果实的发育过程中、细胞分裂素、生长素、赤霉素、脱落酸等激素的含量会像接力一样按照次序出现高峰,调节着果实的发育和成熟,C正确;
D、植物生长调节剂可被酶降解,植物生长调节剂具有“效果稳定”特点是因为植物体内缺少分解这些物质的酶,D正确。
故选B。
22.(23-24高三上·江苏苏州·阶段练习)植物激素或植物生长调节剂在生产、生活中得到了广泛的应用。相关叙述正确的是( )
A.利用成熟木瓜释放的乙烯可促进柿子的成熟
B.用适宜浓度的生长素类似物处理已受粉的番茄雌蕊,可获得无子番茄
C.用适宜浓度的脱落酸处理休眠的种子可促进种子萌发
D.提高培养基中细胞分裂素与生长素的比值可促进愈伤组织分化出根
【答案】A
【分析】1、生长素用量比细胞分裂素用量,比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成。比值适中时,促进愈伤组织的形成。
2、赤霉素的作用: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。
【详解】A、乙烯的作用是促进果实成熟,促进开花,促进叶、花、果实脱落,因此利用成熟木瓜释放的乙烯可促进柿子的成熟,A正确;
B、用适宜浓度的生长素类似物处理未受粉的番茄雌蕊,可获得无子番茄,B错误;
C、脱落酸具有维持种子休眠的作用,所以用适宜浓度的脱落酸处理休眠的种子不能促进种子萌发,C错误;
D、提高培养基中生长素与细胞分裂素的比值可促进愈伤组织分化出根,D错误。
故选A。
23.(2024·江苏南通·一模)为培育生长速度较快的白枪杆植株,研究人员研究了玉米素(ZT)、3-吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA3)的不同组合对白枪杆幼苗总生物量和增长量的影响,结果如下表,CK为对照组。相关叙述正确的是( )
处理
玉米素ZT/mg·L-1
3-吲哚乙酸IAA/mg·L-1
赤霉素GA3/mg·L-1
总生物量/g
苗高增长量/cm
地径增长量/cm
冠幅增长量/cm
1
25
50
50
12.85
30.60
2.35
14.27
2
25
100
150
12.83
35.68
2.28
12.65
3
25
150
250
9.78
35.25
2.18
8.13
4
50
50
150
14.94
40.87
2.71
12.39
5
50
100
250
9.68
38.52
2.55
10.00
6
50
150
50
10.87
35.47
2.29
9.48
7
75
50
250
9.51
35.60
2.17
8.67
8
75
100
50
8.01
29.17
1.94
8.47
9
75
150
150
6.04
26.18
2.00
9.34
CK
0
0
9.93
17.60
1.88
10.95
A.不同激素对白枪杆幼苗总生物量影响的作用强弱顺序是GA3>IAA>ZT
B.ZT、IAA、GA3三种激素的作用均表现为低浓度促进、高浓度抑制
C.50mg·L-1ZT+50mg·L-1IAA+150mg·L-1GA3处理组苗高、地茎、冠幅增长量均最明显
D.结果说明决定植物生长的不是某种激素的绝对含量,而是不同激素的相对含量
【答案】D
【分析】据表格分析:与对照组相比,不同浓度的植物激素对于幼苗生长有促进或者抑制作用。
【详解】A、分析表格可知,当玉米素浓度为75mg·L-1,与对照组相比,总生物量都较低,但其他两种激素处理下无此情况,因此不同激素对白枪杆幼苗总生物量影响最强的是玉米素(ZT),A错误;
B、与对照组且实验4、5、6组可知,三种激素的作用并非都表现为低浓度促进、高浓度抑制,B错误;
C、比较表格数据可知,50mg·L-1ZT+50mg·L-1IAA+150mg·L-1GA3处理组冠幅增长量并非最明显,C错误;
D、表中结果说明决定植物生长的不是某种激素的绝对含量,而是不同激素的相对含量,D正确。
故选D。
24.(23-24高三上·江苏扬州·期末)为了研究赤霉素和光敏色素(接收光信号的蛋白质)在水稻幼苗发育中的作用,科研人员在适宜光照条件下,做了相关实验,结果如下图。下列叙述错误的是( )
注:PAC为赤霉素合成抑制剂
A.据图1分析,光敏色素B突变体传递的光信号异常,增强了PAC的抑制作用
B.据图2分析,PAC浓度大于10-4mol/L时对野生型水稻幼苗主根生长为抑制作用
C.据图2分析,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.植物生长发育的调控是由激素调节和环境因素调节等共同完成的
【答案】A
【分析】题图分析:图1曲线表明随着PAC浓度增加三种水稻地上部分的相对长度逐渐降低;图2曲线表明一开始随着PAC浓度增加三种水稻的主根的相对长度逐渐升高,当PAC浓度增加到一定值后,三种水稻的主根的相对长度逐渐降低。
【详解】A、图1中野生型和光敏色素A的突变体对水稻地上部分的相对长度减小的趋势基本相同,但在PAC浓度大于10-7 moL•L-1时,光敏色素B的突变体长度较野生型和光敏色素A的突变体大,说明光敏色素B传递的光信号减弱了 PAC的抑制作用,A错误;
BC、图2显示:PAC浓度在10-5~10-7moL•L-1范围内,三种水稻的主根相对长度都较PAC浓度为零的对照组长,而PAC浓度为10-4时,三种水稻的主根相对长度都较PAC浓度为零的对照组短,说明PAC处理对三种水稻主根生长的影响是:浓度较低(10-5、10-6、10-7)时促进主根延伸,浓度较高(10-4)时抑制主根延伸,据此可推知:适当降低赤霉素含量对三种水稻主根生长均有促进作用,BC正确;
D、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,D正确。
故选A。
25.(23-24高三上·江苏淮安·阶段练习)植物激素和植物生长调节剂对植物的生长、发育有调节作用,下列叙述正确的是( )
A.植物激素既能在细胞间传递信息,又可催化化学反应
B.生长素在植物体内的运输方式有多种,常见的是协助扩散
C.生长素与赤霉素协调促进细胞的伸长生长,具有协同作用
D.植物生长调节剂效果稳定,推广使用不会存在任何负面影响
【答案】C
【分析】植物生长调节剂五大类分别是:
第一类为生长素类,主要促进植物细胞分裂和茎、叶、根的生长。
第二类为翻译抑制剂类,能够抑制植物的伸长生长,使植物矮化、茂密。
第三类为赤霉素类,对植物的生长具有促进作用,能够促进植物的伸长、分化和发育,增加植物的生物量。
第四类为脱落酸类,能够抑制植物的生长和伸长,促进叶片脱落和果实成熟。
第五类为乙烯类,是一种植物激素,能够调节植物的生长、开花和果实成熟等生理过程。
【详解】A、植物激素能在细胞间传递信息,但不能催化代谢,A错误;
B、生长素在植物体内的运输方式是主动运输,B错误;
C、生长素与赤霉素协调促进细胞的伸长生长,具有协同作用,C正确;
D、植物生长调节剂对植物的生长发育有调节作用,因为是人工合成的化学物质,因而对人体健康有影响,D错误。
故选C。
二、多选题
26.(2024·江苏盐城·模拟预测)油菜素内酯是一种植物激素,为研究其作用机理,科研人员用油菜素内酯的类似物24-eBL进行了相关研究。
实验一:用不同浓度的24-eBL处理拟南芥幼苗,一段时间后测量幼根长度,结果如图1:
实验二:将含有放射性标记的生长素的固体培养基(在将要凝固时),滴在用24-eBL处理过的拟南芥幼根切段上(在图2箭头所示的位置),一段时间后取方框内的部分进行检测,结果如图3。
下列有关叙述正确的有( )
A.24-eBL属于植物生长调节剂,植物生长调节剂的分子结构和生理效应均与植物激素类似
B.分析图1可知,24-eBL的生理作用与高浓度的生长素的生理作用相同
C.实验二中,对照组处理是将含有放射性标记的生长素的固体培养基,滴在未用24-eBL处理过的拟南芥幼根切段上
D.分析图3可知,24-eBL对生长素在根尖的下端向上端运输比反向运输的促进作用强
【答案】BCD
【分析】植物生长调节剂是人工合成的对植物的生长发育具有调节作用的有机物,具有合成原料广泛效果稳定等优点。施用植物生长调节剂需要考虑施用浓度、时间等因素。
【详解】A、生长调节剂是人工合成的具有与植物激素相似生理效应的物质,植物生长调节剂种类很多,从分子结构来看,主要有两大类:一类分子结构和生理效应与植物激素类似,如吲哚丁酸;另一类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NAA、矮壮素等,A错误;
B、据图1结果可知:与对照(0浓度)相比,随着24-eBL浓度的升高,幼根逐渐变短,说明24-eBL的作用是:抑制幼根生长,抑制作用随浓度增大而增大,故24-eBL的生理作用与高浓度的生长素的生理作用相同,B正确;
C、结合图2和图3,实验二中,对照组的处理应为:将含有放射性标记的生长素的固体培养基(在将要凝固时),滴在未用24-eBL处理过的拟南芥幼根切段的相同位置,一段时间后取方框内的部分进行检测(或同实验二,只不用24-eBL处理),C正确;
D、据图3实验结果可知:处理基部后尖端的放射性强度低于处理尖端后基部的放射性强度,这表明:24-eBL对生长素尖端向基部运输的促进作用较强,对基部向尖端运输促进作用较弱,即实验二表明24-eBL对生长素在根尖的极性运输比反向运输的促进作用强,D正确;
故选BCD。
27.(2024·江苏苏州·三模)经常受到接触性刺激的植物常表现为叶色深绿、茎秆粗壮、对病虫害抗性增强、生长发育迟缓等现象,称为接触性形态建成。接触性形态建成与激素X含量降低有关,具体调节机制如下图。下列说法正确的是( )
A.茉莉酸由植物体内特定腺体分泌,作用于特定靶器官或靶细胞
B.激素X是有活性的赤霉素,茉莉酸激活GAox7的转录,使激素X含量降低
C.未触碰的植物体内GA20x8转录较为活跃,激素X含量维持较高水平
D.稻田养鸭模式下的水稻生长发育迟缓,不利于水稻产量的提高
【答案】BC
【分析】植物无特定的腺体。
由图可知,触碰条件下,GA20x8转录受到抑制,GA20x8可促进激素X的形成。
【详解】A、茉莉酸是一种植物激素,无特定的腺体产生,A错误;
B、接触性形态建成与激素X含量降低有关,若激素X是有活性的赤霉素,则在触碰条件下,其含量较低,茉莉酸激活GAox7的转录,使激素X含量降低,从而是促进植株接触性形态建成,B正确;
C、由图可知,触碰条件下,GA20x8转录受到抑制,GA20x8可促进激素X的形成,所以未触碰的植物体内GA20x8转录较为活跃,激素X含量维持较高水平,C正确;
D、稻田养鸭模式有利于水稻形成接触性形态,叶色深绿、发育迟缓、对病虫害抗性增强、光合作用更强,从而提高了水稻产量,D错误。
故选BC。
28.(2024·江苏·三模)乙烯调节植物种子的萌发、衰老等生理过程。图1为拟南芥种子未经乙烯和经乙烯处理萌发3天后的黄化苗图片,图2示意从甲硫氨酸到乙烯的合成途径。图3为拟南芥野生型和eto1突变体在22℃和4℃条件下乙烯合成量的变化。图4为某小组利用野生型拟南芥探究乙烯对植物抗冻能力的影响的流程图,统计结果显示甲乙两组拟南芥的存活率分别为55%和18%。以下叙述正确的是( )
A.采用梯度降温法的目的是避免快速降温至-5℃导致拟南芥死亡率过高
B.存活率的统计结果说明ACC降低植物的抗冻能力
C.etol突变体的乙烯合成能力下降
D.图1右侧黄化苗根变短, 是乙烯处理的结果。其体内ACC合成酶及ACC氧化酶的活性应远高于左侧幼苗
【答案】ABD
【分析】1、据图1可知,右侧黄化苗根变短、下胚轴变粗短,顶端弯钩加剧,是乙烯处理的结果。黄化苗是在黑暗条件下得到的缺少叶绿素的幼苗,叶绿素的合成需要光照,将黄化苗至于光下一段时间叶片可恢复绿色。
2、图2中甲硫氨酸能转化形成SAM,在ACC合酶的作用下形成ACC,ACC在氧化酶的作用下形成乙烯,乙烯能促进果实成熟;促进器官的脱落;促进多开雌花。ACC酶是在基因A作用下控制合成的。
【详解】A、采用梯度降温法的目的是避免快速降温至-5℃导致拟南芥死亡率过高或对拟南芥进行抗冻锻炼,A正确;
B、生长于正常培养基上野生型拟南芥的存活率为55%,添加ACC培养基上野生型拟南芥存活率为18%,这说明ACC具有降低植物的抗冻能力,B正确;
C、据图3可知,22 ℃条件下,野生型的乙烯的相对含量在0.8~1之间,eto1突变体乙烯的相对含量在2~3之间;4 ℃条件下,野生型的乙烯的相对含量在0.2以下,eto1突变体乙烯的相对含量在0.2~0.5之间,因此野生型比eto1突变体的乙烯合成能力低,即eto1突变体乙烯合成能力提高,C错误;
D、图1右侧黄化苗根变短、下胚轴变粗短,顶端弯钩加剧,是乙烯处理的结果,图2中甲硫氨酸能转化形成SAM,在ACC合酶的作用下形成ACC,ACC在氧化酶的作用下形成乙烯,故图1右侧ACC合成酶及ACC氧化酶的活性应远高于左侧幼苗,D正确。
故选ABD。
29.(2024·江苏南通·三模)研究表明,用一定浓度的赤霉素溶液处理花芽,可以促进花芽分化,使植物提早开花,其作用机制如图所示。下列叙述合理的是( )
A.赤霉素除促进开花外还能促进细胞的分裂与分化
B.赤霉素通过抑制DEL蛋白合成促进植物提早开花
C.SPL蛋白的合成,是植物提早开花的充分必要条件
D.相较于野生型,DEL基因缺失突变体可能花期较早
【答案】AD
【分析】植物激素包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸等,生长素具有促进植物生长、促进插条生根和促进子房发育成果实的作用;赤霉素具有促进植物生长,解除种子休眠、促进种子萌发的作用,细胞分裂素的作用是促进细胞分裂;乙烯的作用是促进果实成熟;脱落酸的作用是促进果实、叶片等器官的衰老和脱落。
