内容正文:
第5章 植物生命活动的调节
第2节 其他植物激素
必会知识一 其他植物激素的种类和作用
激素种类
合成部位
主要生理作用
赤霉素
幼芽、幼根和未成熟的种子
促进 ,从而引起植株增高;促进 ;促进种子萌发、开花和果实发育
细胞
分裂素
主要是
促进细胞分裂;促进芽的分化、侧枝发育、 合成
脱落酸
根冠和萎蔫的叶片等
抑制细胞分裂;促进 ;促进叶和果实的衰老和脱落;维持种子休眠
乙烯
植物体各个部位
促进 ;促进开花;促进叶、花、果实脱落
油菜素
内酯
—
促进 细胞的扩展和分裂,促进花粉管生长、 等
一般来说,植物激素对植物生长发育的调控,是通过调控 等方式实现的。
[例1]油菜素内酯(BR)是一种植物激素,主要在植物的幼嫩组织(如根尖、茎尖、幼叶)中合成,通过细胞间扩散作用或转运蛋白参与运输,其主要作用是促进细胞伸长与分裂、增强抗逆性、促进花粉管生长和种子发育等。下列叙述错误的是( )
A.植物的根尖能够合成BR和细胞分裂素
B.BR的运输一定伴随着ATP的消耗
C.在细胞生长方面,BR与赤霉素具有协同作用
D.BR是植物适应环境与协调发育的关键调节因子
[例2]“妃子笑”荔枝是华南地区优良的荔枝品种,为了提高“妃子笑”的初始坐果率,常喷施植物生长调节剂烯效唑抑制花穗的伸长生长。据此推测烯效唑最可能的作用效果是( )
A.抑制脱落酸的作用 B.促进脱落酸的作用
C.抑制赤霉素的作用 D.促进赤霉素的作用
必会知识二 植物激素间的相互作用
1.在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,某种激素的含量会 。
2.各种植物激素并不是 ,而是多种激素共同调控植物的 和对环境的适应。
3.在植物各器官中同时存在着多种植物激素,决定器官生长、发育的,往往不是某种激素的绝对含量,而是不同激素的 。
4.在植物生长发育过程中,不同种激素的调节还往往表现出一定的 。
[例1]花青素是一种特殊的类黄酮代谢物。研究人员用赤霉素GA或茉莉酸甲酯MeJA单独处理,以及GA和MeJA共处理几种不同植株,检测花青素的生物合成,所得结果类似(如图)。下述表述错误的是( )
A.GA和MeJA调控花青素合成的功能在不同植物中可能具有保守性
B.GA抑制了MeJA介导的花青素生物合成
C.MeJA通过抑制GA的合成,促进花青素合成
D.GA不仅参与花青素合成的调节,还参与某些植物坐果的调节
[例2]某研究团队为了探讨油菜素内酯对植物耐盐性的调控,以甘蓝型油菜“南盐油1号”为材料研究了外源24一表油菜素内酯(24——EBL)对150 nmol/LNaCl胁迫下油菜幼苗干重的调节效应,实验结果如图所示,其中CK1用清水培养,培养皿中不添加NaCl溶液。下列相关叙述错误的是( )
A.CK2为盐胁迫组,培养皿中是150nmol/LNaCl溶液
B.外界温度、光照时间等无关变量也会影响到油菜幼苗的干重
C.当外源24-EBL 浓度为10-10nmol/L时,油菜幼苗干重达到最大值
D.外源24-EBL可以在一定程度上缓解油菜幼苗自身受到盐胁迫的危害
难点知识一 其他植物激素的种类和作用
1.植物生长和植物激素间的关系
2.不同植物激素的作用特点
(1)生长素与细胞分裂素:植物的生长表现在细胞体积的增大和细胞数目的增多,生长素能促进细胞伸长,体积增大,使植株生长;而细胞分裂素则是促进细胞分裂,使植株的细胞数目增多,从而促进植物生长。
(2)脱落酸与细胞分裂素:脱落酸强烈地抑制生长,并使衰老的过程加速,但是这些作用又会被细胞分裂素解除。
命题角度1 其他植物激素的种类和作用
干旱可促进植物体内脱落酸(ABA)的合成。取正常水分条件下生长的某种植物的野生型和ABA缺失突变体幼苗,进行适度干旱处理,测定一定时间内茎叶和根的生长量,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.据上图可知,干旱条件下,ABA促进野生型幼苗根的生长、抑制其茎叶的生长
B.干旱条件下,给突变体幼苗施加适量的ABA,植物叶片的蒸腾速率会降低
C.ABA能促进叶片果实脱落、抑制细胞分裂,这些功能不利于植物体对抗不利环境
D.ABA主要由根冠和萎蔫叶片合成,可以和其他植物激素协同作用或相互抗衡
难点知识二 植物激素间的相互作用
1.不同植物激素作用的相关性
(1)生长素和赤霉素
①促进合成:赤霉素通过促进色氨酸合成生长素来促进细胞伸长。
②抑制分解:赤霉素对生长素的分解具有抑制作用。
③赤霉素与生长素对促进细胞伸长具有协同作用。
(2)生长素和细胞分裂素
(3)生长素和乙烯
生长素和乙烯的关系图解如下图甲所示,其在细胞中含量的变化如下图乙所示:
生长素浓度升高到一定值时,就会促进乙烯的合成;乙烯含量的升高,反过来会抑制生长素的作用。
2.植物的生长、发育是由多种激素相互作用形成的调节网络调控的
果实在不同发育时期植物激素的种类和含量是不同的,这是受植物基因控制的,其实质是基因选择性表达的结果。
(1)在果实的细胞分裂过程中,细胞分裂素、生长素、赤霉素浓度较高。
(2)在细胞伸长过程中起主导作用的激素是生长素和赤霉素。
3.各种激素的相互作用
命题角度1 不同植物激素作用的相关性
在植物体内,褪黑素(MT)是重要的抗氧化剂,其一条生物合成途径是从色氨酸开始的,MT和脱落酸(ABA)都是种子萌发的调控因子。科研人员用一定浓度的外源 MT 和ABA对某植物的种子进行处理,一段时间后测得结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.MT能减少自由基产生、延缓细胞衰老
B.MT与生长素的合成原料可以相同
C.外源MT能延缓种子萌发且减弱ABA的作用
D.外源MT对种子萌发的抑制作用强于ABA
命题角度2 植物的生长、发育是由多种激素相互作用形成的调节网络调控的
