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专题05 植物生命活动的调节
一、单选题
1.(23-24高二上·北京朝阳·期末)有些植物的种子未脱离母体就发芽,这种现象称为胎萌。生活在海边潮间带的红树常发生胎萌现象,幼苗标枪状的胚根生长到一定长度后,才脱离母体,坠地扎根。下列相关叙述错误的是( )
A.调节种子萌发过程中,赤霉素和脱落酸作用效果相反
B.种子萌发过程不受生长素、细胞分裂素和乙烯的调控
C.红树的胎萌现象是一种对潮间带特殊环境的适应现象
D.收获期湿热气候造成小麦等农作物的胎萌会导致减产
【答案】B
【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。植物激素包括生长素、细胞分裂素、脱落酸、赤霉素和乙烯。在植物体内,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。赤霉素主要作用: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。细胞分裂素的主要作用:促进细胞分裂;促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成。脱落酸的主要作用: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。乙烯的主要作用:促进果实成熟;促进开花;促进叶、花、果实脱落。
【详解】A、赤霉素促进种子萌发,脱落酸维持种子休眠,故调节种子萌发过程中,两者作用效果相反,A正确;
B、种子萌发时,脱落酸的水平会下降,赤霉素和生长素的含量则会逐渐增加,故种子萌发过程受生长素、细胞分裂素和乙烯的调控,B错误;
C、胎萌现象的产生是红树一种适应性的表现,是长期自然选择的结果,C正确;
D、收获期湿热气候小麦等种子发生胎萌会消耗有机物,因此会造成较大程度的减产,D正确。
故选B。
2.(22-23高二上·北京大兴·期末)下列生产措施中与植物激素无直接关系的是( )
A.移栽植物时剪去部分叶片
B.培育无籽番茄
C.带芽的枝条扦插容易成活
D.果树整枝修剪
【答案】A
【分析】本题考查生长素的生理作用。生长素可促进果实发育,促进插枝生根,影响植物的生长。在低浓度下,生长素可促进生长,在高浓度下,生长素促进生长的作用减弱,甚至抑制生长。
【详解】A、移栽植物时剪去部分叶片,目的是降低蒸腾作用,与植物激素无关,A正确;
B、利用生长素促进果实发育的原理,可用生长素类似物处理未授粉的番茄花蕾培育无子番茄,B错误;
C、芽等分生组织是生长素产生的主要部位,带芽的枝条可产生较多的生长素,促进插条生根,所以扦插容易成活,C错误;
D、果树整枝修剪是为了去除顶端优势,让其多发侧枝多结果,顶端优势是顶芽产生的生长素向下运输,在侧芽处积累,抑制了侧芽的生长,D错误。
故选A。
3.(22-23高二上·北京朝阳·期末)某品种菊花通常在秋季开花,若使其在夏季开花,应当在适当时期( )
A.遮光使光照时间缩短 B.提高温度
C.补充光照使光照时间延长 D.多浇水
【答案】A
【分析】菊花属短日照植物,在秋季开花;若使其在夏季开花,应当适当遮光,使光照时间缩短
【详解】A、菊花是短日照植物,因此避光使光照时间逐渐缩短,可以促进开花,A正确;
B、菊花开花需要适宜的温度,夏季温度高,提高温度会抑制开花,B错误;
C、菊花是短日照植物,因此补充光照使光照时间延长不能促进开花,C错误;
D、夏季高温多雨,多浇水,或导致菊花死亡,D错误。
故选A。
4.(22-23高二上·北京朝阳·期末)果实的生长发育受到多种激素的调节。以下叙述错误的是( )
A.生长素可促进果实发育 B.赤霉素可促进果实发育
C.细胞分裂素可促进果实脱落 D.乙烯可促进果实成熟
【答案】C
【分析】植物的生命活动受多种激素的调节,生长素既能促进生长也能抑制生长;既能促进发芽也能抑制发芽;既能防止落花落果也能疏花疏果;脱落酸的主要作用是抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落;乙烯的主要作用是促进果实成熟;细胞分裂素的主要作用是促进细胞分裂。
【详解】A、生长素促进植物生长和果实的发育,A正确;
B、赤霉素具有促进果实发育的作用,B正确;
C、细胞分裂素促进细胞分裂,所以可以促进果实生长,脱落酸能促进果实脱落,C错误;
D、乙烯主要作用是促进果实成熟,D正确。
故选C。
5.(22-23高二上·北京丰台·期末)以下关于植物生长调节的说法正确的是( )
A.在农业生产上,可利用高浓度的2,4-D作除草剂
B.植物生长调节剂对人体没有调节作用,所以完全无害
C.植物生长调节剂的分子结构和生理效应与植物激素相同
D.环境因素只能通过激素来影响植物的各项生命活动
【答案】A
【分析】植物生长调节剂是人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质,具有容易合成、原料厂泛、效果稳定等优点,比植物激素更容易在实践中应用;但在使用生长调节剂时,要综合考虑施用目的、药物效果、药物残留、药物毒性等。
【详解】A、在农业生产上,利用高浓度的2, 4-D作除草剂,可抑制农田中的双子叶杂草,A正确;
B、 植物生长调节剂对人体没有调节作用,但是蔬菜上残留的一些植物生长剂可能会影响人的健康,B错误;
C、植物生长调节剂的生理效应与植物激素类似,但其分子结构与植物激素可能类似,也可能与植物激素完全不同,C错误。
D、环境因子不仅能通过激素来影响植物的各项生命活动,也可以调控基因表达影响植物生命活动,D错误;
故选A。
6.(22-23高二上·北京·期末)关于植物生命活动调节的相关说法,正确的是( )
A.光敏色素是能接受光信号的分子,参与光合作用光反应阶段
B.只要涂抹一定量的生长素类似物就可以形成无子果实
C.激素作为信息分子,可以催化细胞内相关化学反应的进行
D.植物的生长发育既受到植物激素的调节,也受到环境因素的调节,如光、温度、重力等
【答案】D
【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。
【详解】A、光敏色素是一类色素蛋白复合体,光合色素的结构会发生变化,这一变化的信息经过信息传递系统传导到细胞核,影响特定基因的表达,从而表现出生物学效应,参与光合作用光反应阶段是叶绿素等光合色素,A错误;
B、利用一定浓度的生长素类似物溶液处理未受粉的雌蕊柱头可培育出无子果实,即需要考虑生长素类似物的浓度、使用部位等,还需套袋,B错误;
C、植物激素具有调节作用,不起催化作用,C错误;
D、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,植物的生长发育既受到植物激素的调节,也受到环境因素的调节,如光、温度、重力等,D正确。
故选D。
7.(22-23高二上·北京东城·期末)园林工人在修剪路边的大叶黄杨时,剪去顶端可以使侧芽生长素的含量( )
A.升高 B.降低 C.几乎不变 D.先升高后降低
【答案】B
【分析】1、生长素的生理作用具有两重性:即低浓度促进生长,高浓度抑制生长;体现生长素两重性的典型实例就是顶端优势,顶端优势是顶芽优先生长,侧芽生长受到抑制现象。
2、顶端优势产生的原因:顶芽优先生长,侧芽由于顶芽运输来的生长素积累,浓度过高,导致侧芽生长受抑制现象。
【详解】分析题意可知:顶端优势的产生是因为顶芽产生的生长素向下运输,积累在侧芽,导致侧芽的生长素浓度过高,抑制侧芽生长,因此去掉顶芽会使侧芽处的生长素浓度降低,促进侧芽的生长,顶端优势可以解除,B正确,ACD错误。
故选B。
8.(22-23高二上·北京平谷·期末)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
【答案】A
【分析】植物激素是指在植物体内一定部位产生,并从产生部位运输到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。植物激素在植物体内有信息传递的作用。
【详解】A、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,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,A错误;
B、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;
C、植物的生长发育,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,受基因表达的调控,C正确;
D、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。
故选A。
9.(22-23高二上·北京朝阳·期末)以下关于植物激素的说法,正确的是( )
A.植物激素在植物体内含量很少 B.植物激素的化学本质是蛋白质
C.植物激素由植物特定器官产生 D.植物激素会直接参与细胞代谢
【答案】A
【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、植物激素在植物体内含量很少,具有微量高效性,A正确;
B、植物激素的化学本质并不是蛋白质,而是有机物,比如生长素的化学本质是吲哚乙酸,B错误;
C、植物激素指的是由植物体内产生,由产生部位运送到作用部位,植物激素的产生不是由植物特定器官产生,C错误;
D、植物激素可以使细胞的原有生理活动发生改变,但不直接参与细胞内的代谢活动,D错误。
故选A。
10.(22-23高二上·北京房山·期末)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化学物质。下列有关说法正确的是( )
A.利用生长素类调节剂可以用于除草,但可能会对生物多样性造成影响
B.利用赤霉素类调节剂获得的无籽葡萄,食用后可能会使人丧失生育能力
C.利用细胞分裂素类调节剂获得的大西瓜,其残留部分很可能使人造成发育过快
D.利用乙烯类调节剂可对水果进行催熟,可能会导致人性早熟
【答案】A
【分析】1、细胞分裂素能促进细胞分裂,使得细胞数目增加。2、用一定浓度生长素类似物涂抹未受粉的花蕾,可长出无籽果实。3、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。4、植物生长调节剂:指人工合成的,对植物的生长发育具有调节作用的物质。
【详解】A、农业生产中用一定浓度的生长素类调节剂作为除草剂,可以除去单子叶农作物田间的双子叶杂草,但可能因除去杂草而影响生物多样性,A正确;
B、赤霉素具有促进果实发育的作用,人体不具有赤霉素的受体,所以可通过喷施赤霉素获得无籽葡萄,其只作用于植物,食用后对人无影响,B错误;
C、人体没有识别西瓜膨大剂的受体,西瓜膨大剂不会对人体的生长发育起调节作用,C错误;
D、利用乙烯类调节剂可对水果进行催熟,不影响人的性成熟,D错误。
故选A。
11.(22-23高二上·北京房山·期末)矮生南瓜突变体喷施某种植物激素后矮生突变体长高。关于该突变体矮生的原因,下列推测合理的是( )
A.赤霉素受体合成受阻 B.赤霉素合成途径受阻
C.赤霉素受体不敏感 D.赤霉素信号传导异常
【答案】B
【分析】赤霉素合成部位主要是未成熟的种子,幼根和幼芽,主要作用是促进细胞长,从而引起植株增高;促进种子萌发和果实发育。
【详解】ABCD、由题意可知,矮生南瓜突变体喷施某种植物激素后矮生突变体长高,说明该突变体矮生的原因可能是内源赤霉素的含量较低,内源赤霉素的含量较低的原因可能是因为赤霉素合成途径受阻,添加外源赤霉素后,突变体可以长高,ACD错误,B正确。
故选B。
12.(22-23高二上·北京房山·期末)下列关于生长素和生长激素的共性,说法错误的是( )
A.本质都是蛋白质 B.都需要经过运输
C.都是信息分子 D.都不能持续起作用
【答案】A
【分析】生长素是调节植物生命活动的激素,产生部位为:幼嫩的芽、叶、发育中的种子;化学本质为吲哚乙酸。生长激素是动物体内调节动物生命活动的激素,产生部位为:垂体;化学本质为蛋白质。
【详解】A、生长素的化学本质为吲哚乙酸,A错误;
B、生长素属于植物激素,生长激素属于动物激素,两者都需要经过运输,到作用部位,B正确;
C、生长素和生长激素都是激素,都是信息分子,能引起细胞生理活动变化,C正确;
D、生长素和生长激素都是激素,激素与靶细胞结合并起作用后即被灭活,不能持续起作用,D正确。
故选A。
13.(22-23高二上·北京·期末)下列有关植物激素应用的叙述不正确的是( )
A.用细胞分裂素处理根尖,可促进根尖细胞的增殖
B.用生长素处理未授粉的番茄花蕾,可得到无子番茄
C.用脱落酸处理马铃薯块茎,可抑制其生芽
D.儿童食用乙烯利催熟的香蕉会导致性早熟
【答案】D
【分析】1、细胞分裂素的合成部位主要是根尖,主要作用是促进细胞分裂;
2、生长素具有促进植物生长的作用,在生产上的应用主要有:①促进扦插的枝条生根;②促进果实发育;③防止落花落果;
3、脱落酸的主要作用是抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落;
4、乙烯的主要作用是促进果实成熟。
【详解】A、细胞分裂素可促进细胞分裂,促进根尖细胞的增殖,A正确;
B、无子番茄的培育利用了生长素促进果实发育的原理,用生长素处理未授粉的番茄花蕾,刺激子房壁的发育,B正确;
C、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,促进休眠,用脱落酸处理马铃薯块茎,可抑制其生芽,C正确;
D、乙烯利是一种植物生长调节剂,作用仅限于促进植物的果实成熟,而对于动物的生长发育不起任何作用,儿童食用乙烯利催熟的香蕉不会导致性早熟,D错误。
故选D。
14.(22-23高二上·北京·期末)如图是温特利用琼脂块和植物幼苗进行的实验示意图,下列叙述不正确的是( )
A.设置空白琼脂块处理组的目的是排除琼脂块对胚芽鞘生长的影响
B.实验能证明幼苗尖端确实存在一种能够促进生长的化学物质
C.实验能证明尖端产生的化学物质分布不均可导致幼苗弯曲生长
D.实验应在黑暗条件下进行,否则不能得到与该实验相同的结果
【答案】D
【分析】据图分析,去掉苗尖端,幼苗不生长也不弯曲;去掉苗尖,放置接触过苗尖的琼脂块,幼苗直立生长;去掉苗尖,在右侧放置接触过苗尖的琼脂块,幼苗向左侧生长;去掉苗尖,在左侧放置接触过苗尖的琼脂块,幼苗向右侧生长;去掉苗尖,放置空白琼脂块,幼苗不生长;去掉苗尖,在左侧放置空白琼脂块,幼苗不生长。
【详解】A、设置两组空白琼脂块处理组的目的是排除琼脂块对胚芽鞘生长的影响,A正确;
B、接触过幼苗尖端的琼脂块和空白琼脂块的对照实验能证明幼苗尖端确实存在一种能够促进生长的化学物质,B正确;
C、接触过幼苗尖端的琼脂块放置在切去尖端的幼苗的一侧,那一侧生长更快,证明尖端产生的化学物质分布不均可以导致幼苗弯曲生长,C正确;
D、胚芽鞘的感光部位被切除,在光照下也可得到相同的实验结果,D错误。
故选D。
15.(22-23高二上·北京·期末)下列物质与其功能对应有误的是( )
A.DNA聚合酶:催化DNA复制过程
B.糖原:植物细胞的能源物质
C.抗利尿激素:促进水的重吸收
D.生长素:细胞间传递信息的分子
【答案】B
【分析】糖类分为单糖、二糖和多糖,其中多糖包括淀粉、纤维素和糖原,淀粉是植物细胞的储能物质,糖原是动物细胞的储能物质,纤维素是植物细胞壁的组成成分。
【详解】A、DNA复制的过程中需要DNA聚合酶的催化,A正确;
B、糖原是动物细胞的能源物质,B错误;
C、抗利尿激素能够促进肾小管和集合管对水的重吸收,C正确;
D、生长素是植物细胞间传递信息的分子,是促进植物生长的重要内源激素,生长素是一种信息分子,起到调节的作用,D正确。
故选B。
16.(23-24高二上·北京海淀·期末)植物顶端优势现象与生长素作用有关。下列叙述不正确的是( )
A.顶芽生长素极性运输到侧芽 B.侧芽处生长素浓度较低限制其生长
C.去顶芽可缓解侧芽生长受抑制的现象 D.生长素既可促进生长也可抑制生长
【答案】B
【分析】生长素通过极性运输由形态学上端运输只下端,具有两重性低促高抑。
【详解】A、顶芽生长素极性运输到侧芽,A正确;
B、顶芽生长素极性运输到侧芽,侧芽生长素浓度较高抑制生长,B错误;
C、去除顶芽减少侧芽的生长素来源,降低侧芽生长素浓度缓解受抑制的现象,C正确;
D、生长素具有两重性,低浓度可促进生长,高浓度抑制生长,D正确;
故选B。
17.(21-22高二上·北京顺义·期末)下列关于植物激素及植物生长调节剂的叙述不正确的是( )
A.不同种激素对植物生长发育的调节具有顺序性
B.不同种植物激素在代谢上可能存在着相互作用
C.植物生长调节剂是人工合成的调节植物生长发育的化学物质
D.植物生长调节剂可以提高作物产量,对人体健康无不利影响
【答案】D
【分析】植物激素是由植物体内产生,能从产生部位运输到作用部位,对植物生长发育有显著影响的微量有机物,包括生长素、细胞分裂素、赤霉素、乙烯和脱落酸;植物生长调节剂,是人工合成的(或从微生物中提取的天然的),具有和天然植物激素相似生长发育调节作用的有机化合物。
【详解】A、在植物生长发育过程中,不同种激素的调节常常表现出一定的顺序性,如植物生长发育早期主要是生长素、细胞分裂素和赤霉素起作用,而后期主要是脱落酸和乙烯起作用,A正确;
B、在植物个体发育过程中,各种激素的调节是相互作用、共同调节的,比如在植物生长发育方面生长素、赤霉素和细胞分裂素存在协同作用,B正确;
C、植物生长调节剂是人工合成的,对植物的生长发育有着调节作用的化学物质,相比植物激素植物生长调节剂具有容易合成、原料广泛、效果稳定等优点,C正确;
D、植物生长调节剂可以提高作物产量,过量使用,可能对人体健康和环境带来不利影响,D错误。
故选D。
18.(21-22高三上·北京丰台·期末)下图表示光照持续时间对植物开花的影响。下列相关分析不合理的是( )
A.植物感应光暗周期中的黑暗持续长度来感知日长变化
B.红光打断黑暗周期抑制短日照植物开花,可被远红光逆转
C.植物感应光信号的光敏色素能吸收红光不吸收远红光
D.植物选择昼夜时间长短作为开花依据是长期进化的结果
【答案】C
【分析】植物通过感受昼夜长短变化而控制开花的现象称为光周期现象。
【详解】A、植物对光周期的反应,主要是黑暗长短在起作用,A正确;
B、由第4条和第5条信息中可知,红光打断黑暗周期短日照植物不开花,再加入远红光,短日照植物开花,B正确;
C、由第4条和第5条信息中可知,植物感应光信号的光敏色素既能吸收红光也能吸收远红光,C错误;
D、植物选择昼夜时间长短作为开花依据是长期进化的结果,D正确。
故选C。
19.(20-21高二上·北京东城·期末)生产中使用适宜浓度的植物生长调节剂可人为调整作物的生长发育。下列对应关系正确的是( )
A.赤霉素类调节剂——促进种子萌发
B.细胞分裂素类调节剂——获得无子果实
C.脱落酸类调节剂——防止果实脱落
D.乙烯类调节剂——促进果实发育
【答案】A
【分析】植物生长调节剂是人们在了解天然植物激素的结构和作用机制后,通过人工合成与植物激素具有类似生理和生物学效应的物质,在农业生产上使用,以有效调节作物的生育过程,达到稳产增产、改善品质、增强作物抗逆性等目的。
【详解】A、赤霉素能促进种子萌发,赤霉素类调节剂也可以,A正确;
B、C、D、生长素具有两重性,生长素既能促进生长,也能抑制生长;既能促进发芽,也能抑制发芽;既能防止落花落果,也能疏花疏果。生长素类似物的作用是促进扦插枝条生根,促进子房壁发育形成无子果实,作除草剂,B、C、D都应该是生长素调节剂的作用,B、C、D错误。
故选A。
20.(20-21高二上·北京海淀·期末)植物激素甲、乙、丙和生长素类似物NAA的作用模式如图所示,图中“+”表示促进作用,“-”表示抑制作用。下列叙述错误的是( )
A.激素甲最可能代表乙烯
B.激素丙最可能代表生长素
C.激素乙具有微量、高效的特点
D.激素甲和乙具有拮抗作用
【答案】A
【解析】1、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。
2、根据题意和图示分析可知:甲是脱落酸,乙是赤霉素,丙是生长素。
【详解】A、由图中信息可知,甲能够促进种子休眠,抑制植物生长,可能是脱落酸,A错误;
B、丙很可能是生长素,促进植物生长,促进果实发育,B正确;
C、乙可能是赤霉素,能解除种子休眠,植物激素的特点之一就是微量、高效,C正确;
D、甲是脱落酸,乙是赤霉素,甲能促进种子休眠,乙能抑制种子休眠,甲能抑制生长,乙能促进生长,所以激素甲和乙具有拮抗作用,D正确。
故选A。
21.(20-21高二上·北京朝阳·期末)将小麦胚芽鞘自上而下每间隔0.2cm划一条细线,并依次编号为1~14。48小时后,测量每段的长度,结果如下图。据此分析正确的是( )
A.区段6-8的结果说明生长素可以抑制胚芽鞘伸长
B.胚芽鞘伸长最快的部位位于尖端以下1cm左右
C.生长素通过促进细胞分裂进而促进胚芽鞘伸长
D.实验结果说明胚芽鞘的顶端并没有产生生长素
【答案】B
【分析】分析题图可知:本实验的自变量为不同的区段,因变量为48h后长度,据此分析作答。
【详解】A、与对照相比,区段6-8的茎段长度高于对照,结果说明生长素可以促进胚芽鞘伸长,A错误;
B、据图可知,48h后胚芽鞘长度最大的区段为区段5,右由信息“自上而下每间隔0.2cm划一条细线”,可知胚芽鞘伸长最快的部位位于尖端以下0.2×5=1cm左右,B正确;
C、生长素通过促进细胞伸长进而促进植物生长,C错误;
D、据实验结果可知:在实验条件下,胚芽鞘下端的区段生长有不同程度的增加,根据生长素的极性运输可推知,胚芽鞘顶端有生长素的产生,通过极性运输运往胚芽鞘下端,下端生长素含量较高,促进生长明显,D错误。
故选B。
22.(20-21高二上·北京朝阳·期末)下列关于植物激素的应用,叙述错误的是( )
A.用适宜浓度的生长素类调节剂可以促进植物插条生根
B.赤霉素能够促进果柄的伸长,使无籽葡萄的果实增大
C.利用成熟香蕉释放的乙烯可以促进猕猴桃果实的发育
D.缺水条件下,脱落酸促进气孔关闭可保存植物体内水分
【答案】C
【分析】1.五类植物激素的比较
名称
合成部位
存在较多的部位
功能
生长素
幼嫩的芽、叶、发育中的种子
集中在生长旺盛的部位
既能促进生长,也能抑制生长;既能促进发芽,也能抑制发芽;既能防止落花落果,也能疏花蔬果
赤霉素
未成熟的种子、幼根和幼芽
普遍存在于植物体内
①促进细胞伸长,从而引起植株增高②促进种子萌发和果实发育
细胞分裂素
主要是根尖
细胞分裂的部位
促进细胞分裂
脱落酸
根冠、萎蔫的叶片
将要脱落的器官和组织中
①抑制细胞分裂②促进叶和果实的衰老和脱落
乙烯
植物的各个部位
成熟的果实中较多
促进果实成熟
2.生长素作用具有两重性,即低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
【详解】A、生长素类调节剂可以促进植物插条生根,因此适宜浓度的生长素类调节剂可促进生根,A正确;
B、赤霉素能促进果实发育,所以赤霉素能够促进果柄的伸长,使无籽葡萄的果实增大,B正确;
C、乙烯能够促进果实成熟,因此利用成熟香蕉释放的乙烯可以促进猕猴桃果实的成熟,C错误;
D、脱落酸在植物缺水时,能促进气孔的关闭,减少水分散失,D正确。
故选C。
23.(20-21高二上·北京房山·期末)四季秋海棠是城市绿化应用较广的一种花卉,其绿叶能够积累花色素苷,使叶片变红。为研究脱落酸(ABA)对花色素苷合成的影响,研究人员在常规培养条件下叶面喷施系列浓度的ABA溶液,一段时间后检测叶片中花色素苷、内源脱落酸(ABA)、赤霉素(GA)等的含量。结果如下图所示,下列说法不正确的是( )
A.花色素苷是一种色素,主要存在于细胞的液泡中
B.施加外源ABA对花色素苷的合成始终起促进作用
C.赤霉素和脱落酸可能存在拮抗的关系
D.ABA和赤霉素都是植物激素,都对植物的生长发育有调节作用
【答案】B
【分析】根据坐标曲线图检测结果表明,外源施加ABA对四季秋海棠花色素苷的诱导作用具有两重性(低浓度促进高浓度抑制),一定浓度范围内外源施加ABA,可促进花色素苷产生,产生量最多时外源施加ABA 浓度是10μmol/L,超过一定浓度范围后,抑制了花色素苷产生.外源施加ABA提高内源ABA含量;降低内源GA含量。
【详解】A、花色素苷是一种色素,主要存在于细胞的液泡中,A正确;
B、根据坐标曲线图可知,一定浓度范围内外源施加ABA,可促进花色素苷产生,产生量最多时外源施加ABA 浓度是10μmol/L,超过一定浓度范围后,抑制了花色素苷产生,故外源施加ABA对花色素苷的诱导作用具有两重性,B错误;
C、由图可知,赤霉素合成量下降时,脱落酸合成量增加,赤霉素合成量上升时,脱落酸合成量下降,即两者可能存在拮抗关系,C正确;
D、ABA和赤霉素都是植物激素,都对植物的生长发育有调节作用,D正确。
故选B。
二、非选择题
24.(23-24高二上·北京·期末)学习以下材料,回答以下问题。
赤霉素的信号传导路径:赤霉素是植物体内普遍存在的一种激素,有三个生理效应:促进生长,促进种子萌发,促进植物开花。赤霉素合成障碍会导致植株矮小,赤霉素过多的植株则长得又细又长。不过,植株的“细长”和“矮小”并不都是因为赤霉素含量多少决定的。科学家已经研究清楚了赤霉素的信号传导机制,其传导路径中最重要的两个分子是赤霉素受体G和抑制蛋白DELLA。在没有赤霉素的条件下,DELLA蛋白抑制相关基因表达,从而对植物生长等起抑制作用。例如,小麦种子在萌发过程中,需要水解胚乳中储存的淀粉产生单糖,运输到胚芽等部位满足其发育的需要,因此,α-淀粉酶的合成是种子能萌发的关键。而DELLA蛋白抑制了α-淀粉酶基因的表达,使种子萌发受抑制。如右图所示,赤霉素与其受体G结合后,引起G的空间结构改变,G和赤霉素形成的复合体可以识别与结合DELLA蛋白,结合后DELLA蛋白被降解,α-淀粉酶基因开启表达,种子才能萌发。所以与其说赤霉素促进了植物生长、种子萌发等过程,倒不如说是赤霉素解除了植物本身对这些过程的抑制。植株“细长”和“矮小”都可能是由赤霉素相关基因发生突变引起。与赤霉素合成有关的酶基因突变会引起植物GA含量不正常,导致生长受抑制或过分生长的性状出现,这种性状会随外施赤霉素浓度变化而改变,属于赤霉素敏感型性状。赤霉素信号转导途径相关基因突变一般会引起赤霉素不敏感型性状。
(1)除赤霉素之外,植物体内起促进生长作用的激素还有 。(写出两种)
(2)图中过程①所需的原料是 。过程②表示mRNA与核糖体结合后,合成相应蛋白质,该过程的原料是 。
(3)图中DELLA蛋白抑制的基因能指导合成α-淀粉酶基因的转录因子M,M是α-淀粉酶基因开启转录所必需的。根据文中信息,推测小麦种子萌发时,赤霉素与受体G结合后引发的系列变化过程,选出正确的选项并排序 。
A.DELLA蛋白被降解
B.DELLA蛋白被激活
C. 抑制M基因的转录
D.促进M基因的转录
E. 促进α-淀粉酶基因的转录
F. 抑制α-淀粉酶基因的转录
G. α-淀粉酶的合成
(4)赤霉素受体基因突变的植株表现为 (选填“细长”“矮小”),该性状属于赤霉素 (选填“敏感”“不敏感”)型性状。
【答案】(1)生长素、细胞分裂素
(2) 核糖核苷酸 氨基酸
(3)ADEG
(4) 矮小 不敏感
【分析】1、赤霉素由幼芽、幼根和未成熟 的种子合成,其主要作用有促进细胞伸长,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。
2、题图分析:据图可知,赤霉素与细胞膜上受体结合形成复合体,复合体经核孔进入细胞核,在细胞核中与DELLA蛋白相结合。依题意,DELLA蛋白会抑制特定基因的表达,由此可知,DELLA蛋白相结合后,DELLA蛋白降解,从而启动细胞核中特定基因表达出特定蛋白质,产生相应的效应。
【详解】(1)植物体生长由细胞体积增大及细胞数量增多引起,能引起细胞体积增大、细胞数量增加的植物激素都能起促进植物体生长的作用,如赤霉素、生长素及细胞分裂素等。
(2)据图可知,图中过程①的产物是mRNA,过程②的产物是蛋白质,所需的原料分别是四种核糖核苷酸、氨基酸。
(3)依题意,赤霉素与其受体G结合后形成复合体,复合体可以识别与结合DELLA蛋白,促进DELLA蛋白被降解,α-淀粉酶基因开启表达,淀粉酶合成,种子才能萌发。又M是α-淀粉酶基因开启转录所必需的,因此,在α-淀粉酶基因开启表达之前,M基因会启动转录。据此分析,小麦种子萌发时,赤霉素与受体G结合后引发的系列变化过程为:赤霉素与受体G结合形成复合体,复合体促使DELLA蛋白被降解,DELLA蛋白降解后,M基因启动表达产生转录因子M,转录因子M促进α-淀粉酶基因表达出α-淀粉酶,小麦种子萌发。正确的选项及排序为ADEG。
(4)赤霉素的主要作用有促进细胞伸长,从而引起植株增高,因此,赤霉素受体基因突变的植株表现为矮小。赤霉素受体基因突变的植株细胞膜上没有受体,其性状不会随外施赤霉素浓度变化而改变,说明该性状属于赤霉素不敏感型性状。
一、单选题
1.(23-24高二上·北京顺义·期末)激动素是一种细胞分裂素类的植物生长调节剂。为探究激动素对侧芽生长的影响,实验小组将生长状态一致的豌豆苗随机分为三组。实验处理及结果见下图。相关叙述不正确的是( )
A.C组豌豆苗的顶芽存在明显顶端优势
B.顶芽的生长素极性运输到侧芽处积累
C.A组侧芽处生长素浓度高于B组
D.涂抹激动素有助于侧芽的生长
【答案】C
【分析】曲线分析:A组和B组的单一变量为是否保留顶芽,B组和C组的单一变量为是否用激动素处理。处理后,定期测量侧芽的长度,A组侧芽增长最快,B组侧芽增长相对A组较慢,C组侧芽基本不变。
【详解】A、C组豌豆苗保留顶芽,顶芽产生的生长素极性运输到侧芽,导致侧芽生长素积累,因此C组豌豆苗的顶芽存在明显顶端优势,A正确;
B、顶芽产生的生长素通过极性运输(形态学上端到形态学下端)到侧芽处积累,B正确;
C、A组去除顶芽,B组保留顶芽,顶芽产生的生长素会运输并积累在侧芽处,因此A组侧芽处生长素浓度低于B组,C错误;
D、B组和C组的单一变量为是否用激动素处理,实验结果是C组侧芽长度不变,B组侧芽长度快速增长,因此说明涂抹激动素有助于侧芽的生长,D正确。
故选C。
2.(23-24高二上·北京大兴·期末)有关“探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”实验的叙述错误的是( )
A.在预实验中不需要设置用蒸馏水处理的对照组
B.不同浓度生长素类调节剂处理组之间形成相互对照
C.处理时可用生长素类调节剂溶液浸泡或沾蘸插条的基部
D.用于扦插的枝条生长发育情况应大致相同
【答案】A
【分析】1、无关变量的设置都有遵循等量性原则。
2、“探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”实验的自变量是生长素类似物的浓度,因变量是插条生根的数量,扦插枝条的种类、处理插条的时间、每根插条上的芽和叶等都是无关变量。
【详解】A、本实验的自变量是生长素类调节剂的浓度,而在预实验时浓度梯度较大,所以需要蒸馏水处理的对照组作为空白对照,来确定范围,从而缩小范围。正式实验可以不用设置用蒸馏水处理的对照组,A错误;
B、正式实验中不同浓度的生长素类调节剂之间形成相互对照,可以不设置空白对照组,B正确;
C、处理插条时应该用生长素类调节剂溶液浸泡或沾蘸插条的基部,促进插条生根,C正确;
D、无关变量的设置都有遵循等量性原则,用于扦插的枝条生长发育情况应大致相同,D正确。
故选A。
3.(23-24高二上·北京大兴·期末)新疆日照时间长,昼夜温差大,多为沙质土壤,加上植物生长调节剂的使用,使得新疆棉产量高,质量好,因此被称为“中国第一棉”。下列有关叙述错误的是( )
A.昼夜温差大可以提高新疆棉的有机物积累,促进产量提升
B.光除了为新疆棉提供能量外,还能作为信号调控其生长发育
C.疏松的沙质土壤有利于根的有氧呼吸,促进根吸收更多的矿质元素
D.植物生长调节剂原料广泛、容易合成、效果稳定,可以大量使用
【答案】D
【分析】光敏色素是一类蛋白质(色素一蛋白复合体),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。
【详解】A、昼夜温差大可以提高白天光合作用速率,同时降低夜间的细胞呼吸,因而可以增加新疆棉的有机物积累,促进产量提升,A正确;
B、光除了为新疆棉提供能量作为光合作用的能量外,还能作为信号调控其生长发育,如植物细胞中的光敏色素能感受到光的刺激,B正确;