【详解】A、赤霉素的作用是促进细胞伸长,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,因此赤霉素除促进开花外还能促进细胞的分裂与分化,A正确;
B、由图可知,赤霉素促进DEL蛋白的降解,解除DEL蛋白对SPL蛋白作用的阻止,SPL蛋白激活SOC基因转录、翻译产生SOC蛋白,促进植物开花,B错误;
C、SPL蛋白直接激活SOC编码基因的转录,而SOC蛋白的存在是植物开花的先决条件,因此SPL蛋白的合成,是植物提早开花的充分条件,不是必要条件,C错误;
D、DEL基因缺失突变体不能合成DEL蛋白,不能阻止SPL蛋白对SOC基因的转录、翻译过程的激活,因此DEL基因缺失突变体中SOC蛋白会增多,而SOC蛋白会促进开花,因此相较于野生型,DEL基因缺失突变体可能花期较早,D正确。
故选AD。
30.(2024·江苏盐城·模拟预测)光敏蛋白(PSP)是我国科学家设计的在光照条件下,能够将CO2直接还原,使电子传递效率和CO2还原效率明显提高的感光物质。研究人员利用PSP模拟光合系统的部分过程已获得成功。下列叙述错误的是( )
A.光合色素主要分布在类囊体薄膜上,而光敏色素分布在植物的各个部位
B.光合色素和PSP是一类均可用无水乙醇提取的蛋白质
C.PSP的功能与自然光合系统中光合色素、NADPH相似
D.光敏色素和光合色素主要吸收红光和蓝紫光
【答案】BD
【分析】1、光作为一种信号,影响,调控植物生长、发育的全过程。环境中的红光、蓝光对于植物的生长感受不同波长的光的分子不同,其中光敏色素主要吸收红光和远红光。
2、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。
【详解】A、光合色素主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上,而光敏色素分布在植物的各个部位,能够接受光信号,A正确;
B、用无水乙醇提取绿叶中的光合色素,但不能提取光合蛋白,B错误;
C、在光照条件下,PSP能够将CO2直接还原,说明光敏蛋白与自然光合系统中光合色素、NADPH和ATP等物质的功能相似,C正确;
D、光敏色素主要吸收红光和远红光,光合色素主要吸收红光和蓝紫光,D错误。
故选BD。
31.(2024·江苏·模拟预测)某团队通过改变培养基中调节物质的比例,探究其对闭鞘姜种子生根和株高的影响,部分结果如下表。相关叙述错误的有( )
处理方式
生根率(%)
根数
最长根长(cm)
株高(cm)
NAA 1.0mg/L+IBA0.5mg/L
99.26
5.53
7.51
7.53
NAA 2.0mg/L+IBA0.5mg/L
93.33
4.87
7.07
6.70
NAA3.0mg/L+IBA0.5mg/L
86.66
4.73
5.90
5.30
NAA 4.0mg/L+IBA0.5mg/L
80.00
3.40
3.57
5.43
NAA 5.0mg/L+IBA0.5mg/L
74.07
3.07
2.83
4.66
A.NAA、IBA都是植物生长调节剂,其分子结构和生理效应均相似
B.实验前闭鞘姜种子的消毒时间过长,可能会导致种子萌发率降低
C.IBA浓度相同时,NAA 的浓度越低闭鞘姜生根壮苗的效果越好
D.由实验数据可知,NAA 与IBA对闭鞘姜种子生根具有协同作用
【答案】ACD
【分析】1、由人工合成的,对植物的生长、发育有调节作用的化学物质,称为植物生长调节剂。植物生长调节剂具有原料广泛、容易合成、效果稳定等优点,在农林园艺生产上得到广泛的应用;
2、图表分析:由题表可知,实验的自变量是植物生长调节剂种类及NAA的浓度,因变量是闭鞘姜的生根率、生根数目、株高。从表中数据可知,IBA0.5mg/L+NAA1.0mg/L更适宜闭鞘姜生根。
【详解】A、NAA、IBA属于生长素类似物,其分子结构和生理效应与生长素均相似,A错误;
B、实验前闭鞘姜种子的消毒时间过长会杀死部分细胞,可能会导致种子萌发率降低,B正确;
C、由表可以看出,实验中IBA浓度相同,NAA 的浓度越低促进闭鞘姜生根效果越好,但壮苗效果较差,因为植株较高,C错误;
D、实验中IBA的浓度不变,不能得出NAA 与IBA对闭鞘姜种子生根具有协同作用,D错误。
故选ACD。
32.(23-24高三下·江苏镇江·开学考试)下图甲、乙分别为蚕豆离体表皮气孔的两种状态,蓝光照射可促进气孔开放。下列叙述正确的有( )
A.甲状态为蓝光处理后的蚕豆离体表皮气孔的状态
B.感受蓝光介导叶片气孔开放的光受体是光敏色素
C.对保卫细胞来说,光既可作为能量也可作为信号
D.外施脱落酸,可促进气孔状态由甲转变为乙状态
【答案】ACD
【分析】光合色素主要吸收蓝紫光和红光,红光能增大光合速率,使保卫细胞光合产物增多,保卫细胞渗透压上升,促进细胞吸水,气孔开放。蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+,细胞内K+浓度上升,细胞液渗透压增大,使细胞吸水体积膨大,气孔开度进一步增大。
【详解】A、甲状态蚕豆离体表皮气孔开放的状态,蓝光照射可促进气孔开放,甲状态为蓝光处理后的蚕豆离体表皮气孔的状态,A正确;
B、光作为环境信号影响植物的生长发育,其中感受红光和远红光的受体是光敏色素,B错误;
C、保卫细胞内含叶绿体,可利用光进行光合作用,光既可作为能量也可作为信号,C正确;
D、脱落酸使细胞渗透压下降,保卫细胞失水,气孔关闭,D正确。
故选ACD。
33.(2024·江苏南通·二模)杜仲(2n=34)不仅是我国特有的名贵药用植物,其树叶、树皮、种皮等含有杜仲胶,具有较高的经济价值。鉴于多倍体植物具有器官大、抗逆性强等特点,多倍体育种成为杜仲遗传改良的重要途径。科研人员以杜仲种子胚乳为材料,用不同的植物生长调节剂处理进行组织培养,诱导杜仲胚乳产生愈伤组织,为后续再分化获得多倍体植株打下基础,结果如下表。相关叙述正确的是( )
处理
6-BA/mg·L-1
NAA/mg·L-1
2,4-D/mg·L-1
处理接种胚乳数/个
形成愈伤组织数/个
一
1
0.5
0
294
27
二
1
1
0
307
35
三
1
0.5
0.5
296
21
四
1
1
0.5
302
16
A.植物生长调节剂是人工合成的,与植物激素的结构、功能相同
B.选择杜仲种子胚乳为材料是由于胚乳细胞中含三个染色体组
C.6-BA与NAA的比值改变,对杜仲愈伤组织的诱导率会产生影响
D.一定浓度的2,4-D对诱导杜仲愈伤组织的形成有抑制作用
【答案】BCD
【分析】分析题表:自变量为植物生长调节剂种类和配比,因变量为愈伤组织形成个数。
【详解】A、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,A错误;
B、杜仲为二倍体,其种子胚乳细胞中含三个染色体组,B正确;
C、第一、二组对比,6-BA与NAA的比值改变,杜仲愈伤组织形成个数不同,C正确;
D、第一、三组对比,二、四组对比,添加一定浓度的2,4-D,形成愈伤组织个数都减少,说明一定浓度的2,4-D对对诱导杜仲愈伤组织的形成有抑制作用,D正确。
故选BCD。
34.(23-24高三下·江苏扬州·开学考试)1-甲基环丙烯(1-MCP)可作为保鲜剂用于储存果蔬的保鲜。科学家用适宜浓度的1-MCP对柿子果实进行处理,以研究1-MCP对柿子果实细胞的呼吸速率和乙烯产生量的影响,实验结果如图。据图分析,下列说法正确的是( )
A.由图甲可推测,1-MCP可能是通过减弱细胞呼吸、延迟呼吸高峰的到来对果蔬进行保鲜
B.由图乙可推测,1-MCP通过抑制乙烯的产生延长了果蔬的储存期
C.由图乙可推测,1-MCP可与乙烯竞争受体,抑制果蔬对乙烯的反应,延缓果蔬成熟
D.农业生产上可在一开始坐果时立即使用1-MCP,使果实延迟成熟
【答案】AB
【分析】乙烯:合成部位:植物体的各个部位都能产生。主要生理功能:促进果实成熟;促进器官的脱落;促进多开雌花。
【详解】A、由图甲可知,1-MCP处理组的细胞呼吸速率高峰延迟出现,推测1-MCP可能抑制了果实细胞的呼吸,以降低果蔬营养物质的损耗,达到保鲜效果,A正确;
B、由图乙可知,与对照组相比,1-MCP处理组乙烯产生量明显减少,推测1-MCP通过抑制乙烯的产生延长了果蔬的储存期,B正确;
C、图乙中1-MCP处理组乙烯产生量下降,在实验组与对照组乙烯产生量不同的条件下,不能判断出1-MCP是否能与乙烯竞争受体,C错误;
D、本实验使用1-MCP处理刚采摘下的柿子,从题中信息不能得出1-MCP会对刚坐果时的柿子有何影响,D错误。
故选AB。
35.(2024·江苏宿迁·一模)为研究赤霉素(GA3)和生长素(IAA)对植物生长的影响,切取菟丝子茎顶端2.5cm长的部分(茎芽),置于培养液中无菌培养(图1)。实验分为A、B、C三组,分别培养至第1、8、15天,每组再用适宜浓度的激素处理30天,测量茎芽长度,结果见图2,据图分析,下列说法正确的是( )
A.试管用滤膜封口是为了在不影响气体通过的情况下起到防止污染的作用
B.该实验的自变量是激素的有无、激素种类和激素处理前的培养时间长短
C.A组GA3处理的效果强于B、C组,主要原因是A组材料中內源IAA的量较高
D.B组表明两种激素联合处理对茎芽生长的促进作用是GA3单独处理的2倍
【答案】ABC
【分析】据图分析:图1试管用滤膜封口是为了在不影响气体通过的情况下,防止空气中的微生物进入培养液污染培养物;
图2是赤霉素(GA3)和生长素(IAA)对植物生长的影响的关系的探究的考查,分析B组可知,与空白对照组相比,两种激素联合处理对茎芽伸长生长的促进作用是13-4=9,GA3单独处理对茎芽伸长生长的促进作用是6.5-4=2.5,IAA单独处理对茎芽伸长生长的促进作用是4.5-4=0.5,因此两种激素联合处理对茎芽伸长生长的促进作用是GA3单独处理的9÷2.5=3.6倍、是IAA单独处理的9÷0.5=18倍,由此可以推测GA3和IAA在对茎芽伸长生长的作用上存在协同关系。
【详解】A、该实验是无菌培养,试管用滤膜封口是为了在不影响气体通过的情况下,起到防止杂菌污染的作用,A正确;
B、由柱状图可知,该实验的自变量是激素的有无、激素种类和激素处理前的培养时间长短,因变量为茎芽长度,B正确;
C、A组数据是在离体培养第一天,再用激素处理测得的,植物体原有的激素还在起作用,因此A组GA3处理的效果强于B、C组,主要原因是A组材料中內源IAA的量较高,C正确;
D、与空白对照组相比,两种激素联合处理对茎芽伸长生长的促进作用是13-4=9,GA3单独处理对茎芽伸长生长的促进作用是6.5-4=2.5,因此两种激素联合处理对茎芽伸长生长的促进作用是GA3单独处理的9÷2.5=3.6倍,D错误。
故选ABC。
36.(23-24高三下·江苏淮安·开学考试)油菜素内酯(EBR)是一种重要的植物激素,对植物多种生理过程都有调节作用。科研人员研究了喷洒EBR对葡萄果实发育的影响,结果如图所示。下列相关叙述正确的有( )
A.在果实发育的过程中,油菜素内酯和生长素、细胞分裂素等有协同作用
B.图中对照组的处理是用等量清水喷洒葡萄果实
C.本实验中的自变量包括EBR浓度和开花后天数,实验设计不符合单一变量原则
D.从图中可以看出,高浓度EBR对葡萄果实中还原糖的积累有抑制作用
【答案】AB
【分析】据图分析,实验的自变量是激素的浓度、开花后的周数,因变量是还原糖的含量,由图可知,无论是哪个浓度的油菜素内酯(EBR)处理都比CK对照组的大,说明油菜素内酯(EBR)具有促进果实发育的作用。
【详解】A、油菜素内酯: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,和生长素、细胞分裂素等有协同作用,A正确;
B、与各实验组相比,对照组(CK)的操作是开花后用等量清水喷洒葡萄果实,B正确;
C、本实验中的自变量包括EBR浓度和开花后天数,实验各组之间符合单一变量原则,C错误;
D、从图中可以看出,与对照组相比,高浓度EBR对葡萄果实中还原糖的含量依然增多,因此对还原糖的积累有促进作用,D错误。
故选AB。
37.(2024·江苏·模拟预测)细胞分裂素介导应激反应,可能在植物的昼夜节律中发挥效用。现有细胞分裂素受体敲除(Cylokininrecepterkonckout)的某植物和其正常对照组(WT)。实验人员在8小时光照16小时黑暗的环境中培养12天后放置于四种不同的实验环境中(如图)。之后测定了植物叶片中细胞的死亡情况。下列选项那些是合理的( )
A.增加植物的光照长度是引起细胞分裂素受体敲除细胞死亡的主要因素
B.12h光照和16h黑暗的实验环境使细胞分裂素受体敲除细胞的死亡率明显增高
C.植物细胞的死亡与正常昼夜节律的打破有关
D.细胞分裂素帮助“校准”了与节律相关基因的表达,维持了植物细胞的存活
【答案】BCD
【分析】由图可知,实验组细胞分裂素受体敲除的植物叶片中细胞的死亡率在四种不同的实验环境中均高于对照组,特别是三四组显著改变了正常昼夜节律后,实验组细胞分裂素受体敲除的植物叶片中细胞的死亡率相较于对照组的明显增加。
【详解】A、由图可知,第二组和第三组均增加了光照时间,但第三组植物叶片中细胞的死亡率比第二组的高,因此增加植物的光照长度不是引起细胞分裂素受体敲除细胞死亡的主要因素,A错误;
B、对比实验组和对照组,实验组第三组植物叶片中细胞的死亡率显著增加,由此可见,12h光照和16h黑暗的实验环境使细胞分裂素受体敲除细胞的死亡率明显增高,B正确;
C、第一组按照8小时光照16小时黑暗的环境进行,植物叶片中细胞的死亡率最低,二三四组实验环境光照和黑暗时间改变,致使昼夜节律改变,植物叶片中细胞的死亡率增加,因此植物细胞的死亡与正常昼夜节律的打破有关,C正确;
D、由图可知,对照组植物叶片中细胞的死亡率在四种不同的实验环境中均低于实验组,三四组显著改变了正常昼夜节律后,实验组细胞分裂素受体敲除的植物叶片中细胞的死亡率相较于对照组的明显增加,说明细胞分裂素帮助“校准”了与节律相关基因的表达,维持了植物细胞的存活,D正确。