在植物各器官中同时存在多种植物激素,决定器官生长、发育的往往不是某种激素的绝对含量,而是不同激素的相对含量,如图所示。下列叙述正确的是( )
A.在植物生长发育过程中,不同种激素的调节没有顺序性
B.生长素浓度升高到一定值时,就会抑制乙烯的合成
C.细胞分裂素和生长素协调促进细胞分裂,表现出协同作用
D.喷施一定量的脱落酸可以延长绿色叶菜类蔬菜的保鲜时间
一、单选题
1.研究人员以拟南芥野生型(WT)和突变体(ABI4)为材料,用脱落酸(ABA)处理,研究ABA调控幼苗主根生长的分子机制。用ABA处理后,WT和ABI4生长素合成基因的表达水平均下降,实验结果如图。
据图推测不合理的是( )
A.与WT相比,ABA对ABI4主根生长的抑制作用较弱
B.在调节主根生长的过程中,ABA和生长素的作用效果相同
C.ABA通过影响生长素合成基因的表达,进而影响生长素的合成
D.施加外源IAA,可在一定程度上缓解ABA对主根生长的抑制作用
2.独脚金内酯是一种新型植物激素,G24是人工合成的独脚金内酯类似物。我国科研人员筛选到拟南芥中两种独脚金内酯突变体m1和m2,检测了在低温处理后的存活率,结果如图。下列说法错误的是( )
A.G24属于植物生长调节剂,作用比独脚金内酯稳定
B.实验的自变量为是否添加G24和拟南芥种类
C.突变体ml的独脚金内酯受体可发挥作用
D.突变体m2可能属于激素合成缺陷突变体
3.研究人员用不同浓度的生长素(IAA)、赤霉素(GA3)对野牛草种子进行浸种处理,两种激素的不同浓度均设置3个重复组。待种子萌发后对幼苗地上部平均苗长分与地下部分的生长情况进行测定,平均根长测定结果如图所示。下列叙述中正确的是( )
A.在野牛草幼苗的生长过程中,IAA和GA3作用机理相同
B.本实验不能表明IAA对野牛草幼苗生长调控具有两重性
C.该实验中自变量有IAA和GA3的浓度、苗和根的平均长度
D.结果表明GA3浓度为1000mg/L时对苗长增长促进效果最佳
4.拟南芥的基因S与种子萌发有关。对野生型和基因S过表达株系的种子分别进行不同处理,处理方式及种子萌发率(%)如表,其中MS为基本培养基,WT为野生型,OX为基因S过表达株系,PAC为赤霉素合成抑制剂。下列说法错误的是( )
培养时间/h
MS
MS+脱落酸
MS+PAC
MS+PAC+赤霉素
①WT
②OX
③WT
④OX
⑤WT
⑥OX
⑦WT
⑧OX
24
0
80
0
36
0
0
0
0
36
31
90
5
72
3
3
18
18
A.①②组结果表明,基因S过表达可以促进种子的萌发
B.①②③④组结果表明,基因S过表达会减缓脱落酸对种子萌发的抑制
C.⑤⑥⑦⑧组结果表明,赤霉素对种子萌发具有促进作用
D.基因S通过提高赤霉素的活性促进种子萌发
5.某实验小组为了研究生长素和赤霉素对棉花纤维伸长的影响,进行了一系列实验,实验结果如下表所示。
处理方式
实验结果
生长素
促进棉花纤维伸长
赤霉素
促进棉花纤维伸长
生长素抑制剂NPA
棉花纤维伸长被抑制
赤霉素抑制剂PAC
棉花纤维伸长被抑制
生长素抑制剂NPA+赤霉素
抑制被解除,棉花纤维正常伸长
赤霉素抑制剂PAC+生长素
抑制不能解除,棉花纤维伸长仍被抑制
根据实验结果,下列推测正确的是( )
A.敲除赤霉素合成基因后,施加生长素能促进棉花纤维伸长
B.敲除生长素合成基因后,施加赤霉素不能促进棉花纤维伸长
C.生长素可能通过促进赤霉素的合成影响棉花纤维伸长
D.PAC可能通过间接影响生长素的合成抑制棉花纤维的伸长
6.油菜素内酯(BR)被称为第六类植物激素,具有促进花粉管生长、种子萌发等作用。某学习小组研究盐胁迫条件下BR对玉米种子萌发的影响,结果如图所示(第1组为清水组,第2-6组在180mmolL¹的NaCl胁迫下进行)。下列叙述正确的是( )
A.BR由植物特定细胞分泌后,运输到作用部位为种子萌发提供能量
B.本实验的自变量是BR的浓度,第1~2组是对照组,第3~6组是实验组
C.在种子萌发过程中,BR与赤霉素具有协同作用,与脱落酸具有抗衡作用
D.BR可缓解盐胁迫对种子萌发的抑制作用,且表现为低浓度促进萌发,高浓度抑制萌发
7.下表和图为外加激素处理对某种水稻萌发影响的结果。萌发速率(T50)表示最终发芽率50%所需的时间,发芽率为萌发种子在总数中的比率。“脱落酸-恢复”组为1.0mmol/L脱落酸浸泡后,洗去脱落酸。下列叙述正确的是( )
激素浓度(mmol/L)
平均T50(h)
赤霉素
脱落酸
0
85
83
0.01
83
87
0.1
82
111
1
80
未萌发
2.5
67
未萌发
A.该实验的自变量是激素浓度和培养时间
B.0.1mmol/L浓度时,赤霉素对种子萌发的抑制作用不显著
C.1.0mmol/L浓度时,赤霉素促进萌发,脱落酸导致种子全部死亡
D.赤霉素改变了T50,但是没有改变最终发芽率
8.科研人员对影响某品种水稻种子萌发的因素进行了相关研究.下图是在黑暗和光照条件下测得的实验结果。下列叙述错误的是( )
A.该实验的自变量为有无光照和脱落酸浓度
B.推测光照是该品种水稻种子萌发的必需条件
C.与光照条件相比,黑暗条件下水稻种子对脱落酸处理更为敏感
D.光照可缓解脱落酸对水稻种子萌发的抑制作用
二、多选题
9.植物激素矮化突变体的类型有很多种,有的是激素合成缺陷型,有的是激素受体缺陷型,现对一矮化夹竹桃品种进行检验,结果如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.该矮化夹竹桃的类型可能是生长素受体缺陷型
B.在促进夹竹桃茎生长方面,生长素和赤霉素具有协同作用
C.生长素通过促进细胞分裂进而促进夹竹桃茎伸长
D.根据实验结果可知,生长素既能促进茎的生长,也能抑制茎的生长
