内容正文:
重难点7 光敏色素调控和不同日照植物
(2023·浙江卷)为研究红光、远红光及赤霉素对莴苣种子萌发的影响,研究小组进行黑暗条件下莴苣种子萌发的实验。其中红光和远红光对莴苣种子赤霉素含量的影响如图1所示,红光、远红光及外施赤霉素对莴苣种子萌发的影响如图2所示。
据图分析,下列叙述正确的是( )
A.远红光处理莴苣种子使赤霉素含量增加,促进种子萌发
B.红光能激活光敏色素,促进合成赤霉素相关基因的表达
C.红光与赤霉素处理相比,莴苣种子萌发的响应时间相同
D.若红光处理结合外施脱落酸,莴苣种子萌发率比单独红光处理高
解析 图1显示远红光使种子赤霉素含量下降,进而抑制种子萌发,与图2结果相符,而不是远红光处理莴苣种子使赤霉素含量增加,A错误;图1显示红光能使种子赤霉素含量增加,其机理为红光将光敏色素激活,进而调节相关基因表达,B正确;图2显示红光处理6天左右莴苣种子开始萌发,赤霉素处理10天时莴苣种子开始萌发,两种处理莴苣种子萌发的响应时间不同,C错误;红光处理促进种子萌发,脱落酸会抑制种子萌发,二者作用相反,所以红光处理结合外施脱落酸,莴苣种子萌发率比单独红光处理低,D错误。
答案 B
1.光敏色素与光信号转导
光敏色素是一种色素蛋白,有红光吸收型(Pr)和远红光吸收型(Pfr)两种类型。在不同光谱下,Pr和Pfr分子构象发生变化,进行相互转化,经一系列信号转导过程,最终引起植物体作出相应的生理反应。
2.光调节植物开花机制
(1)植物开花的光周期调控实验
对象
实验处理
结果
长日照植物
短暂的闪光中止暗期
仍能开花
短日照植物
不能开花
长日照植物
短暂的黑暗中止光期
仍能开花
短日照植物
仍能开花
结论:植物开花与否的关键变量是暗期的长度,即连续黑暗时间决定是否开花。
(2)光敏色素在开花的光周期调控中的作用
光敏色素在短日植物光周期现象中起关键作用,它通过感受红光和远红光来调控植物开花。只有在连续的黑暗中,Pfr/Pr的比值降低到一定水平时,才可以促使短日植物开花。
1.(光敏色素的调控)(2024·晋中二模)研究发现,叶片中的光敏色素(PFR和PR)是感受光周期变化的光受体。在红光下,PR变为PFR,而在远红光下,PFR变为PR。短日照植物在夜越长(昼越短)时,PFR转变为PR就越多,剩下的PFR也就越少,有利于短日照植物开花。反之,夜越短(昼越长),PFR变为PR就较少,剩下的PFR也越多,有利于长日照植物开花。下列说法错误的是( )
A.光敏色素是能够感受光信号并发生可逆转换的色素—蛋白质复合体
B.夜间给短日照植物补充红光,有利于其开花
C.PFR的形成需要红光来激发,PFR还可影响莴苣种子的萌发
D.当短日照植物光照时间少于某一时长时,PFR/PR比值的变化会促进其开花
解析 光敏色素是一类蛋白质,能够感受光信号并引发一系列生理反应,主要分布在分生组织的细胞中,A正确;分析题意,夜间给长日照植物补充红光,PR变为PFR,PFR越多,有利于长日照植物开花,B错误;有些种子必须接受某种波长的光才能萌发,而莴苣种子通常需要接受一定时间的红光照射才能萌发,而在红光下,PR变为PFR,因而可推测,PFR可影响莴苣种子的萌发,C正确;分析题意,PFR变为PR短日照植物在夜越长时,PFR转变为PR就越多,剩下的PFR也就越少,有利于短日照植物开花,即当短日照植物光照时间少于某一时长时,PFR/PR比值的变化会促进其开花,D正确。
答案 B
2.(光敏色素)(2024·漳州模拟)在农业生产中,作物密植或高低间作会导致荫蔽胁迫。阳生作物和阴生作物在不同荫蔽程度下的茎伸长速率如图1所示。光敏色素有非活化态(Pr)和活化态(Pfr)两种形式,其调节茎秆伸长的机制如图2所示。下列叙述错误的是( )
A.随荫蔽程度增大,阳生作物茎伸长速率越快
B.阴生作物茎的伸长与荫蔽程度无关,光敏色素不起作用
C.Pfr/总光敏色素比值越大,表示荫蔽程度越小
D.荫蔽程度增大,对赤霉素和生长素合成的抑制减弱
解析 据图分析,随荫蔽程度增大,Pfr减少,Pfr/总光敏色素比值越小,阳生作物茎伸长速率越快,A正确;阴生植物中,光敏色素也起作用,B错误;据图分析,Pfr/总光敏色素表示荫蔽程度,该比值越大,表示荫蔽程度越小,C正确;由图2可知,荫蔽胁迫导致Pfr减少,对赤霉素和生长素合成的抑制作用减弱,D正确。
答案 B
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