故选BCD。
38.(2024·江苏连云港·一模)“种子引发”是一种促进种子萌发的技术,科研人员研究了赤霉素(GA3)和KNO2引发对水稻种子的萌发和幼苗生长的影响,结果如下图所示。下列相关叙述错误的有( )
A.本实验中只有CK组作为对照组,其他组均作为实验组
B.GA3引发、KNO2引发和GA3+KNO2复合引发均显著提高了水稻种子的萌发率
C.GA3引发和KNO2引发在促进该水稻幼苗生长上表现出显著的协同作用
D.引发处理可能通过提高种子α-淀粉酶活性促进幼苗生长
【答案】ABC
【分析】赤霉素的生理作用:促进细胞的伸长,从而引起植株增高;促进细胞分裂和分化;促进种子萌发、开花和果实发育。
【详解】A、本实验中CK组和清水引发是对照组,其他组是实验组,A错误;
B、由图可知,GA3引发、KNO2引发和GA3+KNO2复合引发与CK组和清水引发组相比较,第6天和第9天可看出,三者发芽率相当,B错误;
C、只用GA3引发和复合引发关于幼苗的生长差异并不显著,不能说明GA3引发和KNO2引发在促进该水稻幼苗生长上表现出了协同作用,C错误;
D、赤霉素可以促进种子的萌发,水稻种子中含有淀粉,萌发过程中将淀粉水解,需要α-淀粉酶的催化,所以可推知,引发处理可能通过提高种子α-淀粉酶活性促进幼苗生长,D正确。
故选ABC。
39.(23-24高三上·江苏淮安·阶段练习)研究发现,高温会影响拟南芥雄蕊的生长(如图1)。科研人员探究了不同浓度的生长素对此现象的影响,结果如图2所示。相关叙述正确的是( )
A.高温能抑制雄蕊的生长,不利于拟南芥正常传粉
B.实验中对照组的处理是施加等量的溶解IAA的溶剂
C.常温下,施加IAA对拟南芥雄蕊的生长无任何影响
D.高温下,IAA浓度为10-7M时比10-6M更能缓解高温的抑制作用
【答案】AB
【分析】根据图1 可知,高温条件下,雄花发育不良,不利于为雌蕊授粉。分析图 2,由对照组可知,高温条件可使雄蕊长度大于 2mm 的为0,而雄蕊长度在 0.5~1.0mm 的比例明显增加。正常温度下,用生长素处理可增加雄蕊长度在 1.5~2.0mm 的比例,减小雄蕊长度大于 2mm 的比例。与对照组相比,高温条件下,用生长素处理,可增加雄蕊长度大于 2mm 的比例、雄蕊长度在 1.5~2.0mm 的比例也增加,同时雄蕊长度在0.5~1.0mm 的比例减小。
【详解】A、分析题图1可知,与正常温度相比,高温条件下雄蕊的长度较短,说明高温能抑制雄蕊的生长,由于雄蕊的长度短于雌蕊,所以不利于花粉落到柱头上,A 正确;
B、为排除溶解 IAA 溶液的溶剂对实验结果的影响,保证单一变量,对照组的处理是施加等量的溶解 IAA溶液的溶剂,B正确;
C、对比常温条件下,施加 IAA 组与对照组的雄蕊各长度比例可知,施加 IAA 使常温下拟南芥雄蕊长度在1.5~2.0mm 的比例增加,而雄蕊长度大于 2mm 的比例减小,C错误;
D、由图可知,生长素浓度为 10-6M、高温条件下雄蕊长度大于 2mm 的、雄蕊长度在 1.5~2.0mm 的所占比例大于生长素浓度为 10-7M,说明IAA 浓度为10-6M 时较10-7M 更能缓解高温的抑制作用,D错误。
故选 AB。
40.(2024·江苏无锡·模拟预测)草甸草原重要的优势种羊草有性繁殖能力低,种子休眠严重,发芽率低。研究人员利用外源赤霉素()和某种外源油菜素内酯(EBR)进行了一系列研究,处理方法和结果如下图所示。相关叙述正确的有( )
A.在植物体内广泛分布,EBR只分布在生长旺盛的部位
B.空白对照组种子发芽率低的原因可能是内源脱落酸含量较高
C.对羊草种子萌发率的影响表现为低浓度促进,高浓度抑制
D.浓度范围内,和EBR对种子发芽的协同作用显著
【答案】BD
【分析】题表分析:不同外源激素在同一浓度下对羊草种子萌发的影响可能不同;对比图表中无外源激素的一组和另外三组可知:外源油菜素内酯(EBR)和外源赤霉素(GA3)均能促进羊草种子的萌发。
【详解】A、油菜素内酯和GA3均为植物激素,均能促进植物生长,在植物体内分布也比较广泛,A错误;
B、图中在没有任何外源性激素的影响下,种子的萌发率只有10%,说明羊草种子自身可能存在较高浓度的脱落酸(ABA),因为脱落酸可以抑制种子萌发,B正确;
C、图中可以看出,GA3 在各浓度下和对照组相比,均是促进作用,因此不能体现两重性,即高浓度抑制,低浓度促进,C错误;
D、结合图示可知,在0.01~0.10μg⋅g−1EBR 浓度范围内, GA3 和EBR对种子发芽的促进作用均高于单独使用的处理组,因而二者协同作用显著,D正确。
故选BD。
三、非选择题
41.(2024·江苏盐城·模拟预测)据图回答下列与植物生理有关问题:
(1)某高等植物叶肉细胞中部分光合产物的合成及转运过程如图1所示。光反应产物M包括 ,叶肉细胞中淀粉和蔗糖的合成场所分别为 、 。已知白天合成淀粉活跃,据图分析其机理是 。
(2)据图1分析,细胞质基质中低Pi含量会 (填“增强”或“减弱”)对ADPG焦磷酸化酶的抑制,从而使淀粉合成 (填“增加”或“减少”)。
(3)科研人员研究了淹水胁迫对某植物根系呼吸酶活性的影响,如图2所示。
分析可知,NAD+的再生可来自 (填字母)。淹水胁迫时,该植物根细胞以 (填字母)途径为主。(A.酒精发酵 B.乳酸发酵)
(4)干旱条件下植物会合成更多的脱落酸(ABA)以抵御逆境,ABA在植物体内合成的部位是 等。研究发现气孔的开闭与保卫细胞中的K+浓度有关,图3表示ABA对细胞K+浓度的调节过程,据图分析干旱条件下ABA引起气孔关闭的机理是 。
【答案】(1) ATP和NADPH 叶绿体基质 细胞质基质 白天光合作用强,产生的3-磷酸甘油酸和磷酸丙糖较多,ADPG焦磷酸化酶激活后,导致淀粉合成活跃
(2) 减弱 增加
(3) AB A
(4) 根冠、萎蔫的叶片 ABA通过促进Ca2+吸收和液泡中Ca2+释放,提高保卫细胞内Ca2+浓度,从而促进K+运出并抑制K+内流,导致细胞内K+浓度降低,气孔关闭
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物,并释放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生NADPH与氧气,同时合成ATP。光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2被C5固定形成C3, C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】(1)光反应是光照条件下发生了水的光解和ATP的合成,形成的产物包括氧气和ATP、NADPH,图示中的产物参与了暗反应,故包括ATP和NADPH。
根据图示中叶绿体膜的位置信息,可判断淀粉在叶绿体中合成,而蔗糖在细胞质基质中合成。
根据图示信息分析,白天光反应强,3-磷酸甘油酸激活ADPG焦磷酸化酶,导致磷酸丙糖合成淀粉活跃。
(2)细胞质中低Pi含量会影响磷酸丙糖的运输,且低Pi导致对ADPG焦磷酸化酶的抑制性减弱,磷酸丙糖的运出减少,导致叶绿体中磷酸丙糖增多,淀粉合成增多,
(3)分析图可知,NAD+的再生可来自酒精、乳酸发酵。淹水胁迫时,该植物根细胞主要进行的是产生酒精的无氧呼吸。
(4)ABA 具有抑制细胞的分裂和种子的萌发,还有促进叶和果实的衰老和脱落,促进休眠和提高抗逆能力等作用,在植物体内的根冠、萎蔫的叶片等部位合成。据图可知,干旱条件下,ABA会促进Ca2+吸收和液泡中Ca2+释放,进而保卫细胞内Ca2+浓度升高,从而促进K+运出并抑制K+内流,导致细胞内K+浓度降低,则气孔关闭。
42.(2024·江苏宿迁·三模)盐胁迫是我国农业生产面临的重大问题之一。盐分滞留在土壤表层及种植层,会对农作物造成盐胁迫,从而影响其产量。在盐胁迫环境下,番茄叶肉细胞的部分调节机制如图1所示。其中,①~⑩表示过程;I~IX表示物质分子。
(1)图1中,Ⅵ代表的物质是 ,过程⑨⑩发生的场所是 。
(2)据图1推断,在盐胁迫环境下,番茄叶肉细胞排出Na+的方式为 。
(3)盐胁迫处理1周后,研究人员检测番茄叶肉细胞的相关指标,结果如表所示。
指标组别
Mg2+(mg·g-1)
胞间CO2浓度(μmol·mol-1)
气孔导度(mol·m-2·s-1)
PGK(U·g-1)
cyt(nmol·g-1·h-1)
净光合速率(μmol·m-2·s-1)
CK
4.7
356.0
0.43
70.1
166.3
8.3
S
2.8
335.4
0.12
36.2
53.7
3.5
注:CK与S分别表示对照组和盐胁迫组;PGK为图1过程⑩的关键酶;cyt为线粒体内膜上的电子传递蛋白。
据表及图1推测,盐胁迫使番茄产量降低的原因可能有 。
A.气孔导度下降会使过程⑦⑧⑨生成的化合物减少
B.PGK含量降低使过程⑩糖类的合成速率下降
C.cyt含量降低从而导致过程⑨、⑩的速率降低
D.Mg2+浓度降低从而导致过程⑦、⑧的产物减少
(4)据图1推测,番茄叶肉细胞应对盐胁迫的“策略”可能有 。
A.SOS1磷酸化激活
B.SOS2和SOS3分离
C.NHX蛋白活性增强
D.HKT基因表达量增加
(5)研究人员探究了盐胁迫下,乙烯和茉莉酸对番茄胚根生长的影响,实验结果如图2所示。
据图2分析,概述实验结果是 。
(6)研究人员进一步针对盐胁迫影响番茄胚根生长的机制提出以下2种假设:
假设1:盐胁迫分别调控乙烯和茉莉酸的合成影响胚根生长
假设2:盐胁迫通过乙烯调控茉莉酸的合成影响胚根生长
针对上述假设,设计如下实验方案:取 的番茄幼苗若干,均分为甲乙丙三组,甲组正常条件下培养,乙组给予适宜浓度NaCl处理,丙组给予适宜浓度的NaCl和 处理,培养一段时间,检测各组的乙烯和茉莉素含量。预测结果:若乙烯含量乙组>甲组>丙组,茉莉素含量 ,说明假设1正确;若乙烯含量乙组>甲组>丙组,茉莉素含量 ,说明假设2正确。
【答案】(1) NADPH 叶绿体基质
(2)主动运输
(3)BCD
(4)ACD
(5)盐胁迫会促进茉莉酸和乙烯合成,进而抑制番茄胚根生长
(6) 生理状况相同 乙烯合成抑制剂 乙组=丙组>甲组 乙组>甲组>丙组
【分析】光合作用:
(1)光反应阶段:水光解产生NADPH和氧气,ADP和Pi 结合形成ATP。
(2)暗反应阶段:二氧化碳和五碳化合物结合形成三碳化合物,三碳化合物在ATP和NADPH的作用下,还原成五碳化合物,同时ATP水解成ADP和Pi。
【详解】(1)分析题图,光反应过程,NADP+、e-和H+结合后生成了Ⅵ(NADPH)。过程⑨⑩属于暗反应的CO2固定和C3还原,发生场所为叶绿体基质。
(2)根据图1,在盐胁迫下,番茄叶肉细胞排钠需要载体蛋白协助,还需要ATP水解提供能量,由此可知,在盐胁迫环境下,番茄叶肉细胞排出Na+的方式为主动运输。
(3)A、根据表格数据,盐胁迫组的气孔导度与对照组相比显著下降,气孔导度下降,会使得进入细胞的CO2减少,因此过程⑨生成的化合物C3减少,导致C3还原时需要的NADPH和ATP减少,即⑦⑧生成的化合物增加,A错误;
B、根据表格数据,盐胁迫组的PGK(C3还原的关键酶)与对照组相比显著下降,会影响暗反应,使过程⑩糖类的合成速率下降,B正确;
C、根据表格数据,盐胁迫组的cyt(线粒体内膜上的电子传递蛋白)与呼吸作用相关,呼吸作用下降,使得物质IX积累,导致过程⑨、⑩的速率降低,C正确;
D、根据表格数据,盐胁迫组的Mg2+与对照组显著下降,而Mg2+与叶绿素合成有关,其含量下降,会影响光反应即过程⑦、⑧的产物减少,D正确。
故选BCD。
(4)根据图1 ,盐胁迫下,番茄细胞的策略为使钠离子运出细胞或运进液泡,降低细胞质基质中钠离子浓度,主要通过SOS1磷酸化激活,为Na+排出提供能量,或者HKT载体蛋白排出Na+,即HKT基因表达量增加有利于排出盐离子,或者通过NHX将Na+运进液泡,ACD正确。
故选ACD。
(5)据图2分析,概述实验结果是盐胁迫调节下,NaCl+茉莉酸合成抑制组的胚根长度大于NaCl组,NaCl+乙烯合成组的胚根长度大于NaCl组,因此盐胁迫会促进茉莉酸和乙烯合成,进而抑制番茄胚根生长。
(6)针对上述假设,设计如下实验方案:取生理状况相同的番茄幼苗若干,均分为甲乙丙三组,甲组正常条件下培养,乙组给予适宜浓度的NaCl处理,丙组给予适宜浓度的NaCl和乙烯合成抑制剂处理,培养一段时间,检测各组的乙烯和茉莉素含量。预测结果:若乙烯含量乙组>甲组>丙组,茉莉素含量乙组=丙组>甲组,说明假设1正确;若乙烯含量乙组>甲组>丙组,茉莉素含量乙组>甲组>丙组,说明假设2正确。
43.(2023·江苏扬州·模拟预测)水稻等谷物类种子结构分为种皮、胚、胚乳三部分。下图1为萌发种子部分代谢示意图,胚利用可溶性糖的氧化供能发育成幼苗,并有一个吸收并转运营养的器官-盾片;胚乳储藏营养,由淀粉胚乳和糊粉层构成。赤霉素(GA)在促进种子萌发过程中起主要作用,下图2为图1中某部位细胞的部分代谢活动。根据图1、图2及所学知识回答下列问题:
(1)在植物体内,赤霉素的主要合成部位是幼根、幼芽、 。
(2)图2对应图1中的具体结构名称是 (填“胚”“淀粉胚乳”或“糊粉层”),此结构细胞中GA的受体分布于 (写细胞结构)。
(3)据图2,GA激活细胞内两条信号转导途径:一条是不依赖于钙离子的信号途径,调控 ;另一条依赖钙离子的信号途径,调控 。该物质排出细胞后促进胚发育的大致过程:到达 内催化 水解成可溶性糖,可溶性糖经过盾片吸收并转移到胚,供胚发育所需。
(4)图3表示某植物种子萌发时的干重变化。有人认为这不是水稻等谷物种子萌发时的干重变化,理由是种子萌发后3~6天干重增加,符合油料作物种子萌发初期 先转化成可溶性糖, 元素含量和比例增加,造成干重 ;而谷物类种子萌发期间进行 (代谢过程)干重一般减少。