C、疏松的沙质土壤能促进根细胞有氧呼吸,产生大量的能量,从而有利于根细胞对矿质元素的主动吸收,C正确;
D、植物生长调节剂原料广泛、容易合成、效果稳定,可以适量使用,如生长素类调节剂具有低促高抑的特点,使用过多会抑制植物的生长,D错误。
故选D。
4.(23-24高二上·北京东城·期末)如图为燕麦胚芽鞘经过单侧光照射后,甲、乙两侧的生长情况,对照组未经单侧光处理。下列叙述不正确的是( )
A.甲为背光侧,IAA的含量高于乙侧和对照组
B.对照组的燕麦胚芽鞘表现为既不生长也不弯曲
C.遮住胚芽鞘尖端,甲、乙两侧生长状况基本一致
D.尖端产生的生长素极性运输到尖端下部伸长区
【答案】B
【分析】生长素是植物产生的、对植物有调节作用的激素之一。生长素的作用与浓度有关,低浓度起促进作用,高浓度起抑制作用,且生长素的作用往往与发生作用的器官有密切关系。
【详解】A、背光侧生长素浓度高,细胞较长,甲为背光侧,IAA 含量高于乙侧和对照组,A正确;
B、对照组的两侧长势相同,不弯曲,但是生长,B错误;
C、感光部位在尖端,遮住胚芽鞘尖端,尖端无法感受光刺激,生长素分布均匀,甲、乙两侧生长状况基本一致,C正确;
D、极性运输是指生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端,而不能反过来运输,尖端产生的生长素极性运输到尖端下部伸长区,D正确。
故选B。
5.(23-24高二上·北京东城·期末)光敏色素与隐花色素均为光受体,已知蓝光可调节赤霉素含量调控下胚轴向光性生长。为探究蓝光诱导下胚轴向光生长的机制,利用单侧蓝光照射拟南芥,实验结果如下表。下列叙述正确的是( )
野生型
光敏色素
隐花色素
光敏色素和隐花色
缺失突变体
缺失突变体
素均缺失突变体
单侧蓝光照射后幼苗中赤霉素含量变化
降低
降低
几乎不变
几乎不变
下胚轴生长情况
向光生长
向光生长
向光生长
不向光生长
A.光敏色素可吸收光能为光合作用提供能量
B.赤霉素对下胚轴向光生长起正向调控作用
C.两种色素通路均需通过赤霉素调控向光生长
D.向光性受到环境因素和植物激素等共同调控
【答案】D
【分析】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。
【详解】A、光敏色素不能为光合作用提供能量,A错误;
B、据表分析可知,赤霉素对下胚轴向光生长起负向调控作用,B错误;
C、隐花色素通路不需通过赤霉素调控向光生长,C错误;
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,因此向光性受到环境因素和植物激素等共同调控,D正确。
故选D。
6.(23-24高二上·北京朝阳·期末)某校研学小组以柳树枝条为材料研究生长素类调节剂 NAA 促进插条生根的最适浓度。预实验中发现水培 5d 左右插条开始生根,第 6~7d 为生根的快速增长期,第 8d 时根的数量趋于稳定。预实验结果如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.应该以水培第 6d 或第 7d 的插条生根数作为实验结果
B.NAA溶液促进柳树枝条生根的最适浓度为10-9mol·L-1
C.实验结果说明 NAA 浓度高于 10-5mol·L-1 时抑制生根
D.后续的正式实验中应缩小 NAA 溶液的浓度范围和梯度
【答案】D
【分析】生长素生理作用:促进生长、促进扦插的枝条生根、促进果实的发育;特点:具有双重性,即低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
题图分析:本实验的自变量为生长素类似物溶液浓度,因变量是生根数量,植物插条生长状况,每组的枝条数量都是无关变量,无关变量各组的设置要遵循等量性原则。
【详解】A、预实验中发现水培 5d 左右插条开始生根,第 6~7d 为生根的快速增长期,第 8d 时根的数量趋于稳定,因此应该以水培第 8d 的插条生根数作为实验结果,A错误;
B、根据实验结果不能说明NAA溶液促进柳树枝条生根的最适浓度为10-9mol·L-1,只能说明在该浓度左右,B错误;
C、实验结果显示,10-5mol·L-1处理组的生根数高于清水组,因而 不能说明 NAA 浓度高于 10-5mol·L-1 时抑制生根,C错误;
D、后续的正式实验中应缩小 NAA 溶液的浓度范围和梯度,重复上述实验,找到生根数目最多的实验组对应的NAA浓度,D正确。
故选D。
7.(23-24高二上·北京西城·期末)取4cm南瓜茎段若干,置于清水中浸泡一段时间后进行分组实验,结果如图所示。下列说法错误的是( )
A.用清水浸泡茎段目的是去除内源生长素
B.对照组茎段的处理应不加外源生长素
C.生长素浓度小于c时,促进茎段生长
D.生长素浓度为c~d时,茎段不再生长
【答案】D
【分析】低浓度的生长素促进生长,高浓度的生长素抑制生长。图中的c既不促进也不抑制生长,低于c促进生长,高于c抑制生长。
【详解】A、用清水浸泡茎段目的是去除内源生长素,保证因变量都是因为外源生长素浓度变化导致的,A正确;
B、对照组作为空白对照,茎段的处理应不加外源生长素,B正确;
C、生长素浓度小于c时,属于低浓度促进茎段生长,C正确;
D、生长素浓度为c~d时,茎段生长的速度低于对照组,D错误。
故选D。
8.(23-24高二上·北京西城·期末)干旱时根合成的脱落酸(ABA)增加,运输到叶片等部位促进气孔关闭。农业上常采用控制性分根交替灌溉(CRAI)技术,即在浇水时使某些区域保持干燥,而其他部分保持湿润,保证水分充分供应。下列说法错误的是( )
A.ABA运输到叶片可降低植物的蒸腾作用
B.CRAI技术可调控根部产生适量的ABA
C.CRAI技术可减少灌溉用水,节约水资源
D.CRAI技术会造成农作物产量大幅降低
【答案】D
【分析】 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、ABA运输到叶片可促进气孔关闭,进而降低植物的蒸腾作用,利于植物适应干旱环境,A正确;
BCD、分析题意可知,农业上常采用控制性分根交替灌溉(CRAI)技术,即在浇水时使某些区域保持干燥,而其他部分保持湿润,保证水分充分供应,该过程主要是通过调控根部产生适量的ABA实现的,该技术能够减少灌溉用水,节约水资源,利于农作物产量保持,BC正确,D错误。
故选D。
9.(23-24高二上·北京海淀·期末)制备含有不同浓度生长素的琼脂块,黑暗条件下,分别放在去除尖端的胚芽鞘顶端的一侧.一段时间后测量其弯曲度α,如图1和图2。下列关于实验的叙述,正确的是( )
A.不同浓度生长素处理可得到弯曲度相同的胚芽鞘
B.该实验结果是生长素在琼脂块中未横向扩散导致的
C.生长素浓度超过0.25mg/L时,抑制胚芽鞘弯曲生长
D.若左侧照光重复上述实验,则胚芽鞘弯曲方向相反
【答案】A
【分析】据图2曲线可知,一定范围内,随生长素浓度增加,弯曲角度增大,说明生长素的促进作用增强,超过一定浓度,弯曲角度减小,说明随生长素浓度增加,促进作用减弱。
【详解】A、最适生长素浓度两侧存在两个不同的生长素浓度的促进效果相同,且结合图2可知不同浓度生长素处理可得到弯曲度相同的胚芽鞘,A正确;
B、琼脂块中生长素通过简单的扩散作用运输到切去尖端的胚芽鞘,因此该实验结果是生长素由琼脂块中扩散到切去尖端的胚芽鞘一侧,促进了胚芽鞘一侧的生长,生长素在琼脂块中可横向或纵向扩散,B错误;
C、结合图2可知,生长素浓度超过0.25mg/L时,胚芽鞘仍然向右完全,说明生长素对胚芽鞘生长为促进作用,C错误;
D、尖端是感受单侧光刺激的部位,去掉尖端的胚芽鞘不能感受单侧光的刺激,生长素仍然由琼脂块扩散进入去掉尖端的胚芽鞘一侧,因此若左侧照光重复上述实验,则胚芽鞘弯曲方向不变,D错误。
故选A。
10.(22-23高二上·北京大兴·期末)脱落酸(ABA)在植物抗冷胁迫过程中起到关键作用。研究人员探究了ABA对不同品系番茄幼苗叶片抗冷胁迫的影响,实验结果如图。下列分析正确的是( )
A.本实验的自变量是脱落酸浓度,因变量是相对电导率
B.脱落酸参与植物细胞氧化分解增加产热,从而提高抗寒能力
C.根据实验结果可以得出ABA的作用是低浓度促进,高浓度抑制
D.ABA对番茄幼苗叶片的抗冷胁迫有促进作用,710品系较704更敏感
【答案】D
【分析】本实验是探究ABA对不同品系(710和704)番茄幼苗叶片在抗冷胁迫中的影响,自变量是脱落酸ABA浓度和植物品系的不同,因变量是相对电导率,分析曲线图可知:704品系的番茄幼苗在脱落酸浓度为300(mg/L)时相对电导率低,抗寒能力强,710品系的番茄幼苗在脱落酸浓度为200(mg/L)时相对电导率低,抗寒能力强。
【详解】A、本实验的自变量是脱落酸浓度和番茄品系,A错误;
B、脱落酸是植物激素,只起调节作用,不参与化学反应,不能参与植物细胞氧化分解增加产热,B错误;
C、图中ABA浓度对应电导率(细胞受损程度)都低于0浓度对应的电导率(细胞受损程度),所以对番茄幼苗叶片的抗冷助迫具有促进作用,不能得出ABA的作用具有两重性,C错误;
D、图中ABA浓度对应电导率(细胞受损程度)都低于0浓度对应的电导率(细胞受损程度),所以对番茄幼苗叶片的抗冷助迫具有促进作用,704品系的番茄幼苗在脱落酸浓度为300(mg/L)时相对电导率最低,710品系的番茄幼苗在脱落酸浓度为200(mg/L)时相对电导率最低,因此710品系较704更敏感,D正确。
故选D。
11.(22-23高二上·北京东城·期末)下图为某课外学习小组用玉米胚芽鞘进行的部分实验,该实验说明( )
A.感受单侧光刺激的部位是胚芽鞘的尖端
B.玉米胚芽鞘对生长素的灵敏度高于根尖
C.实验说明胚芽鞘直立或弯曲生长均与单侧光照射有关
D.生长素促进尖端的下部背光侧生长,抑制向光侧生长
【答案】A
【分析】题图分析:图中左边第1组为对照组,在单侧光的照射下向光弯曲生长,依次第2、3、3组分别为直立生长、向光弯曲生长、向光弯曲生长,实验结果说明尖端是感受光刺激的部位,尖端下部是发生弯曲的部位。
【详解】A、由图可知:图中自变量尖端是否遮光,可以看出,在尖端未遮光的情况下,在单侧光的照射下胚芽鞘向光弯曲生长,在透明套遮光条件下也表现为向光生长,而遮光条件下则直立生长,说明感受单侧光的部位是胚芽鞘尖端,A正确;
B、该实验中根尖的生长状态一致,均表现为背光生长,说明生长素由向光侧向背光侧转移,进而抑制了背光侧的生长,说明玉米胚芽鞘对生长素的灵敏度低于根尖,B错误;
C、实验中没有均匀照光和黑暗条件的对照实验,因而不能说明胚芽鞘直立或弯曲生长均与单侧光照射有关,C错误;
D、生长素对尖端的向光侧和背光侧均表现为促进生长,只不过背光侧生长快于向光侧,因而表现为向光弯曲生长,D错误。
故选A。
12.(22-23高二上·北京石景山·期末)大麦种子萌发过程中会产生α-淀粉酶,研究人员开展了植物激素和植物生长调节剂对α-淀粉酶含量影响的研究,实验结果如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.在种子萌发中脱落酸与赤霉素的作用效果相反
B.大麦种子萌发早期赤霉素与脱落酸含量的比值增大
C.糊粉层可能是大麦种子萌发时α-淀粉酶合成的场所
D.人工合成的6-甲基嘌呤是一种与脱落酸作用相似的植物激素
【答案】D
【分析】由曲线图分析可知,赤霉素能够提高α-淀粉酶含量,这说明赤霉素能够通过增加α-淀粉酶的含量促进种子萌发;赤霉素+6-甲基嘌呤处理组的α-淀粉酶含量明显低于赤霉素处理组,高于赤霉素+脱落酸处理组,这说明脱落酸会抑制种子萌发,6-甲基嘌呤也会抑制种子的萌发,且脱落酸抑制种子萌发的作用强于6-甲基嘌呤抑制种子的萌发的作用。
【详解】A、由曲线①、③对比可知,赤霉素能够通过增加α-淀粉酶的含量促进种子萌发,而③赤霉素+脱落酸处理组的α-淀粉酶含量明显低于赤霉素处理组,这说明脱落酸抑制种子萌发,故在种子萌发中脱落酸与赤霉素的作用效果相反,A正确;
B、赤霉素促进种子萌发,而脱落酸抑制种子萌发,当大麦种子萌发时,赤霉素含量增加,脱落酸含量减少,故在萌发早期赤霉素与脱落酸含量比值增加,B正确;
C、由图分析可知,在20天去除糊粉层后,三个处理组的α-淀粉酶产量均不再发生任何改变,据此推测糊粉层可能是大麦种子萌发时α-淀粉酶合成的场所,C正确;
D、人工合成的6-甲基嘌呤是一种化学物质,属于植物生长调节剂,不是植物激素,D错误。
故选D。
13.(22-23高二上·北京·期末)独脚金内酯是近年来发现的一种新型植物激素,科研人员在其基础上人工合成了具有相似生理作用的化学物质GR24.为了研究GR24的作用机理,用拟南芥为材料进行了如图1的实验,结果如图2,下列叙述不正确的是( )
A.GR24增强了NAA对侧枝生长的抑制作用
B.实验中NAA应加在图1的琼脂块A中
C.GR24的作用可能是促进主茎的NAA向侧枝运输
D.可利用放射性标记GR24研究其对NAA运输的影响
【答案】D
【分析】生长素的运输:(1)极性运输:生长素只能由形态学上端运向形态学下端,极性运输是细胞的主动运输,在成熟组织中可以通过韧皮部进行非极性运输。(2)横向运输:影响因素—单侧光、重力、离心力。
【详解】A、由图2分析可知,NAA+GR24处理组对侧枝长度的抑制作用明显高于单独使用NAA处理组和单独使用GR24的处理组,据此推测GR24能加强NAA的作用效果,NAA与GR24存在协同关系,A正确;
B、NAA在植物体内进行极性运输,从形态学上端运输到形态学下端,即由A端运输到B端,故实验处理时,NAA应加在固体培养基A中,B正确;
C、GR24的作用可能是促进主茎的NAA向侧枝运输,从而抑制侧枝的生长,C正确;
D、可利用放射性标记NAA,观察是否施用GR24时侧枝NAA含量研究GR24研究对NAA运输的影响,D错误。
故选D。
14.(22-23高二上·北京东城·期末)拟南芥、莴苣等植物的种子萌发需要有光的条件。下列叙述不正确的是( )
A.光为这些需光种子的萌发提供所需要的能量
B.植物能感知光信号是由于体内具有能接受光信号的分子
C.光能够影响植物体内特定基因的表达,从而表现出生物学效应
D.影响植物种子萌发的外界因素还有温度、水分等
【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当中发挥着重要作用,但是,激素调节只是植物生命活动调节的部分,植物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、温度的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。
【详解】A、光不能为这些需光种子的萌发提供所需要的能量,因为种子不能进行光合作用,但能作为光信号调控种子萌发过程,A错误;
B、题中显示,拟南芥、莴苣等植物的种子萌发需要有光的条件,据此可推测,植物能感知光信号,且体内具有能接受光信号的分子,B正确;
C、光被植物体内感受光信号的分子接受后,能通过一系列的信号转换影响植物体内特定基因的表达,从而表现出生物学效应,C正确;
D、除了光信号外,影响植物种子萌发的外界因素还有温度、水分等,其中温度通过影响酶活性,进而影响代谢影响种子的萌发,而水分是种子萌发过程必须要的条件,D正确。
故选A。
15.(22-23高二上·北京平谷·期末)烟粉虱寄生在番茄幼苗中,凭借吸收宿主的可溶性糖生存。茉莉酸甲酯(MeJA)是一种植物激素,研究MeJA是否可以防治烟粉虱。检测不同浓度的MeJA对番茄幼苗可溶性糖含量的影响,结果如下图。据图分析,下列表述错误的是( )
A.对照组应使用等量清水处理与实验组长势相同的番茄幼苗
B.0.0225mmol/L的MeJA处理5小时诱导可溶性糖含量降到最低
C.低浓度MeJA促进可溶性糖含量降低,高浓度作用效果相反
D.本实验结果表明可选用适宜浓度的MeJA进行防治烟粉虱
【答案】C
【分析】分析题意,本实验目的是研究MeJA是否可以防治烟粉虱,结合题图可知,实验的自变量是MeJA的有无、浓度及处理时间,因变量是可溶性糖的含量,据此分析作答。
【详解】A、实验设计应遵循对照与单一变量原则,本实验的的自变量是MeJA的有无、浓度及处理时间,故对照组应使用等量清水处理与实验组长势相同的番茄幼苗,A正确;
B、据图可知,0.0225mmol/L的MeJA处理5小时诱导可溶性糖含量降到最低,B正确;
C、与对照组相比,实验浓度下,MeJA处理均可降低可溶性糖含量,故不能体现低浓度促进,高浓度抑制的特点,C错误;
D、结合题意可知,烟粉虱寄生在番茄幼苗中,凭借吸收宿主的可溶性糖生存,适宜浓度的的MeJA可降低可溶性糖含量,可进行防治烟粉虱,D正确。
故选 C。
16.(22-23高二上·北京通州·期末)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。下列相关分析错误的是( )
A.清水处理组作为该实验的对照组 B.由实验结果可知NAA具有促进和抑制作用
C.10-6g/mL NAA处理组胚轴依然生长 D.10-10g/mL NAA抑制了不定根生根数量
【答案】D
【分析】据图分析:NAA浓度较低时,NAA处理组减去清水组的差值为正值,NAA促进不定根和胚轴生长;当NAA浓度较高时,NAA处理组减去清水组的差值为负值,NAA抑制不定根和胚轴生长。
【详解】A、本实验探究植物生长调节剂萘乙酸(NAA)对绿豆芽生长的影响,自变量为NAA浓度,需要设置清水处理组作为该实验的对照组,A正确;
B、据图可知,NAA处理组减去清水组的差值有正值也有负值,差值为正值说明NAA具有促进作用,差值为负值说明NAA有抑制作用,B正确;
C、10-6g/mL NAA处理组的差值要大于10-4g/mL NAA处理组,说明10-6g/mL NAA处理组的胚轴生长要快于10-4g/mL NAA处理组,所以10-6g/mL NAA处理组胚轴依然生长,只是比对照组长得慢,C正确;
D、据图可知,NAA浓度为10-10g/mL ,NAA处理组减去清水组的差值为大于零,说明此浓度NAA促进了不定根的生根数量,D错误。
故选D。
17.(22-23高二上·北京朝阳·期末)某校学生为研究2,4-D对大蒜鳞茎生根的影响,进行了如下实验:选取大小相似的大蒜瓣若干,均分为7组,分别用不同浓度的2,4-D溶液浸泡基部,1天后换清水继续培养4天,测量根长并计算平均值。实验结果如下:
2,4-D浓度(g/mL)
0
10-13
10-11
10-9
10-7
10-5
10-3
根长平均值(cm)
0.78
0.83
0.89
0.88
0.51
0.03
0.00
下列说法不正确的是( )
A.促进大蒜生根的最适浓度为10-11g/mL左右
B.2,4-D浓度为10-5g/mL时,促进根的生长
C.结果能体现2,4-D具有低促高抑的作用特点
D.实验还可用生根数量作为衡量根生长的指标
【答案】B
【分析】生长素的作用具有两重性,低浓度促进生长,高浓度抑制生长,并且在促进生长的浓度中存在一个最适浓度。分析表格可知,随着2,4-D浓度浓度的逐渐升高,平均根长逐渐增长,10-11g/mL时平均根长最长,然后平均根长又逐渐下降。
【详解】A、据表格可知,2,4-D浓度为10-11g/mL时,根长平均值最大,说明促进大蒜生根的最适浓度为10-11g/mL左右,A正确;
B、与对照组(0g/mL)相比,2,4-D浓度为10-5g/mL时,根长平均值较低,说明此时2,4-D浓度抑制根的生长,B错误;
C、据表格可知,2,4-D浓度小于10-9g/mL时,促进根的生长,大于10-9g/mL时,抑制根的生长,具有低促高抑的作用特点,C正确;
D、该实验自变量为2,4-D浓度不同,因变量为根长或者生根数量,因此实验还可用生根数量作为衡量根生长的指标,D正确。
故选B。
18.(22-23高二上·北京房山·期末)沙漠防治的先锋树种是沙柳,为提高沙柳成活率,移栽时常常需要对沙柳进行掐尖留芽并摘除一定量成熟叶片的处理。下列叙述不合理的是( )
A.掐尖留芽去除了植物的顶端优势,促进侧芽生长
B.摘除成熟叶片的目的是减弱蒸腾作用以适应沙漠环境
C.沙柳的正常生长是环境、基因、植物激素相互作用的结果
D.留芽可使侧芽合成的生长素运输到根尖,提高沙柳的生根率
【答案】D
【分析】生长素生理作用:促进生长、促进扦插的枝条生根、促进果实的发育;特点低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
【详解】A、掐尖留芽去除了植物的顶端优势,可使侧芽部位的生长素浓度降低,促进侧芽的生长,提高沙柳的成活率,A正确;
B、摘除一定量成熟叶片是减弱蒸腾作用、减少水分散失,提高成活率,B正确;
C、沙柳的正常生长,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控,故沙柳的正常生长是环境、基因、植物激素相互作用的结果,C正确;
D、侧芽合成的生长素能运输到茎的接近根的基部,不能运输到根尖,D错误。
故选D。
19.(22-23高二上·北京西城·期末)光对植物的生长发育以及次生代谢产物的合成和积累等具有重要调节作用。研究者利 用某种植物的两不同品系(H1、H2)研究不同光质对可溶性糖和花色素苷含量的影响, 处理及结果如下图。下列分析正确的是( )
A.短波光质可以明显提高可溶性糖含量
B.红光提高花色素苷含量的作用效果更加显著
C.红光对于花色素苷和可溶性糖合成的调节机制相同
D.蓝紫光照两品系花色素苷含量差异大可能与其自身基因不同有关
【答案】D
【分析】从图中可以看出,随着光照波长的增加,可溶性糖的含量降低,花色素苷的含量增加。
【详解】A、从图中可以看出,在短波光的作用下,可溶性糖含量降低,A错误;
B、从图中可以看出,红光提高可溶性糖的效果更为显著,B错误;
C、红光降低了花色素苷的含量,但提高了可溶性糖的含量,C错误;
D、蓝紫光照条件下,两品系花色素苷含量差异大(H2更多),可能与其自身基因不同有关,D正确。
故选D。
20.(22-23高二上·北京西城·期末)科研人员研究了大蒜试管苗发育过程中内源激素含量的变化(如图)。据图可知( )
A.大蒜试管苗发育的过程中不需要脱落酸的调节
B.细胞分裂素和生长素促进试管苗发育且作用相同
C.外施生长素类似物可进一步加快试管苗的发育
D.试管苗的正常发育是多种激素共同调节的结果
【答案】D
【分析】从图中看出,随着大蒜试管苗发育时间的的增加,脱落酸含量降低,细胞分裂和生长素先增加后降低。
【详解】A、大蒜试管苗发育过程中,脱落酸含量降低,所以需要脱落酸的调节,A错误;
B、细胞分裂素促进细胞分裂,而生长素促进细胞伸长,B错误;
C、生长素的作用有两重性,如果外施生长素类似物,可能会抑制试管苗的发育,C错误;
D、从图中看出,试管苗的正常发育是脱落酸、生长素和细胞分裂素共同调节的结果,D正确。
故选D。
21.(22-23高二上·北京·期末)研究人员用不同浓度的赤霉素对甜叶菊扦插苗进行浸泡处理,一段时间后,测量其根粗、根长及生根数,结果如表所示。
浓度/(mg·L-1)
根数/条
根粗/mm
根长/cm
0
3.7
0.17
2.9
100
5.5
0.29
4.2
200
4.2
0.22
3.2
300
3.8
0.21
3.0
400
2.5
0.16
2.3
500
2.2
0.11
1.3
下列相关叙述正确的是:( )
A.用0mg·L-1赤霉素处理以消除内源激素对结果的影响
B.用400mg·L-1的赤霉素处理甜叶菊会使其比较容易生根
C.500mg·L-1比100mg·L-1赤霉素对生根的促进作用弱
D.应选用100mg·L-1的赤霉素促进甜叶菊侧芽的伸长生长
【答案】A
【分析】实验的自变量是赤霉素的浓度,因变量是根数、根粗和根长,分析表格中的数据,随着赤霉素浓度的增加,三个指标都出现了先增加后减少的趋势。
【详解】A、用0 mg·L-1赤霉素作为空白对照组,以消除内源激素对结果的影响,A正确;
B、从表格中看出,与空白对照组相比,用400mg·L-1的赤霉素处理时,根数、根粗和根长的数值均减小,若要促进甜叶菊生根,不宜采用较高浓度的赤霉素,B错误;
C、与空白对照相比,500 mg·L-1赤霉素对生根表现为抑制作用,C错误;
D、表格中只能看出100mg·L-1的赤霉素促进甜叶菊根的生长,不能看出其对侧芽的影响,D错误。
故选A。
22.(21-22高二上·北京丰台·期末)为研究植物的开花与光照时间的关系。研究人员对A、B两种植物进行如下处理,结果如图所示,下列叙述正确的是( )
注:浅色部分为光照处理,深色部分为黑暗处理
A.满足短日照条件下,闪光打断黑暗时间,会抑制B植物开花
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.根据实验结果,影响两种植物开花更为关键的因素是连续黑暗时间
D.根据实验结果,影响两种植物开花更为关键的因素是连续光照时间
【答案】C
【分析】分析图形:图中长日照植物随着光照时间的延长而开花,而短日照植物随着光照的缩短而开花。
【详解】A、对比B植物的的开花与日照时间的关系可知,长日照开花,但是闪光打断黑暗时间,会促进B植物开花(B植物,从左到右第三个图),A错误;
B、对比A植物的的开花与日照时间的关系可知,满足短日照情况下,闪光打断黑暗时间,会抑制A植物的开花(A植物,从左到右第三个图),B错误;
CD、根据实验结果,影响两种植物开花更为关键的因素是连续黑暗时间,A植物必须满足足够的连续的黑暗时间,B植物必须满足连续的较短时间的黑暗时间,C正确,D错误。
故选C。
23.(21-22高二上·北京·期末)在水稻花期,分别喷洒一定浓度的生长素、赤霉素和乙烯利(释放乙烯)。成熟期测定单位面积水稻产量和成熟度,结果如下表。下列分析错误的是( )
处理浓度
每穗粒数(个)
千粒重(g)
产量(kg)
成熟粒率(%)
对照
115
25
7661
80
生长素5ppm
146
27
8415
89
赤霉素30ppm
132
28
8215
85
乙烯利20ppm
110
26
7499
87
A.三种处理中5ppm生长素促进水稻增产的综合效果最好
B.20ppm乙烯利处理可以促进水稻籽粒的成熟
C.30ppm赤霉素可使水稻籽粒增重,从而提高产量
D.此例中生长素与乙烯调节籽粒成熟的作用是相互拮抗的
【答案】D
【分析】分析题干信息和题表,该实验自变量是植物激素(植物生长调节剂)类型,因变量是每穗粒数、千粒重、产量和成熟粒率。与对照组相比,三种处理组均能能增加每穗粒数、千粒重、产量和成熟粒率,其中5ppm生长素处理组的每穗粒数、产量和成熟粒率均最大;30ppm赤霉素处理组千粒重最大。
【详解】A、表中信息显示,5ppm生长素处理组的每穗粒数、产量和成熟粒率均高于对照组和其他实验组,仅千粒重略低于30ppm赤霉素处理组,据此可知5ppm生长素促进水稻增产的综合效果最好,A正确;
B、与对照组相比,20ppm乙烯利处理组的成熟粒率较高;20ppm乙烯利可释放乙烯,而乙烯可以促进水稻籽粒的成熟,B正确;
C、与对照组相比,30ppm赤霉素处理组的水稻千粒重和产量均较高,且三种处理中30ppm赤霉素处理组的水稻千粒重最高,说明30ppm赤霉素可使水稻籽粒增重,从而提高产量,C正确;
D、根据表格的信息无法判断二者调节籽粒成熟的作用是相互拮抗的,D错误;
故选D。
24.(21-22高二上·北京朝阳·期末)下图表示施用IAA(吲哚乙酸)对某种植物主根长度及侧根的影响。下列叙述正确的是( )
A.实验结果说明施用IAA可以促进主根的伸长
B.实验所使用的IAA的浓度可促进侧根的生长
C.未施用IAA的植株除去部分芽和幼叶,会导致侧根数量增加
D.与施用10-4mol.L-1的IAA相比,未施用的植株主根长而侧根数量少
【答案】D
【分析】左图IAA浓度为0时为对照,低于100%的长度即为抑制生长,显然IAA溶液对于主根的伸长均低于100%;右图IAA溶液浓度为0时的每株侧根数为对照,IAA溶液超过一定的浓度对于侧根的诱导起抑制作用。
【详解】A、左图可知,施用IAA抑制主根的伸长,A错误;
B、右图IAA溶液浓度为0时的每株侧根数为对照,由图可知,IAA溶液超过一定的浓度对于侧根的诱导起抑制作用,B错误;
C、若除去部分芽和幼叶,则地上向根部运输的IAA量会减少,此时运输到根部的IAA将会降低,由此图可知,未施用IAA的植株除去部分芽和幼叶,会导致侧根数量减少,C错误;
D、未施用IAA,即IAA浓度为0,结合左右两图可知,与施用10-4mol.L-1的IAA相比,未施用的植株主根长而侧根数量少,D正确。
故选D。
25.(21-22高二上·北京顺义·期末)科学家用红光和远红光依次照射一批莴苣种子,置于暗处一段时间后统计发芽情况(见下表),下列推论不合理的是( )
组别
光照射处理方式
发芽情况
对照组
无光照
不发芽
1组
红光
发芽
2组
红光→远红光
不发芽
3组
红光→远红光→红光
发芽
4组
红光→远红光→红光→远红光
不发芽
注:自然光包含红光和远红光,莴苣种子对红光更为敏感
A.光作为信号调控莴苣种子的发芽过程
B.植物体内可能存在感受光信号的分子
C.上述结果说明红光促进莴苣种子发芽,远红光则起抑制作用
D.经2组和4组处理后的莴苣种子置于自然光下,种子不发芽
【答案】D
【分析】由上述实验结果对比分析,红光照射下莴苣种子发芽,远红光照射后不发芽,远红光照射后再到红光下照射会发芽,故可得出结论:红光促进莴苣种子发芽,远红光照射下莴苣种子不发芽。
【详解】A、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,进而对莴苣种子的发芽过程进行调控,A正确;
B、根据前面的分析可知,光作为信号调控莴苣种子的发芽过程,说明植物体内可能存在感受光信号的分子,B正确;
C、由分析可知, 红光促进莴苣种子发芽,远红光照射抑制种子发芽,C正确;
C、由于自然光包含红光和远红光,莴苣种子对红光更敏感,因此经2组和4组处理后的莴苣种子置于自然光下,种子会发芽,D错误。
故选D。
26.(21-22高二上·北京西城·期末)茉莉酸(JA)是一种植物激素,可增强植物抗病能力。黑斑病菌可诱导植物产生茉莉酸。以茉莉酸相关拟南芥突变体为材料进行实验,结果如下图。下列叙述错误的是( )
A.JA抑制野生型拟南芥生长 B.不能合成JA使突变体对JA不敏感
C.乙烯可能与拟南芥抗病有关 D.JA可能促进乙烯的合成
【答案】B
【分析】选用野生型和茉莉酸相关基因功能缺失突变体拟南芥,分别用一定浓度的茉莉酸进行处理,结果如图:与突变型比较,野生型拟南芥加入茉莉酸之后抑制了其生长。右图中与对照组相比,野生型拟南芥接入黑斑病菌后,乙烯含量增加,说明JA可能促进乙烯的合成。
【详解】A、由左图可知,用茉莉酸处理野生型和突变型拟南芥,野生型拟南芥加入茉莉酸之后被抑制了生长,A正确;
B、野生型拟南芥能合成茉莉酸,而突变体拟南芥不能合成茉莉酸,加入茉莉酸之后,作用于野生型拟南芥的茉莉酸浓度过高,抑制其生长,B错误;
C、黑斑病菌可诱导植物产生茉莉酸,而茉莉酸可增强植物抗病能力,与对照组相比,野生型拟南芥接入黑斑病菌后,乙烯含量增加,说明乙烯可能与拟南芥抗病有关,C正确;
D、由右图可知,与对照组相比,野生型拟南芥接入黑斑病菌后,乙烯含量增加,说明JA可能促进乙烯的合成,D正确。
故选B。
27.(21-22高二上·北京海淀·期末)水稻种子胚乳的发育和营养物质积累决定水稻的产量和品质。研究发现,胚乳形成过程中不同激素间的相互作用如图所示。下列分析不正确的是( )
A.细胞分裂素能促进籽粒变短变窄
B.生长素与赤霉素表现出协同作用
C.油菜素内酯能促进籽粒变长变宽
D.多种激素共同调控胚乳发育过程
【答案】A
【分析】1、生长素类具有促进植物生长的作用,在生产上的应用主要有:(1)促进扦插的枝条生根;(2)促进果实发育;(3)防止落花落果。2、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,它还有防止器官脱落和解除种子、块茎休眠促进萌发等作用。3、细胞分裂素在根尖合成,在进行细胞分裂的器官中含量较高,细胞分裂素的主要作用是促进细胞分裂和扩大,此外还有诱导芽的分化,延缓叶片衰老的作用。
【详解】A、从图中看出,细胞分裂素促进使籽粒变长,抑制了籽粒宽度,使其变窄,A错误;
B、生长素和赤霉素都使籽粒变长,表现出协同作用,B正确;
C、从图中看出,油菜素内酯能促进籽粒变长变宽,C正确;
D、从图中可以看出多种激素共同调节胚乳发育,D正确。
故选A。
28.(21-22高二下·北京房山·期末)为研究脱落酸(ABA)在植物抗旱中的作用,将刚萌发的玉米种子分成4组进行处理,一段时间后观察主根长度和侧根数量,实验处理方法及结果如图所示。
分组
第1组
第2组
第3组
第4组
处理方法
定时补加蒸馏水
不加蒸馏水
——
加ABA合成抑制剂
?