10.气孔是指植物叶表皮组织上两个保卫细胞之间的孔隙。植物通过调节气孔大小,控制CO2进入和水分的散失,影响光合作用和含水量。科研工作者以拟南芥为实验材料,研究并发现了相关环境因素调控气孔关闭的机理(图1)。已知ht1基因、rhc1基因各编码蛋白甲和乙中的一种,但对应关系未知。研究者利用野生型(wt)、ht1基因功能缺失突变体(h)、rhc1基因功能缺失突变体(r)和ht1/rhc1双基因功能缺失突变体(h/r),进行了相关实验,结果如图2所示。下列说法错误的有( )
A.保卫细胞液泡的溶质转运到胞外,细胞液渗透压小于胞外,导致保卫细胞失水,气孔关闭
B.由图1可知,植物气孔关闭等生命活动的调控仅与基因表达调控和激素调节两者有关
C.由图2可知,高浓度CO2时rhc1基因产物促进气孔关闭
D.根据实验结果可判断,编码蛋白甲、乙的基因分别是ht1、rhc1
11.研究者发现了某作物的一种胎萌突变体,其种子未完全成熟即可在母体上萌发。经鉴定,其种子为某基因的纯合突变体,可能存在某种植物激素X的合成缺陷。若以上推断合理,则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量,但不影响纯合突变体中X的含量。研究人员设计了下列方案进行验证:取野生型和纯合突变体种子,萌发后在适应条件下培养一周,然后将野生型植株均分为1、2两组,将突变体植株均分为3、4两组,1、3组为对照,2、4组干旱处理4小时。下列说法正确的是( )
A.植物激素X与赤霉素具有相抗衡作用
B.纯合突变体中可能存在植物激素X的合成缺陷,X最可能是脱落酸
C.每组取3~5株植物的叶片,在显微镜下观察、测量并记录各组的气孔大小作为观测指标
D.预期结果是2组气孔小于1组,3、4组气孔大小基本相同,且小于1、2组
12.脱落酸具有维持种子休眠的作用。研究发现,脱落酸合成缺陷突变体种子在萌发时,种子内的生长素对其萌发具有抑制作用:基因ARF10和ARF16是生长素信号传导途径中重要的转录因子,通过调控下游相应基因的表达而影响生长素信号的传递;基因ARF10和ARF16突变体种子的休眠程度显著下降,但种子内的脱落酸含量并无变化。下列叙述正确的是( )
A.脱落酸还可促进叶和果实的衰老和脱落,抑制细胞分裂
B.生长素抑制种子萌发的效应受基因ARF10和ARF16的调控
C.生长素和脱落酸协调抑制种子萌发,表现出协同作用
D.生长素通过促进细胞中脱落酸的合成而调控种子萌发
三、解答题
13.植物对食草昆虫的防御依赖于复杂的激素调控。番茄防御斜纹夜蛾时,细胞分裂素(CK)发挥了重要作用,科研人员对此机制进行了研究。
(1)植物激素的产生和分布不仅是 调控的结果,也受昆虫啃食、光照等 的影响。
(2)模拟斜纹夜蛾啃食番茄幼苗,检测到处理后的叶片中诱导CK分解的相关酶基因表达上调;叶片中CK含量变化如图1。实验结果说明 。
(3)番茄外施CK3天后,接种斜纹夜蛾幼虫,一段时间后记录幼虫体重变化,其目的是探究外施CK如何影响 。利用敲除CK受体基因的突变体s进行实验,验证了CK对该过程的负调控作用。请补充图2中①和②处的实验材料与处理方式,并在图中相应位置绘出能支持上述结论的结果 。
14.干旱可促进植物体内脱落酸(ABA)的合成,取正常水分条件下生长的某种植物的野生型和ABA缺失突变体幼苗,进行适度干旱处理,测定一定时间内茎叶和根的生长量,结果如图所示:
回答下列问题:
(1)综合分析上图可知,干旱条件下,ABA对野生型幼苗的作用是 。
(2)ABA有“逆境激素”之称,其在植物体中的主要合成部位有 (答出两点即可)。
(3)若给干旱处理的突变体幼苗施加适量的ABA,推测植物叶片的蒸腾速率会 ,以对环境的变化作出反应。
(4)生产上可用生长素类调节剂处理使插条生根,若生长素类调节剂浓度较低,可用 (填“浸泡”或“沾蘸”)法处理插条。
(5)与植物激素相比,人工合成的激素类似物具有 等优点。
(6)生长素和细胞分裂素协调促进细胞分裂的完成,表现在生长素主要促进 的分裂,而细胞分裂素主要促进 的分裂
(
1
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$$
第5章 植物生命活动的调节
第2节 其他植物激素
必会知识一 其他植物激素的种类和作用
激素种类
合成部位
主要生理作用
赤霉素
幼芽、幼根和未成熟的种子
促进细胞伸长 ,从而引起植株增高;促进 细胞分裂与分化 ;促进种子萌发、开花和果实发育
细胞
分裂素
主要是 根尖
促进细胞分裂;促进芽的分化、侧枝发育、 叶绿素 合成
脱落酸
根冠和萎蔫的叶片等
抑制细胞分裂;促进 气孔关闭 ;促进叶和果实的衰老和脱落;维持种子休眠
乙烯
植物体各个部位
促进 果实成熟 ;促进开花;促进叶、花、果实脱落
油菜素
内酯
—
促进 茎、叶 细胞的扩展和分裂,促进花粉管生长、 种子萌发 等
一般来说,植物激素对植物生长发育的调控,是通过调控 细胞分裂、细胞伸长、细胞分化和细胞死亡
等方式实现的。
[例1]油菜素内酯(BR)是一种植物激素,主要在植物的幼嫩组织(如根尖、茎尖、幼叶)中合成,通过细胞间扩散作用或转运蛋白参与运输,其主要作用是促进细胞伸长与分裂、增强抗逆性、促进花粉管生长和种子发育等。下列叙述错误的是( )
A.植物的根尖能够合成BR和细胞分裂素
B.BR的运输一定伴随着ATP的消耗
C.在细胞生长方面,BR与赤霉素具有协同作用
D.BR是植物适应环境与协调发育的关键调节因子
【答案】B
【分析】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,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】A、细胞分裂素合成部位主要是根尖,油菜素内酯(BR)主要在植物的幼嫩组织(如根尖、茎尖、幼叶)中合成,A正确:
B、题干信息可知,BR的运输存在扩散作用,不一定伴随着ATP的消耗,B错误;
C、赤霉素具有促进细胞伸长和细胞分裂的作用,故在细胞生长方面,BR与赤霉素具有协同作用,C正确;