(5)图3中种子萌发后第10天的呼吸速率 光合速率。(填“大于”“小于”或“等于”)
【答案】(1)未成熟的种子
(2) 糊粉层 细胞质(基质)和细胞核
(3) α-淀粉酶的产生(α-淀粉酶基因的转录) α-淀粉酶的分泌 淀粉胚乳 淀粉
(4) 脂肪 O 增加 细胞呼吸
(5)等于
【分析】赤霉素合成部位:未成熟的种子,幼根,幼芽。作用:①促进细胞伸长,从而引起植株增高②促进种子萌发、开花、果实发育③促进细胞分裂与分化。分析图2可知,GA可以在细胞质调控α-淀粉酶的分泌和细胞核α-淀粉酶基因的转录。分析图1可知,α-淀粉酶从糊粉层细胞中排出后,进入淀粉胚乳中催化淀粉分解成可溶性糖,可溶性糖最终进入胚中供其发育所需。分析图3可知,该种子在萌发过程中,100粒种子干重先增加后降低,最后又逐渐升高。初期干重增加是因为油料作物种子脂肪转变为可溶性糖的过程中,O元素增加导致的,后期干重增加主要是因为植物光合速率大于呼吸速率,植物积累有机物。
【详解】(1)赤霉素是植物产生的一种激素,其主要合成部位是未成熟的种子,幼根,幼芽。
(2)分析图2可知,GA可以在细胞质中调控α-淀粉酶的分泌,也可以进入细胞核中调控α-淀粉酶基因的转录,所以此结构细胞中GA的受体分布于细胞质和细胞核。结合题干和图1可知,贮藏物质(主要是淀粉)在水解酶(α-淀粉酶)的催化作用下,水解成可溶性糖,而诱导该水解酶即α-淀粉酶合成和分泌的场所在糊粉层,因此图2细胞对应的是图1中的糊粉层。
(3)由图2可知,进入细胞质中的GA可以通过依赖钙离子的信号途径,促进含有α-淀粉酶的分泌囊泡与细胞膜融合,进而释放α-淀粉酶。另一方面,GA还可以进入到细胞核中(这种信号转导途径不依赖钙离子),通过调控α-淀粉酶基因的转录来影响α-淀粉酶的合成。
分析图1可知,α-淀粉酶从糊粉层细胞中排出后,进入淀粉胚乳中催化淀粉分解成可溶性糖,可溶性糖最终进入胚中供其发育所需。
(4)由图3可知,该种子在萌发过程中,100粒种子干重先增加后降低,最后又逐渐升高。若是油料作物种子,由于其细胞内脂肪C、H元素比例较高,O元素比例较低,在萌发初期,脂肪转化成可溶性糖的过程中,O元素含量逐渐升高,导致其干重增加;而谷物类种子细胞内淀粉较多,淀粉转化成可溶性糖的过程中,O元素含量无显著变化,而且随着呼吸作用对可溶性糖的消耗,其干重一般减少。
(5)图3中,第6天至第10天,干重逐渐减少,第10天后干重逐渐增加,第10天干重不增不减,说明第10天时,植物光合作用制造有机物的速率等于呼吸作用消耗有机物的速率,即光合速率等于呼吸速率。
44.(23-24高三上·江苏无锡·阶段练习)植物具有多种接受光信号的分子,如光敏色素 A、隐花色素等。
注:图2所用材料为RPT2基因缺失突变体,图3各组实验均在蓝光照射下进行,PAC为赤霉素合成抑制剂。
(1)光敏色素主要吸收 光,在植物细胞中的 (填细胞器)上合成,受光照射其空间结构会发生变化。由图1 可知,该信息通过调节蛋白影响Cab基因和rbes基因在细胞核中的 过程。②、④两过程该的开始和终止分别与mRNA中的 和 有关。
(2)研究者以野生型拟南芥、突变体 a(光敏色素 A缺失)、突变体b(隐花色素缺失)和突变体 c(光敏色素 A 和隐花色素均缺失)为材料进行实验,结果如图1所示,由此可得出“蓝光是通过 来调控下胚轴的向光性生长”的结论。
(3)RPT2(一种信号分子)基因的表达也会影响植物的向光性生长。为探究拟南芥下胚轴向光性生长过程中 RPT2和GA是否在同一信号通路中发挥作用,研究者设计了系列实验,结果如图 2、图 3,据图判断,RPT2和GA (在/不在)同一信号通路中发挥作用。通过上述实验结果可知,蓝光可以 导致拟南芥下胚轴向光性生长
(4)研究表明,光敏色素有生理失活型(Pr)和生理激活型(Pfr)两种存在形式。当Pr吸收660nm的红光后会转变为Pfr,而Pfr吸收730nm的红外光后会逆转为Pr.已知黑暗环境中缺少红光,但是不缺远红光。在连续的黑暗中,Pr/Pfr比值会 。由此可以推测,短日照植物(日照时间需要小于某一个值时才能开花的植物为短日照植物。长日照植物则正好相反)需要在Pr/Pfr比值 (填“高于”或“低于”)临界值才能开花。
【答案】(1) 红光和远红光 核糖体 转录 起始密码 终止密码
(2)光敏色素A或隐花色素
(3) 不在 蓝光能通过光敏色素A和隐花色素促进RPT2基因的表达
(4) 逐渐升高 高于
【分析】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器官、组织、细胞之间的协调和配合。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。对于多细胞植物体来说,细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调,需要通过激素传递信息。激素作为信息分子,会影响细胞的基因表达,从而起到调节作用。同时,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。
2、光敏色素是一类蛋白质,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到细胞核内,影响特定基因的表达,从而表现出生物学效应。
【详解】(1)光为一种信号,影响调控物生长发育的全过程,光敏色素主要吸收红光和远红光,光敏色素的化学本质为蛋白质,故在植物细胞的核糖体上合成。从图1中可得,该信息通过调节蛋白影响Cab基因和rbes基因在细胞核中的转录过程。②和④过程为核糖体上进行的翻译过程,翻译的起始和终止与mRNA上的起始密码和终止密码有关。
(2)突变体a(光敏色素A缺失)、突变体b(隐花色素缺失)和突变体c(光敏色素A和隐花色素均缺失),从图中可以看出,在蓝光诱导下,野生型、突变体a、突变体b的下胚轴均能向光弯曲生长,突变体c的下胚轴几乎不弯曲生长,由此可得出“蓝光是通过光敏色素A或隐花色素来调控下胚轴的向光性生长”的结论。
(3)本实验是探究拟南芥下胚轴向光性生长过程中 RPT2和GA是否在同一信号通路中发挥作用,图2所用材料为RPT2基因缺失突变体,蓝光照射后GA含量降低;图3各组实验均在蓝光照射下进行,RPT2 (一种信号分子)基因的表达会影响植物的向光性生长,PAC为赤霉素合成抑制剂,野生型两组RPT2基因表达,突变体c两组RPT2基因未表达,据此推断RPT2和GA不在同一信号通路中。实验结果野生型拟南芥和突变体 c(光敏色素 A 和隐花色素均缺失)做对比,蓝光还能通过光敏色素A和隐花色素促进RPT2(一种信号分子)基因的表达进而导致拟南芥下胚轴向光性生长。
(4)黑环境中缺少红光,但是不缺远红光,远红光会使Pfr转变为Pr,因此在连续的黑暗中,Pr/Pfr比值会逐渐升高;短日照植物需要在比值Pr/Pfr小于某一个值时才能开花,长日照植物则正好相反,因此需要在Pr/Pfr比值高于临界值才能开花。
45.(23-24高三上·江苏镇江·期中) NADP-ME 型 C4 植物通过叶肉细胞同化 CO₂,形成苹果酸(C4化合物)转移到维管束鞘细胞参与光合作用。其维管束鞘细胞中含有叶绿体,但是往往类囊体功能出现退化。图1是光敏色素调节该植物光合作用的示意图,图中结构A 表示细胞之间的通道,图2是植物光合作用光反应机制示意图。请回答下列问题:
(1)光敏色素主要吸收 光,受光照射其空间结构会发生变化。由图1 可知,该信息通过调节蛋白影响Cab基因和rbes基因在细胞核中的 过程。其中Cab基因表达产物参与类囊体的构建进而影响光合作用的 阶段;rbes基因指导合成的蛋白质进入叶绿体基质,与叶绿体 DNA 指导合成的蛋白质组装成Rubisco 全酶,该过程说明叶绿体是 细胞器。与染色体DNA 相比,叶绿体DNA的形态为 。
(2)苹果酸通过图1中结构A 进入维管束鞘细胞,Rubisco 全酶为固定 CO₂的酶,维管束鞘细胞中 CO₂主要来源有 。
(3)如图2所示,大部分植物含有PSI(光系统I)和 PSII(光系统Ⅱ)。依赖水的光解,Cytb₆-f运输H⁺过程和 过程,共同构建了 内外的质子浓度差,ATP 合酶利用该浓度差合成ATP。但NADP-ME 型 C4 植物维管束鞘细胞中PSII 退化,只有 PSI,该细胞不能进行 和合成NADPH,但可通过循环式电子传递链(图2虚线所示)作用进而合成 提供给暗反应。
【答案】(1) 红光和远光 转录 光反应 半自主性 环状
(2) 胞间连丝 细胞呼吸和苹果酸(C4化合物)释放
(3) 光照的驱动促使水分解产生H+ 类囊体膜 水的光解 ATP
【分析】光敏色素是一类蛋白质,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到细胞核内,影响特定基因的表达,从而表现出生物学效应。
【详解】(1)光作为一种信号,影响调控植物生长、发育的全过程。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,这一变化的信息会通过调节蛋白影响Cab基因和rbes基因在细胞核中转录过程,其中Cab基因表达产物参与类囊体的构建,而类囊体膜是光合作用光反应的场所,可见Cab基因表达产物参与类囊体的构建进而影响光合作用的光反应阶段。rbes基因指导合成的蛋白质进入叶绿体基质,与叶绿体DNA指导合成的蛋白质组装成Rubisco全酶,这说明叶绿体中的蛋白质合成的过程中,既受自身基因控制又受细胞核中的基因控制合成的,说明叶绿体半自主性细胞器,与染色体DNA相比,叶绿体DNA的形态为环状。
(2)图中结构A表示细胞之间的通道,在高等植物中为胞间连丝,由图可知,维管束鞘细胞中CO2主要来源有细胞呼吸和苹果酸(C4化合物)的释放。
(3)如图2所示,大部分植物含有PSI(光系统I)和PSII (光系统I) 。依赖水的光解Cytb-f运输H+过程和光照的驱动促使水分解产生H+过程,共同构建了类囊体膜内外的质子浓度差,ATP合酶利用该浓度差合成ATP。但NADP-ME型C4植物维管束销细胞中PSII退化,只有PSI,该细胞不能进行水的光解和合成NADPH,但可通过循环式电子传递链(图2虚线所示)作用进而合成ATP提供给暗反应。
46.(23-24高三上·江苏南京·期中)番茄因富含各种维生素而成为人们喜爱的食物。为了更好地指导番茄栽培中的水分管理,科研人员研究土壤逐步失水过程中番茄光合作用特性的变化,得到图1、2所示结果(其中羧化酶是CO2固定关键酶)。请据图回答问题:
(1)研究表明,植物在缺水时脱落酸(ABA)含量增加导致叶片中气孔部分关闭,其机制如图3。已知细胞质基质中Ca2+的浓度在20~200μmol/L之间,液泡中及细胞外Ca2+的浓度通常高达1mmol/L。由图3可知,ABA与ABA受体结合后,可通过ROS、IP3等信号途径激活位于 上的Ca2+通道蛋白,使Ca2+以 方式转运到细胞质基质中。细胞质基质中Ca2+浓度的增加,促进了K+及Cl-流出细胞,使保卫细胞的渗透压降低,保卫细胞 (填“吸水”或“失水”),气孔关闭。
(2)图1显示土壤含水量过低时番茄净光合速率明显较低,结合(1)分析,这是因为植株缺水时会导致在 (填结构)中合成C3的速率减慢;同时,缺水导致叶绿素分解加快,光反应为C3还原提供的 减少。
(3)结合图2分析,当土壤含水量过高时,番茄植株净光合速率下降的原因是 。
(4)土壤中含水量过高会导致番茄的净光合速率降低,为探究其净光合速率降低与叶片色素含量的关系,有人进行了相关实验,请完成下表:
实验步骤的目的
简要操作过程
种植番茄幼苗
选取健壮、长势基本一致的番茄幼苗随机均分成两组,实验组种植在含水量为90%的土壤中,对照组种植在含水量为① 的土壤中。在光照、温度等适宜条件下培养
采集叶片样本
在栽培的第5、10和15天,②
③
取采集的叶片各20g,分别在剪碎后置于10mL的丙酮-乙醇(2︰1)混合液中浸泡;各组装置放在4℃、④ (有光或无光)等环境中,以防止色素分解
测定色素含量
将每组色素提取液用⑤ (液体)定容到10mL,利用分光光度计测定各组色素提取液的吸光值,计算平均值。
【答案】(1) 细胞(质)膜、液泡膜 协助扩散 失水
(2) 叶绿体基质 ATP、NADPH
(3)当土壤含水量过高时,羧化酶效率下降,导致固定的CO2减少,所以番茄植株净光合速率下降
(4) 70% 分别摘取等量两组幼苗(中上部)叶片为样本 提取色素 无光 乙醇或丙酮或丙酮-乙醇(2︰1)混合液
【分析】1、光合作用可以概括地分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的,包括水的光解和ATP、NADPH的形成;暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的,包括CO2的固定和C3的还原。
2、ABA合成的主要部位是根冠和萎蔫的叶片,主要作用有:促进种子休眠,促进气孔关闭,促进果实成熟脱落,抑制细胞分裂等。
【详解】(1)由图3可知,ABA与ABA受体结合后,可通过ROS、IP3等信号途径激活位于细胞膜和液泡膜上的Ca2+通道蛋白,使Ca2+从细胞外进入细胞质基质和液泡,由题“已知细胞质基质中Ca2+的浓度在20~200μmol/L之间,液泡中及细胞外Ca2+的浓度通常高达1mmol/L”可知Ca2+是顺浓度梯度由细胞外运输至细胞质基质中的,转运方式为协助扩散。细胞质基质中Ca2+浓度的增加,促进了K+及Cl-流出细胞,使保卫细胞的渗透压降低,低于外界溶液后保卫细胞失水,气孔关闭。
(2)植株缺水导致叶片中气孔部分关闭,吸收的CO2减少,在叶绿体基质中合成C3的速率减慢;同时,缺水导致叶绿素分解加快,光反应减弱,合成的ATP、NADPH减少,导致C3还原减弱,故土壤含水量过低时番茄净光合速率明显较低。
(3)结合图2分析,当土壤含水量过高时,羧化酶效率下降,由于羧化酶是CO2固定关键酶,所以会导致固定的CO2减少,所以番茄植株净光合速率下降。