玉米根生长情况
下列有关叙述不正确的是( )
A.与第1组相比,第2组结果说明干旱处理促进主根生长
B.与第2组相比,第3组结果说明缺少ABA时主根生长减慢
C.本实验中自变量为蒸馏水和ABA,因变量是主根长度
D.第4组的处理应为加ABA合成抑制剂和ABA
【答案】C
【分析】分析题意可知,本实验目的是研究脱落酸(ABA)在植物抗旱中的作用,则实验的自变量是脱落酸的有无,因变量是植物的抗旱特性,可通过玉米根的生长情况进行比较,实验设计应遵循对照原则、单一变量原则和等量性原则。本实验的空白对照是蒸馏水处理的第1组。
【详解】A、据图可知,第1组和第2组的自变量为是否补加蒸馏水(是否干旱),第2组玉米主根的长度大于第1组,说明在干旱处理可以促进主根生长,A正确;
B、第2组不加ABA合成抑制剂,第3组加入ABA合成抑制剂(ABA不能正常合成),两组的自变量为ABA的有无,实验结果是第3组的主根长度小于第二组,说明缺少ABA时主根生长变慢,B正确;
C、本实验的目的是研究脱落酸(ABA)在植物抗旱中的作用,自变量为ABA的有无,因变量是主根长度,C错误;
D、第4组是同时添加ABA合成抑制剂和ABA,可以与第2组和第3组形成对照,D正确。
故选C。
29.(21-22高二上·北京·期末)有关生物体对刺激做出反应的表述,错误的是( )
A.摄入高糖食品→人体胰岛素分泌增加→血糖水平回落
B.外界温度降低→哺乳动物体温调节中枢兴奋→体温稳定
C.病毒感染细胞→人体浆细胞分泌特异性抗体→清除胞内病毒
D.给予单侧光照→胚芽鞘尖端生长素重新分布→向光弯曲
【答案】C
【分析】1.外界温度降低,哺乳动物体温调节中枢兴奋导致机体产热增加,减少散热来维持体温稳定。
2.分泌抗体的是浆细胞而不是T细胞。
3.摄入高糖食品,血糖浓度升高,此时胰岛素分泌增加,加速组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖,会让血糖降到正常水平。
4.单侧光照会使尖端的生长素发生横向运输,背光侧生长素浓度高促进作用大,弯向光源生长。
【详解】A、摄入高糖食品会使人体血糖浓度升高,胰岛素分泌增加,胰岛素的作用是降低血糖浓度,从而使血糖浓度回落,A正确;
B、外界温度降低,哺乳动物皮肤冷觉感受器兴奋,兴奋通过传入神经传到体温调节中枢,通过调节作用,使机体体温维持相对稳定,B正确;
C、病毒感染引起人体产生体液免疫和细胞免疫,在体液免疫过程中人体B淋巴细胞增殖分化出的浆细胞分泌特异性抗体与病毒结合,形成沉淀,再由吞噬细胞吞噬处理,从而将病毒清除,C错误;
D、单侧光下,植物茎部尖端处生长素由向光侧向背光侧运输,导致背光侧生长素含量高,促进伸长作用明显,植物表现为向光弯曲生长,D正确。
故选C。
30.(21-22高二上·北京西城·期末)有学者提出“酸生长假说”解释生长素的促生长作用:生长素激活细胞膜上的H+泵,消耗ATP把H+运到细胞外,细胞外pH下降导致细胞壁松弛,细胞吸水而体积增长。不能作为支持该假说的证据的是( )
A.细胞壁中的扩展素在酸性pH条件下可使细胞壁松弛
B.中性缓冲液能够抑制生长素诱导的生长
C.胚芽鞘尖端下部向光侧生长素浓度低于背光侧
D.促进H+外排的壳梭孢菌素可刺激胚芽鞘切段短暂生长
【答案】C
【分析】根据酸假说的内容,H+运到细胞外,导致细胞外pH降低,而酸性条件下,细胞壁松弛,细胞吸水而生长。
【详解】A、根据酸假说的内容,细胞外pH下降导致细胞壁松弛,细胞吸水而体积增长,因此细胞壁中的扩展素在酸性 pH条件下可使细胞壁松弛,能够证明该假说是正确的,A错误;
B、根据酸假说的内容,细胞外pH下降导致细胞壁松弛,细胞吸水而体积增长,如果中性缓冲液能够抑制生长素诱导的生长则可以证明酸假说是正确的,B错误;
C、在单侧光的照射下,向光侧生长素浓度比背光侧生长素浓度低,但不支持酸生长假说,C正确;
D、酸假说认为H+运到细胞外,细胞外pH下降导致细胞壁松弛,细胞吸水而体积增长,所以如果促进H+外排的壳梭孢菌素可刺激胚芽鞘切段短暂生长,能够证明该假说是正确的,D错误。
故选C。
二、非选择题
31.(23-24高二下·北京海淀·期末)大豆是一种光周期敏感作物,产量受日照长短变化影响较大。籽重是决定大豆产量的关键性状之一。为探究控制大豆籽重的关键基因及其光周期效应机制,科研人员展开如下研究。
(1)光不仅作为信号调节大豆种子的发育,还为植物的光合作用提供 。
(2)研究人员鉴定到一个控制大豆籽重的关键基因D,在长日照和短日照处理条件下分别检测了正常植株籽重、基因D功能缺失突变体植株(突变基因用d表示)籽重以及种子中D表达水平。结果表明:长日照条件下D对大豆籽重起抑制作用,而短日照条件下对大豆籽重不起作用。以下实验结果能为上述结论提供证据的有 (多选)。
a、长日照条件下,D在种子中表达水平很高
b、短日照条件下,D在种子中不表达或表达水平很低
c、长日照条件下,正常植株籽重明显高于突变体植株
d、短日照条件下,正常植株籽重和突变体植株无明显差异
e、任何光照条件下,D过表达植株比突变体植株产生的籽重更小
(3)已知S是一种介导蔗糖从种皮转运到胚的载体蛋白,在长日照条件下,可能与D基因表达的D蛋白存在相互作用。为研究正常植株中D蛋白与S蛋白对大豆种子积累有机物的作用,研究人员设计下图所示流程,获得下表结果。
组别
导入载体
荧光检测情况
黄色荧光
红色荧光
1
nY和cY
-
+
2
nY-D和S-cY
+
+
3
nY-d和S-cY
-
+
4
Ⅰ、
-
+
5
Ⅱ、
-
+
①I和II导入的载体分别为 。
②若第2组出现 荧光,则说明D蛋白和S蛋白在大豆种子质膜中存在相互作用。
③为进一步确定D蛋白调控籽重的机制,用C蔗糖处理正常植株和突变体植株的种子12小时,检测种皮和胚中C蔗糖含量。若实验结果为 ,则支持“D蛋白抑制S蛋白功能,进而抑制蔗糖从种皮到胚的转运”。
(4)请结合本研究阐释“我国春大豆主产区是东北地区,而非长江以南地区”的原因 。
【答案】(1)能量
(2)abde
(3) nY和S-cY、nY-D和cY 质膜处为叠加的红色和黄色(或“质膜处为橙色”) 正常植株种皮中的13C蔗糖含量高于突变体,但胚中的13C蔗糖含量低于突变体
(4)春季,自北向南,日照时间变长(或“大豆为短日照植物”);长江以南地区在春季日照时间长,D基因对大豆籽重起抑制作用;而东北地区此季节日照时间短,D基因对大豆籽重不起作用
【分析】光不仅作为信号调节大豆种子的发育、还为植物的光合作用提供能量。
【详解】(1)光不仅作为信号调节大豆种子的发育、还为植物的光合作用提供能量。
(2)长日照条件下D对大豆籽重起抑制作用,而短日照条件下对大豆籽重不起作用,以下实验结果能为上述结论提供证据的有,a,长日照条件下,D在种子中表达水平很高;因为长日照条件下D对大豆籽重起抑制作用;b、短日照条件下,D在种子中不表达或表达水平很低,因为短日照条件下对大豆籽重不起作用;d、短日照条件下,正常植株籽重和突变体植株无明显差异,因为短日照条件下对大豆籽重不起作用;e、任何光照条件下,D过表达植株比突变体植株产生的籽重更小,D过表达,长日照条件下D对大豆籽重起抑制作用。
(3)①通过表格对比,可以得到I和Ⅱ导入的载体分别为nY和S-cY、nY-D和cY;
②因为nY和cY不能自组装发出黄色荧光,但它们分别连接的蛋白相互靠近时,nY和cY这两部分在空间上彼此靠近,才能被激发出荧光,所以若第2组出现质膜处为叠加的红色和黄色(或“质膜处为橙色”)则说明D蛋白和S蛋白在大豆种子质膜中存在相互作用;
③为进一步确定D蛋白调控籽重的机制,用13C蔗糖处理正常植株和突变体植株的种子12小时,检测种皮和胚中13C蔗糖含量。若实验结果为正常植株种皮中的13C蔗糖含量高于突变体,但胚中的13C蔗糖含量低于突变体则说明D蛋白和S蛋白在大豆种子质膜中存在相互作用。
(4)“我国春大豆主产区是东北地区,而非长江以南地区”的原因:春季,自北向南,日照时间变长(或“大豆为短日照植物”);长江以南地区在春季日照时间长,D基因对大豆籽重起抑制作用;而东北地区此季节日照时间短,D基因对大豆籽重不起作用。
32.(23-24高二下·北京海淀·期末)大豆是一种光周期敏感作物,产量受日照长短变化影响较大。籽重是决定大豆产量的关键性状之一。为探究控制大豆籽重的关键基因及其光周期效应机制,科研人员展开如下研究。
(1)光不仅作为信号调节大豆种子的发育、还为植物的光合作用提供 。
(2)研究人员鉴定到一个控制大豆籽重的关键基因D,在长日照和短日照处理条件下分别检测了正常植株籽重、基因D功能缺失突变体植株(突变基因用d表示)籽重以及种子中D表达水平。结果表明:长日照条件下D对大豆籽重起抑制作用,而短日照条件下对大豆籽重不起作用。以下实验结果能为上述结论提供证据的有 。
a.长日照条件下,D在种子中表达水平很高
b.短日照条件下,D在种子中不表达或表达水平很低
c.长日照条件下,正常植株籽重明显高于突变体植株
d.短日照条件下,正常植株籽重和突变体植株无明显差异
e.任何光照条件下,D过表达植株比突变体植株产生的籽重更小
(3)已知S是一种介导蔗糖从种皮转运到胚的载体蛋白,在长日照条件下,可能与D基因表达的D蛋白存在相互作用。为研究正常植株中D蛋白与S蛋白对大豆种子积累有机物的作用,研究人员设计下图所示流程,获得下表结果。
实验流程:
1.红色荧光蛋白原生质体膜荧光
2.
注:nY和cY不能自组装发出黄色荧光,但它们分别连接的蛋白相互靠近时,nY和cY这两部分在空间上彼此靠近,才能被激发出荧光。
实验结果:
组别
导入载体
荧光检测情况
黄色荧光
红色荧光
1
nY和cY
-
+
2
nY-D和S-cY
+
+
3
nY-d和S-cY
-
+
4
I._________
-
+
5
Ⅱ._________
-
+
注:
“+”表示发出荧光,“-”表示无荧光。
①I和Ⅱ导入的载体分别为 。
②若第2组出现 荧光,则说明D蛋白和S蛋白在大豆种子质膜中存在相互作用。
③为进一步确定D蛋白调控籽重的机制,用¹³C蔗糖处理正常植株和突变体植株的种子12小时,检测种皮和胚中¹³C蔗糖含量。若实验结果为 ,则支持“D蛋白抑制S蛋白功能,进而抑制蔗糖从种皮到胚的转运”。
(4)请结合本研究阐释“我国春大豆主产区是东北地区,而非长江以南地区”的原因 。
【答案】(1)能量
(2)a、b、d、e
(3) nY和S-cY、nY-D和cY 质膜处为叠加的红色和黄色(或“质膜处为橙色”) 正常植株种皮中的¹³C蔗糖含量高于突变体,但胚中的¹³C蔗糖含量低于突变体
(4)春季,自北向南,日照时间变长(或“大豆为短日照植物”);长江以南地区在春季日照时间长,D基因对大豆籽重起抑制作用;而东北地区此季节日照时间短,D基因对大豆籽重不起作用。
【分析】光不仅作为信号调节大豆种子的发育、还为植物的光合作用提供能量。
【详解】(1)光不仅作为信号调节大豆种子的发育、还为植物的光合作用提供能量。
(2)长日照条件下D对大豆籽重起抑制作用,而短日照条件下对大豆籽重不起作用,以下实验结果能为上述结论提供证据的有,a.长日照条件下,D在种子中表达水平很高;因为长日照条件下D对大豆籽重起抑制作用;b.短日照条件下,D在种子中不表达或表达水平很低,因为短日照条件下对大豆籽重不起作用;d.短日照条件下,正常植株籽重和突变体植株无明显差异,因为短日照条件下对大豆籽重不起作用;e.任何光照条件下,D过表达植株比突变体植株产生的籽重更小,D过表达,长日照条件下D对大豆籽重起抑制作用。
(3)通过表格对比,可以得到I和Ⅱ导入的载体分别为nY和S-cY、nY-D和cY;因为nY和cY不能自组装发出黄色荧光,但它们分别连接的蛋白相互靠近时,nY和cY这两部分在空间上彼此靠近,才能被激发出荧光,所以若第2组出现质膜处为叠加的红色和黄色(或“质膜处为橙色”)则说明D蛋白和S蛋白在大豆种子质膜中存在相互作用;为进一步确定D蛋白调控籽重的机制,用¹³C蔗糖处理正常植株和突变体植株的种子12小时,检测种皮和胚中¹³C蔗糖含量。若实验结果为正常植株种皮中的¹³C蔗糖含量高于突变体,但胚中的¹³C蔗糖含量低于突变体则说明D蛋白和S蛋白在大豆种子质膜中存在相互作用。
(4)请结合本研究阐释“我国春大豆主产区是东北地区,而非长江以南地区”的原因春季,自北向南,日照时间变长(或“大豆为短日照植物”);长江以南地区在春季日照时间长,D基因对大豆籽重起抑制作用;而东北地区此季节日照时间短,D基因对大豆籽重不起作用。
33.(23-24高二上·北京顺义·期末)植物遭遇严寒时产生大量活性氧损伤生物膜系统,影响其生长发育,低温也会明显促进ABA(脱落酸)合成基因的表达。科研人员以红花玉兰为材料研究ABA在植物抗寒调节中的作用。
(1)ABA在植物体内的含量 ,对细胞分裂和叶片脱落的调节作用分别表现为 ,这有利于植物进入休眠状态以提高抗寒性。
(2)科研人员对两组生长状况相同的红花玉兰分别外施等量的蒸馏水和ABA,检测其叶片组织中SOD活性,结果如图。
注:SOD是抗氧化酶、能清除活性氧
曲线 为外施ABA组的实验结果,说明ABA可有效降低低温损伤。
(3)M基因是植物抗寒调节的关键基因,其表达产物可促进SOD基因的表达。为探究ABA对M基因的作用,科研人员在不同条件下培养红花玉兰植株并检测其M基因表达量,实验处理及结果见下表。
组别
实验处理
M基因表达量
1
2
4℃+蒸馏水
++
3
25℃+ABA
4
++++
注:“+”的数目代表M基因表达量的多少
实验研究表明,ABA可明显促进M基因表达。请补全表格信息,使之能解释上述结论 。
(4)综合上述研究成果完善答题纸上的概念图,以说明ABA在植物抗寒调节中的作用途径。请用箭头连接关键词,用“+”和”-”分别代表“正向”和“负向”作用 。
【答案】(1) 少 抑制、促进
(2)A
(3)组别1:实验处理25℃+蒸馏水,M基因表达量+;组别3:M基因表达量+++;组别4:实验处理4℃+ABA
(4)
【分析】1、植物激素指植物体内产生的一些微量而能调节自身生理过程的有机化合物,已知植物体内产生的激素主要有生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等。
2、本实验的目的为验证ABA在植物抗寒调节中的作用,实验自变量为是否加入外源ABA。
【详解】(1)ABA作为一种植物激素,在植物体内的含量少,对细胞分裂起抑制作用,而对叶片脱落起促进作用,这有利于植物进入休眠状态以提高抗寒性。
(2)题干信息“植物遭遇严寒时产生大量活性氧损伤生物膜系统,影响其生长发育低温也会明显促进ABA(脱落酸)合成基因的表达。”,SOD是抗氧化酶、能清除活性氧,SOD活性强,活性氧含量少,因此外施一定量的ABA可以提高SOD活性,从而起到抗寒的作用,综合分析,曲线A为外施ABA组的实验结果。
(3)已知ABA可明显促进M基因表达,且低温也会明显促进ABA(脱落酸)合成基因的表达,因此4℃低温条件下M基因表达量多于25℃条件;ABA处理M基因表达量多于蒸馏水处理。据表格分析,该实验自变量有2个,分别是温度和是否ABA处理,综合分析可知:组别1:实验处理25℃+蒸馏水,M基因表达量+;组别3:M基因表达量+++;组别4:实验处理4℃+ABA。
(4)综合上述分析,低温可促进ABA合成基因的表达,从而促进M基因表达,进而促进SOD基因的表达,提高SOD活性,从而降低活性氧,最终起到抗寒作用。
34.(23-24高二上·北京大兴·期末)正常情况下,植物根系形成层中的干细胞(S 细胞)向外侧分裂分化形成韧皮部细胞,向内侧分裂分化形成木质部细胞。为探究植物激素在该过程中的作用,科研人员进行了系列实验。
(1)赤霉素(GA)和生长素等激素作为信息分子影响细胞的基因表达,从而 根系发育。
(2)科研人员用野生型和赤霉素合成缺陷型拟南芥进行图 1 所示实验。
①本实验的自变量有 。
②依据结果推测:赤霉素的作用是 。
(3)研究发现S细胞的分化方向受生长素分布的影响。科研人员检测了不同处理条件下生长素的分布,得到图2所示结果。
科研人员得出“赤霉素可以促进生长素从木质部侧向韧皮部侧转移”的结论,其依据是 。
(4)进一步研究发现,赤霉素可上调生长素转运蛋白(PIN1)的表达水平,进而改变生长素的分布。请选填下列字母到相应位置,完成验证上述结论的实验方案并预期结果。
实验材料:a.野生型 b.生长素合成缺陷型 c.PIN1 缺陷型 d.GA 合成缺陷型
实验处理:e.清水 f.GA 溶液 g.生长素溶液
实验材料
实验处理
检测指标
对照组
GA合成缺陷型
清水
PIN1 的表达水平、生长素的分布情况
实验组1
①
②
实验组2
③
④
预期结果
⑤
【答案】(1)调节
(2) 是否施加赤霉素、是否有内源赤霉素 促进 S细胞分裂、分化为木质部细胞
(3)和施加清水组相比,施加 GA后,远离S 细胞的木质部侧生长素含量显著下降,靠近S 细胞的韧皮部侧生长素含量显著上升
(4) d f c f 与对照组相比,实验组1的 PIN1 的表达水平上升,生长素分布更靠近韧皮部一侧。实验组2 的PIN1 不表达,生长素分布不改变。 (实验组1和2可互换位置,包括实验材料和处理。)
【分析】植物激素是指在植物体内合成,并从产生部位移动到作用部位,对作物生长发育起显著作用的微量有机物。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。通过调节植物生长调节剂的浓度,设置一系列浓度梯度,处理相同状态的植物,可以预测该植物生长调节剂的作用。
【详解】(1)赤霉素(GA)和生长素等激素作为信息分子,通过一系列信号转导影响细胞的基因表达,进而实现调节根系发育的作用。
(2)由实验结果可知:本实验的自变量拟南芥的种类(或者为是否含有内源赤霉素)、是否用赤霉素处理;实验结果显示,无论是野生型还是赤霉素缺陷型拟南芥在用赤霉素处理后,均表现为木质部细胞数目增多,进而可推测,赤霉素能促进S细胞分化为木质部细胞。
(3) 由图可知未施加赤霉素组的生长素移向木质部,施加了赤霉素的组促进生长素从木质部侧向韧皮部侧转移,所以可得出结论:赤霉素促进生长素从木质部侧向韧皮部侧转移。
(4) 该实验是验证赤霉素可上调生长素转运蛋白(PIN1)的表达水平,进而改变生长素的分布。因此自变量为有无赤霉素处理和植株的种类,因变量为PIN1的表达水平、生长素的分布情况,因此实验相关步骤如下:实验组1应该选择GA 合成缺陷型,即d,同时用 GA 溶液 处理,即f,进而形成了使用赤霉素的实验组,创设了生长素转运蛋白(PIN1)的表达水平的条件,因而该组实验的结果为PIN1 的表达水平增加,且生长素的分布有改变;实验组2选择的材料为 PIN1 缺陷型,即c,同时用 GA 溶液,即f处理,进而形成了赤霉素缺乏作用对象的实验组,因此,该实验组的结果为PIN1 不表达,生长素分布不改变。
35.(23-24高二上·北京朝阳·期末)重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。植物的根、茎中具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,从而调节植物的生长方向。研究人员对根的重力信号转换过程的分子机制进行了研究。
(1)植物幼根中生长素的运输方向是 。被科学界普遍认可的“淀粉-平衡石”假说认为,当重力方向发生改变时,根尖平衡石细胞中的“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,影响生长素的运输,造成根向重力生长。
(2)为探寻哪些蛋白质参与了植物重力感应过程,研究人员筛选性状为 的拟南芥突变体,与野生型拟南芥进行基因比对后,发现 LAZY 基因在植物重力感应中起关键作用。
(3)研究人员将 LAZY-GFP(绿色荧光蛋白)融合基因转入 LAZY 基因突变体中,发现 LAZY 蛋白定位于根的柱细胞细胞膜和淀粉体表面(图 1)。
注:“淀粉体相对位置”表示淀粉体距离细胞膜近地侧的距离,细胞的垂直高度设为 1。
将垂直生长的幼苗旋转 90°进行重力刺激,记录其后一段时间内柱细胞细胞膜近地侧与远地侧荧光强度比和淀粉体相对位置的变化(图 2),结果表明 。
研究人员推测 LAZY 蛋白能够从淀粉体转移到邻近的细胞膜上。为检验这一猜想,将 A 组柱细胞膜和淀粉体上的荧光同时进行光漂白(使其不能发出荧光),B 组只对柱细胞膜上的荧光进行光漂白,继续观察柱细胞膜上荧光情况,发现 ,验证了他们的猜想。
(4)请综合运用所学知识和上述研究结果,阐明根向重力生长的机制:重力刺激→淀粉体沉降→ → →根尖近地侧生长速度小于远地侧→根向重力生长。
【答案】(1)从形态学上端到形态学下端
(2)根的生长失去向重力性
(3) 重力刺激引发淀粉体沉降与LAZY蛋白向细胞膜近地侧聚集,且二者同步 B组淀粉体附近细胞膜上的荧光快速恢复,A组细胞膜上的荧光恢复缓慢
(4) 淀粉体上的LAZY蛋白转移到邻近细胞膜上 近地侧生长素含量高于远地侧(近地侧和远地侧生长素运输不均匀)
【分析】生长素的产生部位主要是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。主要集中分布于生长旺盛的部位,如胚芽鞘、芽、和根顶端的分生组织、形成层、发育中的种子等处。其运输方向有:极性运输:生长素只能由形态学上端运向形态学下端;在成熟组织中可以通过韧皮部进行非极性运输。生长素还会由于单一方向刺激发生横向运输。
【详解】(1)植物幼根中生长素的运输方向是从形态学上端到形态学下端,即进行极性运输。
(2)分析题意,本实验目的是探寻哪些蛋白质参与了植物重力感应过程,则实验过程中应选择性状为根的生长失去向重力性的拟南芥突变体,与野生型拟南芥进行基因比对。
(3)据图2分析,重力刺激引发淀粉体沉降与LAZY蛋白向细胞膜近地侧聚集,且二者同步;实验目的是检验 LAZY 蛋白能够从淀粉体转移到邻近的细胞膜上,实验过程是将 A 组柱细胞膜和淀粉体上的荧光同时进行光漂白(使其不能发出荧光),B 组只对柱细胞膜上的荧光进行光漂白,若B组淀粉体附近细胞膜上的荧光快速恢复,A组细胞膜上的荧光恢复缓慢,则可证明该猜测。
(4)结合上述研究结果及所学内容可知,重力刺激→淀粉体沉降→淀粉体上的LAZY蛋白转移到邻近细胞膜上→近地侧生长素含量高于远地侧(近地侧和远地侧生长素运输不均匀)→根尖近地侧生长速度小于远地侧→根向重力生长。
36.(23-24高二上·北京西城·期末)水稻是重要的粮食作物,中胚轴伸长能够将幼苗送出地表,促进出苗。科研人员研究水稻中胚轴伸长生长过程的调控机制。
(1)水稻生长发育的调控,是由基因表达调控、 和 共同完成的。
(2)在黑暗条件下,利用含不同浓度赤霉素(GA)的全营养液培养野生型水稻,测量中胚轴长度,结果如图1所示。
①实验在黑暗条件进行的原因是 。
②实验结果表明 。
(3)高等植物体内GA类物质有上百种,其生物合成和代谢过程如图2所示。
已知茉莉酸(JA)抑制水稻中胚轴伸长生长。将野生型水稻分为3组,实验处理及结果如图3所示。
根据结果推测,JA可能通过 ,进而抑制水稻中胚轴伸长生长。
(4)科研人员通过转基因技术获得JA敲除突变体(JA-)。分组处理后,在黑暗条件下培养10天,取中胚轴进行切片、染色、观察,结果如图4。
①通过显微镜下观察 ,进一步研究JA和GA之间的相互作用。
②该实验结果能否为(3)的推测提供证据支持,请阐释理由 。
【答案】(1) 激素调节 环境因素
(2) 模拟中胚轴在土中伸长的黑暗环境/排除光对中胚轴伸长的影响 GA能够促进中胚轴伸长生长,且浓度越高促进作用越显著
(3)抑制活性GA合成,促进活性GA钝化
(4) 细胞长度 能,与对照组相比,JA-组细胞长度明显增加,JA-加入pp3组细胞长度增加有所减少,说明JA是通过降低活性GA的含量而起到抑制中胚轴伸长的作用
【分析】赤霉素的合成部位:未成熟种子、幼根和幼芽,作用是促进细胞伸长、引起植株增高,促进种子萌发和果实成熟。
【详解】(1)水稻生长发育的调控,是由基因表达调控、激素调节和环境因素共同完成的。
(2)中胚轴伸长能够将幼苗送出地表,促进出苗。科研人员研究水稻中胚轴伸长生长过程的调控机制,中胚轴伸长是地下的反应,所以实验在黑暗条件进行的原因是模拟中胚轴在土中伸长的黑暗环境或者排除光对中胚轴伸长的影响。由图可以看出GA浓度越高,中胚轴长度越长,所以实验结果表明:GA能够促进中胚轴伸长生长,且浓度越高促进作用越显著。
(3)由图三可以看出,甲组(野生型水稻+JA)比对照组(野生型水稻)中胚轴中GA含量低,而乙组(野生型水稻+IBU)比对照组(野生型水稻)中胚轴中GA含量高,所以可以推测,JA可能通过抑制活性GA合成,促进活性GA钝化。
(4)由图四可以看出,不同组别的细胞的长度不同,所以可以通过显微镜下观察细胞长度进一步研究JA和GA之间的相互作用。该实验结果能为(3)的推测提供证据支持,因为与对照组相比,JA-组细胞长度明显增加,JA-加入pp3组细胞长度增加有所减少,说明JA是通过降低活性GA的含量而起到抑制中胚轴伸长的作用。
37.(23-24高二上·北京东城·期末)植物对病原菌的过度防御会引起植物衰老,平衡植物衰老与植物免疫对于农业生产十分重要,为研究R基因在二者平衡中的作用,科研人员利用拟南芥进行研究。
(1)乙烯作为植物激素,对植物生长发育具有 作用,为检验R基因是否通过调控乙烯信号途径影响植物免疫与植物衰老,科研人员进行了如下实验。
①用真菌感染三种拟南芥,一段时间后测定单位质量叶片上剩余的真菌孢子数(孢子为真菌的繁殖体),结果如图1,剩余真菌孢子数越低,说明植物抗病性越 。
根据图1结果推测R基因可以 拟南芥抗病性。同时乙烯在R基因调控的植物抗病性中起负向作用,作出推测的理由是 。
②进一步研究R基因与植物衰老的关系,以叶片衰老比率作为植物衰老情况的指标,结果如图2,结果说明 。
(2)研究发现,R基因还可以促进W基因表达,进一步对3种拟南芥R基因的表达情况进行检测,结果如下表
组别
实验材料
R基因的表达情况
1
WT
++
2
R
+++
3
RW
++
(给R转入额外的W基因)
注:“+”数目越多,表示表达程度越高
请推测与组2相比,组3拟南芥的抗病性和植物衰老情况为 。综合上述研究,请用文字和箭头将答题纸上R基因对植物衰老和抗病性平衡的调控内容补充完整 。
【答案】(1) 调节 强 提高 与植株R相比,植株Re单位质量叶片剩余真菌孢子数更低,抗病性更强 R基因促进植物衰老,乙烯可以加强这一效应
(2) 抗病性弱,植物衰老程度低
【分析】1、植物激素指的是在植物体内一定部位合成,从产生部位运输到作用部位,并且对植物体的生命活动产生显著调节作用的微量有机物。
2、不同植物激素的生理作用:
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:生长素的作用表现为两重性,即: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;促进叶和果实的衰老、脱落。
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】(1)植物激素指的是在植物体内一定部位合成,从产生部位运输到作用部位,并且对植物体的生命活动产生显著调节作用的微量有机物。乙烯作为植物激素,对植物生长发育具有调节作用。
①剩余真菌孢子数越低,说明植物抗病性越强。与植株WT相比,植株R单位质量叶片剩余真菌孢子数更低,抗病性更强,由此可知,R基因可以提高拟南芥抗病性。与植株R相比,植株Re单位质量叶片剩余真菌孢子数更低,抗病性更强,由此推断乙烯在R基因调控的植物抗病性中起负向作用。
②不施加乙烯组中,与植株WT相比,植株R叶片衰老比率较高,说明R基因促进植物衰老;与不施加乙烯组相比,施加乙烯组衰老比率较高,说明乙烯可以加强植物衰老,由此可知,R基因促进植物衰老,乙烯可以加强这一效应。
(2)由(1)可知,R基因可以提高拟南芥抗病性,也能促进植物衰老,R基因还可以促进W基因表达,W基因会抑制R基因表达,由此可知,与组2相比,组3拟南芥抗病性弱,植物衰老程度低。R基因对植物衰老和抗病性平衡的调控内容为 。
38.(23-24高二上·北京·期末)阳生植物受到周围植物遮蔽时,茎伸长速度加快,使株高和节间距增加,叶柄伸长,这种现象称为避阴反应(如图),而阴生植物通常无此反应。
(1)自然光被植物滤过后,其中红光(R)/远红光(FR)的比例下降,原因是 。R/FR的变化引起植物的避阴反应,从适应环境的角度分析其生理意义是 。
(2)研究发现,光敏色素使植物感知其他植物的遮阴。现有野生型和光敏色素B突变型(缺乏有功能的光敏色素B)拟南芥若干,利用这两种拟南芥验证光敏色素B使植物具有避阴反应,请用表格写出实验设计思路并预测实验结果 。
(3)光敏色素B感知R/FR的变化,调控某些基因表达,如激活生长素(IAA)、赤霉素(GA)合成相关基因的转录,促进茎秆伸长。GA还可作用于D蛋白(抑制植物生长蛋白),参与植物的避阴反应。
①依据上述信息,完善在避阴反应中相关物质相互关系及作用模式图。方框中选填“IAA”、“GA”、“D蛋白”,在( )中选填“+”、“-”(+表示促进,-表示抑制)。
、 、 、 、 、 、 (先填方框、后填括号,按从左到右、从上到下的顺序填写)。
②乙烯通常具有缩短节间,降低株高等抑制生长的作用。但在避阴反应的植物中检测到乙烯含量增加。乙烯在避阴反应中促生长功能的实现部分依赖于提高植物对赤霉素信号的敏感度,试推测其可能的机制 。
(4)综合以上植物避阴反应的机理,说明植物生长发育的调控是由激素调节和 共同完成的。
【答案】(1) 植物叶片中的叶绿素吸收红光 利于捕获更多的光,提高植物遮阴时光合作用强度,为生长发育提供物质能量
(2)
植物(拟南芥)
正常光下(不遮阴)
遮阴
野生型
茎伸长不明显(无避阴反应)
茎明显伸长(避阴反应)
光敏色素B突变型
茎伸长不明显(无避阴反应)
茎伸长不明显(无避阴反应)
(3) IAA GA D蛋白 + - + - 提高了GA与受体结合能力(促进GA信号转导途径的某个环节)
(4)基因表达调控、环境因素调节
【分析】1、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。
2、遮阴反应是指阳生植物受到周围植物遮蔽时,茎伸长速度加快,使株高和节间距增加,叶柄伸长的现象。该现象是植物适应环境的体现,有利于捕获更多的光,提高植物遮阴时光合作用强度,为生长发育提供物质能量的生理意义。