D、由题意可知,BR是植物适应环境与协调发育的关键调节因子,D正确。
故选B。
[例2]“妃子笑”荔枝是华南地区优良的荔枝品种,为了提高“妃子笑”的初始坐果率,常喷施植物生长调节剂烯效唑抑制花穗的伸长生长。据此推测烯效唑最可能的作用效果是( )
A.抑制脱落酸的作用 B.促进脱落酸的作用
C.抑制赤霉素的作用 D.促进赤霉素的作用
【答案】C
【分析】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。
【详解】赤霉素能促进细胞伸长,从而引起植株增高,喷施烯效挫抑制花穗长度,所以可能是通过抑制赤霉素的合成其作用,脱落酸没有与细胞伸长相关的作用,C正确,ABD错误。
故选C。
必会知识二 植物激素间的相互作用
1.在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,某种激素的含量会 发生变化 。
2.各种植物激素并不是 孤立地起作用 ,而是多种激素共同调控植物的 生长发育 和对环境的适应。
3.在植物各器官中同时存在着多种植物激素,决定器官生长、发育的,往往不是某种激素的绝对含量,而是不同激素的 相对含量 。
4.在植物生长发育过程中,不同种激素的调节还往往表现出一定的 顺序性 。
[例1]花青素是一种特殊的类黄酮代谢物。研究人员用赤霉素GA或茉莉酸甲酯MeJA单独处理,以及GA和MeJA共处理几种不同植株,检测花青素的生物合成,所得结果类似(如图)。下述表述错误的是( )
A.GA和MeJA调控花青素合成的功能在不同植物中可能具有保守性
B.GA抑制了MeJA介导的花青素生物合成
C.MeJA通过抑制GA的合成,促进花青素合成
D.GA不仅参与花青素合成的调节,还参与某些植物坐果的调节
【答案】C
【分析】赤霉素的主要作用: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。
【详解】A、根据题意可知,用赤霉素GA或茉莉酸甲酯MeJA单独处理,以及GA和MeJA共处理几种不同植株,检测花青素的生物合成,所得结果类似,因此可推测GA和MeJA调控花青素合成的功能在不同植物中可能具有保守性,A正确;
BC、分析题图可知,MeJA处理组的花青素相对量高于对照组,可见MeJA促进花青素合成,而GA处理组花青素相对量低于对照组,可见GA抑制花青素合成;GA和MeJA共同处理组,花青素相对含量高于对照组但低于MeJA单独处理组,可见GA抑制了MeJA介导的花青素生物合成,但题图无法得知MeJA通过抑制GA的合成,促进花青素合成,B正确,C错误;
D、GA可促进植物开花和果实发育,根据图示可知,GA参与了花青素合成的调节,D正确。
故选C。
[例2]某研究团队为了探讨油菜素内酯对植物耐盐性的调控,以甘蓝型油菜“南盐油1号”为材料研究了外源24一表油菜素内酯(24——EBL)对150 nmol/LNaCl胁迫下油菜幼苗干重的调节效应,实验结果如图所示,其中CK1用清水培养,培养皿中不添加NaCl溶液。下列相关叙述错误的是( )
A.CK2为盐胁迫组,培养皿中是150nmol/LNaCl溶液
B.外界温度、光照时间等无关变量也会影响到油菜幼苗的干重
C.当外源24-EBL 浓度为10-10nmol/L时,油菜幼苗干重达到最大值
D.外源24-EBL可以在一定程度上缓解油菜幼苗自身受到盐胁迫的危害
【答案】C
【分析】油菜素内酯是一类具有甾体结构的植物激素,在植物生长发育、抗逆性调控等方面发挥关键作用。图表要素分析:横坐标表示24-EBL的浓度,设置了6组,CK1用清水培养,培养皿中不添加NaCl溶液(作空白对照组)、CK2盐胁迫组,即用150 nmol/L NaCl溶液培养、10−12、10−10、10−8、10−6mol/L(不同浓度的24-EBL处理组)。纵坐标衡量指标油菜幼苗干重,反映植物生长或生理状态。
【详解】A、该实验目的是探究外源油菜素内酯对植物耐盐性的调控,应设置CK2盐胁迫组,即用150 nmol/L NaCl溶液培养,A正确;
B、实验环境的温度、每天的光照时间等无关变量对实验结果会造成影响,影响植物的光合作用,从而也会影响到油菜幼苗的干重,B正确;
C、最适外源24-EBL浓度为10-10~10-8nmol/L,外源24-EBL 浓度为10-10nmol/L处理组油菜幼苗干重不一定最高,C错误;
D、由图可知,CK2与CK1相比,油菜幼苗干重下降,24—EBL处理的油菜幼苗干重较CK2均有所增加,说明外源24-EBL可以增加盐胁迫下油菜幼苗干重,从而缓解自身受到盐胁迫的危害,D正确。
故选C。
难点知识一 其他植物激素的种类和作用
1.植物生长和植物激素间的关系
2.不同植物激素的作用特点
(1)生长素与细胞分裂素:植物的生长表现在细胞体积的增大和细胞数目的增多,生长素能促进细胞伸长,体积增大,使植株生长;而细胞分裂素则是促进细胞分裂,使植株的细胞数目增多,从而促进植物生长。
(2)脱落酸与细胞分裂素:脱落酸强烈地抑制生长,并使衰老的过程加速,但是这些作用又会被细胞分裂素解除。
命题角度1 其他植物激素的种类和作用
干旱可促进植物体内脱落酸(ABA)的合成。取正常水分条件下生长的某种植物的野生型和ABA缺失突变体幼苗,进行适度干旱处理,测定一定时间内茎叶和根的生长量,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.据上图可知,干旱条件下,ABA促进野生型幼苗根的生长、抑制其茎叶的生长
B.干旱条件下,给突变体幼苗施加适量的ABA,植物叶片的蒸腾速率会降低
C.ABA能促进叶片果实脱落、抑制细胞分裂,这些功能不利于植物体对抗不利环境
D.ABA主要由根冠和萎蔫叶片合成,可以和其他植物激素协同作用或相互抗衡
【答案】C