(4)本实验的研究目的是探究土壤中含水量过高会导致番茄的净光合速率降低,番茄植株净光合速率下降与叶片色素含量的关系,故实验的自变量是土壤含水量,实验组的土壤含水量应过高,对照组的土壤含水量应在最适含量,根据图1,土壤含水量在70%时植物平均净光合速率最大,最有利于植物生长。因变量时植物叶片中色素的含量,由于色素易溶于有机溶剂,所以可以用无水乙醇或丙酮进行色素的提取。设计实验要遵循单一变原则、对照原则,故实验步骤为:
(1)种植番茄幼苗:选取健壮、长势基本一致的番茄幼苗随机均分成两组,实验组种植在含水量为90%的土壤中,对照组种植在含水量为70%的土壤中,在光照、温度等适宜条件下培养。
(2)采集叶片样本:在栽培的第5、10和15天,分别摘取等量两组幼苗叶片为样本。叶片最好选择中上部的成熟叶片,因为含有的色素多,便于后续观察。
(3)提取绿叶中的色素:取采集的叶片各20g,分别在剪碎后置于10mL的丙酮-乙醇(2︰1)混合液中浸泡;由于叶绿素不稳定易受光氧化,故各组装置放在4℃、无光等环境中,以防止色素分解。
(4)测定色素含量:定容时,要保证两组所加溶液相同且能溶解色素,所以可以用乙醇或丙酮或丙酮-乙醇(2︰1)混合液将每组色素提取液定容到10mL,利用分光光度计测定各组色素提取液的吸光值,计算平均值。
47.(23-24高三上·江苏无锡·期中)生长素参与调控植物生长发育的各个过程,植物通过协调生长素的合成、运输及信号转导来实现对不同生长发育过程的精准调控。请回答问题:
(1)植物体内生长素的合成部位主要是 ,而根部合成的生长素很少,主要由地上部分输送而来,输送路径如图1。拟南芥根横放后,不同区域的生长素运输量也会发生差异,导致近地侧的生长速度比远地侧 。研究发现,生长素的定向运输与细胞膜上的生长素输出载体(PIN)有关,据图1 推测, PIN在中柱部位细胞的分布位置主要在靠近根 的一侧(填“形态学上端”或“形态学下端”)。
(2)单侧光会激活拟南芥下胚轴细胞内的向光素(一种光敏色素),引起PIN 向细胞的 (填“向光侧”或“背光侧”)聚集,引起该侧生长素浓度升高。生长素促进下胚轴弯曲生长的信号转导机制如图2所示。据图分析,一方面,IAA 与 TIR1蛋白结合成复合物后,使阻遏蛋白 ,释放出 ,从而启动下游一系列基因的表达。这些基因中除了与生长素反应相关的基因外,还包括阻遏蛋白的合成基因,这表明该信号转导途径存在 调节的机制;另一方面,IAA还能通过激活细胞膜上的质子泵,将H⁺通过 方式运至细胞外,使得细胞壁在酸性环境中软化松弛,易于细胞伸长生长。
(3)为了研究生长素激活质子泵是否依赖于 TIRl 受体蛋白,研究人员根据TIRl 受体的蛋白结构,通过 工程将TIR1蛋白改造为ccvTIR1 蛋白,改造后的ccvTIR1 只能特异性识别改造后的生长素cvxIAA而不能识别未改造的IAA,从而避免生长素的其他复杂响应来特异性研究 介导的信号通路;研究显示,当含有ccvTIR1的转基因植物被cvxIAA处理后依然能够激活质子泵,这说明 。
【答案】(1) 幼嫩的芽、叶和发育中的种子 慢 形态学上端
(2) 背光侧 被降解 激活的ARF 反馈 主动运输
(3) 蛋白质 TIR1受体 生长素激活质子泵依赖于TIR1蛋白
【分析】1、植物向光性产生的原因是:当单侧光照射植物时,会使生长素发生横向运输,导致向光侧和背光侧的生长素分布不均,从而出现生长不一致的现象,使得植物出现向光性。
2、分析图1可知,生长素的运输方向是从形态学上端运到形态学下端,拟南芥根横放后,会向地弯曲生长。分析图2可知,生长素可与细胞内的TIR1蛋白结合形成复合物,该复合物进入细胞核后使阻遏蛋白分解,激活的ARF可以启动下游一系列基因的表达。
【详解】(1)植物体内生长素的合成部位主要是幼嫩的芽、叶和发育中的种子,而根部合成的生长素很少,主要由地上部分输送而来。横放后,由图1可知,根向下弯曲生长,说明近地侧的生长速度比远地侧慢。在幼根中,生长素只能从形态学上端运输到形态学下端,据图1分析,PIN在中柱部位细胞的分布位置主要在靠近根形态学上端的一侧。
(2)单侧光照射时,会激活拟南芥下胚轴细胞内的向光素,引起PIN 向细胞的背光侧聚集,引起该侧生长素浓度升高,从而使背光侧比向光侧生长更快。据图2分析可知,IAA 与 TIR1蛋白结合成复合物后,使阻遏蛋白被降解,释放出(激活的)ARF,从而启动下游一系列基因的表达。这些基因中除了与生长素反应相关的基因外,还包括阻遏蛋白的合成基因,合成的阻遏蛋白又将与ARF结合从而阻止ARF的激活,这表明该信号转导途径存在反馈调节的机制。据题意“细胞壁在酸性环境中软化松弛,易于细胞伸长生长”可知,细胞膜外的pH比膜内更低,因此H+通过质子泵运输到细胞外的方式是主动运输。
(3)要生产自然界中原本不存在的蛋白质,必须通过蛋白质工程。改造后的ccvTIR1 只能特异性识别改造后的生长素cvxIAA而不能识别未改造的IAA,从而避免生长素的其他复杂响应来特异性研究TIR1受体介导的信号通路。当含有ccvTIR1的转基因植物被cvxIAA处理后依然能够激活质子泵,这说明生长素激活质子泵依赖于TIR1蛋白。
48.(23-24高三上·江苏连云港·阶段练习)气孔是由两个保卫细胞围成的空腔,是植物控制气体交换和水分代谢的重要结构。图1、图2分别是气孔运动的2种调节机制。请回答下列问题:
(1)光照下,保卫细胞中蔗糖的积累,一是通过类囊体产生的 ,将PGA还原为TP,部分TP运输到 中,进一步合成蔗糖;二是由于光合作用使叶绿体内 降低,导致pH增高,使淀粉转化为蔗糖等可溶性糖。
(2)研究发现,蓝光对气孔张开有一定的作用,位于 的蓝光受体吸收蓝光后,激活质膜上的质子泵,消耗ATP形成电化学梯度,为 跨膜运输提供动力。
(3)研究发现,脱落酸(ABA)对气孔开闭也有一定作用,据图2分析,干旱时ABA快速合成并运输到叶片,与保卫细胞中的受体结合,使 以及 的Ca2+进入细胞质基质,Ca2+浓度升高,通过 ,使气孔维持关闭状态。
(4)为进一步研究ABA受体与气孔关闭的关系,研究者将野生型拟南芥与ABA受体基因过表达品系为材料进行对照实验,培养一段时间后,测量叶片的气孔导度。若 ,则说明ABA受体增多能加速气孔关闭。
【答案】(1) NADPH、ATP 细胞质基质 H+
(2) 叶绿体、细胞膜(质膜) H+
(3) 细胞外 内质网中 同时促进K+外流,抑制K+内流
(4)过表达品系叶片气孔导度小于野生型
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物,并释放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生NADPH与氧气,同时合成ATP。光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和[H](NADPH)的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】(1)据图可知,类囊体产生的NADPH和ATP将PGA还原为TP,部分TP运输到细胞质基质中,进一步合成蔗糖;光合作用中H+被消耗,导致pH增高,使淀粉转化为蔗糖等可溶性糖。
(2)由图可知,位于叶绿体基质和细胞膜表面的蓝光受体吸收蓝光后,激活质膜上的质子泵,消耗ATP形成电化学梯度,为H+运出细胞膜提供动力。
(3)干旱时ABA快速合成并运输到叶片,与保卫细胞中的受体结合,促进钾离子外流和钙离子内流,同时内质网中的钙离子也流向细胞质中,钙离子浓度升高,抑制钾离子进入保卫细胞,使气孔维持关闭状态。
(4)研究者将野生型拟南芥与ABA受体基因过表达品系为材料进行对照实验,培养一段时间后,测量叶片的气孔导度。若野生型拟南芥比ABA受体基因过表达品系的气孔导度更大,则说明ABA受体增多能加速气孔关闭。
49.(23-24高三上·江苏南通·开学考试)植物的蒸腾作用对植物有重要的意义,气孔是植物蒸腾作用的主要通道。双子叶植物表皮上的气孔由两个肾形保卫细胞构成,如下图,请回答:
(1)当保卫细胞渗透压 (填“变大”或“变小”)时细胞吸水,由于较薄的细胞外壁(靠近表皮细胞一侧)易于伸长而向外扩展,但微纤丝长度相对稳定,于是保卫细胞内壁外移,导致气孔导度 (填“变大”或“变小”)。
(2)适当降低蒸腾速率以减少水分损耗,在生产实践上是有意义的。但人为地过分抑制蒸腾作用对植物反而有害,因为蒸腾作用在生命活动中具有的意义有
A.是水分吸收和运输的主要动力
B.有助于无机盐的吸收和运输
C.有助于根系产生的激素等运输到地上的器官和组织
D.有助于降低叶片的温度
(3)气孔开度的调节主要受保卫细胞中细胞液的渗透压调节。参与气孔开度调节的渗透物质主要有钾离子和对应的阴离子, 以及蔗糖和苹果酸,下图表示保卫细胞渗透物质浓度的提高导致气孔张开的途径:
① 保卫细胞常表现为膜内负电位膜外正电位的极化状态,膜上ATP驱动的质子泵将H⁺泵到细胞外,导致保卫细胞质膜 (填“去极化”或“超极化”),质膜内侧的电势变得更负,驱动K+从表皮细胞经过保卫细胞质膜上的钾通道进入保卫细胞,再进入液泡。K+进入细胞的同时,还伴随着 的进入,以保持保卫细胞的电中性。已知脱落酸可以抑制保卫细胞质膜上的内向K⁺通道活性,活化外向K⁺、Cl-通道,请分析其促进气孔关闭的机理 。
②保卫细胞中进行卡尔文循环的场所是 。图中固定CO2的产物有 。液泡中的苹果酸增加也是促进气孔开放的因素之一,推测气孔开放时保卫细胞中的淀粉含量会 。
③蔗糖也是气孔运动的渗透调节物质之一,由图分析其来源主要有 。
A.保卫细胞叶绿体内暂时储存的淀粉水解转变成蔗糖
B.保卫细胞通过碳固定和光合作用合成蔗糖
C.保卫细胞从细胞间隙吸收叶肉细胞产生的蔗糖
D.保卫细胞液泡中的苹果酸合成蔗糖
【答案】(1) 变大 变大
(2)ABD
(3) 超极化 Cl-
脱落酸能抑制保卫细胞膜上的内向K+通道蛋白活性,活化外向K+通道蛋白,促进K+外流,保卫细胞内K+浓度减小;同时,ABA又活化保卫细胞细胞膜上的外向Cl-通道蛋白,使Cl-外流,保卫细胞内Cl-浓度减小,保卫细胞膨压下降,气孔关闭。 叶绿体基质
3-磷酸甘油酸和苹果酸 降低 ABC
【分析】1、蒸腾作用是水分从活的植物体表面(主要是叶子)以水蒸气状态散失到大气中的过程,是与物理学的蒸发过程不同,蒸腾作用不仅受外界环境条件的影响,而且还受植物本身的调节和控制,因此它是一种复杂的生理过程。其主要过程为:土壤中的水分→根毛→根内导管→茎内导管→叶内导管→气孔→大气,植物幼小时,暴露在空气中的全部表面都能蒸腾。
2、题图保卫细胞是指植物茎、叶等的表皮上具有叶绿体而通常作半月形的两个相邻的细胞。保卫细胞间的空隙就是气孔。保卫细胞的膨压随着进行光合作用的强度和所形成的碳水化合物的多少而有增减,也就影响气孔开闭的大小。当细胞膨压增高时,壁薄处向外伸展,壁厚处却很少伸张,整个细胞成相对弯曲状,两个细胞之间就出现椭圆形的裂口,这时气孔张开;膨压下降时,细胞收缩,厚壁靠紧,气孔就闭合;保卫细胞的构造、形状、数量、排列和位置,随植物种类和生活环境而异。
【详解】(1)溶液的渗透压是指溶液中溶质微粒对水的吸引力,渗透压的大小取决于单位体积中溶质微粒的数目。即溶液渗透压越大吸水能力越强,故当保卫细胞渗透压变大时细胞吸水。气孔导度是指气孔张开的程度;由于较薄的细胞外壁(靠近表皮细胞一侧)易于伸长而向外扩展,但微纤丝长度相对稳定,于是保卫细胞内壁外移,气孔张开,导致气孔导度变大。
(2)蒸腾作用的意义有:促进植物体内水分及无机盐的运输;促进根部对矿质离子的吸收;降低植物叶片表面的温度;为大气提供大量的水蒸气,使当地的空气保持湿润,使气温降低,让当地的雨水充沛,形成良性循环等;根系产生的激素如生长激素运到地上的器官和组织属于主动转运,ABD正确,C错误。
故选ABD。
(3)保卫细胞处于外正内负的极化状态,ATP驱动的质子泵将H+泵到膜外,导致膜外正电荷更多,则保卫细胞极化状态加剧形成超极化现象,质膜内侧的电势变得更负,驱动K+从表皮细胞经过保卫细胞质膜上的钾通道进入保卫细胞,再进入液泡。由题图可知K+进入细胞的同时,还伴随着Cl-的进入,以保持保卫细胞的电中性。脱落酸能抑制保卫细胞膜上的内向K+通道蛋白活性,活化外向K+通道蛋白,促进K+外流,保卫细胞内K+浓度减小;同时,ABA又活化保卫细胞细胞膜上的外向Cl-通道蛋白,使Cl-外流,保卫细胞内Cl-浓度减小,保卫细胞膨压下降,气孔关闭。卡尔文循环是光合作用的碳反应,发生在叶绿体基质中;题图固定CO2的产物是3-磷酸甘油酸和苹果酸。
ABC、题图可知淀粉经过一系列反应可以变成苹果酸,苹果酸进入液泡促进气孔开发,故气孔开放时保卫细胞中的淀粉含量会降低。题图可知蔗糖的来源有三条路径:淀粉水解后经过一系列反应转变成蔗糖;通过卡尔文循环转变成蔗糖;从细胞外转运进入细胞溶胶,ABC正确;
D、由图可知,保卫细胞液泡中的苹果酸不会合成为蔗糖,D错误。
故选ABC。
50.(22-23高三下·江苏扬州·阶段练习)光敏色素是一类能接受光信号的分子,主要吸收红光和远红光,具有非活化态(Pr)和活化态(Pfr)两种类型。农田中玉米-大豆间作时,高位作物(玉米)对低位作物(大豆)具有遮阴作用,严重时引发“荫蔽胁迫”,此时,低位植物体内的光敏色素及多种激素共同响应荫蔽胁迫。请回答下列问题。
(1)光敏色素是一类 (化学本质)。不同的光照条件能改变光敏色素的 ,这一变化的信息会经过信息传递系统传导到 内,影响特定基因的表达,从而表现出生物学效应。
(2)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 。发生荫蔽胁迫时,低位植物体内的光敏色素主要以 形式存在。此形式的光敏色素可 (选填“减弱”或“增强”)对光敏色素互作因子(PIFs)的抑制作用,有利于多种激素共同响应荫蔽胁迫。在调控下胚轴和茎秆伸长方面,图中四种激素之间具有 作用。