【详解】(1)叶片中的叶绿素进行光合作用时主要吸收红光和蓝紫光。自然光被植物滤过后,其中红光(R)/远红光(FR)的比例下降,原因是植物叶片中的叶绿素吸收红光。R/FR的变化引起植物的避阴反应,从适应环境的角度分析其生理意义是利于捕获更多的光,提高植物遮阴时光合作用强度,为生长发育提供物质能量。
(2)由题意知,该实验是验证光敏色素B使植物具有避阴反应,实验材料是野生型和光敏色素B突变型(缺乏有功能的光敏色素B)拟南芥若干。该实验的自变量是拟南芥的种类、正常光下是否遮阴。可通过在实验一段时间后,观察茎伸长速度是否加快、株高和节间距是否增加、叶柄是否伸长等现象,来验证光敏色素B使植物具有避阴反应。据以上分析,实验设计思路、预测实验结果可以如下:
植物(拟南芥)
正常光下(不遮阴)
遮阴
野生型
茎伸长不明显(无避阴反应)
茎明显伸长(避阴反应)
光敏色素B突变型
茎伸长不明显(无避阴反应)
茎伸长不明显(无避阴反应)
(3)①光敏色素B感知R/FR的变化,调控某些基因表达,如激活生长素(IAA)、赤霉素(GA)合成相关基因的转录,促进茎秆伸长。GA还可作用于D蛋白(抑制植物生长蛋白),参与植物的避阴反应。在避阴反应中相关物质相互关系及作用模式图如下:
②乙烯通常具有缩短节间,降低株高等抑制生长的作用。而避阴反应中存在增长节间距、增高株高的现象。但在避阴反应的植物中检测到乙烯含量增加。乙烯在避阴反应中促生长功能的实现部分依赖于提高植物对赤霉素信号的敏感度,试推测其可能的机制:提高了GA与受体结合能力或促进GA信号转导途径的某个环节。
(4)植物的生长发育与环境因素有关,且植物的生长发育与光敏色素B感知R/FR的变化,调控某些基因的表达、乙烯和赤霉素的调节有关。根据以上植物避阴反应的机理,说明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。
39.(23-24高二上·北京海淀·期末)重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素,研究人员以拟南芥为材料,探究重力对根向地性的影响机制。
(1)植物的根中具有感受重力的淀粉体,可以将重力信号转化为运输 的信号,造成该物质分布不均衡,从而调节植物的生长方向。
(2)以野生型和L基因缺失突变体为实验材料,检测幼苗横置培养一段时间后根的生长方向,结果如图1。据此推测,L蛋白与根的向地性有关,依据是 。为进一步验证上述推测,设计方案还应补充一组,实验材料为 ,横置培养和处理时间等与前两组相同。
(3)植物向地生长过程中,重力会影响细胞近地侧膜上的物质M和L蛋白。为确定两者作用关系,研究人员检测拟南芥幼苗横置不同时间后,物质M与L蛋白的结合程度,结果如图2。同时用物质 M抑制剂处理野生型拟南芥幼苗,测定根部淀粉体中活化的L蛋白含量,结果如图3。上述结果表明,随拟南芥幼苗横置时间延长, 。
(4)进一步研究发现,幼苗横置培养后,不仅淀粉体沿重力方向沉降,L蛋白的分布也会随之改变。已知T蛋白定位于淀粉体表面,T蛋白可与活化的L蛋白结合。请综合上述实验结果和教材所学内容,阐释植物横置后,根向地生长的原因 。
【答案】(1)生长素
(2) 野生型的集中在0º附近,而突变体的在0º~360º分散分布 转入L基因的突变体植株 / 过表达L基因的突变体植株
(3)物质M通过与L蛋白(更多)结合,促进L蛋白活化
(4)植物横置后,物质M与L蛋白结合使L蛋白活化;活化的L蛋白与淀粉体表面的T蛋白结合,随淀粉体沉降进而改变其分布,这会导致生长素在近地侧分布多;生长素具有两重性,近地侧生长慢于远地侧,造成根向地弯曲生长
【分析】重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。植物的根、茎中具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。如根的向地性和茎的背地性。
【详解】(1)重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素,植物的根、茎中具有感受重力的淀粉体,可以将重力信号转换成运输生长素的信号,造成生长素分布不均衡,从而调节植物的生长方向。
(2)由图可知,野生型的丨θ丨集中在0º附近,而突变体的丨θ丨在0º~360º分散分布,说明突变体因L基因缺失导致不能合成L蛋白,从而导致根的方向表现为随机生长。若L基因缺失突变体在转入L基因后,横置培养和处理时间等与前两组相同,根的生长方向与野生型相同,则可进一步证明上述结论。
(3)由图2可知,随拟南芥幼苗横置时间延长,物质M与L蛋白结合的相对值越大,由图3可知,用物质 M抑制剂处理野生型拟南芥幼苗,根部淀粉体中活化的L蛋白含量减少,说明物质M通过与L蛋白结合,促进L蛋白活化。
(4)由(3)可知,植物横置后,物质M与L蛋白结合使L蛋白活化,而T蛋白可与活化的L蛋白结合,且淀粉体沿重力方向沉降,L蛋白的分布也会随之改变,可能在植物横置后,随着T蛋白可与活化的L蛋白结合,淀粉体沉降,导致生长素在近地侧分布较多,从而抑制近地侧的生长,导致根的向地生长。
40.(23-24高二上·北京海淀·期末)水稻种子萌发后胚根发育形成初生根,初生根在水稻发芽后一到两周内死亡,其主要作用是固定幼苗,吸收水分和无机盐供给幼苗早期生长。
(1)研究人员取水稻种子用乙烯和赤霉素(GA)进行处理,测量萌发后第4天水稻的初生根长度,结果如图1所示。乙烯和GA可作为 分子对初生根生长起 作用,据图1可知,两者作用效果 。
(2)为探究乙烯对初生根的作用是否依赖GA途径,研究人员以水稻S蛋白(S蛋白可调控根生长相关基因的表达,GA与其受体结合后,诱发S蛋白降解)的功能丧失突变体s为材料,实验处理及结果如图2。据图2结果,研究者推测乙烯对初生根生长的调控不完全依赖GA途径。支持该推测的依据是 。
(3)O酶可使GA从活性形式转变为非活性形式。研究人员推测乙烯通过O酶调控GA活性,进而影响初生根伸长。若要验证此推测,实验组所选的材料、实验处理及检测指标依次应为 (填选项前字母)。
a.O酶基因敲除突变体b.野生型植株c.乙烯处理d.空气处理e.GA处理f.蒸馏水处理g.测定初生根中有活性的GA含量h.测定初生根伸长量i.测定初生根中的乙烯含量
实验结果显示: 说明乙烯通过O酶使GA失活,进而影响初生根伸长。
(4)研究显示土壤的机械压力会增加植物体内乙烯含量,乙烯还可通过脱落酸影响初生根生长。结合上述研究及实验结果,完善植物激素调控水稻初生根生长机制的模式图,在( )中选填“+”“-”(+表示促进,-表示抑制)。
【答案】(1) 信号 调节 相反
(2)因为乙烯作用于S蛋白突变体,仍可以抑制初生根生长
(3) acgh 有活性赤霉素的含量实验组高于对照组,初生根伸长量实验组大于对照组
(4)
【分析】1、植物激素是指植物体内一定部位产生,从产生部位运输到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。
2、植物激素主要包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯。其中生长素是调节茎生长速度的,可以抑制侧芽的长势,帮助新根生长,赤霉素能使长日照植物在短日照的环境下抽薹开花,可用于马铃薯、水稻、麦子等。细胞分裂素能抑制茎伸长,解除顶端优势。脱落酸能使叶子。脱落酸,帮助芽进入休眠状态。乙烯产生于植物体各个部位,主要作用于果实的成熟。
【详解】(1)激素作为信号分子,对植物生长起调节作用。乙烯和GA可作为信号分子,对初生根生长起调节作用,据图1可知,两者作用效果乙烯抑制初生根长度,GA促进初生根长度,两者作用相反。
(2)水稻S蛋白(S蛋白可调控根生长相关基因的表达,GA与其受体结合后,诱发S蛋白降解)的功能丧失突变体s为材料,实验处理及结果如图2。据图2结果,研究者推测乙烯对初生根生长的调控不完全依赖GA途径。支持该推测的依据是无乙烯处理时,s突变体初生根长度与野生型无显著差异;乙烯处理后,两种水 稻初生根长度虽均显著低于未处理组,但5突变体的初生根长度高于野生型。
(3)O酶可使GA从活性形式转变为非活性形式。研究人员推测乙烯通过O酶调控GA活性,进而影响初生根伸长。若要验证此推测,实验组所选的材料、实验处理及检测指标依次应为O酶基因敲除突变体,用乙烯进行处理,测定初生根中有活性的GA含量,测定初生根伸长量。
结果:有活性赤霉素的含量实验组高于对照组,初生根伸长量实验组大于对照组。
(4)综合上述题干和问题分析,完成图表如下:
。
41.(22-23高二下·北京顺义·期末)光合作用是农作物产量的基础,农作物所处的光环境瞬息万变。提高光合作用的启动速率能够使农作物更好地适应周围光环境的变化。科学家以番茄为材料,对光合作用的启动进行了相关研究。
(1)番茄叶肉细胞叶绿体中的 吸收光能,光能最终转化为有机物中的 储存。
(2)研究人员将图1所示番茄幼苗置于黑暗环境中,分别给予顶部叶、上部叶、下部叶白光照射30分钟,然后用光合仪测定处于黑暗中目标叶的光合速率,结果如图2。
结果表明:光作为 通过调节顶部叶代谢 目标叶光合作用的启动速率。
(3)为验证红光促进目标叶光合作用的启动,远红光抑制启动。请基于(2)的研究和材料用具,写出实验组的设计思路
(4)光敏色素包括光敏色素A(phyA)和光敏色素B(phyB),它们在分生组织中含量丰富,主要吸收红光和远红光。研究人员推测目标叶光合作用启动速率的提高依赖phyB。为验证推测,科研人员以嫁接番茄光敏色素缺失突变体为实验材料,对各组实验给予红光照射,实验记录表格如下。请在表中填写上述推测成立时的预期实验结果(用“短于T”、“长于T”或“与T接近”表示)。
接穗
野生型
phyA突变体
phyB突变体
砧木
野生型
野生型
野生型
目标叶光合速率达到最大光合速率90%时所用时间(min)
T
【答案】(1) (光合)色素 化学能
(2) 信号分子 缩短
(3)选择番茄幼苗若干,设置ABC三组,A组整株黑暗处理、B组给予顶部叶红光照射30分钟、C组给予同等强度的远红光照射30分钟,然后用光合仪测定处于黑暗中目标叶的光合速率
(4) 与T接近 长与T
【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。
(3)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】(1)番茄叶肉细胞叶绿体中有叶绿素和类胡萝卜素等光合色素,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,光合色素吸收的光能最终转化为稳定化学能储存在(CH2O)糖类等有机物中。
(2)相对于整株植物处于黑暗环境,顶部叶照光后目标叶达到最大光合速率50%或90%的时间更短,说明光作为信号分子,可以通过调节顶部叶代谢从而缩短目标叶光合作用的启动速率。
(3)为验证红光促进目标叶光合作用的启动,远红光抑制启动,该实验的自变量为光的种类,因变量为达到最大光合速率50%或90%的时间,实验步骤如下:可选择番茄幼苗若干,设置ABC三组,A组整株黑暗处理、B组给予顶部叶红光照射30分钟、C组给予同等强度的远红光照射30分钟,然后用光合仪测定处于黑暗中目标叶的光合速率,若B组目标叶达到最大光合速率50%或90%的时间少于A组、C组目标叶达到最大光合速率50%或90%的时间多于A组,则说明红光促进目标叶光合作用的启动,远红光抑制启动。
(4)研究人员推测目标叶光合作用启动速率的提高依赖phyB,科研人员以嫁接番茄光敏色素缺失突变体为实验材料,对各组实验给予红光照射,phyA突变体中phyB含量正常,所以目标叶光合速率达到最大光合速率90%时所用时间与T接近,phyB突变体中缺少phyB,无法快速启动目标叶光合作用,所以目标叶光合速率达到最大光合速率90%时所用时间长于T。
42.(22-23高二上·北京通州·期末)成花素(FT)是叶片细胞产生的一种促进开花的物质,在低温下,FT无法发挥其正常 功能,使得植物开花晚。研究者以拟南芥为材料,对此现象进行了研究。
(1)研究发现,植物开花早晚可能与FT和脂质结合的特性有关。将不同脂质分子PA、PC、 PE、PG固定在检测材料上,之后浸入FT溶液, 一段时间后洗去多余的FT并检测,检测材料上结合FT的位置显示黑色,结果如图1所示。由结果可知,FT与 (以下用脂质分子P指代)的结合力最强。
(2)脂质分子P的合成需要酶P的催化。研究人员构建了酶P基因缺失的突变体植株P1。 在低温条件下,统计野生型植株WT和突变体Pl的叶片总数(拟南芥开花早的植物叶片总数较少),结果如图2。说明低温下脂质分子P对拟南芥开花时间的影响是 。
(3)突变体P1中FT的含量与野生型相比无显著差异,为了进一步研究开花时间的差异是否由于 FT的分布不同引起,科研人员用相关技术检测低温条件下细胞中不同部位FT的含量如图3 所示,据此推测,低温下植物产生的FT与脂质分子P结合,从而被固定在细胞膜和叶绿体膜等 膜结构中,阻碍FT的运输,植物表现为开花晚。图3中支持这一观点的证据是 。
(4)研究人员进行嫁接实验,通过观察受体嫩枝顶端开花时间进一步验证上述推测,嫁接操作如图4所示,如果以上推测成立,在表格中填写预期开花时间:
低温下:
供体
突变体P1
野生型
FT基因缺失突变体
受体
FT基因缺失突变体
FT基因缺失突变体
FT基因缺失突变体
开花时间
开花晚
(5)研究者认为FT也属于植物激素,作出此判断的依据是: 。
【答案】(1)PG
(2)脂质分子P延迟拟南芥的开花时间
(3)突变体Pl植株中,细胞膜和叶绿体膜中脂质分子P少结合的FT少,FT主要存在于细胞质基质中,可以正常运输,开花时间提前
(4) 早 晚
(5)植物叶片产生的FT可以运输到嫩枝顶端促进开花
【分析】植物激素是由植物体产生的,从产生部位运输到作用部位对植物的生长发育起到调节作用的微量有机物。
【详解】(1)分析图1可知,4种脂质分子PA、PC、 PE、PG浸入FT溶液中一段时间后,PG所在的位置黑色区域最大,说明PG与FT的结合力最强。
(2)由题意“拟南芥开花早的植物叶片总数较少”可知,WT组叶片总数高于P1组,说明P1组拟南芥酶P基因缺失,导致不能合成酶P,植物脂质分子P含量偏低,植株延迟开花,故可知脂质分子P延迟拟南芥的开花时间。
(3)在突变体P1中拟南芥酶P基因缺失,导致脂质分子P的合成减少,由图3可推测,细胞膜和叶绿体膜中脂质分子P少结合的FT减少,FT主要存在于细胞质基质中,可以正常运输,开花时间提前。
(4)突变体P1中拟南芥酶P基因缺失,导致脂质分子P的合成减少,不影响FT的合成,FT基因缺失突变体中不能正常合成FT,但是受体仍然可以合成,所以突变体P1提供的子叶可以合成FT,FT基因缺失突变体也可以提供受体,故嫁接合成体中FT可以正常发挥作用,促进植物开花,开花时间早。
在低温下,野生型植株中的FT不能发挥作用,而受体是FT基因缺失突变体提供的,但是FT基因缺失突变体不能合成FT,所以野生型和FT基因缺失突变体嫁接的植株开花时间晚。
(5)成花素(FT)是叶片细胞产生的的物质,而植物的花一般开在枝顶端的(拟南芥),所以FT在叶片中合成后要运输到枝的顶端促进开花。
43.(22-23高二上·北京房山·期末)干旱可诱导植物体内脱落酸(ABA)增加,以减少水分丧失,但干旱促进ABA合成的机制尚不明确。研究者发现一种分泌型短肽(C)在此过程中起重要作用,请回答相关问题。
(1)脱落酸是植物体内产生的,对生命活动起 作用的微量有机物,是植物细胞之间传递 的分子。
(2)分别用微量(0.1μmol·L-1)的短肽C或ABA处理拟南芥根部后,检测叶片气孔开度,结果如图1。
据图1可知,短肽C和ABA均能够 ,从而减少失水。
(3)已知酶N是催化ABA生物合成的关键酶。科研人员用干旱处理拟南芥的野生型和C基因缺失突变体植株,结果如图2,C基因缺失突变体中的N基因表达量和ABA含量较野生型均 对照组,据实验结果推测,C基因、N基因和ABA三者之间的关系是: 基因通过促进 基因表达进而促进ABA合成。
(4)实验表明,野生型植物经干旱处理后,短肽C在根中的表达远高于叶片;在根部外施加C可运输到叶片中。科研人员提出设想:干旱下根合成C运输到叶片促进N基因的表达。请用如下实验材料进行嫁接实验,验证该假设并选出该假设的预期结果 。
接穗
野生型
突变体
野生型
Ⅲ
砧木
野生型
Ⅰ
突变体
突变体
接穗叶片中N基因的表达量
参照值
Ⅱ
Ⅳ
远低于
注:突变体为C基因缺失突变体。
a.野生型接穗
b.野生型砧木
c.C基因缺失突变体接穗
d.C基因缺失突变体砧木
e.远低于
f.远高于
g.相近
为使实验结果更加严谨,还应进一步测定 。
(5)研究者认为C也属于植物激素,作出此判断的依据是 ,这一新发现扩展了人们对植物激素化学本质的认识。
【答案】(1) 调节 信息/信号
(2)降低气孔开度
(3) 远低于 C N
(4) 砧木Ⅰ是b(野生型砧木) ,接穗Ⅲ是c(C基因缺失突变体接穗),Ⅱ处的N基因表达量与野生型的参照值相近,即g(相近)。Ⅳ处叶片N基因的表达量远低于野生型的参照值,即e(远低于)。 干旱处理后,检测接穗叶片中C含量
(5)植物根产生的C能够运输到叶片,微量即可调节气孔开度的变化
【分析】分析图1,使用C或ABA处理拟南芥根部后,叶片气孔开度均下降。分析图2,干旱条件下,C基因缺失突变体中的N基因表达量和ABA含量均显著低于野生型。
【详解】(1)植物激素指植物体内一定部位产生,从产生部位运输到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物,脱落酸属于植物激素,对生命活动起调节作用的微量有机物,是植物细胞之间传递信息(信号)的分子。
(2)分析图1可知,与不使用C或ABA处理的拟南芥相比,使用微量(0.1μmol·L-1)的C或ABA处理拟南芥根部后,叶片气孔开度均降低,而且随着处理时间的延长,气孔开度降低的更显著,因此短肽C和ABA均能够降低气孔开度,从而减少失水。
(3)根据图2可知,干旱处理条件下,C基因缺失突变体中的N基因表达量和ABA含量均显著低于野生型(对照组),可推测C可能通过促进N基因表达,进而促进ABA合成。
(4)根据题意可知,野生型植物经干旱处理后,C在根中的表达远高于叶片;在根部外施的C可运输到叶片中,要验证干旱下根合成C运输到叶片促进N基因的表达,自变量为接穗类型和砧木类型,因此砧木Ⅰ是b(野生型砧木) ,接穗Ⅲ是c(C基因缺失突变体接穗),假设干旱下根合成C运输到叶片促进N基因的表达,则野生型因含有C基因,能合成物质C,可促进叶片N基因的表达,若砧木为野生型,则根部细胞含有C基因,能表达形成C物质,可运输到叶片促进N基因的表达,因此Ⅱ处的N基因表达量与野生型的参照值相近,即g(相近)。若砧木为突变体,因不含C基因,不能产生C,因此Ⅳ处叶片N基因的表达量远低于野生型的参照值,即e(远低于)。本实验要验证干旱下根合成C运输到叶片促进N基因的表达,因此为使实验结果更加严谨,还应进一步测定干旱处理后,检测接穗叶片中C含量,验证C物质是否运输到也叶片。
(5)植物激素是植物自身产生的,并对植物起调节作用的微量有机物,根据题意可知,植物根产生的C能够运输到叶片,微量即可调节气孔开度的变化,因此C也属于植物激素。
44.(22-23高二上·北京·期末)植物在受到机械损伤或昆虫取食时,会产生防御反应。科学家研究了合作杨损伤信号传递过程中脂氧合酶(LOX)、脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)的变化及关系,实验过程及结果如下所示。
(1)植物激素是对植物生长发育起 作用的 有机物,在植物体内起着传递 的作用。
(2)用止血钳快速夹伤合作杨植株叶片,迅速将损伤植株与另一长势相同健康植株放入同一密闭玻璃气室内,避免枝叶相互接触,如图 1。以气室外健康植株叶片为对照,定期采集叶片测定相关指标,结果如图 2、图 3。
①采样后需迅速将叶片投入液氮中,-70 ℃保存备用。低温下 LOX 的空间结构 ,检测酶活性时升高温度,LOX 的活性可以恢复。
②由图2 可知,机械损伤可 。
③图3显示:与损伤叶相比,诱导叶 ABA 和 JA 含量变化趋势基本相同但峰值滞后。尝试解释出现这种现象的原因 。
(3)另有研究发现,LOX 专一抑制剂在抑制LOX 活性的同时,也降低了 JA 和 ABA 的含量。用 JA 处理叶片,ABA 含量无明显变化,但可促进应答 ABA 的抗性相关基因的表达。综合上述所有信息,完善合作杨损伤信号传递中 JA、LOX 和 ABA 相互关系的一种可能的模式图。请在方框中选填“JA”“LOX”“ABA”,在( )中选填“+” “–”(“+”表示促进作用, “-”表示抑制作用) 。
(4)本实验中,机械损伤使损伤叶和诱导叶均出现防御反应。请从生物对环境的适应角度,分析该现象的意义: 。
【答案】(1) 调节 微量 信息
(2) 稳定 提高损伤叶和诱导叶 LOX 活性 损伤叶产生防御反应的同时,还释放挥发性物质,诱导临近健康植株叶片也产生相同的防御反应,所以激素的变化趋势相同。但挥发性物质的产生、释放、扩散和积累到一定浓度,进而启动防御反应,都需要时间,所以峰值会滞后
(3)
(4)在降低自身损伤的同时,使临近的健康植株提前出现防御反应,有利于提高种群抗机械损伤或昆虫取食的能力,有利于种群在容易被机械损伤(和啃食)的环境中生存
【分析】植物激素是由植物体产生的具有调节作用的做量有机物,常见的植物激素包括生长素、细胞分裂素、乙烯、赤霉素、脱落酸等;植物激素在发挥作用时,不直接参与细胞代谢,也不提供能量,而是作为一种信息分子起作用。
【详解】(1)植物激素是指在植物体内一定部位产生,并从产生部位运输到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。植物激素在植物体内有信息传递的作用。
(2)① LOX 的化学本质是蛋白质,高温环境会破坏蛋白质的空间结构,而低温环境不会改变蛋白质的空间结构,即低温下 LOX 的空间结构稳定;②根据图2可知,机械损伤后,损伤叶与诱导叶的 LOX 活性相比于对照均有所升高,因此机械损伤提高了损伤叶和诱导叶的脂氧合酶活性;③在合作杨受到机械损伤时,会促进 ABA 和 JA 的释放以产生防御反应。由于损伤叶位于直接受到机械损伤的植株上,接受的刺激更早,而诱导叶是通过损伤叶释放的 ABA 和 JA 感受刺激,因此相对于损伤叶,诱导叶 ABA 和 JA 含量变化趋势相似但峰值滞后。
(3)根据题中信息可知,在诱导叶中 ABA 与 JA 含量变化趋势基本相同,而 LOX 活性与 ABA 、 JA 的含量成正相关,因此,可确定机械损伤提高了 LOX 的活性,从而进一步增加了 ABA 和 JA 含量。 JA 可促进应答 ABA 的抗性相关基因的表达,从而使植物体抗性增强,故合作杨损伤信号传递中 JA、LOX 和 ABA 相互关系的一种可能的模式图为: 。
(4)由于合作杨之间可以通过 LOX 、 ABA 、 JA 传递受伤信息,因此对于群体而言,有一棵植株受到损伤,整个群体均可提前做好防御准备,帮助合作杨树林抵抗昆虫取食和机械损伤,从生物对环境的适应角度看,该现象有利于合作杨种群更好地适应环境。
45.(22-23高二上·北京大兴·期末)植物根的向地生长受向重力性和负向光性影响,两个过程彼此独立。科研人员探究了单侧光照引发根负向光性弯曲生长的机制。
(1)植物生长发育的调控,是由基因表达调控、 调节和 影响共同完成的,它们相互作用、协调配合。
(2)用单侧光照射不同浓度CaCl2溶液处理的水稻幼苗根。培养24h后,测量根的负向光性弯曲度,结果如图。
不同浓度CaCl2溶液对水稻幼苗根的负向光性弯曲度影响不同。当CaCl2溶液浓度低于 时起促进作用,浓度为50μmol·L-1时负向光性弯曲度程度最大,浓度为 时抑制作用最强。由此推测,钙信号转导在水稻根负向光性中发挥作用。
(3)为验证上述推测,用不同浓度的钙离子阻断剂氯化镧(LaCl3)处理水稻幼苗根,24h后测量根的负向光性弯曲度,结果如下图。
随着LaCl3浓度的升高,水稻幼苗根 ,当LaCl3浓度达 时,根的负向光性完全消失。但是,向LaCl3溶液中加入100μmol·L-1CaCl2后,根负向光性弯曲部分恢复,说明了钙信号转导参与水稻根负向光性的形成。
(4)科研人员同时检测了单侧光照射后各组水稻幼苗根内生长素的分布情况,结果如下表。
组别
处理
生长素浓度(ng·g-1)
向光侧
背光侧
1
水
142
377
2
6μmol/LLaCl3
229
288
3
6μmol/LLaCl3+100μmol/LCaCl2
176
351
①第1组实验结果说明,单侧光照射下,水稻幼苗根内的生长素 不均匀, 侧生长受抑制,形成负向光性弯曲。
②分析上表数据,LaCl3抑制了生长素从向光侧向背光侧的运输,而CaCl2可以拮抗LaCl3的抑制效应,判断依据是 。
(5)实验证据表明,光受体接受单侧光信号后可调节生长素载体基因的表达和载体的极性分布。结合上述研究结果和证据,单侧光照射激活了 ,并将信号传到细胞核内,促进 表达,通过调控生长素载体的分布,在 的参与下,使生长素产生极性运输,引发水稻幼苗根的负向光弯曲生长。
【答案】(1) 激素 环境因素
(2) 100μmol·L-1 500μmol·L-1
(3) 负向光性弯曲度变小 12μmol·L-1
(4) 分布 背光 第2组与第1组相比,水稻幼苗根内向光侧与背光侧的生长素浓度差异不显著。第3组加入CaCl2后生长素分布情况与第1组相似
(5) 光受体 生长素载体基因 钙信号
【分析】
1、高等植物是由许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、组织和细胞之间的协调和配合。基因表达调控,植物细胞里储存着全套基因,某个细胞的基因如何表达会根据需要作调整。植物的生长、发育、繁殖、休眠,都处在基因适时选择性表达的调控之下。激素调节,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。环境因素调节,在个体层次,植物生长、发育、繁殖、休眠,实际上是植物响应环境变化,调控基因表达以及激素产生、分布,最终表现在器官和个体水平上的变化。
2、分析数据,不同浓度的氯化钙处理对于水稻的幼根负向光性弯曲的影响不同,有促进作用也有抑制作用。
【详解】(1)高等植物是由许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、组织和细胞之间的协调和配合。需要基因表达调控,激素调节,环境因素调节。
(2)根据图1分析,发现加入氯化钙以后与对照组相比较(不加入的组)在低于 100 µmol·L-1 CaCl2的情况下,加入组要比不加组负向光性弯曲度大,所以说明有促进效应,而当CaCl2浓度高于100 µmol·L-1时,对水稻幼苗根的负向光性的影响为抑制,当CaCl2浓度为500μmol·L-1时抑制作用最强。
(3)由图2可以看出,随着水培溶液中的LaCl3浓度的升高,与不加入组比较,水稻幼苗根负向光性弯曲度变小,水稻幼苗根的生长速率也降低,当LaCl3浓度12μmol·L-1时负向光性完全消失。
(4)分析第1组单侧光照射下,水稻幼苗根内的生长素分布不均匀,背光侧生长受抑制根据表格数据分析,单独使用6µmol·L-1LaCl3处理的时候幼苗根向光侧的生长素浓度较加水组是增加了的,而背光侧生长素浓度降低了,说明单独使用6µmol·L-1LaCl3处理时对IAA从向光侧向背光侧运输的影响是有抑制作用;添加100µ mol·L-1CaCl2后对于LaCL3的作用有部分抵消,CaCl2可以拮抗LaCl3的抑制效应,因为第2组与第1组相比,水稻幼苗根内向光侧与背光侧的生长素浓度差异不显著。第3组加入CaCl2后生长素分布情况与第1组相似。
(5)题干信息表明光受体接受单侧光信号后可调节生长素载体基因的表达和载体的极性分布,所以可以推测单侧光照→激活光受体,将信号传到核内→促进生长素载体基因表达,增加生长素载体数量并形成极性分布→在钙离子的参与下完成生长素的背光运输→最终造成背光侧生长素浓度过高,从而抑制细胞伸长,根出现负向光性弯曲生长。
46.(22-23高二上·北京石景山·期末)植物形态建成受多种因素影响,科研人员对蓝光及赤霉素(GA)在植物形态建成中的作用关系进行了研究。
(1)光既可为植物光合作用提供能量,还可作为一种 影响植物生长、发育的全过程。作为早期被发现的植物激素,GA对植物生长发育起 作用。
(2)已有研究表明GA可通过激活细胞内信号转导途径,促进下胚轴伸长,为研究蓝光对这一过程的作用,科研人员用药物阻断拟南芥的内源GA合成,并进行实验,部分结果如图1、2所示。
据图1分析,蓝光可 (填“促进”或抑制”)下胚轴伸长,依据是 。图2结果表明 。
(3)已知在GA作用下,赤霉素受体(GID1)可与D蛋白结合,促进D蛋白降解,影响细胞伸长基因表达,进而导致下胚轴伸长。研究人员欲验证被蓝光激活的蓝光受体可对赤霉素信号通路产生影响。他们用药物阻断拟南芥的内源GA合成后,开展如下实验。请从A~D中选择Ⅰ、Ⅱ处应填入的选项:①:Ⅰ 、③:Ⅱ ;并预测①、③组的实验结果: 。
组别
植株及处理
预期结果
①
黑暗中野生型植株
Ⅱ
Ⅲ
②
蓝光刺激下的野生型植株
D蛋白含量:++
下胚轴的长度:++
③
Ⅰ
Ⅳ
A.黑暗中的蓝光受体突变体植株
B.蓝光刺激下的蓝光受体突变体植株
C.蓝光刺激下的GID1突变体植株
D.加入GA E.不加GA
(4)综合上述研究,对植物形态建成的调控包括 、激素调节和 三种方式,这三种方式之间相互作用,协调配合。
【答案】(1) 信号 促进植物生长
(2) 抑制 随着蓝光照射强度增加,无论是对照组,还是不同浓度的GA组,下胚轴的长度都是逐渐减小的 蓝光刺激其受体,激活植物细胞内的特定基因的表达,从而抑制了下胚轴伸长
(3) B D ①组实验结果为:D蛋白+,下胚轴+++,③组实验结果为D蛋白+,下胚轴+++
(4) 环境因素 基因表达
【分析】1、赤霉素:①合成部位:主要是未成熟的种子、幼根和幼芽;②作用:促进细胞伸长,从而引起植株增高;促进种子萌发和果实发育;③应用:促进矮生性植株茎秆伸长;接触种子休眠,提高用来播种。
2、根据题意可知,GA通过与GADI结合,促进下胚轴伸长;蓝光通过刺激其受体抑制下胚轴伸长,二者均可影响下胚轴的伸长。
【详解】(1)光不仅能为光合作用提供能量,还可作为一种信号,决定植物的生长、发育的全过程,GA除能促进种子萌发外,还能促进细胞伸长生长从而促进植物生长。