【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、根据图示结果,干旱条件下野生型(含ABA)的根生长量高于突变体(缺ABA),茎叶生长量低于突变体,说明ABA促进根生长、抑制茎叶生长,A正确;
B、ABA会促使气孔关闭,减少水分散失,故干旱条件下,给突变体幼苗施加适量的ABA,植物叶片的蒸腾速率会降低,B正确;
C、ABA能促进叶片果实脱落、抑制细胞分裂,是植物在干旱等逆境中的适应性策略,通过减少水分消耗和优先保障关键器官存活来对抗不利环境,因此是有利的,C错误;
D、ABA合成部位是根冠、萎蔫叶片,可以抑制细胞的分裂和种子的萌发,与乙烯可具有协同关系,而与赤霉素等具有抗衡关系,D正确。
故选C。
难点知识二 植物激素间的相互作用
1.不同植物激素作用的相关性
(1)生长素和赤霉素
①促进合成:赤霉素通过促进色氨酸合成生长素来促进细胞伸长。
②抑制分解:赤霉素对生长素的分解具有抑制作用。
③赤霉素与生长素对促进细胞伸长具有协同作用。
(2)生长素和细胞分裂素
(3)生长素和乙烯
生长素和乙烯的关系图解如下图甲所示,其在细胞中含量的变化如下图乙所示:
生长素浓度升高到一定值时,就会促进乙烯的合成;乙烯含量的升高,反过来会抑制生长素的作用。
2.植物的生长、发育是由多种激素相互作用形成的调节网络调控的
果实在不同发育时期植物激素的种类和含量是不同的,这是受植物基因控制的,其实质是基因选择性表达的结果。
(1)在果实的细胞分裂过程中,细胞分裂素、生长素、赤霉素浓度较高。
(2)在细胞伸长过程中起主导作用的激素是生长素和赤霉素。
3.各种激素的相互作用
命题角度1 不同植物激素作用的相关性
在植物体内,褪黑素(MT)是重要的抗氧化剂,其一条生物合成途径是从色氨酸开始的,MT和脱落酸(ABA)都是种子萌发的调控因子。科研人员用一定浓度的外源 MT 和ABA对某植物的种子进行处理,一段时间后测得结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.MT能减少自由基产生、延缓细胞衰老
B.MT与生长素的合成原料可以相同
C.外源MT能延缓种子萌发且减弱ABA的作用
D.外源MT对种子萌发的抑制作用强于ABA
【答案】C
【分析】植物激素是由植物体内产生,并从产生部位运输到作用部位,对植物的生长发育具有显著影响的微量有机物。结合图示可以看出,ABA对种子萌发速率具有一定抑制作用,MT也能抑制种子的萌发,且ABA和MT二者对抑制种子萌发的具有协同作用。
【详解】A、MT是一种抗氧化剂,可减少自由基产生,进而延缓细胞衰老,A正确;
B、由题意可知,色氨酸可以作为 MT的合成原料,B正确;
C、施加外源MT后种子发芽时间推迟,MT与ABA 起协同作用,抑制种子萌发,C错误;
D、由曲线可知,MT降低种子的发芽率的作用强于ABA,D正确。
故选C。
命题角度2 植物的生长、发育是由多种激素相互作用形成的调节网络调控的
在植物各器官中同时存在多种植物激素,决定器官生长、发育的往往不是某种激素的绝对含量,而是不同激素的相对含量,如图所示。下列叙述正确的是( )
A.在植物生长发育过程中,不同种激素的调节没有顺序性
B.生长素浓度升高到一定值时,就会抑制乙烯的合成
C.细胞分裂素和生长素协调促进细胞分裂,表现出协同作用
D.喷施一定量的脱落酸可以延长绿色叶菜类蔬菜的保鲜时间
【答案】C
【分析】植物激素相互间的作用:
1、在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,某种激素的含量会发生变化。
2、各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应。
3、不同激素在代谢上还存在相互作用。
4、决定器官生长、发育的,往往不是某种激素的绝对含量,而是不同激素的相对含量。
5、在植物生长、发育过程中,不同种激素的调节还往往表现出一定的顺序性。
6、植物的生长、发育,是由多种激素相互作用形成的调节网络调控的。
【详解】A、幼嫩时,细胞分裂素、赤霉素、生长素含量较多,促进生长;成熟、衰老时,乙烯、脱落酸含量较多,在植物生长发育过程中,不同种激素的调节往往表现出一定的顺序性,A错误;
B、生长素浓度升高到一定值时,就会促进乙烯的合成,而乙烯含量的升高,反过来会抑制生长素的作用,B错误;
C、细胞分裂素和生长素协调促进细胞分裂,表现出协同作用,C正确;
D、脱落酸具有促进叶和果实的衰老和脱落的作用,故喷洒脱落酸会缩短绿色叶菜类蔬菜的保鲜时间,D错误。
故选C。
一、单选题
1.研究人员以拟南芥野生型(WT)和突变体(ABI4)为材料,用脱落酸(ABA)处理,研究ABA调控幼苗主根生长的分子机制。用ABA处理后,WT和ABI4生长素合成基因的表达水平均下降,实验结果如图。
据图推测不合理的是( )
A.与WT相比,ABA对ABI4主根生长的抑制作用较弱
B.在调节主根生长的过程中,ABA和生长素的作用效果相同
C.ABA通过影响生长素合成基因的表达,进而影响生长素的合成
D.施加外源IAA,可在一定程度上缓解ABA对主根生长的抑制作用
【答案】B
【分析】分析题图:与未处理组相比,ABA处理组WT和ABI4的主根长度均变短。
【详解】A、与未处理组相比,ABA处理组WT和ABI4的主根长度均变短,但ABI4的减少值<WT,说明与WT相比,ABA对ABI4主根生长的抑制作用较弱,A正确;
B、与未处理组相比,ABA处理组ABA的浓度升高但生长素含量降低,而主根长度变短,说明ABA浓度升高可能抑制了主根生长,生长素浓度降低则减弱了对主根生长的促进作用,两者作用效果相反,B错误;
C、用ABA处理后,WT和ABI4生长素合成基因的表达水平均下降,生长素含量也下降,说明ABA可能是通过影响生长素合成基因的表达,进而影响生长素的合成的,C正确;