(3)荫蔽胁迫引发低位植物的下胚轴及茎秆等出现过度伸长,这有利于植物 ,以适应环境的变化。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)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,请在答题卷的方框中用箭头表示荫蔽胁迫下三者之间的关系 。
【答案】(1) 蛋白质(色素—蛋白复合体) 空间结构 细胞核
(2) 植物叶片中的叶绿素吸收红光 非活化态(Pr) 减弱 协同
(3) 吸收更多的光照 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)
【分析】1、激素调节只是植物生命活动调节的一部分;
2、在植物个体生长发育和适应环境的过程中,各种植物激素不是孤立地起作用,而是相互协调共同调节,植物激素的合成受基因的控制,也对基因的程序性表达具有调节作用。
【详解】(1)光敏色素是一类是蛋白质(色素-蛋白复合体);据图可知,红光条件下,非活化态(Pr)转化为活化态(Pfr),而远红光条件下,活化态(Pfr)可转化为非活化态(Pr),因此光照条件能改变光敏色素的空间结构使光敏色素的功能也发生了改变。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。
(2)植物叶片中的叶绿素吸收红光,自然光被植物滤过后,其中红光(R)/远红光(FR)的值会下降。据图可知,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。据图可知,活化态(Pfr)可抑制光敏色素互作因子(PIFs)的作用,荫蔽胁迫时,Pfr减少,减弱了对PIFs的抑制作用。据图可知,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下胚轴及茎秆等出现过度伸长,导致植物长高,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,因此玉米一大豆间作时,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为: 。
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专题19 植物的激素调节
一、单选题
1.(2024·江苏南京·二模)下列关于植物激素的调节及应用的叙述,正确的是( )
A.连续暴雨影响了盛花期油菜的正常受粉,为防止减产,应喷施一定浓度的赤霉素溶液
B.“凡嫁接矮果及花,用黄泥晒干,筛过,以小便浸之,十余次,则生根”与生长素有关
C.“小麦即将成熟时,经历一段时间的干热后又遇大雨,种子易在穗上发芽”与乙烯有关
D.把成熟苹果与未成熟香蕉密封在一起,可促使香蕉成熟,是由于成熟苹果释放了脱落酸
2.(2024·江苏·模拟预测)小利同学对野外的几种植物进行观察记录并分类(图)。下列叙述正确的是( )
A.植物甲一定利用种子繁殖
B.乙可当作监测空气污染程度的指示植物
C.植物丙可表示葫芦藓
D.煤的形成与甲所示植物类群无关
3.(2024·江苏南通·三模)下列有关植物激素受体的叙述,正确的是( )
A.脱落酸受体表达量下降的小麦种子休眠时间延长
B.赤霉素受体表达量增加的大麦种子萌发速度加快
C.细胞分裂素受体表达量增加的葡萄植株生长速度减慢
D.生长素受体活性减弱的迎春花插条更容易生根
4.(2024·江苏徐州·模拟预测)在黑暗中生长的植物幼苗通常表现为黄叶,称为黄化苗。光照影响幼苗叶色的分子机制如图所示。有关叙述错误的是( )
A.光敏色素是一类蛋白质,在分生组织的细胞内比较丰富
B.光敏色素接受光信号后,其空间结构会发生变化,影响特定基因的表达
C.光照环境下,进入细胞核的光敏色素促进HY5降解,使幼苗发生去黄化反应
D.光敏色素分布在细胞质中,可以将外界的光信号转化,从而有利于进行光合作用
5.(2024·江苏南通·模拟预测)下列有关植物激素相互作用关系的叙述,错误的是( )
A.生长素和赤霉素对豌豆茎的伸长生长具有协同作用
B.植物根尖的生长同时受根冠产生的脱落酸抑制和分生组织产生的生长素促进
C.较高浓度生长素能促进乙烯合成,而乙烯含量的增加反馈促进生长素的合成
D.生长素浓度与细胞分裂素浓度的比值高低会诱导不同基因的表达
6.(2024·江苏连云港·模拟预测)调节高等植物生命活动因素有环境、激素、基因等。下列有关叙述错误的是( )
A.植物器官生长、发育取决于某种激素的绝对含量
B.植物生长调节剂容易合成、价格便宜,效果稳定
C.光敏色素能接受红光、远红光信号,影响相关基因的表达
D.激素能影响基因的表达,而激素的产生、分布也受基因表达的调控
7.(2024·江苏南通·二模)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。下列相关叙述错误的是( )
A.植物体内接收可见光中各种光信号的受体统称为光敏色素
B.光作为一种信号会影响、调控植物生长发育的全过程
C.年轮、春化作用都能说明温度参与植物生长发育的调节
D.植物激素的产生和分布受基因表达调控和环境因素的影响
8.(23-24高三上·江苏连云港·阶段练习)科学家以拟南芥为材料研究 GR24(一种植物激素)对侧枝生长发育的影响,结果如图1;研究NAA和GR24对野生型植株的影响,结果如图2。下列叙述错误的是( )
A.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
B.GR24对突变植株侧枝生长作用不明显的原因可能是GR24合成缺陷
C.NAA是一类生理效应与生长素类似的植物生长调节剂
D.GR24的作用机理可能是通过促进NAA的作用来抑制侧枝生长
9.(2024·江苏·模拟预测)光敏色素是植物接收光信号的分子,具有非活化态(Pr)和活化态(Pfr)两种形式。在农业生产中,作物密植或高低作物间作有时会导致荫蔽胁迫,下图为某种光敏色素和几种重要植物激素响应荫蔽胁迫的信号传递系统示意图。下列叙述正确的是( )
注:“+”表示促进,“-”表示抑制。
A.图示说明幼苗下胚轴伸长只是由激素调节和环境因素调节二者共同完成的
B.自然光被高位植物滤过后,其中红光/远红光的比值会上升激活光敏色素
C.荫蔽胁迫引发低位植物的茎秆等出现明显伸长,有利于植物适应环境变化
D.图中乙烯与其他三种植物激素在调控下胚轴及茎秆伸长方面表现为相抗衡
10.(2024·江苏·模拟预测)有研究发现,在植物侧芽处直接涂抹细胞分裂素,侧芽开始生长,顶端优势解除。为探究其具体机制,科学家发现在豌豆去顶前,侧芽所在的茎节处异戊烯基转移酶基因(IPT基因)不表达;去顶后该基因表达且细胞分裂素浓度增加。下列说法错误的是( )
A.生长素对侧芽的生长具有低浓度促进高浓度抑制的特点
B.生长素可以通过调控基因选择性表达而影响侧芽发育
C.IPT基因缺失的植物侧芽生长受抑制会表现顶端优势现象
D.若在去顶豌豆顶部涂抹生长素,茎节处细胞分裂素将增加
11.(2024·江苏南通·二模)“淀粉-平衡石假说”认为植物依靠富含“淀粉体”的平衡石细胞感受重力的刺激。玉米根尖处于垂直状态时,茎芽中合成的生长素(IAA)通过中柱运输到根尖,均等分布在根冠的各个方向。下列相关叙述错误的是( )
A.根尖也能合成少量生长素,生长素向伸长区运输需要载体蛋白和能量
B.水平放置时植物的茎部和根部生长素的分布受平衡石细胞的影响是相同的
C.平衡石中的淀粉体最终将重力信号转变为合成生长素的信号
D.植物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
12.(2024·江苏南京·一模)某研究小组研究油菜素内酯(BR)胁迫条件下脱落酸不敏感蛋白5(ABI5)缺失对拟南芥幼苗下胚轴生长的影响,将野生型拟南芥(Wt)和突变体(abi5-1)种子分别播种在含有0μmol/L和5μmol/LBR的培养基上,实验结果分别如图1、2。下列相关叙述错误的是( )
A.BR是植物特有的甾醇类激素,在种子萌发中具有重要作用
B.图1表明在正常条件下,Wt和abi5-1幼苗生长状态无明显差异
C.图2中5μmol/LBR胁迫条件下,ABI5缺失会促进拟南芥下胚轴的生长
D.图1、2结果表明,油菜素内酯的生理作用和脱落酸的生理作用相抗衡
13.(23-24高三下·江苏镇江·开学考试)大蒜是一种常见的生物学实验材料,下列以大蒜为实验材料进行的实验,叙述错误的是( )
A.可用无水乙醇提取大蒜绿色叶片的光合色素
B.可将大蒜瓣制成匀浆用双缩脲试剂检测其中的蛋白质
C.探究生长素促进大蒜生根最适浓度的预实验可不设置对照组
D.可将大蒜在4℃放置一周后再接触水以生根用于观察有丝分裂
14.(2024·江苏南通·一模)科研工作者以拟南芥为实验材料研究了油菜素内酯(BL,1nmol/L)和生长素(IAA)在植物侧根发育中的作用,结果如图(“+”表示添加,“-”表示不添加)。下列相关叙述错误的是( )
A.该实验的自变量是BL的有无和IAA的浓度
B.1nmol/LIAA浓度对侧根形成具有抑制作用
C.结果表明BL和IAA对侧根形成具有协同作用
D.BL对侧根的形成具有促进作用,且浓度越高促进效果越好
15.(23-24高三下·江苏苏州·开学考试)植物生长调节剂在生产实践中有着广泛的应用,下列相关叙述正确的是( )
A.用乙烯利处理西瓜幼苗可促进西瓜成熟
B.用α-萘乙酸(NAA)处理棉花顶芽可解除顶端优势
C.用细胞分裂素处理叶菜类蔬菜可延长其保鲜期
D.用芸苔素内酯(油菜素内酯类)处理小麦种子可抑制其萌发
16.(23-24高三下·江苏扬州·开学考试)光敏色素有两种形式:红光吸收型(Pr)和远红光吸收型(Pfr),当植物受到红光的照射时,Pr会转化为Pfr;而当植物接受远红光的照射时,Pfr则会还原为Pr。下图是阳生植物和阴生植物在不同遮阴程度下的茎伸长生长速率,相关叙述正确的是( )
注:Pfr/总光敏色素表示遮阴程度,该比值越大,表示遮阴程度越小
A.遮阴条件下有更多的远红光,使得Pfr在总光敏色素中比值增加
B.阳生植物随着遮阴程度的增加,光合作用减弱,茎的伸长生长速率减小
C.植物体内有较高的Pr时,阳生植物茎的伸长生长更快
D.阴生植物茎的伸长生长与遮阴程度没有相关性,光敏色素不起作用
17.(2024·江苏宿迁·一模)下列关于植物生命活动调节的相关叙述,正确的是( )
A.植物嫩芽细胞中,存在“色氨酸→……→生长素”的代谢途径
B.脱落酸在根冠及萎蔫的叶片中合成,能促进叶片气孔张开
C.光敏色素分布在类囊体膜,主要吸收红光和蓝光
D.植物分布的地域性主要与土壤的理化性质有关,与温度关系不大
18.(23-24高三下·江苏南通·开学考试)植物的生长发育过程受多种因素的调控。相关叙述正确的是( )
A.弱光刺激可作为春化信号,调控某些越冬植物开花
B.细胞分裂素能促进细胞分裂、伸长生长,诱导根的形成并促进其生长
C.重力信号可转换成合成生长素的信号,从而调节植物的生长方向
D.红光与远红光改变光敏色素的空间结构,从而影响植物生命活动
19.(2024·江苏泰州·一模)植物生长调节剂与植物激素对植物生长发育都有调节作用。相关叙述错误的是( )
A.黄瓜茎端赤霉素与脱落酸的比值较高,利于分化形成雌花
B.赤霉素处理大麦,可使种子不需要经过发芽就能产生α-淀粉酶
C.喷施生长素类调节剂不能防止豌豆因天气原因未授粉带来的减产
D.脱落酸与脱落酸受体结合后,可抑制细胞分裂、促进气孔的关闭
20.(23-24高三下·江苏无锡·开学考试)为探究不同时期干旱胁迫下喷施植物生长调节剂对甘薯产量的影响,明确喷施外源植物生长调节剂的最佳时期。在人工控水条件下研究了移栽后 20d(前期)、60d(中期)和100d(后期)干旱胁迫下喷施 6-BA、NAA和ABA(脱落酸)对甘薯产量的影响,结果如下图。据图分析,下列说法错误的是( )
A.据图可知,不同时期干旱胁迫下,喷洒三种植物生长调节剂均能提高甘薯产量
B.内源激素 ABA 主要由根冠和萎蔫的叶片合成,有促进气孔关闭的作用
C.不同时期干旱胁迫下,喷施 NAA均能提高甘薯产量,其中后期喷施增幅最大
D.同一时期干旱胁迫下,喷施不同外源植物生长调节剂均能提高甘薯产量,其中6-BA效果最佳
21.(23-24高三下·江西九江·阶段练习)温室大棚种植草莓时,需要控制大棚中的环境条件,或喷洒适宜浓度的植物生长调节剂,使之加快生长。下列说法错误的是( )
A.植物激素的产生和分布是基因表达调控的结果,也会受到环境因素的影响
B.细胞内的光敏色素被激活后,能直接影响到细胞核中特定基因的转录过程
C.草莓开花至果实完全成熟过程中,不同种激素的调节表现出一定的顺序性
D.植物生长调节剂具有“效果稳定”特点是因为植物体内缺少分解这些物质的酶
22.(23-24高三上·江苏苏州·阶段练习)植物激素或植物生长调节剂在生产、生活中得到了广泛的应用。相关叙述正确的是( )
A.利用成熟木瓜释放的乙烯可促进柿子的成熟
B.用适宜浓度的生长素类似物处理已受粉的番茄雌蕊,可获得无子番茄
C.用适宜浓度的脱落酸处理休眠的种子可促进种子萌发
D.提高培养基中细胞分裂素与生长素的比值可促进愈伤组织分化出根
23.(2024·江苏南通·一模)为培育生长速度较快的白枪杆植株,研究人员研究了玉米素(ZT)、3-吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA3)的不同组合对白枪杆幼苗总生物量和增长量的影响,结果如下表,CK为对照组。相关叙述正确的是( )
处理
玉米素ZT/mg·L-1
3-吲哚乙酸IAA/mg·L-1
赤霉素GA3/mg·L-1
总生物量/g
苗高增长量/cm
地径增长量/cm
冠幅增长量/cm
1
25
50
50
12.85