(2)由图1可知,随着蓝光照射强度增加,无论是对照组,还是不同浓度的GA组,下胚轴的长度都是逐渐减小的,故蓝光可抑制下胚轴的生长。由图2可知,蓝光刺激下的野生型植株与蓝光刺激下的蓝光受体缺失突变体植株(对蓝光不敏感)相比,蓝光刺激下的蓝光受体缺失突变体植株中,下胚轴的生长较快,说明蓝光刺激其受体,激活植物细胞内的特定基因的表达,从而抑制了下胚轴伸长。
(3)由题干“赤霉素受体(GID1)可与D蛋白结合,促进D蛋白降解,影响细胞伸长基因表达,进而导致下胚轴伸长”可知,蛋白D对促细胞伸长基因的表达其抑制作用,即GA通过GID1促进蛋白D的降解,减弱蛋白D对促细胞伸长基因表达的抑制作用,达到促进细胞伸长的目的。用药物阻断拟南芥的内源GA合成后,根据对照原则,Ⅰ处应选择蓝光刺激下的蓝光受体突变体植株(B),Ⅱ加入GA(D)。蓝光刺激下的野生型植株与黑暗中的野生型植株相比,有蓝光时,蛋白D的降解速度较慢,说明D蛋白的降解与蓝光有关;通过蓝光刺激下的野生型植株与蓝光刺激下的蓝光受体突变体植株相比,蓝光刺激下的蓝光受体突变体植株植株中蛋白D的降解速度较快,说明蓝光抑制了D蛋白的降解过程,进而抑制了下胚轴的伸长。①组实验结果为:D蛋白含量:+,下胚轴的长度:+++,③组实验结果为:D蛋白含量:+,下胚轴的长度:+++。
(4)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,故对植物形态建成的调控包括环境因素、激素调节和基因表达三种方式,这三种方式之间相互作用,协调配合。
47.(22-23高二上·北京东城·期末)叶片倾角的变化可反映脱落酸(ABA)或油菜素甾醇(BR)等植物激素的作用效果。已知BR具有促生长的作用。科学家利用水稻幼苗进行相关实验研究。
(1)水稻幼苗中合成的ABA和BR等激素均可作为 一种 参与调节幼苗的 生长发育。
(2)分别用低浓度ABA或BR处理水稻幼苗, 一段时间后检测叶片倾角大小,结果如图1。由图可知,ABA和BR ,二者在调节叶片倾角方面表现为 作用。
(3)为揭示ABA对水稻幼苗叶片倾角的作用机制,研究人员利用突变体1(对施加 外源BR不敏感)和突变体2(对施加外源BR敏感)进行实验,结果如图2。实验结果显示 ,据此推测,ABA对水稻幼苗叶片倾角的作用可能依赖于内 源BR的合成与信号传导。
(4)已知S基因和R基因的表达产物均为BR合成或信号传导的调节因子。研究人员检测了低浓度ABA处理水稻幼苗 一 段时间后S基因和R基因的相对表达量,结果如图3。请据此完善作用机制模型图 。
【答案】(1)信息分子
(2) 均可促进叶片倾角增加(或多答BR促进效果更明显) 协同
(3)经ABA处理后,突变体1(或2)的叶片倾角显著小于野生型
(4)
【分析】调节植物生命活动的激素不是孤立的,而是相互作用共同调节的,植物生命活动的调节从根本上说是植物基因组程序性表达的结果。植物的生长发育既受内部因子(激素)的调节,也受外部因子(如光、温度、日照长度、重力、化学物质等)的影响。
【详解】(1)叶片倾角的变化可反映脱落酸(ABA)或油菜素甾醇(BR)等植物激素的作用效果,说明二者均能调节植物的生命活动,据此可推测,水稻幼苗中合成的ABA和BR等激素均可作为 一种信息分子 参与调节幼苗的 生长发育。
(2)分别用低浓度ABA或BR处理水稻幼苗, 一段时间后检测叶片倾角大小,根据图1结果可知低浓度的ABA和BR均能促进叶片倾角变大 ,可见二者在调节叶片倾角方面表现一致,即表现为协同作用。
(3)为揭示ABA对水稻幼苗叶片倾角的作用机制,研究人员利用突变体1(对施加 外源BR不敏感)和突变体2(对施加外源BR敏感)进行实验,图2实验结果显示对照组的两个突变体的叶片倾角均小于野生型,说明突变体相关基因发生突变导致叶片倾角有所减小,而外施ABA的情况下不能起到原来促进倾角增大的作用,而外施BR能是突变体2叶片倾角增大,且ABA和BR在促进叶片倾角增大方面表现为协同,据此可推测ABA对水稻幼苗叶片倾角的作用可能依赖于内 源BR的合成与信号传导,而突变体1和2均没有表现出对ABA的效果应该是由于BR不能合成导致的。
(4)已知S基因和R基因的表达产物均为BR合成或信号传导的调节因子。研究人员检测了低浓度ABA处理水稻幼苗 一 段时间后S基因和R基因的相对表达量,根据图3结果可以看出低浓度的ABA能促进S基因的表达,反而抑制R基因的表达,说明R基因表达产物对叶片倾角增大有抑制作用,而S基因表达产物对叶片倾角增大有促进作用,因此可将下列模型表示如下:
。
48.(22-23高二上·北京朝阳·期末)NAC是植物中较常见的转录因子,参与调控水稻多种生命活动。
(1)植物激素是由植物体产生的,对植物的生长发育有 作用的 有机物。参与种子萌发调控的常见激素有 和脱落酸(ABA)。
(2)某研究小组选用野生型、NAC缺失突变体和NAC过表达突变体三种水稻种子进行实验,结果如图1。
本实验的目的是 。由图可知,NAC过表达突变体的种子萌发率明显 野生型,说明NAC抑制种子萌发。
(3)NAC和ABA均抑制种子萌发,关于二者在抑制种子萌发中的机制,有以下三种假设:
假设1.ABA通过NAC抑制种子萌发。
假设2.NAC通过ABA抑制种子萌发。
假设3.ABA和NAC对种子萌发的抑制作用相互独立。
根据假设,研究者分别对(2)中三种水稻种子外施ABA后,统计并计算种子萌发率,测量种子中ABA含量,结果如图2、图3。
①由图1和图2可知,施加ABA后,NAC缺失突变体种子萌发率 ,说明ABA (填“是”或“不是”)通过NAC抑制种子萌发。
②由图3可知,NAC可以 种子中ABA的含量,支持假设 。
(4)南方水稻丰收季,常遇高温多雨天气导致穗上发芽(种子收获前在稻穗上提前发芽的现象),水稻穗上发芽现象严重影响了水稻的产量和品质。可见,种子萌发还会受到 等环境因素的影响。为探究水稻穗上发芽的原因,请结合上述实验,提出进一步研究的方向: 。
【答案】(1) 调节(影响) 微量 赤霉素
(2) 探究NAC是否影响种子萌发 低于
(3) 明显降低 不是 增加 2
(4) 光照、温度、湿度 高温/高湿/弱光是否会通过抑制 NAC 基因的表达促进穗上发芽;或高温/高湿/弱光是否会通过抑制 ABA 合成/抑制 ABA信号通路/促进 ABA 分解促进穗上发芽
【分析】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。脱落酸:合成部位:根冠、萎蔫的叶片等 主要生功能: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。
【详解】(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。赤霉素具有解除种子、块茎的休眠并促进萌发的作用,脱落酸具有抑制植物细胞的分裂和种子的萌发作用,因此参与种子萌发调控的常见激素有赤霉素和脱落酸(ABA)。
(2)据题意可知,本实验自变量为水稻种子类型(野生型、NAC缺失突变体和NAC过表达突变体),因变量为种子萌发率,因此本实验目的是探究NAC是否影响种子萌发。由图可知,NAC过表达突变体的种子萌发率明显低于野生型,说明NAC抑制种子萌发。
(3)①据图1可知,NAC缺失突变体的萌发率大约是95%左右,由图2可知,施加ABA后,NAC缺失突变体种子萌发率大约是80%左右,种子萌发率明显降低。施加ABA后,与NAC缺失突变体(没有NAC)相比,NAC过表达突变体(过量NAC)种子的萌发率显著较低,说明ABA不是通过NAC抑制种子萌发。
②由图3可知,NAC过表达突变体(过量NAC)种子中ABA含量较高,NAC缺失突变体(没有NAC)种子中ABA含量较低,NAC可以增加种子中ABA的含量,推测NAC通过ABA抑制种子萌发,支持假设2。
(4)据题意可知,南方水稻遇高温多雨天气导致穗上发芽(种子收获前在稻穗上提前发芽的现象),说明种子萌发还会受到光照、温度、湿度等环境因素的影响。为探究水稻穗上发芽的原因,请结合上述实验,提出进一步研究的方向高温/高湿/弱光是否会通过抑制 NAC 基因的表达促进穗上发芽;或高温/高湿/弱光是否会通过抑制 ABA 合成/抑制 ABA信号通路/促进 ABA 分解促进穗上发芽。
49.(22-23高二上·北京西城·期末)红麻生长快、纤维产量高、耐盐碱,是改善和修复盐碱地的理想材料。活性氧是细胞代谢产物,通常含量较低。逆境下植物细胞内积累大量活性氧,引起膜质过氧化、DNA 损 伤等。水杨酸(SA)是广泛存在于各种植物体内的激素,对于提高植物抗逆性有重要作用。
(1)植物激素是一类对植物生长发育具有显著 作用的物质。温带地区的植物冬季 会通过落叶来降低代谢,以度过低温逆境,参与此过程的植物激素主要有 。
(2)科研人员选择籽粒饱满的两种红麻种子若干,进行相关实验。实验处理及结果如下表。
不同处理
A品种
B品种
发芽率
总根长/cm
根系活力/mg·g-1·h-1
发芽率
总根长/cm
根系活力/mg·g-1·h-1
未处理(N0)
82%
780
0.53
71%
880
0.6
SA处理(S0)
88%
840
0.58
96%
1063
0.73
未处理+盐胁迫(N1)
534
0.14
625
0.45
SA处理+盐胁迫(S1)
621
0.39
725
0.48
注:SA 处理是用 0.2mmol L-1 SA 浸种处理;盐胁迫是用 150 mmol L-1 NaCl 的营养液处理萌发后的幼苗
①据结果推测,B 品种的耐盐性比 A 品种强。做出此推测的依据是 。
②据结果可以得出,SA 可以 种子的萌发,在红麻种子萌发过程中与赤霉素表 现出 作用。此外,盐胁迫条件下 SA 还可以 ,从而提高植物耐盐性。
(3)为探究 SA 在提高植物耐盐性方面的机制。研究者在分子水平进行了相关检测。
①检测发现活性氧降解酶 SOD 的活性,N1 组 (填“大于”“小于”)S1 组, 说明 SA 通过提高盐胁迫下红麻抗氧化能力,从而缓解过量活性氧对幼苗的伤害。
②检测还发现,S1 组 ACC 脱氨酶基因的表达量显著高于 N1 组,影响乙烯的合成。 而盐胁迫下植物根系 IAA 浓度的升高也会影响乙烯的合成。乙烯代谢与生长素的 关系如图。
据图,当乙烯含量上升时,会引起生长素向根部伸长区运输而积累,进而促进乙烯的 合成,此为 调节机制。由图 2 推测,SA 提高幼苗抗盐性的机制还可能是 。
【答案】(1) 调节 脱落酸
(2) B 品种在盐胁迫条件下,根长和根系活力下降比例均高于 A 品种 促进 协同 缓解盐胁迫对根长和根系活力的抑制
(3) 小于 正反馈 SA 可能通过抑制乙烯的合成,一方面延缓根细胞衰老,提高根系活力;另一方面减少根部生长素的积累,减弱高浓度 IAA 对根系的抑制作用,从而促进盐胁迫下根系的生长
【分析】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.乙烯主要作用是促进果实成熟,此外,还有促进老叶等器官脱落的作用.植物体各部位都能合成乙烯.
【详解】(1)植物激素对植物的生长发育有显著的调节作用,脱落酸促进果实和叶片脱落,所以如果冬季植物落叶,在这个过程中发挥作用的主要是脱落酸。
(2)①根据表格中可以看出,B 品种在盐胁迫条件下,根长和根系活力下降比例均高于 A 品种,所以B 品种的耐盐性比 A 品种强。
②从表格中看出,SA处理后,发芽率升高,所以SA 可以促进种子萌发;而赤霉素也促进种子萌发,所以SA与赤霉素表现为协同作用;在盐胁迫的条件下,将第3组和第4组比较,加入SA后,根的长度和根系活力增强,所以SA可以缓解盐胁迫对根长和根系活力的抑制。
(3)①如果SA 能够提高盐胁迫下红麻抗氧化能力,则N1组的活性氧降解酶 SOD的活性小于S1组;
②当乙烯含量上升时,会引起生长素向根部伸长区运输而积累,进而促进乙烯的合成,这是正反馈调节;
综合分析SA的作用和图解,SA 可能通过抑制乙烯的合成,一方面延缓根细胞衰老,提高根系活力;另一方面减少根部生长素的积累,减弱高浓度 IAA 对根系的抑制作用,从而促进盐胁迫下根系的生长。
50.(22-23高二上·北京·期末)研究发现,油菜素内酯(BR)可促进非生物胁迫(如高盐、干旱、重金属污染等)下的植物生长,提高作物产量。
(1)油菜素内酯被称为第六类植物激素,是植物体产生的,对植物生长发育和对抗外界逆境胁迫等生命活动具有 作用的信息分子。
(2)为研究BR促进植物生长的机理,科研人员进行了系列实验。
①科研人员筛选获得不能合成BR的det2突变株,发现其CycD3基因表达下降。CycD3基因是植物调节细胞周期的蛋白,控制细胞从G1期向S期过渡,可促进细胞分裂。细胞周期包括两个阶段:进行物质准备的 和进行细胞分裂的分裂期;G1期和S期均属于前一阶段,细胞在这一阶段主要进行 和有关蛋白质的合成。
②为了探究BR促进植物生长的机制,科研人员对det2突变的细胞给予不同浓度的BR刺激,实验结果如图1所示。
实验结果说明 ,因此,为获得较为显著的实验效果,后续实验中应选择 (μM)浓度的BR进行实验。
③为了探究BR与生长素在促进植物生长效应上的相互作用,研究人员用生长素类似物2,4-D和BR设计实验,实验结果如图2所示。
实验结果表明,BR与生长素在促进细胞分裂的效应上表现出 效应。
(3)综合上述实验结果,请写出BR促进植物生长的机制 。
【答案】(1)调节
(2) 间期 DNA的复制 适宜浓度的BR能够通过促进细胞中CycD3基因的表达,从而促进植物生长 5 协同
(3)适宜浓度的BR通过促进细胞中CycD3基因的表达,产生调节细胞周期的蛋白,来促进细胞分裂,从而促进植物生长;BR通过增强细胞中生长素的促进细胞分裂的效应来促进植物生长
【分析】植物激素是指由植物体产生的,能从产生部位运输到作用部位,对植物的生长发育起到调节作用的微量有机物;植物激素只是信息分子,既不参与构成细胞结构、也不起到催化的作用、也不提供能量。
【详解】(1)油菜素内酯被称为第六类植物激素,是植物体产生的,对植物生长发育和对抗外界逆境胁迫等生命活动具有调节作用的信息分子。
(2)①细胞周期包括间期(G1、S、G2)和分裂期,间期为分裂期进行物质准备:合成有关蛋白质和DNA复制;
②据图1可知,适宜浓度的BR能增加CycD3基因RNA相对表达量,结合题意可知,适宜浓度的BR能够通过促进细胞中CycD3基因的表达,从而促进植物生长;当BR添加量为5uM时,CycD3基因RNA相对表达量最高,即为获得较为显著的实验效果,后续实验中应选择5(μM)浓度的BR进行实验;
③分析图2可知,同时添加2,4-D和BR的实验组的相对细胞数量显著多于空白对照和单独添加2,4-D的实验组,即BR与生长素在促进细胞分裂的效应上表现出协同效应。
(3)根据上述解析,BR促进植物生长的机制为:适宜浓度的BR通过促进细胞中CycD3基因的表达,产生调节细胞周期的蛋白,来促进细胞分裂,从而促进植物生长;BR通过增强植物体中生长素的促进细胞分裂的效应来促进植物生长。
51.(22-23高二上·北京延庆·期末)为研究油菜素内酯(BR)在植物向性生长中对生长素(IAA)的作用,科研人员以拟南芥为材料进行了如下实验。
(1)BR作为植物激素,与IAA共同 植物的生长发育。
(2)科研人员在黑暗条件下用野生型和BR合成缺陷突变体拟南芥幼苗进行实验,三组幼苗均水平放置,其中一组野生型幼苗施加外源BR,另外两组不施加,测定0~14h内三组幼苗胚轴和主根的弯曲度,结果如下图所示。
①上述实验均在黑暗条件下进行,目的是避免光照对 的影响。
②由实验结果可知,主根和胚轴弯曲的方向相反。请写出BR促进胚轴和主根向性生长的证据 。
(3)IAA可引起G酶基因表达,G酶可催化无色底物生成蓝色产物。科研人员将转入G酶基因的野生型和BR合成缺陷突变体植株主根分别用含有无色底物的溶液浸泡。一段时间后观察,野生型植株主根的蓝色产物分布于分生区和伸长区,而BR合成缺陷突变体植株主根的蓝色产物仅分布于分生区,说明BR影响IAA的分布,推测BR能够促进IAA的 。由于重力引起水平放置的幼苗主根中近地侧和远地侧IAA浓度不同, 侧细胞伸长较快,根向地生长。
(4)为验证上述推测,可进一步检测并比较野生型和BR合成缺陷突变体植株主根细胞中 (填“IAA合成基因”或“IAA极性运输载体基因”)的表达量,若检测结果是 ,则支持上述推测。
【答案】(1)调节
(2) 对向性生长 施加外源BR的野生型幼苗的胚轴、主根在第4小时就可达到最大弯曲度,BR合成缺陷突变体的最大弯曲度形成的时间比其他两组延迟,大概发生在第12小时,说明BR促进胚轴和主根的向性(弯曲)生长
(3) 极性运输 远地
(4) IAA极性运输载体基因 野生型植株主根细胞中IAA极性运输载体基因表达量高于BR合成缺陷突体
【分析】分析题图:由实验结果可知,主根和胚轴弯曲的方向相反,施加外源BR的野生型幼苗的胚轴、主根在低4小时就可达到最大弯曲度,BR合成缺陷突变体的最大弯曲度形成的时间较其他两组延迟,说明BR促进胚轴和主根的向性(弯曲)生长。
【详解】(1)植物的生长发育受多种激素的共同调节,BR作为植物激素,与IAA共同调节植物的生长发育。
(2)①该实验的自变量是油菜素内酯(BR)的含量,因变量是主根和胚轴的弯曲角度,上述实验均在黑暗条件下进行,目的是避免光照对向性生长的影响。
②由实验结果可知,主根和胚轴弯曲的方向相反,施加外源BR的野生型幼苗的胚轴、主根在第4小时就可达到最大弯曲度,BR合成缺陷突变体的最大弯曲度形成的时间比其他两组延迟,大概发生在第12小时,说明BR促进胚轴和主根的向性(弯曲)生长。
(3)根据蓝色产物的分布可以看出G酶的分布,从而推测出IAA的分布,科研人员将转入G酶基因的野生型和BR合成缺陷突变体植株主根用含有无色底物的溶液浸泡一段时间后,观察到,野生型植株主根的蓝色产物分布于分生区和伸长区,而BR合成缺陷突变体植株主根的蓝色产物仅分布于分生区,说明BR影响IAA的分布,BR能够促进IAA的极性运输,由于重力引起水平放置的幼苗主根中近地侧生长素浓度高于远地侧,而根对生长素敏感度高,故近地侧生长受到抑制生长慢,远地侧生长素浓度低生长快,根向地生长。
(4)为验证BR能够促进IAA的极性运输,可进一步检测并比较野生型和BR合成缺陷突变体植株主根细胞中IAA极性运输载体基因的表达量,若检测结果是野生型植株主根细胞中IAA极性运输载体基因表达量高于BR合成缺陷突体,则支持上述推测。
52.(21-22高二上·北京·期末)已知钙离子及钙信号转导对根的向重力性有着重要作用,但是钙信号转导对根的负向光性有何影响?某研究小组通过实验进行了探究。请回答以下相关问题。
(1)用不同浓度的氯化钙(CaCl2)处理水稻幼苗根尖24h后,测量根的负向光性弯曲度及根生长速率,结果见图1。
(注:不同浓度的CaCl2对水稻幼苗根生长速率与对照相比无明显差异,结果未显示)
向溶液中添加CaCl2后发现,低于100 µmol·L-1CaCl2对水稻幼苗根的负向光性弯曲具有 效应,50 •mol·L-1CaCl2对水稻幼苗根的生长速率和负向光性弯曲度促进程度最大,但当CaCl2浓度高于100 µmol·L-1时,对水稻幼苗根的负向光性的影响为 。
(2)用不同浓度的钙离子通道阻断剂氯化镧(LaCL3)处理水稻幼苗根尖24h后,测量根的负向光性弯曲度及根生长速率,结果见图2。
由图2可以看出,随着水培溶液中的LaCL3浓度的升高,水稻幼苗根 。当LaCL3浓度达12 µmol·L-1时, 。
(3)为验证LaCL3对水稻种子根负向光性和生长速率的抑制作用与Ca2+信号有关,向LaCL3溶液中加入了100µmol·L-1CaCl2,结果发现,100µμmol·L-1CaCl2能使水稻幼苗根负向光性弯曲有所恢复,苗根的生长速率也有相似的效果。为研究CaCl2、LaCL3对根向光侧和背光侧生长素分布的影响,在进行上述实验时,还测定了生长素浓度数据,结果见表。
CaCl2、LaCL3分别及组合处理24h对水稻幼苗根向光侧和背光侧生长素含量的影响
处理
生长素浓度
向光侧/(ng·g-1)
背光侧/(ng·g-1)
水
142
377
50µmol/L CaCl2
118
398
6µmol/L LaCl3
229
288
6µmol/L LaCl3-100µmol/L CaCl2
176
351
结果表明,50µ mol·L-1CaCl2和6µmol·L-1LaCl3单独处理对IAA从向光侧向背光侧运输的影响分别为 。添加100µ mol·L-1CaCl2可 LaCL3的作用。
(4)其他实验证据表明,光受体接受单侧光信号后可调节生长素载体基因的表达和载体的极性分布,请结合此证据并综合上述研究结果,请完成对单侧光照引发根的负向光性弯曲生长的可能机制的阐述。
单侧光照→ →促进生长素载体基因表达,增加生长素载体数量并形成极性分布→ →最终造成背光侧生长素浓度过高,从而抑制细胞伸长,根出现负向光性弯曲生长。
【答案】(1) 促进 均表现出抑制效应
(2) 负向光性弯曲度变小,水稻幼苗根的生长速率也降低 负向光性完全消失,根的生长也严重地受到抑制
(3) 促进和抑制 部分抵消(部分对抗)
(4) 激活光受体,将信号传到核内 在钙离子的参与下完成生长素的背光运输
【分析】分析数据,不同浓度的氯化钙处理对于水稻的幼根负向光性弯曲的影响不同,有促进作用也有抑制作用。
【详解】(1)根据图1分析,发现加入氯化钙以后与对照组相比较(不加入的组)在低于 100 µmol·L-1 CaCl2的情况下,加入组要比不加组负向光性弯曲度大,所以说明有促进效应,而当CaCl2浓度高于100 µmol·L-1时,对水稻幼苗根的负向光性的影响为抑制,此时加入组的纵坐标低于了不加入组的;
(2)由图2可以看出,随着水培溶液中的LaCL3浓度的升高,与不加入组比较,水稻幼苗根负向光性弯曲度变小,水稻幼苗根的生长速率也降低,负向光性完全消失,根的生长也严重地受到抑制;
(3)根据表格数据分析,50µ mol·L-1CaCl2单独处理时,幼苗根向光侧的生长素浓度较加水组是减少了的,而背光侧生长素浓度升高了,说明50µ mol·L-1CaCl2单独处理时对IAA从向光侧向背光侧运输的影响是促进作用,而单独使用6µmol·L-1LaCl3处理的时候幼苗根向光侧的生长素浓度较加水组是增加了的,而背光侧生长素浓度降低了,说明而单独使用6µmol·L-1LaCl3处理时对IAA从向光侧向背光侧运输的影响是促进作用有抑制作用;添加100µ mol·L-1CaCl2后对于LaCL3的作用有部分抵消;
(4)题干信息表明光受体接受单侧光信号后可调节生长素载体基因的表达和载体的极性分布,所以可以推测单侧光照→激活光受体,将信号传到核内→促进生长素载体基因表达,增加生长素载体数量并形成极性分布→在钙离子的参与下完成生长素的背光运输→最终造成背光侧生长素浓度过高,从而抑制细胞伸长,根出现负向光性弯曲生长。
【点睛】本题考查植物激素调节相关实验,考生要能够对于题干信息进行梳理分析,利用已有知识进行解题。
53.(21-22高二上·北京丰台·期末)科学家通过实验证实,植物体内的脱落酸(ABA)浓度会随着环境条件的变化而改变。
(1)植物激素是植物体内产生的,对植物的生长发育有 作用的 有机物。
(2)研究人员对同一种、生长状况近似的植物材料进行盐胁迫处理,其中第2组和第3组分别在相应时间除去高浓度盐溶液。图1所示实验结果为 。
(3)由图2可知,ABA与受体结合后,可通过ROS和IP3,cADPR等信号途径激活 上的Ca2+通道,使Ca2+转运到细胞质基质中。细胞质基质中Ca2+浓度的增加,使K+及Cl-大量流出细胞,进而使保卫细胞的渗透压 ,保卫细胞 (填“吸水”或“失水”),气孔 。
(4)综合上述资料可知,ABA在盐胁迫的环境中发挥的作用是 。
【答案】(1) 调节
微量
(2)随着盐胁迫时间延长,ABA浓度逐渐增加到较高水平并保持稳定,当盐胁迫停止,则ABA浓度会逐渐降低并保持较低水平
(3) (保卫)细胞膜和液泡膜
降低 失水 关闭
(4)盐胁迫的环境中ABA含量为增加,ABA通过一系列信号转导调节细胞失水,使气孔关闭,减少水分散失
【分析】脱落酸是一种植物激素,要发挥作用需要先与脱落酸受体结合,从而引发细胞内发生一系列信号转导过程,进而诱导特定的基因的表达,产生相应的调节效应。干旱条件下,叶片中的脱落酸含量增多,导致叶片脱落。
【详解】(1)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调节作用的微量有机物,称为植物激素。
(2)根据图1可知,随着盐胁迫时间延长,ABA浓度逐渐增加到较高水平并保持稳定,在不同盐胁迫处理时间后除去高浓度盐溶液,植物体内ABA浓度都会逐渐降低并在较低水平保持稳定。
(3)图中保卫细胞同时存在“ROS”途径和“IP3,cADPR”两个途径;前者:ABA与细胞膜上的受体结合,引起细胞外液和液泡中的钙离子通过离子通道进入细胞质基质,同时细胞外液和液泡中的钾离子也通过转运进入细胞质基质,细胞质基质中的钾离子、氯离子进入细胞质基质后再运出细胞。由于以上离子的运输都没有消耗能量且需要通过转运蛋白,属于协助扩散;后者ABA:与细胞膜上的受体结合,通过PLC引起“cADPR,IP3”刺激钙离子从液泡进入细胞质基质,进而引起质子氢通过质子泵运出细胞且需要消耗能量。据此可知,Ca2+通道位于细胞膜和液泡膜上,细胞质基质中Ca2+浓度的增加,使K+及Cl-大量流出细胞,进而使保卫细胞的渗透压减小,则根据渗透作用原理可知保卫细胞将失水导致气孔关闭。
(4)结合图1和图2可知,盐胁迫的环境中ABA含量增加,ABA与保卫细胞膜上的受体结合通过一系列信号转导(ROS和IP3,cADPR等信号途径)调节保卫细胞的渗透压,进而使保卫细胞失水,气孔关闭,从而减少水分散失。
54.(21-22高二下·北京房山·期末)全世界约8亿多公顷的土地受盐胁迫的影响,水稻是一种对盐胁迫比较敏感的作物,研究水稻响应盐胁迫的机理具有重要的科学意义。
(1)植物激素作为 分子,对水稻的生命活动起 作用。其中多种激素在水稻响应盐胁迫信号中起到了重要的作用。
(2)根是植物吸收生长所需水和无机盐的重要器官,与土壤直接接触,容易受环境影响,研究者发现盐胁迫可抑制水稻根的生长。
①乙烯和茉莉酸(JA)是在逆境中调节植物根生长的两种重要激素,研究者检测了盐胁迫下两种激素的含量变化。如图1
结果显示:高盐处理下乙烯和JA的含量均 ,说明乙烯和JA对根的生长均起到 作用。
②为探究乙烯和JA对根生长的作用是否具备上下游关系,进行了以下实验,实验处理如表:
乙烯
JA
乙烯合成抑制剂
JA合成抑制剂
对照
—
—
—
—
1
+
—
—
—
2
+
—
—
+
3
—
+
—
—
4
—
+
+
—
“+”表示施加 “一”表示不施加
处理一定时间后,检测种子根长,结果如图2:
据上述信息,推断在对根生长调节中乙烯和JA的作用关系并阐明依据 。
(3)综合上述研究,请写出利用植物生长调节剂在水稻生长阶段提高水稻抗盐性的方法。
【答案】(1) 信息 调节
(2) 升高 抑制 乙烯通过茉莉酸抑制水稻种子根生长
(3)在水稻生长期喷施乙烯抑制剂或JA抑制剂
【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,称作植物激素。
(1)
植物激素是指由植物体内产生,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,植物激素作为信息分子,对水稻的生命活动起调节作用。
(2)
分析图1可知,高盐处理下乙烯和JA的含量均升高,说明乙烯和JA对根的生长均起到抑制作用。分析图2可知,第2组加入乙烯和JA合成抑制剂,对根的生长几乎没有抑制作用,而第1、2、4组均对根的生长有抑制作用,由此可知乙烯通过茉莉酸抑制水稻种子根生长。
(3)
综合上述研究,在水稻生长期喷施乙烯抑制剂或JA抑制剂可以提高水稻抗盐性。
55.(21-22高二上·北京朝阳·期末)株高一直是农艺性状改良的一项重要内容,矮秆作物品种的问世是“绿色革命”的里程碑,赤霉素(GA)在此过程中起着非常重要作用。
(1)植物激素对植物的生命活动起 作用,GA作为一种重要的植物激素,其主要作用是 ,从而引起植株增高。
(2)研究者将拟南芥GA2ox1基因(G基因)转入玉米,培育矮秆玉米。
①研究者对获得的三个转基因株系甲、乙、丙的株高进行测量。对每个株系进行株高测量时,需至少选取10株,其目的是 。结果显示三个转基因株系株高均显著矮于野生型,且丙>乙>甲。进一步研究表明G基因的高表达水平会导致转基因玉米更矮,其实验证据是 。
②玉米内源GA代谢途径(如图)。GA20ox、GA2ox分别是由两个基因家族的基因表达而合成的两类酶,每一基因家族包含功能类似多个基因。
为进一步研究转G基因对玉米内源赤霉素的代谢影响,研究者发现,与野生型玉米相比,转基因玉米体内GA2ox基因家族成员的两个基因表达量增加,GA20ox家族成员的一个基因表达量减少,由此推测转基因玉米中内源活性GA的含量 。后经实验证实。
③为进一步证实转基因玉米的矮化表型与活性GA之间的关系。
研究者给对照组喷施一定量的清水,实验组喷施 。结果显示实验组玉米株高恢复到野生型水平。
(3)综上,外源G基因表达水平、内源活性GA含量、株高三者的关系是:
【答案】(1) 调节 促进细胞伸长、分裂
(2) 排除偶然误差 转基因株系中的G基因的mRNA或蛋白质水平均高于野生型,且在三个转基因株系中表达水平为 甲>乙>丙 较野生型玉米少 等量外源活性GA溶液
(3)
【分析】植物激素是由植物体内产生,能从产生部位运输到作用部位,对植物生长发育有显著影响的微量有机物;赤霉素的合成部位:未成熟的种子、幼根和幼芽,作用:①促进细胞伸长,从而引起植株增高,②促进种子萌发和果实发育。
【详解】(1)植物激素对植物的生命活动起调节作用。赤霉素可促进细胞伸长、分裂,进而引起植株增高。
(2)①实验时,对每个株系进行株高测量时,需至少选取10株,其目的是排除偶然因素,减少实验误差。转基因株系的株高为丙>乙>甲,且三个转基因株系株高均显著矮于野生型,说明G基因与矮化有关,为了进一步研究表明G基因的高表达水平会导致转基因玉米更矮,需要测量转基因株系中的G基因的mRNA或蛋白质水平均高于野生型,且在三个转基因株系中表达水平为甲>乙>丙,即可支持G基因的高表达水平会导致转基因玉米更矮。
②据图可知,GA20ox可催化合成活性GA,而GA2ox可使活性GA转化为无活性GA,因此转基因玉米体内GA2ox基因家族成员的两个基因表达量增加,GA20ox家族成员的一个基因表达量减少,可推测转基因玉米中内源活性GA的含量较野生型玉米少。