D、施加外源IAA使IAA的浓度增加,增强对主根生长的促进作用,可在一定程度上缓解ABA处理下对主根生长的抑制作用,D正确。
故选B。
2.独脚金内酯是一种新型植物激素,G24是人工合成的独脚金内酯类似物。我国科研人员筛选到拟南芥中两种独脚金内酯突变体m1和m2,检测了在低温处理后的存活率,结果如图。下列说法错误的是( )
A.G24属于植物生长调节剂,作用比独脚金内酯稳定
B.实验的自变量为是否添加G24和拟南芥种类
C.突变体ml的独脚金内酯受体可发挥作用
D.突变体m2可能属于激素合成缺陷突变体
【答案】D
【分析】题图分析:据图分析可知,野生型植株和突变体相比,野生型植株更耐低温;经低温处理并加入独脚金内酯类似物后,野生型植株和突变体m1植株存活率提高,说明独脚金内酯类似物能缓解低温的伤害。经同样处理后,突变体m2植株存活率几乎不变,说明突变体m2可能缺乏相应受体而无法响应独脚金内酯的信号。
【详解】A、G24是人工合成的独脚金内酯类似物,属于植物生长调节剂。植物生长调节剂具有容易合成、原料广泛、效果稳定等优点,所以其作用比独脚金内酯稳定,A正确;
B、从实验设置看,有不同拟南芥种类(野生型、m1、m2),以及是否添加G24(低温处理、低温处理+G24),所以实验的自变量是拟南芥种类和是否添加G24,B正确;
C、与野生型相比,突变体m1在添加G24后存活率提高更明显,说明突变体m1的独脚金内酯受体可发挥作用,能响应G24信号,C正确;
D、突变体m2添加G24后存活率没有明显变化,说明其对G24不敏感,可能是独脚金内酯受体缺陷突变体,而不是激素合成缺陷突变体(若激素合成缺陷,添加类似物应能起作用),D错误。
故选D。
3.研究人员用不同浓度的生长素(IAA)、赤霉素(GA3)对野牛草种子进行浸种处理,两种激素的不同浓度均设置3个重复组。待种子萌发后对幼苗地上部平均苗长分与地下部分的生长情况进行测定,平均根长测定结果如图所示。下列叙述中正确的是( )
A.在野牛草幼苗的生长过程中,IAA和GA3作用机理相同
B.本实验不能表明IAA对野牛草幼苗生长调控具有两重性
C.该实验中自变量有IAA和GA3的浓度、苗和根的平均长度
D.结果表明GA3浓度为1000mg/L时对苗长增长促进效果最佳
【答案】B
【分析】根据题意可知,实验的自变量是不同浓度的生长素(IAA)、赤霉素(GA3),因变量是苗长、根长,无关变量包括:溶液处理的时间等,无关变量会影响实验的结果,因此应保持相同且适宜。实验结果表明IAA、GA3对野牛草幼苗的生长调控均具有促进作用。
【详解】A、根据题可知,GA3可促进幼苗茎 生长,IAA可促进幼苗的茎和根的生长,两者作用机理不同,A错误;
B、实验结果表明IAA对野牛草幼苗的生长调控均具有促进作用,不能体现两重性,B正确;
C、该实验中自变量有激素的种类、IAA和GA3的浓度,苗和根的平均长度属于因变量,C错误;
D、根据结果表明GA3浓度为2000mg/L时对苗长增长促进效果较好,D错误。
故选B。
4.拟南芥的基因S与种子萌发有关。对野生型和基因S过表达株系的种子分别进行不同处理,处理方式及种子萌发率(%)如表,其中MS为基本培养基,WT为野生型,OX为基因S过表达株系,PAC为赤霉素合成抑制剂。下列说法错误的是( )
培养时间/h
MS
MS+脱落酸
MS+PAC
MS+PAC+赤霉素
①WT
②OX
③WT
④OX
⑤WT
⑥OX
⑦WT
⑧OX
24
0
80
0
36
0
0
0
0
36
31
90
5
72
3
3
18
18
A.①②组结果表明,基因S过表达可以促进种子的萌发
B.①②③④组结果表明,基因S过表达会减缓脱落酸对种子萌发的抑制
C.⑤⑥⑦⑧组结果表明,赤霉素对种子萌发具有促进作用
D.基因S通过提高赤霉素的活性促进种子萌发
【答案】D
【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。
【详解】A、MS组的自变量为基因S的表达是否过量,OX为基因S过表达株系,OX组的种子萌发率显著高于野生型组,故①②组结果表明,基因S过表达可以促进种子的萌发,A正确;
B、OX为基因S过表达株系,MS和MS+脱落酸组中对比,OX组的种子萌发率高于野生型组,故①②③④组结果表明,基因S过表达会减缓脱落酸对种子萌发的抑制,B正确;
C、PAC为赤霉素合成抑制剂,MS+PAC组种子的萌发率均变小,MS+PAC+赤霉素的萌发率均变大,即⑤⑥⑦⑧组结果表明,赤霉素对种子萌发具有促进作用 ,C正确;
D、⑦⑧组中对比,S基因过量表达而二者的萌发率相同,故基因S不能通过增加赤霉素的活性促进种子萌发,D错误。
故选D。
5.某实验小组为了研究生长素和赤霉素对棉花纤维伸长的影响,进行了一系列实验,实验结果如下表所示。
处理方式
实验结果
生长素
促进棉花纤维伸长
赤霉素
促进棉花纤维伸长
生长素抑制剂NPA
棉花纤维伸长被抑制
赤霉素抑制剂PAC
棉花纤维伸长被抑制
生长素抑制剂NPA+赤霉素
抑制被解除,棉花纤维正常伸长
赤霉素抑制剂PAC+生长素
抑制不能解除,棉花纤维伸长仍被抑制
根据实验结果,下列推测正确的是( )
A.敲除赤霉素合成基因后,施加生长素能促进棉花纤维伸长
B.敲除生长素合成基因后,施加赤霉素不能促进棉花纤维伸长
C.生长素可能通过促进赤霉素的合成影响棉花纤维伸长
D.PAC可能通过间接影响生长素的合成抑制棉花纤维的伸长
【答案】C
【分析】根据实验结果,我们可以分析各选项的合理性: 关键实验结果分析: 单独使用生长素或赤霉素均能促进纤维伸长。 单独使用抑制剂(NPA或PAC)均会抑制纤维伸长。 NPA(生长素抑制剂)+赤霉素:抑制被解除 → 赤霉素可绕过生长素被抑制的途径发挥作用。 PAC(赤霉素抑制剂)+生长素:抑制未被解除 → 生长素无法绕过赤霉素被抑制的途径,说明生长素的作用依赖赤霉素。