30.60
2.35
14.27
2
25
100
150
12.83
35.68
2.28
12.65
3
25
150
250
9.78
35.25
2.18
8.13
4
50
50
150
14.94
40.87
2.71
12.39
5
50
100
250
9.68
38.52
2.55
10.00
6
50
150
50
10.87
35.47
2.29
9.48
7
75
50
250
9.51
35.60
2.17
8.67
8
75
100
50
8.01
29.17
1.94
8.47
9
75
150
150
6.04
26.18
2.00
9.34
CK
0
0
9.93
17.60
1.88
10.95
A.不同激素对白枪杆幼苗总生物量影响的作用强弱顺序是GA3>IAA>ZT
B.ZT、IAA、GA3三种激素的作用均表现为低浓度促进、高浓度抑制
C.50mg·L-1ZT+50mg·L-1IAA+150mg·L-1GA3处理组苗高、地茎、冠幅增长量均最明显
D.结果说明决定植物生长的不是某种激素的绝对含量,而是不同激素的相对含量
24.(23-24高三上·江苏扬州·期末)为了研究赤霉素和光敏色素(接收光信号的蛋白质)在水稻幼苗发育中的作用,科研人员在适宜光照条件下,做了相关实验,结果如下图。下列叙述错误的是( )
注:PAC为赤霉素合成抑制剂
A.据图1分析,光敏色素B突变体传递的光信号异常,增强了PAC的抑制作用
B.据图2分析,PAC浓度大于10-4mol/L时对野生型水稻幼苗主根生长为抑制作用
C.据图2分析,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.植物生长发育的调控是由激素调节和环境因素调节等共同完成的
25.(23-24高三上·江苏淮安·阶段练习)植物激素和植物生长调节剂对植物的生长、发育有调节作用,下列叙述正确的是( )
A.植物激素既能在细胞间传递信息,又可催化化学反应
B.生长素在植物体内的运输方式有多种,常见的是协助扩散
C.生长素与赤霉素协调促进细胞的伸长生长,具有协同作用
D.植物生长调节剂效果稳定,推广使用不会存在任何负面影响
二、多选题
26.(2024·江苏盐城·模拟预测)油菜素内酯是一种植物激素,为研究其作用机理,科研人员用油菜素内酯的类似物24-eBL进行了相关研究。
实验一:用不同浓度的24-eBL处理拟南芥幼苗,一段时间后测量幼根长度,结果如图1:
实验二:将含有放射性标记的生长素的固体培养基(在将要凝固时),滴在用24-eBL处理过的拟南芥幼根切段上(在图2箭头所示的位置),一段时间后取方框内的部分进行检测,结果如图3。
下列有关叙述正确的有( )
A.24-eBL属于植物生长调节剂,植物生长调节剂的分子结构和生理效应均与植物激素类似
B.分析图1可知,24-eBL的生理作用与高浓度的生长素的生理作用相同
C.实验二中,对照组处理是将含有放射性标记的生长素的固体培养基,滴在未用24-eBL处理过的拟南芥幼根切段上
D.分析图3可知,24-eBL对生长素在根尖的下端向上端运输比反向运输的促进作用强
27.(2024·江苏苏州·三模)经常受到接触性刺激的植物常表现为叶色深绿、茎秆粗壮、对病虫害抗性增强、生长发育迟缓等现象,称为接触性形态建成。接触性形态建成与激素X含量降低有关,具体调节机制如下图。下列说法正确的是( )
A.茉莉酸由植物体内特定腺体分泌,作用于特定靶器官或靶细胞
B.激素X是有活性的赤霉素,茉莉酸激活GAox7的转录,使激素X含量降低
C.未触碰的植物体内GA20x8转录较为活跃,激素X含量维持较高水平
D.稻田养鸭模式下的水稻生长发育迟缓,不利于水稻产量的提高
28.(2024·江苏·三模)乙烯调节植物种子的萌发、衰老等生理过程。图1为拟南芥种子未经乙烯和经乙烯处理萌发3天后的黄化苗图片,图2示意从甲硫氨酸到乙烯的合成途径。图3为拟南芥野生型和eto1突变体在22℃和4℃条件下乙烯合成量的变化。图4为某小组利用野生型拟南芥探究乙烯对植物抗冻能力的影响的流程图,统计结果显示甲乙两组拟南芥的存活率分别为55%和18%。以下叙述正确的是( )
A.采用梯度降温法的目的是避免快速降温至-5℃导致拟南芥死亡率过高
B.存活率的统计结果说明ACC降低植物的抗冻能力
C.etol突变体的乙烯合成能力下降
D.图1右侧黄化苗根变短, 是乙烯处理的结果。其体内ACC合成酶及ACC氧化酶的活性应远高于左侧幼苗
29.(2024·江苏南通·三模)研究表明,用一定浓度的赤霉素溶液处理花芽,可以促进花芽分化,使植物提早开花,其作用机制如图所示。下列叙述合理的是( )
A.赤霉素除促进开花外还能促进细胞的分裂与分化
B.赤霉素通过抑制DEL蛋白合成促进植物提早开花
C.SPL蛋白的合成,是植物提早开花的充分必要条件
D.相较于野生型,DEL基因缺失突变体可能花期较早
30.(2024·江苏盐城·模拟预测)光敏蛋白(PSP)是我国科学家设计的在光照条件下,能够将CO2直接还原,使电子传递效率和CO2还原效率明显提高的感光物质。研究人员利用PSP模拟光合系统的部分过程已获得成功。下列叙述错误的是( )
A.光合色素主要分布在类囊体薄膜上,而光敏色素分布在植物的各个部位
B.光合色素和PSP是一类均可用无水乙醇提取的蛋白质
C.PSP的功能与自然光合系统中光合色素、NADPH相似
D.光敏色素和光合色素主要吸收红光和蓝紫光
31.(2024·江苏·模拟预测)某团队通过改变培养基中调节物质的比例,探究其对闭鞘姜种子生根和株高的影响,部分结果如下表。相关叙述错误的有( )
处理方式
生根率(%)
根数
最长根长(cm)
株高(cm)
NAA 1.0mg/L+IBA0.5mg/L
99.26
5.53
7.51
7.53
NAA 2.0mg/L+IBA0.5mg/L
93.33
4.87
7.07
6.70
NAA3.0mg/L+IBA0.5mg/L
86.66
4.73
5.90
5.30
NAA 4.0mg/L+IBA0.5mg/L
80.00
3.40
3.57
5.43
NAA 5.0mg/L+IBA0.5mg/L
74.07
3.07
2.83
4.66
A.NAA、IBA都是植物生长调节剂,其分子结构和生理效应均相似
B.实验前闭鞘姜种子的消毒时间过长,可能会导致种子萌发率降低
C.IBA浓度相同时,NAA 的浓度越低闭鞘姜生根壮苗的效果越好
D.由实验数据可知,NAA 与IBA对闭鞘姜种子生根具有协同作用
32.(23-24高三下·江苏镇江·开学考试)下图甲、乙分别为蚕豆离体表皮气孔的两种状态,蓝光照射可促进气孔开放。下列叙述正确的有( )
A.甲状态为蓝光处理后的蚕豆离体表皮气孔的状态
B.感受蓝光介导叶片气孔开放的光受体是光敏色素
C.对保卫细胞来说,光既可作为能量也可作为信号
D.外施脱落酸,可促进气孔状态由甲转变为乙状态
33.(2024·江苏南通·二模)杜仲(2n=34)不仅是我国特有的名贵药用植物,其树叶、树皮、种皮等含有杜仲胶,具有较高的经济价值。鉴于多倍体植物具有器官大、抗逆性强等特点,多倍体育种成为杜仲遗传改良的重要途径。科研人员以杜仲种子胚乳为材料,用不同的植物生长调节剂处理进行组织培养,诱导杜仲胚乳产生愈伤组织,为后续再分化获得多倍体植株打下基础,结果如下表。相关叙述正确的是( )
处理
6-BA/mg·L-1
NAA/mg·L-1
2,4-D/mg·L-1
处理接种胚乳数/个
形成愈伤组织数/个
一
1
0.5
0
294
27
二
1
1
0
307
35
三
1
0.5
0.5
296
21
四
1
1
0.5
302
16
A.植物生长调节剂是人工合成的,与植物激素的结构、功能相同
B.选择杜仲种子胚乳为材料是由于胚乳细胞中含三个染色体组
C.6-BA与NAA的比值改变,对杜仲愈伤组织的诱导率会产生影响
D.一定浓度的2,4-D对诱导杜仲愈伤组织的形成有抑制作用
34.(23-24高三下·江苏扬州·开学考试)1-甲基环丙烯(1-MCP)可作为保鲜剂用于储存果蔬的保鲜。科学家用适宜浓度的1-MCP对柿子果实进行处理,以研究1-MCP对柿子果实细胞的呼吸速率和乙烯产生量的影响,实验结果如图。据图分析,下列说法正确的是( )
A.由图甲可推测,1-MCP可能是通过减弱细胞呼吸、延迟呼吸高峰的到来对果蔬进行保鲜
B.由图乙可推测,1-MCP通过抑制乙烯的产生延长了果蔬的储存期
C.由图乙可推测,1-MCP可与乙烯竞争受体,抑制果蔬对乙烯的反应,延缓果蔬成熟
D.农业生产上可在一开始坐果时立即使用1-MCP,使果实延迟成熟
35.(2024·江苏宿迁·一模)为研究赤霉素(GA3)和生长素(IAA)对植物生长的影响,切取菟丝子茎顶端2.5cm长的部分(茎芽),置于培养液中无菌培养(图1)。实验分为A、B、C三组,分别培养至第1、8、15天,每组再用适宜浓度的激素处理30天,测量茎芽长度,结果见图2,据图分析,下列说法正确的是( )
A.试管用滤膜封口是为了在不影响气体通过的情况下起到防止污染的作用
B.该实验的自变量是激素的有无、激素种类和激素处理前的培养时间长短
C.A组GA3处理的效果强于B、C组,主要原因是A组材料中內源IAA的量较高
D.B组表明两种激素联合处理对茎芽生长的促进作用是GA3单独处理的2倍
36.(23-24高三下·江苏淮安·开学考试)油菜素内酯(EBR)是一种重要的植物激素,对植物多种生理过程都有调节作用。科研人员研究了喷洒EBR对葡萄果实发育的影响,结果如图所示。下列相关叙述正确的有( )
A.在果实发育的过程中,油菜素内酯和生长素、细胞分裂素等有协同作用
B.图中对照组的处理是用等量清水喷洒葡萄果实
C.本实验中的自变量包括EBR浓度和开花后天数,实验设计不符合单一变量原则
D.从图中可以看出,高浓度EBR对葡萄果实中还原糖的积累有抑制作用
37.(2024·江苏·模拟预测)细胞分裂素介导应激反应,可能在植物的昼夜节律中发挥效用。现有细胞分裂素受体敲除(Cylokininrecepterkonckout)的某植物和其正常对照组(WT)。实验人员在8小时光照16小时黑暗的环境中培养12天后放置于四种不同的实验环境中(如图)。之后测定了植物叶片中细胞的死亡情况。下列选项那些是合理的( )
A.增加植物的光照长度是引起细胞分裂素受体敲除细胞死亡的主要因素
B.12h光照和16h黑暗的实验环境使细胞分裂素受体敲除细胞的死亡率明显增高
C.植物细胞的死亡与正常昼夜节律的打破有关
D.细胞分裂素帮助“校准”了与节律相关基因的表达,维持了植物细胞的存活
38.(2024·江苏连云港·一模)“种子引发”是一种促进种子萌发的技术,科研人员研究了赤霉素(GA3)和KNO2引发对水稻种子的萌发和幼苗生长的影响,结果如下图所示。下列相关叙述错误的有( )
A.本实验中只有CK组作为对照组,其他组均作为实验组
B.GA3引发、KNO2引发和GA3+KNO2复合引发均显著提高了水稻种子的萌发率
C.GA3引发和KNO2引发在促进该水稻幼苗生长上表现出显著的协同作用
D.引发处理可能通过提高种子α-淀粉酶活性促进幼苗生长
39.(23-24高三上·江苏淮安·阶段练习)研究发现,高温会影响拟南芥雄蕊的生长(如图1)。科研人员探究了不同浓度的生长素对此现象的影响,结果如图2所示。相关叙述正确的是( )
A.高温能抑制雄蕊的生长,不利于拟南芥正常传粉
B.实验中对照组的处理是施加等量的溶解IAA的溶剂
C.常温下,施加IAA对拟南芥雄蕊的生长无任何影响
D.高温下,IAA浓度为10-7M时比10-6M更能缓解高温的抑制作用
40.(2024·江苏无锡·模拟预测)草甸草原重要的优势种羊草有性繁殖能力低,种子休眠严重,发芽率低。研究人员利用外源赤霉素()和某种外源油菜素内酯(EBR)进行了一系列研究,处理方法和结果如下图所示。相关叙述正确的有( )
A.在植物体内广泛分布,EBR只分布在生长旺盛的部位
B.空白对照组种子发芽率低的原因可能是内源脱落酸含量较高
C.对羊草种子萌发率的影响表现为低浓度促进,高浓度抑制
D.浓度范围内,和EBR对种子发芽的协同作用显著
三、非选择题
41.(2024·江苏盐城·模拟预测)据图回答下列与植物生理有关问题:
(1)某高等植物叶肉细胞中部分光合产物的合成及转运过程如图1所示。光反应产物M包括 ,叶肉细胞中淀粉和蔗糖的合成场所分别为 、 。已知白天合成淀粉活跃,据图分析其机理是 。
(2)据图1分析,细胞质基质中低Pi含量会 (填“增强”或“减弱”)对ADPG焦磷酸化酶的抑制,从而使淀粉合成 (填“增加”或“减少”)。
(3)科研人员研究了淹水胁迫对某植物根系呼吸酶活性的影响,如图2所示。
分析可知,NAD+的再生可来自 (填字母)。淹水胁迫时,该植物根细胞以 (填字母)途径为主。(A.酒精发酵 B.乳酸发酵)
(4)干旱条件下植物会合成更多的脱落酸(ABA)以抵御逆境,ABA在植物体内合成的部位是 等。研究发现气孔的开闭与保卫细胞中的K+浓度有关,图3表示ABA对细胞K+浓度的调节过程,据图分析干旱条件下ABA引起气孔关闭的机理是 。
42.(2024·江苏宿迁·三模)盐胁迫是我国农业生产面临的重大问题之一。盐分滞留在土壤表层及种植层,会对农作物造成盐胁迫,从而影响其产量。在盐胁迫环境下,番茄叶肉细胞的部分调节机制如图1所示。其中,①~⑩表示过程;I~IX表示物质分子。
(1)图1中,Ⅵ代表的物质是 ,过程⑨⑩发生的场所是 。
(2)据图1推断,在盐胁迫环境下,番茄叶肉细胞排出Na+的方式为 。
(3)盐胁迫处理1周后,研究人员检测番茄叶肉细胞的相关指标,结果如表所示。
指标组别
Mg2+(mg·g-1)
胞间CO2浓度(μmol·mol-1)
气孔导度(mol·m-2·s-1)
PGK(U·g-1)
cyt(nmol·g-1·h-1)
净光合速率(μmol·m-2·s-1)
CK
4.7
356.0
0.43
70.1
166.3
8.3
S
2.8