③实验目的是进一步证实转基因玉米的矮化表型与活性GA之间的关系,因此活化GA含量为实验自变量,因此对照组喷施一定量的清水,实验组喷施等量外源活性GA溶液。
(3)根据上述分析可知,外源G基因表达水平增加可抑制内源活性GA含量增加,而活化的GA可促进株高增加,因此由于内源性GA含量减少,株高矮化。故三者之间的关系为
【点睛】本题考查基因表达与激素的作用,意在考查考生获取信息、并应用所学知识解决问题的能力。
56.(21-22高二上·北京顺义·期末)双子叶植物种子萌发过程中形成顶端弯钩(如图1),以保护胚芽免受土壤机械压力的损伤。弯钩的形成与顶端两侧细胞对不同浓度的生长素产生不同响应有关。
(1)生长素是植物体内 ,对植物生长发育具有显著调节作用的 有机物。顶端弯钩的形成与维持过程中,凹面生长素浓度远高于凸面,伸长生长受到抑制。
(2)TIR是位于细胞核内的生长素受体,由TIR介导的细胞响应生长素的经典信号通路如图2所示。
据图2可知,生长素与TIR结合后使其 发生改变,变化后的TIR可进一步与Aux1结合并使之 ,解除Aux1对 的抑制,使细胞伸长生长的相关基因表达,由此可以解释一定浓度的生长素促进凸面细胞生长的机制。
(3)TMK是细胞膜上的一类蛋白质。我国科研人员获取了不能形成弯钩的TMK缺失突变体1和生长素合成缺陷突变体2,对两者施加一定量的外源生长素后, ,说明TMK蛋白与生长素合成无关,而可能是识别生长素信号的另一类受体。
(4)最新研究表明,生长素可与细胞膜上的TMK结合,且生长素浓度越高,其促进TMK剪切产生的片段C越多,后者运输至细胞核与Aux2结合,进而调控下游通路。(注:Aux2 与Aux1作用相同,但不与TIR结合)。为确定片段C 对Aux2的作用,科研人员检测突变体1和未突变的野生型体内的Aux2含量, 结果如图3(条带深浅代表相关蛋白含量的多少)。
我国科研团队由此发现了与经典TIR途径不同的TMK途径,阐明了高浓度生长素抑制凹面细胞生长的机制。请综合上述研究成果和(2)中相关信息,写出TMK途径区别于TIR途径的关键特点(至少写两点) 。
【答案】(1) 合成(或产生) 微量
(2) 空间结构 降解 ARF
(3)突变体1顶端弯钩表型不恢复;突变体2弯钩表型恢复
(4)①生长素的受体TMK位于细胞膜上②TMK产生的片段C结合Aux2,而不是Aux1③TMK产生的片段C 使Aux2更稳定,而不是使它降解
【分析】据题意和图2可知:一定浓度的生长素促进凸面细胞生长的TIR途径机制:生长素能与细胞核内的未结合生长素状态的TIR结合,使TIR空间结构发生改变,变化后的TIR可进一步与Aux1结合并使之降解,解除Aux1对ARF的抑制,使细胞伸长生长的相关基因表达,由此可以解释一定浓度的生长素促进凸面细胞生长的机制。
【详解】(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,生长素属于植物激素,因此生长素也是植物体内合成,对植物生长发育具有显著调节作用的微量有机物。
(2)据题意和图示可知,TIR是位于细胞核内的生长素受体,化学本质是蛋白质,生长素与未结合生长素状态的TIR结合,使其空间结构发生改变,TIR的形态发生改变,改变后能与Aux1结合,使其降解,Aux1是转录调控因子,Aux1能抑制ARF的作用,ARF是生长素响应因子,能特异性结合细胞伸长相关基因的特定区域,Aux1被降解,能解除Aux1对ARF的抑制,使细胞伸长生长的相关基因表达,由此可以解释一定浓度的生长素促进凸面细胞生长的机制。
(3)如果TMK蛋白与生长素合成无关,是识别生长素信号的另一类受体,对不能形成弯钩的TMK缺失突变体1施加一定量的外源生长素,因为没有TMK(生长素信号受体),不能识别生长素,因此顶端弯钩表型不恢复;生长素合成缺陷突变体2不能合成生长素,生长素信号受体正常,施加一定量的外源生长素后,生长素能正常发挥作用,弯钩表型恢复。
(4)据题意可知,TIR途径中TIR是位于细胞核内的生长素受体,生长素的受体TMK位于细胞膜上;TMK产生的片段C结合Aux2,而不是Aux1,TIR途径中结合生长素状态的TIR能与Aux1结合,不结合Aux2;TMK产生的片段C 使Aux2更稳定,而不是使它降解,TIR途径中结合生长素状态的TIR能与Aux1结合,使其降解。
【点睛】本题考查生长素作用的相关知识,意在考查学生能从题图中提取有效信息并结合这些信息,运用所学知识与观点,通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理,做出合理的判断或得出正确结论的能力。
57.(21-22高二上·北京西城·期末)科研人员发现一矮化高产葡萄品种(甲),为揭示其矮化和高产原因,进行了实验研究。
(1)用赤霉素和多效唑(赤霉素合成抑制剂)处理常规葡萄品种(乙)幼苗,20天后节间长度如图1。用赤霉素和多效唑处理乙品种的幼果穗,30天后果实大小如图2。
图1、图2结果表明,赤霉素能够 。
(2)葡萄的卷须和果穗起源于同一原始分生组织。为探究赤霉素对原始分生组织分化的影响,用一定浓度的赤霉素处理乙品种原始分生组织,清水处理作对照,结果如图3。
(a为对照,b为赤霉素处理组。为便于观察去掉了a一部分叶片)
图3结果表明 。
(3)用赤霉素处理甲品种植株,一段时间后测量发现,实验组与对照组茎长无明显差异。研究人员对赤霉素信号传递途径中的关键蛋白-DELLA蛋白(抑制葡萄植株生长)进行了检测。DELLA蛋白家族有3个成员(GAI1、RGA、SLR1),在葡萄组织中分布有所不同。赤霉素与受体、DELLA结合形成复合体后,可促进DELLA蛋白降解。检测发现,甲与乙的GAI1有一个氨基酸存在差异。根据以上信息,请对甲品种矮化的原因提出合理解释。
(4)用赤霉素处理甲品种的果穗,可使葡萄果实体积明显增大。甲品种葡萄果穗能够响应赤霉素信号,可能原因是 。
(5)请根据以上研究,提出提高葡萄产量的方案。
【答案】(1)促进葡萄茎(节间)和果实的生长
(2)赤霉素促进原始分生组织分化形成卷须
(3)甲品种GAI1结构改变,使其不能被降解,茎中GAI1含量高,抑制了甲品种葡萄茎的生长
(4)果穗中不表达GAI1,但表达DELLA家族其他蛋白,能够传导赤霉素信号,所以仍然能够响应赤霉素
(5)原始分生组织未分化时涂抹多效唑,形成果穗后涂抹赤霉素
【分析】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。
【详解】(1)图1、图2结果表明,赤霉素不仅能够促进葡萄茎的伸长,而且还能促进果实的生长
(2)与对照组相比,图3结果说明赤霉素能促进原始分生组织分化形成卷须,减少了果穗的产生。
(3)题中显示,DELLA蛋白家族能抑制葡萄植株的生长,有3个成员(GAI1、RGA、SLR1),赤霉素与受体DELLA结合形成复合体后,可促进DELLA蛋白降解,进而促进植株的生长,而甲与乙的GAI1有一个氨基酸存在差异,据此可推测,甲品种GAI1结构改变,使其与赤霉素结合后不能被降解,茎中GAI1含量高,抑制了甲品种葡萄茎的生长。
(4)用赤霉素处理甲品种的果穗,可使葡萄果实体积明显增大。甲品种葡萄果穗能够响应赤霉素信号,可能是果穗中不表达GAI1,但表达DELLA家族其他蛋白,从而使赤霉素与其他蛋白质结合并导致这些蛋白质的讲解,进而促进了果实的膨大。
(5)请根据上述的实验结果,为了让葡萄增产需要首先用多效唑涂抹未分化原始分生组织,这样可以增加果穗的数量,待形成果穗后涂抹赤霉素,促进果实的生长,从而达到增产的目的。
【点睛】l熟知制霉素的功能是解答本题的前提,能根据实验结果进行合理分析从而得出正确的结论是解答本题的关键,能根据得出的结论解决生产中的问题是解答本题的必备能力。
58.(22-23高二上·北京顺义·期末)干旱环境中,植物失水,叶片萎蔫。植物体内的脱落酸(ABA)会响应干旱刺激,诱导一系列反应,使植物体减少水分散失,以适应干旱环境。
(1)叶片的气孔是植物蒸腾作用失水的主要结构,气孔由保卫细胞围成。图1为不同条件下观察到的气孔形态结构模式图。据图1可知,ABA处理叶片会导致保卫细胞中微管蛋白降解,微管解聚,保卫细胞 发生改变,气孔开度下降。
(2)相关研究推测26S蛋白酶体与微管蛋白的降解有关。科研人员取野生型和26S蛋白酶体突变体的离体叶片浸泡在营养液中,选取气孔开度相同的叶片,转移至含有不同试剂的营养液中,一段时间后,检测气孔开度,结果如图2。实验结果表明野生型中ABA ,从而降低气孔开度。
(3)WDL7蛋白可增强微管的稳定性。推测WDL7参与了ABA调节气孔开度的过程。科研人员利用与(2)相同的实验方法,对野生型离体叶片进行实验,一段时间后,检测了保卫细胞中WDL7蛋白的含量,结果如图3。
请综合上述实验结果,完善植物在干旱环境中,ABA通过调控气孔,降低水分散失的机理。请在方框中选填“WDL7蛋白”、“26S蛋白酶体”,在( )内选填“降解”、“促进”、“抑制”。
【答案】(1)形态结构
(2)ABA促进265蛋白酶体对微管蛋白的降解,进而促进微管的解聚
(3)
【分析】脱落酸是一种抑制生长的植物激素,中根尖细胞脱水时,根尖细胞和萎蔫的叶片会快速合成脱落酸,促使气孔关闭,叶片衰老脱落,从而减少水分的散失,以适应干旱的环境.这种适应性的形成是自然环境对种群产生的变异(不定向的)进行定向选择的结果。
【详解】(1)叶片的气孔是植物蒸腾作用失水的主要结构,气孔由保卫细胞围成。据图1可知,ABA处理叶片会导致保卫细胞中微管蛋白降解,微管解聚,保卫细胞形态结构发生改变,气孔开度下降,从而减少水分的散失,以适应干旱的环境。
(2)在加入ABA后,野生型的离体叶片气孔开度下降,而26S蛋白酶体突变体的离体叶片气孔开度基本不变;再加入ory后,ory为微管解聚剂,可以降解微管蛋白,野生型的离体叶片气孔开度不发生改变,而26S蛋白酶体突变体的离体叶片气孔开度开始下降,说明ABA促进265蛋白酶体对微管蛋白的降解,进而促进微管的解聚,从而降低气孔开度。
(3)由以上分析可知,ABA能促进26S蛋白酶体合成,而265蛋白酶体能促进WDL7蛋白的降解,从而促进微管蛋白的降解,从而微管解聚,气孔开度下降,防止水分的散失。图如下:
59.(21-22高二上·北京怀柔·期末)负向光性是植物在高光强或其它不良条件下发生的一种背向光源弯曲生长的适应性反应。
(1)光不仅是植物进行光合作用的能量来源,还可以作为一种 影响、调控植物生长发育的全过程。研究表明,光敏色素作为光受体,主要接收红光和远红光(>600nm);蓝光/UV—A受体主要接收蓝光(400—500nm)和近紫外光。用不同光质的光照射水稻根,实验结果如图,推测诱导水稻根负向光性生长的光受体更可能是 。
(2)为进一步研究根负向光性的原因,研究人员利用水稻种子进行了表1的实验,请在空白处选填相应处理内容,完成实验方案。
表1
组别
处理方式
弯曲度(℃)
根尖生长状况
1
38.7±5.23
负向光性生长
2
黑暗;在根的一侧贴空白琼脂
0
垂直生长
3
42.4±5.39
向含有IAA的琼脂块方向生长
4
③⑤
32.1±8.32
向含有IAA的琼脂块方向生长
①侧光照 ②均匀光照 ③黑暗 ④在根的一侧贴空白琼脂⑤在根的一侧贴有IAA的琼脂 ⑥在根的一侧贴有IAA的琼脂
根据实验结果可推知,单侧光引起根尖两侧IAA含量差异是导致根负向光性的原因,IAA浓度高时弯曲度加大。
(3)研究人员测定水稻根向光侧和背光侧在单侧光刺激后IAA含量的变化。结果如表2所示。
表2 不同光强处理后根尖向光侧和背光侧IAA含量变化
处理
向光侧()
背光侧()
光强()
210.5
421.7
光强()
184.8
498.6
黑暗
418.6
418.6
根据上述实验结果,可推测负向光性产生的机制可能是:
① ;② 。
【答案】(1) 信号 蓝光/UV-A受体
(2) ①④ ③⑥
(3) 光受体接受刺激 背光侧IAA浓度高,向光侧IAA浓度低
【分析】1、生长素作用具有两重性,即低浓度促进生长,高浓度抑制生长,主要表现为:既能促进生长,也能抑制生长;既可以疏花疏果,也可以防止落花落果;既能促进生根,也能抑制生根。植物不同器官对生长素的敏感程度不同,其中根对生长素浓度最敏感,其次是芽,再次是茎。
2、据图分析,图中自变量是光的波长,当波长为400~500 nm左右,胚芽鞘的相对弯曲度较高,当波长>600 nm,弯曲角度为0,说明对蓝光更为敏感。
(1)
光不仅是植物进行光合作用的能量来源,还可以作为一种信号,影响、调控植物生长发育的全过程。据图分析,图中自变量是光的波长,当波长为400~500 nm左右,胚芽鞘的相对弯曲度较高,当波长>600 nm,弯曲角度为0,结合题意,光敏色素主要接收红光和远红光(>600 nm);蓝光/UV-A受体主要接收蓝光(400-500nm)和近紫外光。可推测诱导水稻根负向光性生长的光受体更可能是蓝光/UV-A受体。
(2)
分析表格可知,第1组结果是根尖负向光性生长,因此第1组的处理方式应该是单侧光照、在根的一侧贴空白琼脂,即①④;第2组作为对照,目的是排除琼脂块对实验结果的影响;第3、4组的结果都是向含有IAA的琼脂块方向生长,说明第3、4组的处理方式都应该是黑暗、在根的一侧贴有一定浓度IAA的琼脂,由弯曲方向(向含有IAA的琼脂块方向生长)可知,第3、4组外用IAA对根的生长所起的作用是抑制其生长,且外用生长素浓度越高抑制作用越强,弯曲角度越大,综上所述,第3组的处理方式应该是③⑥,第4组的处理方式应该是③⑤。根据实验结果可推知,单侧光引起根尖两侧IAA含量差异是导致根负向光性的原因,IAA浓度高时弯曲度加大。
(3)
表格为不同光强处理后根尖向光侧和背光侧IAA含量变化,根据表格中数据可知,单侧光下,背光侧IAA浓度高,向光侧IAA浓度低,据此可推测负向光性产生的机制可能是:单侧光→光受体接受刺激→一系列信号转导→IAA横向运输→背光侧IAA浓度高,向光侧IAA浓度低→背光侧比向光侧生长速度慢→根负向光性生长。
【点睛】本题以图文资料为载体,考查植物负向光性有关问题,目的考查学生对课本基础知识的识记与理解,训练学生能够通过分析资料得出相关结论的能力。考生要能够准确确定实验的自变量;掌握对照实验的单一变量原则;具有一定的实验的设计、预测实验结果和得出结论的能力。
60.(21-22高二上·北京石景山·期末)色氨酸是植物体内重要的氨基酸,也是植物生长素(IAA)合成的前体物质,其部分代谢途径见下图1。
(1)据图1可知,色氨酸合成IAA一共有 条途径。植物体内的IAA在细胞水平上起 等作用。
(2)为研究外源色氨酸对植物生长的影响,每隔6天向油菜幼苗叶片施加一定量的色氨酸水溶液,一段时间后测定油菜的相关指标,部分结果如图2、3所示。
①将图2中各组油菜根的 进行测量、记录,并计算得出平均值。图2、3的结果表明 。
②研究者推测:随外源色氨酸浓度的增加,油菜内的生长素浓度不断增加。请写出验证此假设的实验思路(用一句话概述),并画出表示预期结果的坐标图 。
(3)研究人员为明确外源色氨酸影响油菜内IAA合成的具体途径,对编码相关酶的基因的表达量进行测定,结果如图4(横坐标为编码相应酶的基因简写)。结果说明, 。
【答案】(1) 3 促进细胞伸长生长、诱导细胞分化
(2) 数量和长度 色氨酸能够促进油菜幼苗叶片及根系的生长,以100mg/L的色氨酸效果最显著,随浓度继续升高,促进作用逐渐降低。 实验思路:测量各组油菜幼苗的生长素含量。
预期结果:(用柱形图、曲线均可,生长素含量单位不做要求)
(3)色氨酸会同时激活油菜中3条IAA合成途径,提高其生长素的含量
【分析】在植物体内,合成生长素最活跃的部位是幼嫩的芽、叶和发育的种子;生长素大部分集中分布在生长旺盛的部位,如:胚芽鞘、芽和根的顶端分生组织、发育的果实和种子等处。生长素生理作用:促进生长、促进扦插的枝条生根、促进果实的发育。
【详解】(1)根据图示箭头可知,色氨酸合成IAA一共有3条途径。IAA可促进细胞伸长生长、诱导细胞分化。
(2)①与外源色氨酸浓度为0的组进行对照可知,使用不同浓度的色氨酸处理后,油菜的侧根数量和长度不同,因此可知观察指标为油菜根的数量和长度,即各组应测量油菜根的数量和长度。
根据图2可知,随外源色氨酸浓度增加,侧根数量和长度均为先增加后减小,分析图3可知,随外源色氨酸浓度增加,叶片的长度和宽度也是先增加后减小,即色氨酸能够促进油菜幼苗叶片及根系的生长,以100mg/L的色氨酸效果最显著,随浓度继续升高,促进作用逐渐降低。
②研究者推测:随外源色氨酸浓度的增加,油菜内的生长素浓度不断增加。为验证该假设,应测量各组油菜幼苗的生长素含量。若上述推测正确,则随着色氨酸浓度的增加,生长素浓度不断增加,即图示为 。
(3)与对照组相比,经色氨酸处理后,图示各种相关酶的基因表达量均增加了,说明色氨酸会同时激活油菜中3条IAA合成途径,提高其生长素的含量。
【点睛】本题根据图示考查生长素的合成,意在考查考生由题意获取信息的能力及实验分析的能力。
61.(21-22高二上·北京海淀·期末)半个世纪前,科学家提出了生长素调控植物生长的“酸生长假说”,至今这一假说仍在不断发展。
(1)植物激素是植物生长具有 作用的微量有机物,是细胞间传递 的分子。
(2)研究发现,胚芽鞘切段在无生长素的培养基中生长缓慢,加入生长素后大约10分钟,就可观察到胚芽鞘切段快速生长。科学家提出“酸生长假说”解释这一现象,即生长素诱导的H+外排促进细胞壁的伸展,生长素促进细胞膜上H+-ATP酶(质子泵)的活性。
①生长素对胚芽鞘切段生长的作用主要是促进细胞的 生长。当培养基中生长素浓度高于最适浓度时,随着生长素浓度升高对胚芽鞘切段生长的作用表现为 。
②依据“酸生长假说”,人们作出以下预测,其中与假说不相符的是 。
a.中性缓冲液不能抑制生长素诱导的生长
b.能促进H+外排的膜蛋白复合物应该能促进生长
c.若用含H+的缓冲液处理细胞壁,则可能促进细胞的短期生长
③科学家用生长素诱导玉米胚芽鞘的生长,得到图1所示结果。该结果是否可作为支持“酸生长假说”的证据?请作出判断并写出论证过程。
判断结果: (填“是”或“否”)。
论证过程: 。
(3)为探究生长素激活细胞膜上H+-ATP酶的机制,研究者分别测定野生型、K蛋白基因敲除型(K-)和F蛋白基因敲除型(F-)拟南芥植株的下胚轴细胞壁pH和生长速率,结果如图2。
①据图2分析, 蛋白参与生长素激活H+-ATP酶的过程,且F蛋白与K蛋白在调控H+-ATP酶激活方面的作用关系是 。
②依据研究结果,在下图的空白处填写恰当内容,完善下面的生长素作用机制模型 。
【答案】(1) 调节 信息
(2) 纵向 促进作用减弱甚至起抑制作用 a 是
加入生长素后激活了细胞膜上H+-ATP酶(质子泵),促进了H+外排使胞外pH下降,同时胚芽鞘切段生长速度加快,说明生长素通过诱导H+外排进而促进细胞的生长。
(3) K 拮抗作用
【分析】生长素生理作用:促进生长、促进扦插的枝条生根、促进果实的发育;特点:具有双重性即低浓度促进生长,高浓度抑制生长。在植物体内,合成生长素最活跃的部位是幼嫩的芽、叶和发育的种子,生长素大部分集中分布在生长旺盛的部位。生长素只能由形态学上端向形态学下端运输,此外,引起横向运输的原因是单侧光或地心引力,横向运输发生在尖端。
【详解】(1)植物激素是植物生长具有调节作用的微量有机物,是细胞间传递信息的分子。
(2)①由题干信息生长素能促进细胞壁的伸展可知,生长素对胚芽鞘切段的作用主要是促进细胞的纵向生长。生长素由两重性,低浓度促进生长,超过最适浓度以后,随生长素浓度升高,促进作用减弱,再继续升高生长素浓度,会对胚芽鞘切段生长起抑制作用。
②“酸生长假说”的核心是生长素能激活细胞膜上的质子泵,将H+泵到细胞外,从而促进细胞壁的伸展,细胞伸长。
a.中性缓冲液不能提供H+,故中性缓冲液能抑制生长素诱导的生长,a与假说不符;
bc.根据题意直接促进细胞壁伸展的是细胞外的H+,故能促进H+外排的膜蛋白复合物应该能促进生长,b、c与假说相符;
故选a。
③实验结果显示,从加入生长素开始,pH在不断下降,切段长度不断上升,故可判断该结果支持“酸生长假说”。因为加入生长素后,激活H+-ATP酶(质子泵),H+外排增加,导致细胞外pH下降,从而促进胚芽鞘切段生长。
(3)①分析图2,与野生型相比,缺K蛋白pH上升,生长速率下降,说明K蛋白可以促使pH下降,生长速度加快;缺F蛋白时,pH下降,同时生长速率上升,说明F促进pH上升,抑制生长,综上所述,是K蛋白参与生长素激活H+-ATP酶的过程,且F蛋白与K蛋白在调控H+-ATP酶激活方面的作用关系是拮抗作用。
②根据①分析,可将生长激素作用基制模型填写如下:
【点睛】本题属于信息题,考查了生长素的生理作用以及相关实验的探究,意在考查考生的分析能力、理解能力,对考生的能力要求较高,具有一定的难度。
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专题05 植物生命活动的调节
一、单选题
1.(23-24高二上·北京朝阳·期末)有些植物的种子未脱离母体就发芽,这种现象称为胎萌。生活在海边潮间带的红树常发生胎萌现象,幼苗标枪状的胚根生长到一定长度后,才脱离母体,坠地扎根。下列相关叙述错误的是( )
A.调节种子萌发过程中,赤霉素和脱落酸作用效果相反
B.种子萌发过程不受生长素、细胞分裂素和乙烯的调控
C.红树的胎萌现象是一种对潮间带特殊环境的适应现象
D.收获期湿热气候造成小麦等农作物的胎萌会导致减产
2.(22-23高二上·北京大兴·期末)下列生产措施中与植物激素无直接关系的是( )
A.移栽植物时剪去部分叶片
B.培育无籽番茄
C.带芽的枝条扦插容易成活
D.果树整枝修剪
3.(22-23高二上·北京朝阳·期末)某品种菊花通常在秋季开花,若使其在夏季开花,应当在适当时期( )
A.遮光使光照时间缩短 B.提高温度
C.补充光照使光照时间延长 D.多浇水
4.(22-23高二上·北京朝阳·期末)果实的生长发育受到多种激素的调节。以下叙述错误的是( )
A.生长素可促进果实发育 B.赤霉素可促进果实发育
C.细胞分裂素可促进果实脱落 D.乙烯可促进果实成熟
5.(22-23高二上·北京丰台·期末)以下关于植物生长调节的说法正确的是( )
A.在农业生产上,可利用高浓度的2,4-D作除草剂
B.植物生长调节剂对人体没有调节作用,所以完全无害
C.植物生长调节剂的分子结构和生理效应与植物激素相同
D.环境因素只能通过激素来影响植物的各项生命活动
6.(22-23高二上·北京·期末)关于植物生命活动调节的相关说法,正确的是( )
A.光敏色素是能接受光信号的分子,参与光合作用光反应阶段
B.只要涂抹一定量的生长素类似物就可以形成无子果实
C.激素作为信息分子,可以催化细胞内相关化学反应的进行
D.植物的生长发育既受到植物激素的调节,也受到环境因素的调节,如光、温度、重力等
7.(22-23高二上·北京东城·期末)园林工人在修剪路边的大叶黄杨时,剪去顶端可以使侧芽生长素的含量( )
A.升高 B.降低 C.几乎不变 D.先升高后降低
8.(22-23高二上·北京平谷·期末)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
9.(22-23高二上·北京朝阳·期末)以下关于植物激素的说法,正确的是( )
A.植物激素在植物体内含量很少 B.植物激素的化学本质是蛋白质
C.植物激素由植物特定器官产生 D.植物激素会直接参与细胞代谢
10.(22-23高二上·北京房山·期末)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化学物质。下列有关说法正确的是( )
A.利用生长素类调节剂可以用于除草,但可能会对生物多样性造成影响
B.利用赤霉素类调节剂获得的无籽葡萄,食用后可能会使人丧失生育能力
C.利用细胞分裂素类调节剂获得的大西瓜,其残留部分很可能使人造成发育过快
D.利用乙烯类调节剂可对水果进行催熟,可能会导致人性早熟
11.(22-23高二上·北京房山·期末)矮生南瓜突变体喷施某种植物激素后矮生突变体长高。关于该突变体矮生的原因,下列推测合理的是( )
A.赤霉素受体合成受阻 B.赤霉素合成途径受阻
C.赤霉素受体不敏感 D.赤霉素信号传导异常
12.(22-23高二上·北京房山·期末)下列关于生长素和生长激素的共性,说法错误的是( )
A.本质都是蛋白质 B.都需要经过运输
C.都是信息分子 D.都不能持续起作用
13.(22-23高二上·北京·期末)下列有关植物激素应用的叙述不正确的是( )
A.用细胞分裂素处理根尖,可促进根尖细胞的增殖
B.用生长素处理未授粉的番茄花蕾,可得到无子番茄
C.用脱落酸处理马铃薯块茎,可抑制其生芽
D.儿童食用乙烯利催熟的香蕉会导致性早熟
14.(22-23高二上·北京·期末)如图是温特利用琼脂块和植物幼苗进行的实验示意图,下列叙述不正确的是( )
A.设置空白琼脂块处理组的目的是排除琼脂块对胚芽鞘生长的影响
B.实验能证明幼苗尖端确实存在一种能够促进生长的化学物质
C.实验能证明尖端产生的化学物质分布不均可导致幼苗弯曲生长
D.实验应在黑暗条件下进行,否则不能得到与该实验相同的结果
15.(22-23高二上·北京·期末)下列物质与其功能对应有误的是( )
A.DNA聚合酶:催化DNA复制过程
B.糖原:植物细胞的能源物质
C.抗利尿激素:促进水的重吸收
D.生长素:细胞间传递信息的分子
16.(23-24高二上·北京海淀·期末)植物顶端优势现象与生长素作用有关。下列叙述不正确的是( )
A.顶芽生长素极性运输到侧芽 B.侧芽处生长素浓度较低限制其生长
C.去顶芽可缓解侧芽生长受抑制的现象 D.生长素既可促进生长也可抑制生长
17.(21-22高二上·北京顺义·期末)下列关于植物激素及植物生长调节剂的叙述不正确的是( )
A.不同种激素对植物生长发育的调节具有顺序性
B.不同种植物激素在代谢上可能存在着相互作用
C.植物生长调节剂是人工合成的调节植物生长发育的化学物质
D.植物生长调节剂可以提高作物产量,对人体健康无不利影响
18.(21-22高三上·北京丰台·期末)下图表示光照持续时间对植物开花的影响。下列相关分析不合理的是( )
A.植物感应光暗周期中的黑暗持续长度来感知日长变化
B.红光打断黑暗周期抑制短日照植物开花,可被远红光逆转
C.植物感应光信号的光敏色素能吸收红光不吸收远红光
D.植物选择昼夜时间长短作为开花依据是长期进化的结果
19.(20-21高二上·北京东城·期末)生产中使用适宜浓度的植物生长调节剂可人为调整作物的生长发育。下列对应关系正确的是( )
A.赤霉素类调节剂——促进种子萌发
B.细胞分裂素类调节剂——获得无子果实
C.脱落酸类调节剂——防止果实脱落
D.乙烯类调节剂——促进果实发育
20.(20-21高二上·北京海淀·期末)植物激素甲、乙、丙和生长素类似物NAA的作用模式如图所示,图中“+”表示促进作用,“-”表示抑制作用。下列叙述错误的是( )
A.激素甲最可能代表乙烯
B.激素丙最可能代表生长素
C.激素乙具有微量、高效的特点
D.激素甲和乙具有拮抗作用
21.(20-21高二上·北京朝阳·期末)将小麦胚芽鞘自上而下每间隔0.2cm划一条细线,并依次编号为1~14。48小时后,测量每段的长度,结果如下图。据此分析正确的是( )
A.区段6-8的结果说明生长素可以抑制胚芽鞘伸长
B.胚芽鞘伸长最快的部位位于尖端以下1cm左右
C.生长素通过促进细胞分裂进而促进胚芽鞘伸长
D.实验结果说明胚芽鞘的顶端并没有产生生长素
22.(20-21高二上·北京朝阳·期末)下列关于植物激素的应用,叙述错误的是( )
A.用适宜浓度的生长素类调节剂可以促进植物插条生根
B.赤霉素能够促进果柄的伸长,使无籽葡萄的果实增大
C.利用成熟香蕉释放的乙烯可以促进猕猴桃果实的发育
D.缺水条件下,脱落酸促进气孔关闭可保存植物体内水分
23.(20-21高二上·北京房山·期末)四季秋海棠是城市绿化应用较广的一种花卉,其绿叶能够积累花色素苷,使叶片变红。为研究脱落酸(ABA)对花色素苷合成的影响,研究人员在常规培养条件下叶面喷施系列浓度的ABA溶液,一段时间后检测叶片中花色素苷、内源脱落酸(ABA)、赤霉素(GA)等的含量。结果如下图所示,下列说法不正确的是( )
A.花色素苷是一种色素,主要存在于细胞的液泡中
B.施加外源ABA对花色素苷的合成始终起促进作用
C.赤霉素和脱落酸可能存在拮抗的关系
D.ABA和赤霉素都是植物激素,都对植物的生长发育有调节作用
二、非选择题
24.(23-24高二上·北京·期末)学习以下材料,回答以下问题。
赤霉素的信号传导路径:赤霉素是植物体内普遍存在的一种激素,有三个生理效应:促进生长,促进种子萌发,促进植物开花。赤霉素合成障碍会导致植株矮小,赤霉素过多的植株则长得又细又长。不过,植株的“细长”和“矮小”并不都是因为赤霉素含量多少决定的。科学家已经研究清楚了赤霉素的信号传导机制,其传导路径中最重要的两个分子是赤霉素受体G和抑制蛋白DELLA。在没有赤霉素的条件下,DELLA蛋白抑制相关基因表达,从而对植物生长等起抑制作用。例如,小麦种子在萌发过程中,需要水解胚乳中储存的淀粉产生单糖,运输到胚芽等部位满足其发育的需要,因此,α-淀粉酶的合成是种子能萌发的关键。而DELLA蛋白抑制了α-淀粉酶基因的表达,使种子萌发受抑制。如右图所示,赤霉素与其受体G结合后,引起G的空间结构改变,G和赤霉素形成的复合体可以识别与结合DELLA蛋白,结合后DELLA蛋白被降解,α-淀粉酶基因开启表达,种子才能萌发。所以与其说赤霉素促进了植物生长、种子萌发等过程,倒不如说是赤霉素解除了植物本身对这些过程的抑制。植株“细长”和“矮小”都可能是由赤霉素相关基因发生突变引起。与赤霉素合成有关的酶基因突变会引起植物GA含量不正常,导致生长受抑制或过分生长的性状出现,这种性状会随外施赤霉素浓度变化而改变,属于赤霉素敏感型性状。赤霉素信号转导途径相关基因突变一般会引起赤霉素不敏感型性状。
(1)除赤霉素之外,植物体内起促进生长作用的激素还有 。(写出两种)
(2)图中过程①所需的原料是 。过程②表示mRNA与核糖体结合后,合成相应蛋白质,该过程的原料是 。
(3)图中DELLA蛋白抑制的基因能指导合成α-淀粉酶基因的转录因子M,M是α-淀粉酶基因开启转录所必需的。根据文中信息,推测小麦种子萌发时,赤霉素与受体G结合后引发的系列变化过程,选出正确的选项并排序 。
A.DELLA蛋白被降解
B.DELLA蛋白被激活
C. 抑制M基因的转录
D.促进M基因的转录
E. 促进α-淀粉酶基因的转录
F. 抑制α-淀粉酶基因的转录
G. α-淀粉酶的合成