【详解】A、PAC(赤霉素抑制剂)+生长素:抑制未被解除 → 生长素无法绕过赤霉素被抑制的途径,说明生长素的作用依赖赤霉素。敲除赤霉素合成基因后,赤霉素缺失,此时施加生长素无法发挥作用,A错误;
B、NPA(生长素抑制剂)+赤霉素:抑制被解除 → 赤霉素可绕过生长素被抑制的途径发挥作用。敲除生长素合成基因后,施加赤霉素仍能促进纤维伸长,B错误;
C、生长素的作用依赖于赤霉素途径,而赤霉素可独立发挥作用,因此生长素可能通过调控赤霉素合成影响纤维伸长,C正确;
D、PAC直接抑制赤霉素,而非间接影响生长素合成(实验未表明PAC影响生长素水平),D错误。
故选C。
6.油菜素内酯(BR)被称为第六类植物激素,具有促进花粉管生长、种子萌发等作用。某学习小组研究盐胁迫条件下BR对玉米种子萌发的影响,结果如图所示(第1组为清水组,第2-6组在180mmolL¹的NaCl胁迫下进行)。下列叙述正确的是( )
A.BR由植物特定细胞分泌后,运输到作用部位为种子萌发提供能量
B.本实验的自变量是BR的浓度,第1~2组是对照组,第3~6组是实验组
C.在种子萌发过程中,BR与赤霉素具有协同作用,与脱落酸具有抗衡作用
D.BR可缓解盐胁迫对种子萌发的抑制作用,且表现为低浓度促进萌发,高浓度抑制萌发
【答案】C
【分析】由柱形图可知,该实验中油菜素内酯的浓度和是否有盐胁迫为实验的自变量,因变量是发芽率;第1组为空白对照组,第2组为盐胁迫环境,1、2组对照可知,盐胁迫可抑制种子发芽;第3-6组是在180mmo1·L-1的NaCl胁迫下喷施不同浓度的油菜素内酯,与第2组比较可知,实验所给的浓度条件下,油菜素内酯能缓解盐胁迫对种子发芽的抑制作用。
【详解】A、植物激素,如BR,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,并不能为种子萌发提供能量,A错误;
B、由柱形图可知,该实验中BR浓度和是否发生盐胁迫均为实验的自变量,探究盐胁迫对种子萌发影响时,第1组为对照组,第2组为实验组;探究BR浓度对种子萌发影响时,第2组为对照组,第3~6组为实验组,B错误;
C、根据题意,油菜素内酯具有促进种子萌发的作用,赤霉素具有促进种子萌发的作用,脱落酸具有维持种子休眠的作用,油菜素内酯与赤霉素具有协同作用,与脱落酸有抗衡作用,C正确;
D、有实验结果可知,BR可以缓解盐胁迫对玉米种子萌发的抑制作用,但题图中并没有表现出高浓度抑制萌发的作用,D错误。
故选C。
7.下表和图为外加激素处理对某种水稻萌发影响的结果。萌发速率(T50)表示最终发芽率50%所需的时间,发芽率为萌发种子在总数中的比率。“脱落酸-恢复”组为1.0mmol/L脱落酸浸泡后,洗去脱落酸。下列叙述正确的是( )
激素浓度(mmol/L)
平均T50(h)
赤霉素
脱落酸
0
85
83
0.01
83
87
0.1
82
111
1
80
未萌发
2.5
67
未萌发
A.该实验的自变量是激素浓度和培养时间
B.0.1mmol/L浓度时,赤霉素对种子萌发的抑制作用不显著
C.1.0mmol/L浓度时,赤霉素促进萌发,脱落酸导致种子全部死亡
D.赤霉素改变了T50,但是没有改变最终发芽率
【答案】D
【分析】分析曲线图:与对照组相比,用2.5mmol/L的赤霉素处理后,种子提前萌发,但最终发芽率与对照组相同;用1.0mmol/L脱落酸处理后,种子不能萌发;“脱落酸一恢复”组处理后,种子延迟萌发,最终发芽率与对照组相同。分析表格数据可知,与对照组(激素浓度为0组)比较,0.01mmol/L和0.1mmol/L的赤霉素作用效果不显著。1.0mmol/L及以上浓度的脱落酸处理后,种子不萌发。
【详解】A、在该实验中,激素浓度、激素种类是自变量,培养时间是可变因素,A错误;
B、分析表格数据可知,0.1mmol/L的赤霉素平均的值为82与对照组(激素浓度为0组)的83比较说明赤霉素促进作用不显著,B错误;
C、用1.0mmol/L赤霉素处理后平均较对照组小,说明赤霉素能促进萌发,用1.0mmol/L脱落酸处理后种子不能萌发,“脱落酸一恢复”组处理后种子延迟萌发,最终发芽率与对照组相同,说明种子未死亡,C错误;
D、由图可知,和对照组相比,2.5mmol/L浓度时,赤霉素改变了,但是没有改变最终发芽率,D正确。
故选D。
8.科研人员对影响某品种水稻种子萌发的因素进行了相关研究.下图是在黑暗和光照条件下测得的实验结果。下列叙述错误的是( )
A.该实验的自变量为有无光照和脱落酸浓度
B.推测光照是该品种水稻种子萌发的必需条件
C.与光照条件相比,黑暗条件下水稻种子对脱落酸处理更为敏感
D.光照可缓解脱落酸对水稻种子萌发的抑制作用
【答案】B
【分析】根据题意和图可知:该实验的自变量有光照和黑暗、脱落酸的有无和浓度,因变量是种子萌发率。
【详解】A、根据图示:该实验的自变量为有无光照和脱落酸浓度,A正确;
B、由图可知,不添加脱落酸时,光照和黑暗条件下水稻种子的萌发率相同,说明光照不是该品种水稻种子萌发的必需条件,B错误;
C、由图可知,与光照条件相比,在黑暗条件下种子的萌发率受脱落酸浓度变化的影响更大,故推测黑暗条件下种子对脱落酸处理更为敏感,C正确;
D、由图可知,随脱落酸浓度升高,光照条件下水稻种子萌发率下降的幅度小于黑暗条件下,故光照可缓解脱落酸对水稻种子萌发的抑制作用,D正确。
故选B。
二、多选题
9.植物激素矮化突变体的类型有很多种,有的是激素合成缺陷型,有的是激素受体缺陷型,现对一矮化夹竹桃品种进行检验,结果如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.该矮化夹竹桃的类型可能是生长素受体缺陷型
B.在促进夹竹桃茎生长方面,生长素和赤霉素具有协同作用
C.生长素通过促进细胞分裂进而促进夹竹桃茎伸长
D.根据实验结果可知,生长素既能促进茎的生长,也能抑制茎的生长