335.4
0.12
36.2
53.7
3.5
注:CK与S分别表示对照组和盐胁迫组;PGK为图1过程⑩的关键酶;cyt为线粒体内膜上的电子传递蛋白。
据表及图1推测,盐胁迫使番茄产量降低的原因可能有 。
A.气孔导度下降会使过程⑦⑧⑨生成的化合物减少
B.PGK含量降低使过程⑩糖类的合成速率下降
C.cyt含量降低从而导致过程⑨、⑩的速率降低
D.Mg2+浓度降低从而导致过程⑦、⑧的产物减少
(4)据图1推测,番茄叶肉细胞应对盐胁迫的“策略”可能有 。
A.SOS1磷酸化激活
B.SOS2和SOS3分离
C.NHX蛋白活性增强
D.HKT基因表达量增加
(5)研究人员探究了盐胁迫下,乙烯和茉莉酸对番茄胚根生长的影响,实验结果如图2所示。
据图2分析,概述实验结果是 。
(6)研究人员进一步针对盐胁迫影响番茄胚根生长的机制提出以下2种假设:
假设1:盐胁迫分别调控乙烯和茉莉酸的合成影响胚根生长
假设2:盐胁迫通过乙烯调控茉莉酸的合成影响胚根生长
针对上述假设,设计如下实验方案:取 的番茄幼苗若干,均分为甲乙丙三组,甲组正常条件下培养,乙组给予适宜浓度NaCl处理,丙组给予适宜浓度的NaCl和 处理,培养一段时间,检测各组的乙烯和茉莉素含量。预测结果:若乙烯含量乙组>甲组>丙组,茉莉素含量 ,说明假设1正确;若乙烯含量乙组>甲组>丙组,茉莉素含量 ,说明假设2正确。
43.(2023·江苏扬州·模拟预测)水稻等谷物类种子结构分为种皮、胚、胚乳三部分。下图1为萌发种子部分代谢示意图,胚利用可溶性糖的氧化供能发育成幼苗,并有一个吸收并转运营养的器官-盾片;胚乳储藏营养,由淀粉胚乳和糊粉层构成。赤霉素(GA)在促进种子萌发过程中起主要作用,下图2为图1中某部位细胞的部分代谢活动。根据图1、图2及所学知识回答下列问题:
(1)在植物体内,赤霉素的主要合成部位是幼根、幼芽、 。
(2)图2对应图1中的具体结构名称是 (填“胚”“淀粉胚乳”或“糊粉层”),此结构细胞中GA的受体分布于 (写细胞结构)。
(3)据图2,GA激活细胞内两条信号转导途径:一条是不依赖于钙离子的信号途径,调控 ;另一条依赖钙离子的信号途径,调控 。该物质排出细胞后促进胚发育的大致过程:到达 内催化 水解成可溶性糖,可溶性糖经过盾片吸收并转移到胚,供胚发育所需。
(4)图3表示某植物种子萌发时的干重变化。有人认为这不是水稻等谷物种子萌发时的干重变化,理由是种子萌发后3~6天干重增加,符合油料作物种子萌发初期 先转化成可溶性糖, 元素含量和比例增加,造成干重 ;而谷物类种子萌发期间进行 (代谢过程)干重一般减少。
(5)图3中种子萌发后第10天的呼吸速率 光合速率。(填“大于”“小于”或“等于”)
44.(23-24高三上·江苏无锡·阶段练习)植物具有多种接受光信号的分子,如光敏色素 A、隐花色素等。
注:图2所用材料为RPT2基因缺失突变体,图3各组实验均在蓝光照射下进行,PAC为赤霉素合成抑制剂。
(1)光敏色素主要吸收 光,在植物细胞中的 (填细胞器)上合成,受光照射其空间结构会发生变化。由图1 可知,该信息通过调节蛋白影响Cab基因和rbes基因在细胞核中的 过程。②、④两过程该的开始和终止分别与mRNA中的 和 有关。
(2)研究者以野生型拟南芥、突变体 a(光敏色素 A缺失)、突变体b(隐花色素缺失)和突变体 c(光敏色素 A 和隐花色素均缺失)为材料进行实验,结果如图1所示,由此可得出“蓝光是通过 来调控下胚轴的向光性生长”的结论。
(3)RPT2(一种信号分子)基因的表达也会影响植物的向光性生长。为探究拟南芥下胚轴向光性生长过程中 RPT2和GA是否在同一信号通路中发挥作用,研究者设计了系列实验,结果如图 2、图 3,据图判断,RPT2和GA (在/不在)同一信号通路中发挥作用。通过上述实验结果可知,蓝光可以 导致拟南芥下胚轴向光性生长
(4)研究表明,光敏色素有生理失活型(Pr)和生理激活型(Pfr)两种存在形式。当Pr吸收660nm的红光后会转变为Pfr,而Pfr吸收730nm的红外光后会逆转为Pr.已知黑暗环境中缺少红光,但是不缺远红光。在连续的黑暗中,Pr/Pfr比值会 。由此可以推测,短日照植物(日照时间需要小于某一个值时才能开花的植物为短日照植物。长日照植物则正好相反)需要在Pr/Pfr比值 (填“高于”或“低于”)临界值才能开花。
45.(23-24高三上·江苏镇江·期中) NADP-ME 型 C4 植物通过叶肉细胞同化 CO₂,形成苹果酸(C4化合物)转移到维管束鞘细胞参与光合作用。其维管束鞘细胞中含有叶绿体,但是往往类囊体功能出现退化。图1是光敏色素调节该植物光合作用的示意图,图中结构A 表示细胞之间的通道,图2是植物光合作用光反应机制示意图。请回答下列问题:
(1)光敏色素主要吸收 光,受光照射其空间结构会发生变化。由图1 可知,该信息通过调节蛋白影响Cab基因和rbes基因在细胞核中的 过程。其中Cab基因表达产物参与类囊体的构建进而影响光合作用的 阶段;rbes基因指导合成的蛋白质进入叶绿体基质,与叶绿体 DNA 指导合成的蛋白质组装成Rubisco 全酶,该过程说明叶绿体是 细胞器。与染色体DNA 相比,叶绿体DNA的形态为 。
(2)苹果酸通过图1中结构A 进入维管束鞘细胞,Rubisco 全酶为固定 CO₂的酶,维管束鞘细胞中 CO₂主要来源有 。
(3)如图2所示,大部分植物含有PSI(光系统I)和 PSII(光系统Ⅱ)。依赖水的光解,Cytb₆-f运输H⁺过程和 过程,共同构建了 内外的质子浓度差,ATP 合酶利用该浓度差合成ATP。但NADP-ME 型 C4 植物维管束鞘细胞中PSII 退化,只有 PSI,该细胞不能进行 和合成NADPH,但可通过循环式电子传递链(图2虚线所示)作用进而合成 提供给暗反应。
46.(23-24高三上·江苏南京·期中)番茄因富含各种维生素而成为人们喜爱的食物。为了更好地指导番茄栽培中的水分管理,科研人员研究土壤逐步失水过程中番茄光合作用特性的变化,得到图1、2所示结果(其中羧化酶是CO2固定关键酶)。请据图回答问题:
(1)研究表明,植物在缺水时脱落酸(ABA)含量增加导致叶片中气孔部分关闭,其机制如图3。已知细胞质基质中Ca2+的浓度在20~200μmol/L之间,液泡中及细胞外Ca2+的浓度通常高达1mmol/L。由图3可知,ABA与ABA受体结合后,可通过ROS、IP3等信号途径激活位于 上的Ca2+通道蛋白,使Ca2+以 方式转运到细胞质基质中。细胞质基质中Ca2+浓度的增加,促进了K+及Cl-流出细胞,使保卫细胞的渗透压降低,保卫细胞 (填“吸水”或“失水”),气孔关闭。
(2)图1显示土壤含水量过低时番茄净光合速率明显较低,结合(1)分析,这是因为植株缺水时会导致在 (填结构)中合成C3的速率减慢;同时,缺水导致叶绿素分解加快,光反应为C3还原提供的 减少。
(3)结合图2分析,当土壤含水量过高时,番茄植株净光合速率下降的原因是 。
(4)土壤中含水量过高会导致番茄的净光合速率降低,为探究其净光合速率降低与叶片色素含量的关系,有人进行了相关实验,请完成下表:
实验步骤的目的
简要操作过程
种植番茄幼苗
选取健壮、长势基本一致的番茄幼苗随机均分成两组,实验组种植在含水量为90%的土壤中,对照组种植在含水量为① 的土壤中。在光照、温度等适宜条件下培养
采集叶片样本
在栽培的第5、10和15天,②
③
取采集的叶片各20g,分别在剪碎后置于10mL的丙酮-乙醇(2︰1)混合液中浸泡;各组装置放在4℃、④ (有光或无光)等环境中,以防止色素分解
测定色素含量
将每组色素提取液用⑤ (液体)定容到10mL,利用分光光度计测定各组色素提取液的吸光值,计算平均值。
47.(23-24高三上·江苏无锡·期中)生长素参与调控植物生长发育的各个过程,植物通过协调生长素的合成、运输及信号转导来实现对不同生长发育过程的精准调控。请回答问题:
(1)植物体内生长素的合成部位主要是 ,而根部合成的生长素很少,主要由地上部分输送而来,输送路径如图1。拟南芥根横放后,不同区域的生长素运输量也会发生差异,导致近地侧的生长速度比远地侧 。研究发现,生长素的定向运输与细胞膜上的生长素输出载体(PIN)有关,据图1 推测, PIN在中柱部位细胞的分布位置主要在靠近根 的一侧(填“形态学上端”或“形态学下端”)。
(2)单侧光会激活拟南芥下胚轴细胞内的向光素(一种光敏色素),引起PIN 向细胞的 (填“向光侧”或“背光侧”)聚集,引起该侧生长素浓度升高。生长素促进下胚轴弯曲生长的信号转导机制如图2所示。据图分析,一方面,IAA 与 TIR1蛋白结合成复合物后,使阻遏蛋白 ,释放出 ,从而启动下游一系列基因的表达。这些基因中除了与生长素反应相关的基因外,还包括阻遏蛋白的合成基因,这表明该信号转导途径存在 调节的机制;另一方面,IAA还能通过激活细胞膜上的质子泵,将H⁺通过 方式运至细胞外,使得细胞壁在酸性环境中软化松弛,易于细胞伸长生长。
(3)为了研究生长素激活质子泵是否依赖于 TIRl 受体蛋白,研究人员根据TIRl 受体的蛋白结构,通过 工程将TIR1蛋白改造为ccvTIR1 蛋白,改造后的ccvTIR1 只能特异性识别改造后的生长素cvxIAA而不能识别未改造的IAA,从而避免生长素的其他复杂响应来特异性研究 介导的信号通路;研究显示,当含有ccvTIR1的转基因植物被cvxIAA处理后依然能够激活质子泵,这说明 。
48.(23-24高三上·江苏连云港·阶段练习)气孔是由两个保卫细胞围成的空腔,是植物控制气体交换和水分代谢的重要结构。图1、图2分别是气孔运动的2种调节机制。请回答下列问题:
(1)光照下,保卫细胞中蔗糖的积累,一是通过类囊体产生的 ,将PGA还原为TP,部分TP运输到 中,进一步合成蔗糖;二是由于光合作用使叶绿体内 降低,导致pH增高,使淀粉转化为蔗糖等可溶性糖。
(2)研究发现,蓝光对气孔张开有一定的作用,位于 的蓝光受体吸收蓝光后,激活质膜上的质子泵,消耗ATP形成电化学梯度,为 跨膜运输提供动力。
(3)研究发现,脱落酸(ABA)对气孔开闭也有一定作用,据图2分析,干旱时ABA快速合成并运输到叶片,与保卫细胞中的受体结合,使 以及 的Ca2+进入细胞质基质,Ca2+浓度升高,通过 ,使气孔维持关闭状态。
(4)为进一步研究ABA受体与气孔关闭的关系,研究者将野生型拟南芥与ABA受体基因过表达品系为材料进行对照实验,培养一段时间后,测量叶片的气孔导度。若 ,则说明ABA受体增多能加速气孔关闭。
49.(23-24高三上·江苏南通·开学考试)植物的蒸腾作用对植物有重要的意义,气孔是植物蒸腾作用的主要通道。双子叶植物表皮上的气孔由两个肾形保卫细胞构成,如下图,请回答:
(1)当保卫细胞渗透压 (填“变大”或“变小”)时细胞吸水,由于较薄的细胞外壁(靠近表皮细胞一侧)易于伸长而向外扩展,但微纤丝长度相对稳定,于是保卫细胞内壁外移,导致气孔导度 (填“变大”或“变小”)。
(2)适当降低蒸腾速率以减少水分损耗,在生产实践上是有意义的。但人为地过分抑制蒸腾作用对植物反而有害,因为蒸腾作用在生命活动中具有的意义有
A.是水分吸收和运输的主要动力
B.有助于无机盐的吸收和运输
C.有助于根系产生的激素等运输到地上的器官和组织
D.有助于降低叶片的温度
(3)气孔开度的调节主要受保卫细胞中细胞液的渗透压调节。参与气孔开度调节的渗透物质主要有钾离子和对应的阴离子, 以及蔗糖和苹果酸,下图表示保卫细胞渗透物质浓度的提高导致气孔张开的途径:
① 保卫细胞常表现为膜内负电位膜外正电位的极化状态,膜上ATP驱动的质子泵将H⁺泵到细胞外,导致保卫细胞质膜 (填“去极化”或“超极化”),质膜内侧的电势变得更负,驱动K+从表皮细胞经过保卫细胞质膜上的钾通道进入保卫细胞,再进入液泡。K+进入细胞的同时,还伴随着 的进入,以保持保卫细胞的电中性。已知脱落酸可以抑制保卫细胞质膜上的内向K⁺通道活性,活化外向K⁺、Cl-通道,请分析其促进气孔关闭的机理 。
②保卫细胞中进行卡尔文循环的场所是 。图中固定CO2的产物有 。液泡中的苹果酸增加也是促进气孔开放的因素之一,推测气孔开放时保卫细胞中的淀粉含量会 。
③蔗糖也是气孔运动的渗透调节物质之一,由图分析其来源主要有 。
A.保卫细胞叶绿体内暂时储存的淀粉水解转变成蔗糖
B.保卫细胞通过碳固定和光合作用合成蔗糖
C.保卫细胞从细胞间隙吸收叶肉细胞产生的蔗糖
D.保卫细胞液泡中的苹果酸合成蔗糖
50.(22-23高三下·江苏扬州·阶段练习)光敏色素是一类能接受光信号的分子,主要吸收红光和远红光,具有非活化态(Pr)和活化态(Pfr)两种类型。农田中玉米-大豆间作时,高位作物(玉米)对低位作物(大豆)具有遮阴作用,严重时引发“荫蔽胁迫”,此时,低位植物体内的光敏色素及多种激素共同响应荫蔽胁迫。请回答下列问题。
(1)光敏色素是一类 (化学本质)。不同的光照条件能改变光敏色素的 ,这一变化的信息会经过信息传递系统传导到 内,影响特定基因的表达,从而表现出生物学效应。
(2)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 。发生荫蔽胁迫时,低位植物体内的光敏色素主要以 形式存在。此形式的光敏色素可 (选填“减弱”或“增强”)对光敏色素互作因子(PIFs)的抑制作用,有利于多种激素共同响应荫蔽胁迫。在调控下胚轴和茎秆伸长方面,图中四种激素之间具有 作用。
(3)荫蔽胁迫引发低位植物的下胚轴及茎秆等出现过度伸长,这有利于植物 ,以适应环境的变化。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)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,请在答题卷的方框中用箭头表示荫蔽胁迫下三者之间的关系 。
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