(4)赤霉素受体基因突变的植株表现为 (选填“细长”“矮小”),该性状属于赤霉素 (选填“敏感”“不敏感”)型性状。
一、单选题
1.(23-24高二上·北京顺义·期末)激动素是一种细胞分裂素类的植物生长调节剂。为探究激动素对侧芽生长的影响,实验小组将生长状态一致的豌豆苗随机分为三组。实验处理及结果见下图。相关叙述不正确的是( )
A.C组豌豆苗的顶芽存在明显顶端优势
B.顶芽的生长素极性运输到侧芽处积累
C.A组侧芽处生长素浓度高于B组
D.涂抹激动素有助于侧芽的生长
2.(23-24高二上·北京大兴·期末)有关“探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”实验的叙述错误的是( )
A.在预实验中不需要设置用蒸馏水处理的对照组
B.不同浓度生长素类调节剂处理组之间形成相互对照
C.处理时可用生长素类调节剂溶液浸泡或沾蘸插条的基部
D.用于扦插的枝条生长发育情况应大致相同
3.(23-24高二上·北京大兴·期末)新疆日照时间长,昼夜温差大,多为沙质土壤,加上植物生长调节剂的使用,使得新疆棉产量高,质量好,因此被称为“中国第一棉”。下列有关叙述错误的是( )
A.昼夜温差大可以提高新疆棉的有机物积累,促进产量提升
B.光除了为新疆棉提供能量外,还能作为信号调控其生长发育
C.疏松的沙质土壤有利于根的有氧呼吸,促进根吸收更多的矿质元素
D.植物生长调节剂原料广泛、容易合成、效果稳定,可以大量使用
4.(23-24高二上·北京东城·期末)如图为燕麦胚芽鞘经过单侧光照射后,甲、乙两侧的生长情况,对照组未经单侧光处理。下列叙述不正确的是( )
A.甲为背光侧,IAA的含量高于乙侧和对照组
B.对照组的燕麦胚芽鞘表现为既不生长也不弯曲
C.遮住胚芽鞘尖端,甲、乙两侧生长状况基本一致
D.尖端产生的生长素极性运输到尖端下部伸长区
5.(23-24高二上·北京东城·期末)光敏色素与隐花色素均为光受体,已知蓝光可调节赤霉素含量调控下胚轴向光性生长。为探究蓝光诱导下胚轴向光生长的机制,利用单侧蓝光照射拟南芥,实验结果如下表。下列叙述正确的是( )
野生型
光敏色素
隐花色素
光敏色素和隐花色
缺失突变体
缺失突变体
素均缺失突变体
单侧蓝光照射后幼苗中赤霉素含量变化
降低
降低
几乎不变
几乎不变
下胚轴生长情况
向光生长
向光生长
向光生长
不向光生长
A.光敏色素可吸收光能为光合作用提供能量
B.赤霉素对下胚轴向光生长起正向调控作用
C.两种色素通路均需通过赤霉素调控向光生长
D.向光性受到环境因素和植物激素等共同调控
6.(23-24高二上·北京朝阳·期末)某校研学小组以柳树枝条为材料研究生长素类调节剂 NAA 促进插条生根的最适浓度。预实验中发现水培 5d 左右插条开始生根,第 6~7d 为生根的快速增长期,第 8d 时根的数量趋于稳定。预实验结果如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.应该以水培第 6d 或第 7d 的插条生根数作为实验结果
B.NAA溶液促进柳树枝条生根的最适浓度为10-9mol·L-1
C.实验结果说明 NAA 浓度高于 10-5mol·L-1 时抑制生根
D.后续的正式实验中应缩小 NAA 溶液的浓度范围和梯度
7.(23-24高二上·北京西城·期末)取4cm南瓜茎段若干,置于清水中浸泡一段时间后进行分组实验,结果如图所示。下列说法错误的是( )
A.用清水浸泡茎段目的是去除内源生长素
B.对照组茎段的处理应不加外源生长素
C.生长素浓度小于c时,促进茎段生长
D.生长素浓度为c~d时,茎段不再生长
8.(23-24高二上·北京西城·期末)干旱时根合成的脱落酸(ABA)增加,运输到叶片等部位促进气孔关闭。农业上常采用控制性分根交替灌溉(CRAI)技术,即在浇水时使某些区域保持干燥,而其他部分保持湿润,保证水分充分供应。下列说法错误的是( )
A.ABA运输到叶片可降低植物的蒸腾作用
B.CRAI技术可调控根部产生适量的ABA
C.CRAI技术可减少灌溉用水,节约水资源
D.CRAI技术会造成农作物产量大幅降低
9.(23-24高二上·北京海淀·期末)制备含有不同浓度生长素的琼脂块,黑暗条件下,分别放在去除尖端的胚芽鞘顶端的一侧.一段时间后测量其弯曲度α,如图1和图2。下列关于实验的叙述,正确的是( )
A.不同浓度生长素处理可得到弯曲度相同的胚芽鞘
B.该实验结果是生长素在琼脂块中未横向扩散导致的
C.生长素浓度超过0.25mg/L时,抑制胚芽鞘弯曲生长
D.若左侧照光重复上述实验,则胚芽鞘弯曲方向相反
10.(22-23高二上·北京大兴·期末)脱落酸(ABA)在植物抗冷胁迫过程中起到关键作用。研究人员探究了ABA对不同品系番茄幼苗叶片抗冷胁迫的影响,实验结果如图。下列分析正确的是( )
A.本实验的自变量是脱落酸浓度,因变量是相对电导率
B.脱落酸参与植物细胞氧化分解增加产热,从而提高抗寒能力
C.根据实验结果可以得出ABA的作用是低浓度促进,高浓度抑制
D.ABA对番茄幼苗叶片的抗冷胁迫有促进作用,710品系较704更敏感
11.(22-23高二上·北京东城·期末)下图为某课外学习小组用玉米胚芽鞘进行的部分实验,该实验说明( )
A.感受单侧光刺激的部位是胚芽鞘的尖端
B.玉米胚芽鞘对生长素的灵敏度高于根尖
C.实验说明胚芽鞘直立或弯曲生长均与单侧光照射有关
D.生长素促进尖端的下部背光侧生长,抑制向光侧生长
12.(22-23高二上·北京石景山·期末)大麦种子萌发过程中会产生α-淀粉酶,研究人员开展了植物激素和植物生长调节剂对α-淀粉酶含量影响的研究,实验结果如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.在种子萌发中脱落酸与赤霉素的作用效果相反
B.大麦种子萌发早期赤霉素与脱落酸含量的比值增大
C.糊粉层可能是大麦种子萌发时α-淀粉酶合成的场所
D.人工合成的6-甲基嘌呤是一种与脱落酸作用相似的植物激素
13.(22-23高二上·北京·期末)独脚金内酯是近年来发现的一种新型植物激素,科研人员在其基础上人工合成了具有相似生理作用的化学物质GR24.为了研究GR24的作用机理,用拟南芥为材料进行了如图1的实验,结果如图2,下列叙述不正确的是( )
A.GR24增强了NAA对侧枝生长的抑制作用
B.实验中NAA应加在图1的琼脂块A中
C.GR24的作用可能是促进主茎的NAA向侧枝运输
D.可利用放射性标记GR24研究其对NAA运输的影响
14.(22-23高二上·北京东城·期末)拟南芥、莴苣等植物的种子萌发需要有光的条件。下列叙述不正确的是( )
A.光为这些需光种子的萌发提供所需要的能量
B.植物能感知光信号是由于体内具有能接受光信号的分子
C.光能够影响植物体内特定基因的表达,从而表现出生物学效应
D.影响植物种子萌发的外界因素还有温度、水分等
15.(22-23高二上·北京平谷·期末)烟粉虱寄生在番茄幼苗中,凭借吸收宿主的可溶性糖生存。茉莉酸甲酯(MeJA)是一种植物激素,研究MeJA是否可以防治烟粉虱。检测不同浓度的MeJA对番茄幼苗可溶性糖含量的影响,结果如下图。据图分析,下列表述错误的是( )
A.对照组应使用等量清水处理与实验组长势相同的番茄幼苗
B.0.0225mmol/L的MeJA处理5小时诱导可溶性糖含量降到最低
C.低浓度MeJA促进可溶性糖含量降低,高浓度作用效果相反
D.本实验结果表明可选用适宜浓度的MeJA进行防治烟粉虱
16.(22-23高二上·北京通州·期末)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。下列相关分析错误的是( )
A.清水处理组作为该实验的对照组 B.由实验结果可知NAA具有促进和抑制作用
C.10-6g/mL NAA处理组胚轴依然生长 D.10-10g/mL NAA抑制了不定根生根数量
17.(22-23高二上·北京朝阳·期末)某校学生为研究2,4-D对大蒜鳞茎生根的影响,进行了如下实验:选取大小相似的大蒜瓣若干,均分为7组,分别用不同浓度的2,4-D溶液浸泡基部,1天后换清水继续培养4天,测量根长并计算平均值。实验结果如下:
2,4-D浓度(g/mL)
0
10-13
10-11
10-9
10-7
10-5
10-3
根长平均值(cm)
0.78
0.83
0.89
0.88
0.51
0.03
0.00
下列说法不正确的是( )
A.促进大蒜生根的最适浓度为10-11g/mL左右
B.2,4-D浓度为10-5g/mL时,促进根的生长
C.结果能体现2,4-D具有低促高抑的作用特点
D.实验还可用生根数量作为衡量根生长的指标
18.(22-23高二上·北京房山·期末)沙漠防治的先锋树种是沙柳,为提高沙柳成活率,移栽时常常需要对沙柳进行掐尖留芽并摘除一定量成熟叶片的处理。下列叙述不合理的是( )
A.掐尖留芽去除了植物的顶端优势,促进侧芽生长
B.摘除成熟叶片的目的是减弱蒸腾作用以适应沙漠环境
C.沙柳的正常生长是环境、基因、植物激素相互作用的结果
D.留芽可使侧芽合成的生长素运输到根尖,提高沙柳的生根率
19.(22-23高二上·北京西城·期末)光对植物的生长发育以及次生代谢产物的合成和积累等具有重要调节作用。研究者利 用某种植物的两不同品系(H1、H2)研究不同光质对可溶性糖和花色素苷含量的影响, 处理及结果如下图。下列分析正确的是( )
A.短波光质可以明显提高可溶性糖含量
B.红光提高花色素苷含量的作用效果更加显著
C.红光对于花色素苷和可溶性糖合成的调节机制相同
D.蓝紫光照两品系花色素苷含量差异大可能与其自身基因不同有关
20.(22-23高二上·北京西城·期末)科研人员研究了大蒜试管苗发育过程中内源激素含量的变化(如图)。据图可知( )
A.大蒜试管苗发育的过程中不需要脱落酸的调节
B.细胞分裂素和生长素促进试管苗发育且作用相同
C.外施生长素类似物可进一步加快试管苗的发育
D.试管苗的正常发育是多种激素共同调节的结果
21.(22-23高二上·北京·期末)研究人员用不同浓度的赤霉素对甜叶菊扦插苗进行浸泡处理,一段时间后,测量其根粗、根长及生根数,结果如表所示。
浓度/(mg·L-1)
根数/条
根粗/mm
根长/cm
0
3.7
0.17
2.9
100
5.5
0.29
4.2
200
4.2
0.22
3.2
300
3.8
0.21
3.0
400
2.5
0.16
2.3
500
2.2
0.11
1.3
下列相关叙述正确的是:( )
A.用0mg·L-1赤霉素处理以消除内源激素对结果的影响
B.用400mg·L-1的赤霉素处理甜叶菊会使其比较容易生根
C.500mg·L-1比100mg·L-1赤霉素对生根的促进作用弱
D.应选用100mg·L-1的赤霉素促进甜叶菊侧芽的伸长生长
22.(21-22高二上·北京丰台·期末)为研究植物的开花与光照时间的关系。研究人员对A、B两种植物进行如下处理,结果如图所示,下列叙述正确的是( )
注:浅色部分为光照处理,深色部分为黑暗处理
A.满足短日照条件下,闪光打断黑暗时间,会抑制B植物开花
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.根据实验结果,影响两种植物开花更为关键的因素是连续黑暗时间
D.根据实验结果,影响两种植物开花更为关键的因素是连续光照时间
23.(21-22高二上·北京·期末)在水稻花期,分别喷洒一定浓度的生长素、赤霉素和乙烯利(释放乙烯)。成熟期测定单位面积水稻产量和成熟度,结果如下表。下列分析错误的是( )
处理浓度
每穗粒数(个)
千粒重(g)
产量(kg)
成熟粒率(%)
对照
115
25
7661
80
生长素5ppm
146
27
8415
89
赤霉素30ppm
132
28
8215
85
乙烯利20ppm
110
26
7499
87
A.三种处理中5ppm生长素促进水稻增产的综合效果最好
B.20ppm乙烯利处理可以促进水稻籽粒的成熟
C.30ppm赤霉素可使水稻籽粒增重,从而提高产量
D.此例中生长素与乙烯调节籽粒成熟的作用是相互拮抗的
24.(21-22高二上·北京朝阳·期末)下图表示施用IAA(吲哚乙酸)对某种植物主根长度及侧根的影响。下列叙述正确的是( )
A.实验结果说明施用IAA可以促进主根的伸长
B.实验所使用的IAA的浓度可促进侧根的生长
C.未施用IAA的植株除去部分芽和幼叶,会导致侧根数量增加
D.与施用10-4mol.L-1的IAA相比,未施用的植株主根长而侧根数量少
25.(21-22高二上·北京顺义·期末)科学家用红光和远红光依次照射一批莴苣种子,置于暗处一段时间后统计发芽情况(见下表),下列推论不合理的是( )
组别
光照射处理方式
发芽情况
对照组
无光照
不发芽
1组
红光
发芽
2组
红光→远红光
不发芽
3组
红光→远红光→红光
发芽
4组
红光→远红光→红光→远红光
不发芽
注:自然光包含红光和远红光,莴苣种子对红光更为敏感
A.光作为信号调控莴苣种子的发芽过程
B.植物体内可能存在感受光信号的分子
C.上述结果说明红光促进莴苣种子发芽,远红光则起抑制作用
D.经2组和4组处理后的莴苣种子置于自然光下,种子不发芽
26.(21-22高二上·北京西城·期末)茉莉酸(JA)是一种植物激素,可增强植物抗病能力。黑斑病菌可诱导植物产生茉莉酸。以茉莉酸相关拟南芥突变体为材料进行实验,结果如下图。下列叙述错误的是( )
A.JA抑制野生型拟南芥生长 B.不能合成JA使突变体对JA不敏感
C.乙烯可能与拟南芥抗病有关 D.JA可能促进乙烯的合成
27.(21-22高二上·北京海淀·期末)水稻种子胚乳的发育和营养物质积累决定水稻的产量和品质。研究发现,胚乳形成过程中不同激素间的相互作用如图所示。下列分析不正确的是( )
A.细胞分裂素能促进籽粒变短变窄
B.生长素与赤霉素表现出协同作用
C.油菜素内酯能促进籽粒变长变宽
D.多种激素共同调控胚乳发育过程
28.(21-22高二下·北京房山·期末)为研究脱落酸(ABA)在植物抗旱中的作用,将刚萌发的玉米种子分成4组进行处理,一段时间后观察主根长度和侧根数量,实验处理方法及结果如图所示。
分组
第1组
第2组
第3组
第4组
处理方法
定时补加蒸馏水
不加蒸馏水
——
加ABA合成抑制剂
?
玉米根生长情况
下列有关叙述不正确的是( )
A.与第1组相比,第2组结果说明干旱处理促进主根生长
B.与第2组相比,第3组结果说明缺少ABA时主根生长减慢
C.本实验中自变量为蒸馏水和ABA,因变量是主根长度
D.第4组的处理应为加ABA合成抑制剂和ABA
29.(21-22高二上·北京·期末)有关生物体对刺激做出反应的表述,错误的是( )
A.摄入高糖食品→人体胰岛素分泌增加→血糖水平回落
B.外界温度降低→哺乳动物体温调节中枢兴奋→体温稳定
C.病毒感染细胞→人体浆细胞分泌特异性抗体→清除胞内病毒
D.给予单侧光照→胚芽鞘尖端生长素重新分布→向光弯曲
30.(21-22高二上·北京西城·期末)有学者提出“酸生长假说”解释生长素的促生长作用:生长素激活细胞膜上的H+泵,消耗ATP把H+运到细胞外,细胞外pH下降导致细胞壁松弛,细胞吸水而体积增长。不能作为支持该假说的证据的是( )
A.细胞壁中的扩展素在酸性pH条件下可使细胞壁松弛
B.中性缓冲液能够抑制生长素诱导的生长
C.胚芽鞘尖端下部向光侧生长素浓度低于背光侧
D.促进H+外排的壳梭孢菌素可刺激胚芽鞘切段短暂生长
二、非选择题
31.(23-24高二下·北京海淀·期末)大豆是一种光周期敏感作物,产量受日照长短变化影响较大。籽重是决定大豆产量的关键性状之一。为探究控制大豆籽重的关键基因及其光周期效应机制,科研人员展开如下研究。
(1)光不仅作为信号调节大豆种子的发育,还为植物的光合作用提供 。
(2)研究人员鉴定到一个控制大豆籽重的关键基因D,在长日照和短日照处理条件下分别检测了正常植株籽重、基因D功能缺失突变体植株(突变基因用d表示)籽重以及种子中D表达水平。结果表明:长日照条件下D对大豆籽重起抑制作用,而短日照条件下对大豆籽重不起作用。以下实验结果能为上述结论提供证据的有 (多选)。
a、长日照条件下,D在种子中表达水平很高
b、短日照条件下,D在种子中不表达或表达水平很低
c、长日照条件下,正常植株籽重明显高于突变体植株
d、短日照条件下,正常植株籽重和突变体植株无明显差异
e、任何光照条件下,D过表达植株比突变体植株产生的籽重更小
(3)已知S是一种介导蔗糖从种皮转运到胚的载体蛋白,在长日照条件下,可能与D基因表达的D蛋白存在相互作用。为研究正常植株中D蛋白与S蛋白对大豆种子积累有机物的作用,研究人员设计下图所示流程,获得下表结果。
组别
导入载体
荧光检测情况
黄色荧光
红色荧光
1
nY和cY
-
+
2
nY-D和S-cY
+
+
3
nY-d和S-cY
-
+
4
Ⅰ、
-
+
5
Ⅱ、
-
+
①I和II导入的载体分别为 。
②若第2组出现 荧光,则说明D蛋白和S蛋白在大豆种子质膜中存在相互作用。
③为进一步确定D蛋白调控籽重的机制,用C蔗糖处理正常植株和突变体植株的种子12小时,检测种皮和胚中C蔗糖含量。若实验结果为 ,则支持“D蛋白抑制S蛋白功能,进而抑制蔗糖从种皮到胚的转运”。
(4)请结合本研究阐释“我国春大豆主产区是东北地区,而非长江以南地区”的原因 。
32.(23-24高二下·北京海淀·期末)大豆是一种光周期敏感作物,产量受日照长短变化影响较大。籽重是决定大豆产量的关键性状之一。为探究控制大豆籽重的关键基因及其光周期效应机制,科研人员展开如下研究。
(1)光不仅作为信号调节大豆种子的发育、还为植物的光合作用提供 。
(2)研究人员鉴定到一个控制大豆籽重的关键基因D,在长日照和短日照处理条件下分别检测了正常植株籽重、基因D功能缺失突变体植株(突变基因用d表示)籽重以及种子中D表达水平。结果表明:长日照条件下D对大豆籽重起抑制作用,而短日照条件下对大豆籽重不起作用。以下实验结果能为上述结论提供证据的有 。
a.长日照条件下,D在种子中表达水平很高
b.短日照条件下,D在种子中不表达或表达水平很低
c.长日照条件下,正常植株籽重明显高于突变体植株
d.短日照条件下,正常植株籽重和突变体植株无明显差异
e.任何光照条件下,D过表达植株比突变体植株产生的籽重更小
(3)已知S是一种介导蔗糖从种皮转运到胚的载体蛋白,在长日照条件下,可能与D基因表达的D蛋白存在相互作用。为研究正常植株中D蛋白与S蛋白对大豆种子积累有机物的作用,研究人员设计下图所示流程,获得下表结果。
实验流程:
1.红色荧光蛋白原生质体膜荧光
2.
注:nY和cY不能自组装发出黄色荧光,但它们分别连接的蛋白相互靠近时,nY和cY这两部分在空间上彼此靠近,才能被激发出荧光。
实验结果:
组别
导入载体
荧光检测情况
黄色荧光
红色荧光
1
nY和cY
-
+
2
nY-D和S-cY
+
+
3
nY-d和S-cY
-
+
4
I._________
-
+
5
Ⅱ._________
-
+
注:
“+”表示发出荧光,“-”表示无荧光。
①I和Ⅱ导入的载体分别为 。
②若第2组出现 荧光,则说明D蛋白和S蛋白在大豆种子质膜中存在相互作用。
③为进一步确定D蛋白调控籽重的机制,用¹³C蔗糖处理正常植株和突变体植株的种子12小时,检测种皮和胚中¹³C蔗糖含量。若实验结果为 ,则支持“D蛋白抑制S蛋白功能,进而抑制蔗糖从种皮到胚的转运”。
(4)请结合本研究阐释“我国春大豆主产区是东北地区,而非长江以南地区”的原因 。
33.(23-24高二上·北京顺义·期末)植物遭遇严寒时产生大量活性氧损伤生物膜系统,影响其生长发育,低温也会明显促进ABA(脱落酸)合成基因的表达。科研人员以红花玉兰为材料研究ABA在植物抗寒调节中的作用。
(1)ABA在植物体内的含量 ,对细胞分裂和叶片脱落的调节作用分别表现为 ,这有利于植物进入休眠状态以提高抗寒性。
(2)科研人员对两组生长状况相同的红花玉兰分别外施等量的蒸馏水和ABA,检测其叶片组织中SOD活性,结果如图。
注:SOD是抗氧化酶、能清除活性氧
曲线 为外施ABA组的实验结果,说明ABA可有效降低低温损伤。
(3)M基因是植物抗寒调节的关键基因,其表达产物可促进SOD基因的表达。为探究ABA对M基因的作用,科研人员在不同条件下培养红花玉兰植株并检测其M基因表达量,实验处理及结果见下表。
组别
实验处理
M基因表达量
1
2
4℃+蒸馏水
++
3
25℃+ABA
4
++++
注:“+”的数目代表M基因表达量的多少
实验研究表明,ABA可明显促进M基因表达。请补全表格信息,使之能解释上述结论 。
(4)综合上述研究成果完善答题纸上的概念图,以说明ABA在植物抗寒调节中的作用途径。请用箭头连接关键词,用“+”和”-”分别代表“正向”和“负向”作用 。
34.(23-24高二上·北京大兴·期末)正常情况下,植物根系形成层中的干细胞(S 细胞)向外侧分裂分化形成韧皮部细胞,向内侧分裂分化形成木质部细胞。为探究植物激素在该过程中的作用,科研人员进行了系列实验。
(1)赤霉素(GA)和生长素等激素作为信息分子影响细胞的基因表达,从而 根系发育。
(2)科研人员用野生型和赤霉素合成缺陷型拟南芥进行图 1 所示实验。
①本实验的自变量有 。
②依据结果推测:赤霉素的作用是 。
(3)研究发现S细胞的分化方向受生长素分布的影响。科研人员检测了不同处理条件下生长素的分布,得到图2所示结果。
科研人员得出“赤霉素可以促进生长素从木质部侧向韧皮部侧转移”的结论,其依据是 。
(4)进一步研究发现,赤霉素可上调生长素转运蛋白(PIN1)的表达水平,进而改变生长素的分布。请选填下列字母到相应位置,完成验证上述结论的实验方案并预期结果。
实验材料:a.野生型 b.生长素合成缺陷型 c.PIN1 缺陷型 d.GA 合成缺陷型
实验处理:e.清水 f.GA 溶液 g.生长素溶液
实验材料
实验处理
检测指标
对照组
GA合成缺陷型
清水
PIN1 的表达水平、生长素的分布情况
实验组1
①
②
实验组2
③
④
预期结果
⑤
35.(23-24高二上·北京朝阳·期末)重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。植物的根、茎中具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,从而调节植物的生长方向。研究人员对根的重力信号转换过程的分子机制进行了研究。
(1)植物幼根中生长素的运输方向是 。被科学界普遍认可的“淀粉-平衡石”假说认为,当重力方向发生改变时,根尖平衡石细胞中的“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,影响生长素的运输,造成根向重力生长。
(2)为探寻哪些蛋白质参与了植物重力感应过程,研究人员筛选性状为 的拟南芥突变体,与野生型拟南芥进行基因比对后,发现 LAZY 基因在植物重力感应中起关键作用。
(3)研究人员将 LAZY-GFP(绿色荧光蛋白)融合基因转入 LAZY 基因突变体中,发现 LAZY 蛋白定位于根的柱细胞细胞膜和淀粉体表面(图 1)。
注:“淀粉体相对位置”表示淀粉体距离细胞膜近地侧的距离,细胞的垂直高度设为 1。
将垂直生长的幼苗旋转 90°进行重力刺激,记录其后一段时间内柱细胞细胞膜近地侧与远地侧荧光强度比和淀粉体相对位置的变化(图 2),结果表明 。
研究人员推测 LAZY 蛋白能够从淀粉体转移到邻近的细胞膜上。为检验这一猜想,将 A 组柱细胞膜和淀粉体上的荧光同时进行光漂白(使其不能发出荧光),B 组只对柱细胞膜上的荧光进行光漂白,继续观察柱细胞膜上荧光情况,发现 ,验证了他们的猜想。
(4)请综合运用所学知识和上述研究结果,阐明根向重力生长的机制:重力刺激→淀粉体沉降→ → →根尖近地侧生长速度小于远地侧→根向重力生长。
36.(23-24高二上·北京西城·期末)水稻是重要的粮食作物,中胚轴伸长能够将幼苗送出地表,促进出苗。科研人员研究水稻中胚轴伸长生长过程的调控机制。
(1)水稻生长发育的调控,是由基因表达调控、 和 共同完成的。
(2)在黑暗条件下,利用含不同浓度赤霉素(GA)的全营养液培养野生型水稻,测量中胚轴长度,结果如图1所示。
①实验在黑暗条件进行的原因是 。
②实验结果表明 。
(3)高等植物体内GA类物质有上百种,其生物合成和代谢过程如图2所示。
已知茉莉酸(JA)抑制水稻中胚轴伸长生长。将野生型水稻分为3组,实验处理及结果如图3所示。
根据结果推测,JA可能通过 ,进而抑制水稻中胚轴伸长生长。
(4)科研人员通过转基因技术获得JA敲除突变体(JA-)。分组处理后,在黑暗条件下培养10天,取中胚轴进行切片、染色、观察,结果如图4。
①通过显微镜下观察 ,进一步研究JA和GA之间的相互作用。
②该实验结果能否为(3)的推测提供证据支持,请阐释理由 。
37.(23-24高二上·北京东城·期末)植物对病原菌的过度防御会引起植物衰老,平衡植物衰老与植物免疫对于农业生产十分重要,为研究R基因在二者平衡中的作用,科研人员利用拟南芥进行研究。
(1)乙烯作为植物激素,对植物生长发育具有 作用,为检验R基因是否通过调控乙烯信号途径影响植物免疫与植物衰老,科研人员进行了如下实验。
①用真菌感染三种拟南芥,一段时间后测定单位质量叶片上剩余的真菌孢子数(孢子为真菌的繁殖体),结果如图1,剩余真菌孢子数越低,说明植物抗病性越 。
根据图1结果推测R基因可以 拟南芥抗病性。同时乙烯在R基因调控的植物抗病性中起负向作用,作出推测的理由是 。
②进一步研究R基因与植物衰老的关系,以叶片衰老比率作为植物衰老情况的指标,结果如图2,结果说明 。
(2)研究发现,R基因还可以促进W基因表达,进一步对3种拟南芥R基因的表达情况进行检测,结果如下表
组别
实验材料
R基因的表达情况
1
WT
++
2
R
+++
3
RW
++
(给R转入额外的W基因)
注:“+”数目越多,表示表达程度越高
请推测与组2相比,组3拟南芥的抗病性和植物衰老情况为 。综合上述研究,请用文字和箭头将答题纸上R基因对植物衰老和抗病性平衡的调控内容补充完整 。
38.(23-24高二上·北京·期末)阳生植物受到周围植物遮蔽时,茎伸长速度加快,使株高和节间距增加,叶柄伸长,这种现象称为避阴反应(如图),而阴生植物通常无此反应。
(1)自然光被植物滤过后,其中红光(R)/远红光(FR)的比例下降,原因是 。R/FR的变化引起植物的避阴反应,从适应环境的角度分析其生理意义是 。
(2)研究发现,光敏色素使植物感知其他植物的遮阴。现有野生型和光敏色素B突变型(缺乏有功能的光敏色素B)拟南芥若干,利用这两种拟南芥验证光敏色素B使植物具有避阴反应,请用表格写出实验设计思路并预测实验结果 。
(3)光敏色素B感知R/FR的变化,调控某些基因表达,如激活生长素(IAA)、赤霉素(GA)合成相关基因的转录,促进茎秆伸长。GA还可作用于D蛋白(抑制植物生长蛋白),参与植物的避阴反应。
①依据上述信息,完善在避阴反应中相关物质相互关系及作用模式图。方框中选填“IAA”、“GA”、“D蛋白”,在( )中选填“+”、“-”(+表示促进,-表示抑制)。
、 、 、 、 、 、 (先填方框、后填括号,按从左到右、从上到下的顺序填写)。
②乙烯通常具有缩短节间,降低株高等抑制生长的作用。但在避阴反应的植物中检测到乙烯含量增加。乙烯在避阴反应中促生长功能的实现部分依赖于提高植物对赤霉素信号的敏感度,试推测其可能的机制 。
(4)综合以上植物避阴反应的机理,说明植物生长发育的调控是由激素调节和 共同完成的。
39.(23-24高二上·北京海淀·期末)重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素,研究人员以拟南芥为材料,探究重力对根向地性的影响机制。
(1)植物的根中具有感受重力的淀粉体,可以将重力信号转化为运输 的信号,造成该物质分布不均衡,从而调节植物的生长方向。
(2)以野生型和L基因缺失突变体为实验材料,检测幼苗横置培养一段时间后根的生长方向,结果如图1。据此推测,L蛋白与根的向地性有关,依据是 。为进一步验证上述推测,设计方案还应补充一组,实验材料为 ,横置培养和处理时间等与前两组相同。
(3)植物向地生长过程中,重力会影响细胞近地侧膜上的物质M和L蛋白。为确定两者作用关系,研究人员检测拟南芥幼苗横置不同时间后,物质M与L蛋白的结合程度,结果如图2。同时用物质 M抑制剂处理野生型拟南芥幼苗,测定根部淀粉体中活化的L蛋白含量,结果如图3。上述结果表明,随拟南芥幼苗横置时间延长, 。
(4)进一步研究发现,幼苗横置培养后,不仅淀粉体沿重力方向沉降,L蛋白的分布也会随之改变。已知T蛋白定位于淀粉体表面,T蛋白可与活化的L蛋白结合。请综合上述实验结果和教材所学内容,阐释植物横置后,根向地生长的原因 。
40.(23-24高二上·北京海淀·期末)水稻种子萌发后胚根发育形成初生根,初生根在水稻发芽后一到两周内死亡,其主要作用是固定幼苗,吸收水分和无机盐供给幼苗早期生长。
(1)研究人员取水稻种子用乙烯和赤霉素(GA)进行处理,测量萌发后第4天水稻的初生根长度,结果如图1所示。乙烯和GA可作为 分子对初生根生长起 作用,据图1可知,两者作用效果 。
(2)为探究乙烯对初生根的作用是否依赖GA途径,研究人员以水稻S蛋白(S蛋白可调控根生长相关基因的表达,GA与其受体结合后,诱发S蛋白降解)的功能丧失突变体s为材料,实验处理及结果如图2。据图2结果,研究者推测乙烯对初生根生长的调控不完全依赖GA途径。支持该推测的依据是 。
(3)O酶可使GA从活性形式转变为非活性形式。研究人员推测乙烯通过O酶调控GA活性,进而影响初生根伸长。若要验证此推测,实验组所选的材料、实验处理及检测指标依次应为 (填选项前字母)。
a.O酶基因敲除突变体b.野生型植株c.乙烯处理d.空气处理e.GA处理f.蒸馏水处理g.测定初生根中有活性的GA含量h.测定初生根伸长量i.测定初生根中的乙烯含量
实验结果显示: 说明乙烯通过O酶使GA失活,进而影响初生根伸长。
(4)研究显示土壤的机械压力会增加植物体内乙烯含量,乙烯还可通过脱落酸影响初生根生长。结合上述研究及实验结果,完善植物激素调控水稻初生根生长机制的模式图,在( )中选填“+”“-”(+表示促进,-表示抑制)。
41.(22-23高二下·北京顺义·期末)光合作用是农作物产量的基础,农作物所处的光环境瞬息万变。提高光合作用的启动速率能够使农作物更好地适应周围光环境的变化。科学家以番茄为材料,对光合作用的启动进行了相关研究。
(1)番茄叶肉细胞叶绿体中的 吸收光能,光能最终转化为有机物中的 储存。
(2)研究人员将图1所示番茄幼苗置于黑暗环境中,分别给予顶部叶、上部叶、下部叶白光照射30分钟,然后用光合仪测定处于黑暗中目标叶的光合速率,结果如图2。
结果表明:光作为 通过调节顶部叶代谢 目标叶光合作用的启动速率。
(3)为验证红光促进目标叶光合作用的启动,远红光抑制启动。请基于(2)的研究和材料用具,写出实验组的设计思路
(4)光敏色素包括光敏色素A(phyA)和光敏色素B(phyB),它们在分生组织中含量丰富,主要吸收红光和远红光。研究人员推测目标叶光合作用启动速率的提高依赖phyB。为验证推测,科研人员以嫁接番茄光敏色素缺失突变体为实验材料,对各组实验给予红光照射,实验记录表格如下。请在表中填写上述推测成立时的预期实验结果(用“短于T”、“长于T”或“与T接近”表示)。
接穗
野生型
phyA突变体
phyB突变体
砧木
野生型
野生型
野生型
目标叶光合速率达到最大光合速率90%时所用时间(min)
T
42.(22-23高二上·北京通州·期末)成花素(FT)是叶片细胞产生的一种促进开花的物质,在低温下,FT无法发挥其正常 功能,使得植物开花晚。研究者以拟南芥为材料,对此现象进行了研究。
(1)研究发现,植物开花早晚可能与FT和脂质结合的特性有关。将不同脂质分子PA、PC、 PE、PG固定在检测材料上,之后浸入FT溶液, 一段时间后洗去多余的FT并检测,检测材料上结合FT的位置显示黑色,结果如图1所示。由结果可知,FT与 (以下用脂质分子P指代)的结合力最强。
(2)脂质分子P的合成需要酶P的催化。研究人员构建了酶P基因缺失的突变体植株P1。 在低温条件下,统计野生型植株WT和突变体Pl的叶片总数(拟南芥开花早的植物叶片总数较少),结果如图2。说明低温下脂质分子P对拟南芥开花时间的影响是 。
(3)突变体P1中FT的含量与野生型相比无显著差异,为了进一步研究开花时间的差异是否由于 FT的分布不同引起,科研人员用相关技术检测低温条件下细胞中不同部位FT的含量如图3 所示,据此推测,低温下植物产生的FT与脂质分子P结合,从而被固定在细胞膜和叶绿体膜等 膜结构中,阻碍FT的运输,植物表现为开花晚。图3中支持这一观点的证据是 。
(4)研究人员进行嫁接实验,通过观察受体嫩枝顶端开花时间进一步验证上述推测,嫁接操作如图4所示,如果以上推测成立,在表格中填写预期开花时间:
低温下:
供体
突变体P1
野生型
FT基因缺失突变体
受体
FT基因缺失突变体
FT基因缺失突变体
FT基因缺失突变体
开花时间
开花晚
(5)研究者认为FT也属于植物激素,作出此判断的依据是: 。
43.(22-23高二上·北京房山·期末)干旱可诱导植物体内脱落酸(ABA)增加,以减少水分丧失,但干旱促进ABA合成的机制尚不明确。研究者发现一种分泌型短肽(C)在此过程中起重要作用,请回答相关问题。
(1)脱落酸是植物体内产生的,对生命活动起 作用的微量有机物,是植物细胞之间传递 的分子。
(2)分别用微量(0.1μmol·L-1)的短肽C或ABA处理拟南芥根部后,检测叶片气孔开度,结果如图1。
据图1可知,短肽C和ABA均能够 ,从而减少失水。
(3)已知酶N是催化ABA生物合成的关键酶。科研人员用干旱处理拟南芥的野生型和C基因缺失突变体植株,结果如图2,C基因缺失突变体中的N基因表达量和ABA含量较野生型均 对照组,据实验结果推测,C基因、N基因和ABA三者之间的关系是: 基因通过促进 基因表达进而促进ABA合成。
(4)实验表明,野生型植物经干旱处理后,短肽C在根中的表达远高于叶片;在根部外施加C可运输到叶片中。科研人员提出设想:干旱下根合成C运输到叶片促进N基因的表达。请用如下实验材料进行嫁接实验,验证该假设并选出该假设的预期结果 。
接穗
野生型
突变体
野生型
Ⅲ
砧木
野生型
Ⅰ
突变体
突变体
接穗叶片中N基因的表达量
参照值
Ⅱ
Ⅳ
远低于
注:突变体为C基因缺失突变体。
a.野生型接穗
b.野生型砧木
c.C基因缺失突变体接穗
d.C基因缺失突变体砧木
e.远低于
f.远高于
g.相近
为使实验结果更加严谨,还应进一步测定 。
(5)研究者认为C也属于植物激素,作出此判断的依据是 ,这一新发现扩展了人们对植物激素化学本质的认识。
44.(22-23高二上·北京·期末)植物在受到机械损伤或昆虫取食时,会产生防御反应。科学家研究了合作杨损伤信号传递过程中脂氧合酶(LOX)、脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)的变化及关系,实验过程及结果如下所示。
(1)植物激素是对植物生长发育起 作用的 有机物,在植物体内起着传递 的作用。
(2)用止血钳快速夹伤合作杨植株叶片,迅速将损伤植株与另一长势相同健康植株放入同一密闭玻璃气室内,避免枝叶相互接触,如图 1。以气室外健康植株叶片为对照,定期采集叶片测定相关指标,结果如图 2、图 3。
①采样后需迅速将叶片投入液氮中,-70 ℃保存备用。低温下 LOX 的空间结构 ,检测酶活性时升高温度,LOX 的活性可以恢复。
②由图2 可知,机械损伤可 。
③图3显示:与损伤叶相比,诱导叶 ABA 和 JA 含量变化趋势基本相同但峰值滞后。尝试解释出现这种现象的原因 。
(3)另有研究发现,LOX 专一抑制剂在抑制LOX 活性的同时,也降低了 JA 和 ABA 的含量。用 JA 处理叶片,ABA 含量无明显变化,但可促进应答 ABA 的抗性相关基因的表达。综合上述所有信息,完善合作杨损伤信号传递中 JA、LOX 和 ABA 相互关系的一种可能的模式图。请在方框中选填“JA”“LOX”“ABA”,在( )中选填“+” “–”(“+”表示促进作用, “-”表示抑制作用) 。
(4)本实验中,机械损伤使损伤叶和诱导叶均出现防御反应。请从生物对环境的适应角度,分析该现象的意义: 。
45.(22-23高二上·北京大兴·期末)植物根的向地生长受向重力性和负向光性影响,两个过程彼此独立。科研人员探究了单侧光照引发根负向光性弯曲生长的机制。
(1)植物生长发育的调控,是由基因表达调控、 调节和 影响共同完成的,它们相互作用、协调配合。
(2)用单侧光照射不同浓度CaCl2溶液处理的水稻幼苗根。培养24h后,测量根的负向光性弯曲度,结果如图。
不同浓度CaCl2溶液对水稻幼苗根的负向光性弯曲度影响不同。当CaCl2溶液浓度低于 时起促进作用,浓度为50μmol·L-1时负向光性弯曲度程度最大,浓度为 时抑制作用最强。由此推测,钙信号转导在水稻根负向光性中发挥作用。
(3)为验证上述推测,用不同浓度的钙离子阻断剂氯化镧(LaCl3)处理水稻幼苗根,24h后测量根的负向光性弯曲度,结果如下图。
随着LaCl3浓度的升高,水稻幼苗根 ,当LaCl3浓度达 时,根的负向光性完全消失。但是,向LaCl3溶液中加入100μmol·L-1CaCl2后,根负向光性弯曲部分恢复,说明了钙信号转导参与水稻根负向光性的形成。
(4)科研人员同时检测了单侧光照射后各组水稻幼苗根内生长素的分布情况,结果如下表。
组别
处理
生长素浓度(ng·g-1)
向光侧
背光侧
1
水
142
377
2
6μmol/LLaCl3
229
288
3
6μmol/LLaCl3+100μmol/LCaCl2
176
351
①第1组实验结果说明,单侧光照射下,水稻幼苗根内的生长素 不均匀, 侧生长受抑制,形成负向光性弯曲。
②分析上表数据,LaCl3抑制了生长素从向光侧向背光侧的运输,而CaCl2可以拮抗LaCl3的抑制效应,判断依据是 。
(5)实验证据表明,光受体接受单侧光信号后可调节生长素载体基因的表达和载体的极性分布。结合上述研究结果和证据,单侧光照射激活了 ,并将信号传到细胞核内,促进 表达,通过调控生长素载体的分布,在 的参与下,使生长素产生极性运输,引发水稻幼苗根的负向光弯曲生长。
46.(22-23高二上·北京石景山·期末)植物形态建成受多种因素影响,科研人员对蓝光及赤霉素(GA)在植物形态建成中的作用关系进行了研究。
(1)光既可为植物光合作用提供能量,还可作为一种 影响植物生长、发育的全过程。作为早期被发现的植物激素,GA对植物生长发育起 作用。
(2)已有研究表明GA可通过激活细胞内信号转导途径,促进下胚轴伸长,为研究蓝光对这一过程的作用,科研人员用药物阻断拟南芥的内源GA合成,并进行实验,部分结果如图1、2所示。
据图1分析,蓝光可 (填“促进”或抑制”)下胚轴伸长,依据是 。图2结果表明 。
(3)已知在GA作用下,赤霉素受体(GID1)可与D蛋白结合,促进D蛋白降解,影响细胞伸长基因表达,进而导致下胚轴伸长。研究人员欲验证被蓝光激活的蓝光受体可对赤霉素信号通路产生影响。他们用药物阻断拟南芥的内源GA合成后,开展如下实验。请从A~D中选择Ⅰ、Ⅱ处应填入的选项:①:Ⅰ 、③:Ⅱ ;并预测①、③组的实验结果: 。
组别
植株及处理
预期结果
①
黑暗中野生型植株
Ⅱ
Ⅲ
②
蓝光刺激下的野生型植株
D蛋白含量:++
下胚轴的长度:++
③
Ⅰ
Ⅳ
A.黑暗中的蓝光受体突变体植株
B.蓝光刺激下的蓝光受体突变体植株
C.蓝光刺激下的GID1突变体植株
D.加入GA E.不加GA
(4)综合上述研究,对植物形态建成的调控包括 、激素调节和 三种方式,这三种方式之间相互作用,协调配合。
47.(22-23高二上·北京东城·期末)叶片倾角的变化可反映脱落酸(ABA)或油菜素甾醇(BR)等植物激素的作用效果。已知BR具有促生长的作用。科学家利用水稻幼苗进行相关实验研究。
(1)水稻幼苗中合成的ABA和BR等激素均可作为 一种 参与调节幼苗的 生长发育。
(2)分别用低浓度ABA或BR处理水稻幼苗, 一段时间后检测叶片倾角大小,结果如图1。由图可知,ABA和BR ,二者在调节叶片倾角方面表现为 作用。
(3)为揭示ABA对水稻幼苗叶片倾角的作用机制,研究人员利用突变体1(对施加 外源BR不敏感)和突变体2(对施加外源BR敏感)进行实验,结果如图2。实验结果显示 ,据此推测,ABA对水稻幼苗叶片倾角的作用可能依赖于内 源BR的合成与信号传导。
(4)已知S基因和R基因的表达产物均为BR合成或信号传导的调节因子。研究人员检测了低浓度ABA处理水稻幼苗 一 段时间后S基因和R基因的相对表达量,结果如图3。请据此完善作用机制模型图 。
48.(22-23高二上·北京朝阳·期末)NAC是植物中较常见的转录因子,参与调控水稻多种生命活动。
(1)植物激素是由植物体产生的,对植物的生长发育有 作用的 有机物。参与种子萌发调控的常见激素有 和脱落酸(ABA)。
(2)某研究小组选用野生型、NAC缺失突变体和NAC过表达突变体三种水稻种子进行实验,结果如图1。
本实验的目的是 。由图可知,NAC过表达突变体的种子萌发率明显 野生型,说明NAC抑制种子萌发。
(3)NAC和ABA均抑制种子萌发,关于二者在抑制种子萌发中的机制,有以下三种假设:
假设1.ABA通过NAC抑制种子萌发。
假设2.NAC通过ABA抑制种子萌发。
假设3.ABA和NAC对种子萌发的抑制作用相互独立。
根据假设,研究者分别对(2)中三种水稻种子外施ABA后,统计并计算种子萌发率,测量种子中ABA含量,结果如图2、图3。
①由图1和图2可知,施加ABA后,NAC缺失突变体种子萌发率 ,说明ABA (填“是”或“不是”)通过NAC抑制种子萌发。
②由图3可知,NAC可以 种子中ABA的含量,支持假设 。
(4)南方水稻丰收季,常遇高温多雨天气导致穗上发芽(种子收获前在稻穗上提前发芽的现象),水稻穗上发芽现象严重影响了水稻的产量和品质。可见,种子萌发还会受到 等环境因素的影响。为探究水稻穗上发芽的原因,请结合上述实验,提出进一步研究的方向: 。
49.(22-23高二上·北京西城·期末)红麻生长快、纤维产量高、耐盐碱,是改善和修复盐碱地的理想材料。活性氧是细胞代谢产物,通常含量较低。逆境下植物细胞内积累大量活性氧,引起膜质过氧化、DNA 损 伤等。水杨酸(SA)是广泛存在于各种植物体内的激素,对于提高植物抗逆性有重要作用。
(1)植物激素是一类对植物生长发育具有显著 作用的物质。温带地区的植物冬季 会通过落叶来降低代谢,以度过低温逆境,参与此过程的植物激素主要有 。
(2)科研人员选择籽粒饱满的两种红麻种子若干,进行相关实验。实验处理及结果如下表。
不同处理
A品种
B品种
发芽率
总根长/cm
根系活力/mg·g-1·h-1
发芽率
总根长/cm
根系活力/mg·g-1·h-1
未处理(N0)
82%
780
0.53
71%
880
0.6
SA处理(S0)
88%
840
0.58
96%
1063
0.73
未处理+盐胁迫(N1)
534
0.14
625
0.45
SA处理+盐胁迫(S1)
621
0.39
725
0.48
注:SA 处理是用 0.2mmol L-1 SA 浸种处理;盐胁迫是用 150 mmol L-1 NaCl 的营养液处理萌发后的幼苗
①据结果推测,B 品种的耐盐性比 A 品种强。做出此推测的依据是 。
②据结果可以得出,SA 可以 种子的萌发,在红麻种子萌发过程中与赤霉素表 现出 作用。此外,盐胁迫条件下 SA 还可以 ,从而提高植物耐盐性。
(3)为探究 SA 在提高植物耐盐性方面的机制。研究者在分子水平进行了相关检测。
①检测发现活性氧降解酶 SOD 的活性,N1 组 (填“大于”“小于”)S1 组, 说明 SA 通过提高盐胁迫下红麻抗氧化能力,从而缓解过量活性氧对幼苗的伤害。
②检测还发现,S1 组 ACC 脱氨酶基因的表达量显著高于 N1 组,影响乙烯的合成。 而盐胁迫下植物根系 IAA 浓度的升高也会影响乙烯的合成。乙烯代谢与生长素的 关系如图。
据图,当乙烯含量上升时,会引起生长素向根部伸长区运输而积累,进而促进乙烯的 合成,此为 调节机制。由图 2 推测,SA 提高幼苗抗盐性的机制还可能是 。
50.(22-23高二上·北京·期末)研究发现,油菜素内酯(BR)可促进非生物胁迫(如高盐、干旱、重金属污染等)下的植物生长,提高作物产量。
(1)油菜素内酯被称为第六类植物激素,是植物体产生的,对植物生长发育和对抗外界逆境胁迫等生命活动具有 作用的信息分子。
(2)为研究BR促进植物生长的机理,科研人员进行了系列实验。
①科研人员筛选获得不能合成BR的det2突变株,发现其CycD3基因表达下降。CycD3基因是植物调节细胞周期的蛋白,控制细胞从G1期向S期过渡,可促进细胞分裂。细胞周期包括两个阶段:进行物质准备的 和进行细胞分裂的分裂期;G1期和S期均属于前一阶段,细胞在这一阶段主要进行 和有关蛋白质的合成。
②为了探究BR促进植物生长的机制,科研人员对det2突变的细胞给予不同浓度的BR刺激,实验结果如图1所示。
实验结果说明 ,因此,为获得较为显著的实验效果,后续实验中应选择 (μM)浓度的BR进行实验。
③为了探究BR与生长素在促进植物生长效应上的相互作用,研究人员用生长素类似物2,4-D和BR设计实验,实验结果如图2所示。
实验结果表明,BR与生长素在促进细胞分裂的效应上表现出 效应。
(3)综合上述实验结果,请写出BR促进植物生长的机制 。
51.(22-23高二上·北京延庆·期末)为研究油菜素内酯(BR)在植物向性生长中对生长素(IAA)的作用,科研人员以拟南芥为材料进行了如下实验。
(1)BR作为植物激素,与IAA共同 植物的生长发育。
(2)科研人员在黑暗条件下用野生型和BR合成缺陷突变体拟南芥幼苗进行实验,三组幼苗均水平放置,其中一组野生型幼苗施加外源BR,另外两组不施加,测定0~14h内三组幼苗胚轴和主根的弯曲度,结果如下图所示。
①上述实验均在黑暗条件下进行,目的是避免光照对 的影响。
②由实验结果可知,主根和胚轴弯曲的方向相反。请写出BR促进胚轴和主根向性生长的证据 。
(3)IAA可引起G酶基因表达,G酶可催化无色底物生成蓝色产物。科研人员将转入G酶基因的野生型和BR合成缺陷突变体植株主根分别用含有无色底物的溶液浸泡。一段时间后观察,野生型植株主根的蓝色产物分布于分生区和伸长区,而BR合成缺陷突变体植株主根的蓝色产物仅分布于分生区,说明BR影响IAA的分布,推测BR能够促进IAA的 。由于重力引起水平放置的幼苗主根中近地侧和远地侧IAA浓度不同, 侧细胞伸长较快,根向地生长。
(4)为验证上述推测,可进一步检测并比较野生型和BR合成缺陷突变体植株主根细胞中 (填“IAA合成基因”或“IAA极性运输载体基因”)的表达量,若检测结果是 ,则支持上述推测。
52.(21-22高二上·北京·期末)已知钙离子及钙信号转导对根的向重力性有着重要作用,但是钙信号转导对根的负向光性有何影响?某研究小组通过实验进行了探究。请回答以下相关问题。
(1)用不同浓度的氯化钙(CaCl2)处理水稻幼苗根尖24h后,测量根的负向光性弯曲度及根生长速率,结果见图1。
(注:不同浓度的CaCl2对水稻幼苗根生长速率与对照相比无明显差异,结果未显示)
向溶液中添加CaCl2后发现,低于100 µmol·L-1CaCl2对水稻幼苗根的负向光性弯曲具有 效应,50 •mol·L-1CaCl2对水稻幼苗根的生长速率和负向光性弯曲度促进程度最大,但当CaCl2浓度高于100 µmol·L-1时,对水稻幼苗根的负向光性的影响为 。
(2)用不同浓度的钙离子通道阻断剂氯化镧(LaCL3)处理水稻幼苗根尖24h后,测量根的负向光性弯曲度及根生长速率,结果见图2。
由图2可以看出,随着水培溶液中的LaCL3浓度的升高,水稻幼苗根 。当LaCL3浓度达12 µmol·L-1时, 。
(3)为验证LaCL3对水稻种子根负向光性和生长速率的抑制作用与Ca2+信号有关,向LaCL3溶液中加入了100µmol·L-1CaCl2,结果发现,100µμmol·L-1CaCl2能使水稻幼苗根负向光性弯曲有所恢复,苗根的生长速率也有相似的效果。为研究CaCl2、LaCL3对根向光侧和背光侧生长素分布的影响,在进行上述实验时,还测定了生长素浓度数据,结果见表。
CaCl2、LaCL3分别及组合处理24h对水稻幼苗根向光侧和背光侧生长素含量的影响
处理
生长素浓度
向光侧/(ng·g-1)
背光侧/(ng·g-1)
水
142
377
50µmol/L CaCl2
118
398
6µmol/L LaCl3
229
288
6µmol/L LaCl3-100µmol/L CaCl2
176
351
结果表明,50µ mol·L-1CaCl2和6µmol·L-1LaCl3单独处理对IAA从向光侧向背光侧运输的影响分别为 。添加100µ mol·L-1CaCl2可 LaCL3的作用。
(4)其他实验证据表明,光受体接受单侧光信号后可调节生长素载体基因的表达和载体的极性分布,请结合此证据并综合上述研究结果,请完成对单侧光照引发根的负向光性弯曲生长的可能机制的阐述。
单侧光照→ →促进生长素载体基因表达,增加生长素载体数量并形成极性分布→ →最终造成背光侧生长素浓度过高,从而抑制细胞伸长,根出现负向光性弯曲生长。
53.(21-22高二上·北京丰台·期末)科学家通过实验证实,植物体内的脱落酸(ABA)浓度会随着环境条件的变化而改变。
(1)植物激素是植物体内产生的,对植物的生长发育有 作用的 有机物。
(2)研究人员对同一种、生长状况近似的植物材料进行盐胁迫处理,其中第2组和第3组分别在相应时间除去高浓度盐溶液。图1所示实验结果为 。
(3)由图2可知,ABA与受体结合后,可通过ROS和IP3,cADPR等信号途径激活 上的Ca2+通道,使Ca2+转运到细胞质基质中。细胞质基质中Ca2+浓度的增加,使K+及Cl-大量流出细胞,进而使保卫细胞的渗透压 ,保卫细胞 (填“吸水”或“失水”),气孔 。
(4)综合上述资料可知,ABA在盐胁迫的环境中发挥的作用是 。
54.(21-22高二下·北京房山·期末)全世界约8亿多公顷的土地受盐胁迫的影响,水稻是一种对盐胁迫比较敏感的作物,研究水稻响应盐胁迫的机理具有重要的科学意义。
(1)植物激素作为 分子,对水稻的生命活动起 作用。其中多种激素在水稻响应盐胁迫信号中起到了重要的作用。
(2)根是植物吸收生长所需水和无机盐的重要器官,与土壤直接接触,容易受环境影响,研究者发现盐胁迫可抑制水稻根的生长。
①乙烯和茉莉酸(JA)是在逆境中调节植物根生长的两种重要激素,研究者检测了盐胁迫下两种激素的含量变化。如图1
结果显示:高盐处理下乙烯和JA的含量均 ,说明乙烯和JA对根的生长均起到 作用。
②为探究乙烯和JA对根生长的作用是否具备上下游关系,进行了以下实验,实验处理如表:
乙烯
JA
乙烯合成抑制剂
JA合成抑制剂
对照
—
—
—
—
1
+
—
—
—
2
+
—
—
+
3
—
+
—
—
4
—
+
+
—
“+”表示施加 “一”表示不施加
处理一定时间后,检测种子根长,结果如图2:
据上述信息,推断在对根生长调节中乙烯和JA的作用关系并阐明依据 。
(3)综合上述研究,请写出利用植物生长调节剂在水稻生长阶段提高水稻抗盐性的方法。
55.(21-22高二上·北京朝阳·期末)株高一直是农艺性状改良的一项重要内容,矮秆作物品种的问世是“绿色革命”的里程碑,赤霉素(GA)在此过程中起着非常重要作用。
(1)植物激素对植物的生命活动起 作用,GA作为一种重要的植物激素,其主要作用是 ,从而引起植株增高。
(2)研究者将拟南芥GA2ox1基因(G基因)转入玉米,培育矮秆玉米。
①研究者对获得的三个转基因株系甲、乙、丙的株高进行测量。对每个株系进行株高测量时,需至少选取10株,其目的是 。结果显示三个转基因株系株高均显著矮于野生型,且丙>乙>甲。进一步研究表明G基因的高表达水平会导致转基因玉米更矮,其实验证据是 。
②玉米内源GA代谢途径(如图)。GA20ox、GA2ox分别是由两个基因家族的基因表达而合成的两类酶,每一基因家族包含功能类似多个基因。
为进一步研究转G基因对玉米内源赤霉素的代谢影响,研究者发现,与野生型玉米相比,转基因玉米体内GA2ox基因家族成员的两个基因表达量增加,GA20ox家族成员的一个基因表达量减少,由此推测转基因玉米中内源活性GA的含量 。后经实验证实。
③为进一步证实转基因玉米的矮化表型与活性GA之间的关系。
研究者给对照组喷施一定量的清水,实验组喷施 。结果显示实验组玉米株高恢复到野生型水平。
(3)综上,外源G基因表达水平、内源活性GA含量、株高三者的关系是:
56.(21-22高二上·北京顺义·期末)双子叶植物种子萌发过程中形成顶端弯钩(如图1),以保护胚芽免受土壤机械压力的损伤。弯钩的形成与顶端两侧细胞对不同浓度的生长素产生不同响应有关。
(1)生长素是植物体内 ,对植物生长发育具有显著调节作用的 有机物。顶端弯钩的形成与维持过程中,凹面生长素浓度远高于凸面,伸长生长受到抑制。
(2)TIR是位于细胞核内的生长素受体,由TIR介导的细胞响应生长素的经典信号通路如图2所示。
据图2可知,生长素与TIR结合后使其 发生改变,变化后的TIR可进一步与Aux1结合并使之 ,解除Aux1对 的抑制,使细胞伸长生长的相关基因表达,由此可以解释一定浓度的生长素促进凸面细胞生长的机制。
(3)TMK是细胞膜上的一类蛋白质。我国科研人员获取了不能形成弯钩的TMK缺失突变体1和生长素合成缺陷突变体2,对两者施加一定量的外源生长素后, ,说明TMK蛋白与生长素合成无关,而可能是识别生长素信号的另一类受体。
(4)最新研究表明,生长素可与细胞膜上的TMK结合,且生长素浓度越高,其促进TMK剪切产生的片段C越多,后者运输至细胞核与Aux2结合,进而调控下游通路。(注:Aux2 与Aux1作用相同,但不与TIR结合)。为确定片段C 对Aux2的作用,科研人员检测突变体1和未突变的野生型体内的Aux2含量, 结果如图3(条带深浅代表相关蛋白含量的多少)。
我国科研团队由此发现了与经典TIR途径不同的TMK途径,阐明了高浓度生长素抑制凹面细胞生长的机制。请综合上述研究成果和(2)中相关信息,写出TMK途径区别于TIR途径的关键特点(至少写两点) 。
57.(21-22高二上·北京西城·期末)科研人员发现一矮化高产葡萄品种(甲),为揭示其矮化和高产原因,进行了实验研究。
(1)用赤霉素和多效唑(赤霉素合成抑制剂)处理常规葡萄品种(乙)幼苗,20天后节间长度如图1。用赤霉素和多效唑处理乙品种的幼果穗,30天后果实大小如图2。
图1、图2结果表明,赤霉素能够 。
(2)葡萄的卷须和果穗起源于同一原始分生组织。为探究赤霉素对原始分生组织分化的影响,用一定浓度的赤霉素处理乙品种原始分生组织,清水处理作对照,结果如图3。
(a为对照,b为赤霉素处理组。为便于观察去掉了a一部分叶片)
图3结果表明 。
(3)用赤霉素处理甲品种植株,一段时间后测量发现,实验组与对照组茎长无明显差异。研究人员对赤霉素信号传递途径中的关键蛋白-DELLA蛋白(抑制葡萄植株生长)进行了检测。DELLA蛋白家族有3个成员(GAI1、RGA、SLR1),在葡萄组织中分布有所不同。赤霉素与受体、DELLA结合形成复合体后,可促进DELLA蛋白降解。检测发现,甲与乙的GAI1有一个氨基酸存在差异。根据以上信息,请对甲品种矮化的原因提出合理解释。
(4)用赤霉素处理甲品种的果穗,可使葡萄果实体积明显增大。甲品种葡萄果穗能够响应赤霉素信号,可能原因是 。
(5)请根据以上研究,提出提高葡萄产量的方案。
58.(22-23高二上·北京顺义·期末)干旱环境中,植物失水,叶片萎蔫。植物体内的脱落酸(ABA)会响应干旱刺激,诱导一系列反应,使植物体减少水分散失,以适应干旱环境。
(1)叶片的气孔是植物蒸腾作用失水的主要结构,气孔由保卫细胞围成。图1为不同条件下观察到的气孔形态结构模式图。据图1可知,ABA处理叶片会导致保卫细胞中微管蛋白降解,微管解聚,保卫细胞 发生改变,气孔开度下降。
(2)相关研究推测26S蛋白酶体与微管蛋白的降解有关。科研人员取野生型和26S蛋白酶体突变体的离体叶片浸泡在营养液中,选取气孔开度相同的叶片,转移至含有不同试剂的营养液中,一段时间后,检测气孔开度,结果如图2。实验结果表明野生型中ABA ,从而降低气孔开度。
(3)WDL7蛋白可增强微管的稳定性。推测WDL7参与了ABA调节气孔开度的过程。科研人员利用与(2)相同的实验方法,对野生型离体叶片进行实验,一段时间后,检测了保卫细胞中WDL7蛋白的含量,结果如图3。
请综合上述实验结果,完善植物在干旱环境中,ABA通过调控气孔,降低水分散失的机理。请在方框中选填“WDL7蛋白”、“26S蛋白酶体”,在( )内选填“降解”、“促进”、“抑制”。
59.(21-22高二上·北京怀柔·期末)负向光性是植物在高光强或其它不良条件下发生的一种背向光源弯曲生长的适应性反应。
(1)光不仅是植物进行光合作用的能量来源,还可以作为一种 影响、调控植物生长发育的全过程。研究表明,光敏色素作为光受体,主要接收红光和远红光(>600nm);蓝光/UV—A受体主要接收蓝光(400—500nm)和近紫外光。用不同光质的光照射水稻根,实验结果如图,推测诱导水稻根负向光性生长的光受体更可能是 。
(2)为进一步研究根负向光性的原因,研究人员利用水稻种子进行了表1的实验,请在空白处选填相应处理内容,完成实验方案。
表1
组别
处理方式
弯曲度(℃)
根尖生长状况
1
38.7±5.23
负向光性生长
2
黑暗;在根的一侧贴空白琼脂
0
垂直生长
3
42.4±5.39
向含有IAA的琼脂块方向生长
4
③⑤
32.1±8.32
向含有IAA的琼脂块方向生长
①侧光照 ②均匀光照 ③黑暗 ④在根的一侧贴空白琼脂⑤在根的一侧贴有IAA的琼脂 ⑥在根的一侧贴有IAA的琼脂
根据实验结果可推知,单侧光引起根尖两侧IAA含量差异是导致根负向光性的原因,IAA浓度高时弯曲度加大。
(3)研究人员测定水稻根向光侧和背光侧在单侧光刺激后IAA含量的变化。结果如表2所示。
表2 不同光强处理后根尖向光侧和背光侧IAA含量变化
处理
向光侧()
背光侧()
光强()
210.5
421.7
光强()
184.8
498.6
黑暗
418.6
418.6
根据上述实验结果,可推测负向光性产生的机制可能是:
① ;② 。
60.(21-22高二上·北京石景山·期末)色氨酸是植物体内重要的氨基酸,也是植物生长素(IAA)合成的前体物质,其部分代谢途径见下图1。
(1)据图1可知,色氨酸合成IAA一共有 条途径。植物体内的IAA在细胞水平上起 等作用。
(2)为研究外源色氨酸对植物生长的影响,每隔6天向油菜幼苗叶片施加一定量的色氨酸水溶液,一段时间后测定油菜的相关指标,部分结果如图2、3所示。
①将图2中各组油菜根的 进行测量、记录,并计算得出平均值。图2、3的结果表明 。
②研究者推测:随外源色氨酸浓度的增加,油菜内的生长素浓度不断增加。请写出验证此假设的实验思路(用一句话概述),并画出表示预期结果的坐标图 。
(3)研究人员为明确外源色氨酸影响油菜内IAA合成的具体途径,对编码相关酶的基因的表达量进行测定,结果如图4(横坐标为编码相应酶的基因简写)。结果说明, 。
61.(21-22高二上·北京海淀·期末)半个世纪前,科学家提出了生长素调控植物生长的“酸生长假说”,至今这一假说仍在不断发展。
(1)植物激素是植物生长具有 作用的微量有机物,是细胞间传递 的分子。
(2)研究发现,胚芽鞘切段在无生长素的培养基中生长缓慢,加入生长素后大约10分钟,就可观察到胚芽鞘切段快速生长。科学家提出“酸生长假说”解释这一现象,即生长素诱导的H+外排促进细胞壁的伸展,生长素促进细胞膜上H+-ATP酶(质子泵)的活性。
①生长素对胚芽鞘切段生长的作用主要是促进细胞的 生长。当培养基中生长素浓度高于最适浓度时,随着生长素浓度升高对胚芽鞘切段生长的作用表现为 。
②依据“酸生长假说”,人们作出以下预测,其中与假说不相符的是 。
a.中性缓冲液不能抑制生长素诱导的生长
b.能促进H+外排的膜蛋白复合物应该能促进生长
c.若用含H+的缓冲液处理细胞壁,则可能促进细胞的短期生长
③科学家用生长素诱导玉米胚芽鞘的生长,得到图1所示结果。该结果是否可作为支持“酸生长假说”的证据?请作出判断并写出论证过程。
判断结果: (填“是”或“否”)。
论证过程: 。
(3)为探究生长素激活细胞膜上H+-ATP酶的机制,研究者分别测定野生型、K蛋白基因敲除型(K-)和F蛋白基因敲除型(F-)拟南芥植株的下胚轴细胞壁pH和生长速率,结果如图2。
①据图2分析, 蛋白参与生长素激活H+-ATP酶的过程,且F蛋白与K蛋白在调控H+-ATP酶激活方面的作用关系是 。
②依据研究结果,在下图的空白处填写恰当内容,完善下面的生长素作用机制模型 。
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