【答案】ACD
【分析】分析题意,本实验的自变量是时间和添加激素类型,因变量是茎伸长量。
【详解】A、与不加激素组相比,加生长素组茎伸长量明显增大,说明该矮化夹竹桃的类型可能是生长素合成缺陷型,A错误;
B、与不加激素组相比,加生长素组的茎伸长量大,加生长素和赤霉素组的茎伸长量更大,说明在促进夹竹桃茎生长方面,生长素和赤霉素具有协同作用,B正确;
C、生长素通过促进细胞伸长进而促进夹竹桃茎伸长,C错误;
D、根据实验结果可知,与对照组相比,添加生长素的组别茎伸长量增大,说明生长素能促进茎的生长,但不能得出其能抑制茎的生长,D错误。
故选ACD。
10.气孔是指植物叶表皮组织上两个保卫细胞之间的孔隙。植物通过调节气孔大小,控制CO2进入和水分的散失,影响光合作用和含水量。科研工作者以拟南芥为实验材料,研究并发现了相关环境因素调控气孔关闭的机理(图1)。已知ht1基因、rhc1基因各编码蛋白甲和乙中的一种,但对应关系未知。研究者利用野生型(wt)、ht1基因功能缺失突变体(h)、rhc1基因功能缺失突变体(r)和ht1/rhc1双基因功能缺失突变体(h/r),进行了相关实验,结果如图2所示。下列说法错误的有( )
A.保卫细胞液泡的溶质转运到胞外,细胞液渗透压小于胞外,导致保卫细胞失水,气孔关闭
B.由图1可知,植物气孔关闭等生命活动的调控仅与基因表达调控和激素调节两者有关
C.由图2可知,高浓度CO2时rhc1基因产物促进气孔关闭
D.根据实验结果可判断,编码蛋白甲、乙的基因分别是ht1、rhc1
【答案】BD
【分析】气孔是植物与外界进行气体交换的门户,当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,保卫细胞吸水膨胀,气孔张开;当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,保卫细胞失水,气孔关闭。
【详解】A、保卫细胞液泡的溶质转运到胞外,细胞液浓度降低,导致保卫细胞失水,气孔关闭,A正确;
B、从图1可以看出,有高浓度CO2等环境因素参与,还有激素(脱落酸)参与,以及ht1基因、rhc1基因,所以气孔关闭由基因、激素和环境因素等协同调节完成,B错误;
C、从图2看,在高浓度CO2时,野生型(wt)气孔导度低于rhc1基因功能缺失突变体(r),说明rhc1基因功能正常时气孔导度更低,即rhc1基因产物促进气孔关闭,C正确;
D、根据图2,h组、h/r组气孔开度相近,可知在缺失h的前提下,r存在与否都不影响气孔开度,即r不能单独发挥调控作用,必须通过h进行调控,即r在h上游;r组、h/r组气孔开度不同,可知在缺失r的前提下,h仍然能够发挥调控作用,h在r下游,所以编码甲、乙的基因分别是rhc1、ht1,D错误。
故选BD。
11.研究者发现了某作物的一种胎萌突变体,其种子未完全成熟即可在母体上萌发。经鉴定,其种子为某基因的纯合突变体,可能存在某种植物激素X的合成缺陷。若以上推断合理,则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量,但不影响纯合突变体中X的含量。研究人员设计了下列方案进行验证:取野生型和纯合突变体种子,萌发后在适应条件下培养一周,然后将野生型植株均分为1、2两组,将突变体植株均分为3、4两组,1、3组为对照,2、4组干旱处理4小时。下列说法正确的是( )
A.植物激素X与赤霉素具有相抗衡作用
B.纯合突变体中可能存在植物激素X的合成缺陷,X最可能是脱落酸
C.每组取3~5株植物的叶片,在显微镜下观察、测量并记录各组的气孔大小作为观测指标
D.预期结果是2组气孔小于1组,3、4组气孔大小基本相同,且小于1、2组
【答案】ABC
【分析】脱落酸是一种有机物,是一种抑制生长的植物激素,因能促使叶子脱落而得名。可能广泛分布于高等植物。除促使叶子脱落外尚有其他作用,如使芽进入休眠状态、促使马铃薯形成块茎等。对细胞的延长也有抑制作用。
【详解】A、纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷,种子未完全成熟即可在母体上萌发,脱落酸具有抑制种子萌发的作用,据此可推知:X最可能是脱落酸,脱落酸与赤霉素具有相抗衡作用,A正确;
B、纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷,种子未完全成熟即可在母体上萌发,脱落酸具有抑制种子萌发的作用,据此可推知:X最可能是脱落酸,B正确;
C、该实验的自变量是植株的种类,因变量是气孔开度或气孔大小,而在实验过程中对植株的生长有影响的无关变量应控制相同且适宜,C正确;
D、干旱处理能够提高野生型中激素X的含量,但不影响纯合突变体中X的含量,所以预期的结果是2组气孔开度小于1组,3、4组气孔大小基本相同,且大于1、2组,D错误。
故选ABC。
12.脱落酸具有维持种子休眠的作用。研究发现,脱落酸合成缺陷突变体种子在萌发时,种子内的生长素对其萌发具有抑制作用:基因ARF10和ARF16是生长素信号传导途径中重要的转录因子,通过调控下游相应基因的表达而影响生长素信号的传递;基因ARF10和ARF16突变体种子的休眠程度显著下降,但种子内的脱落酸含量并无变化。下列叙述正确的是( )
A.脱落酸还可促进叶和果实的衰老和脱落,抑制细胞分裂
B.生长素抑制种子萌发的效应受基因ARF10和ARF16的调控
C.生长素和脱落酸协调抑制种子萌发,表现出协同作用
D.生长素通过促进细胞中脱落酸的合成而调控种子萌发
【答案】ABC
【分析】脱落酸(ABA)是一种植物激素,主要作用包括促进叶片脱落、抑制植物生长、调节气孔关闭、影响种子胚胎发育、增强植物的抗逆性等。
【详解】A、脱落酸主要作用有抑制细胞分裂,促进气孔关闭,促进叶和果实的衰老和脱落,维持种子休眠等,A正确;
B、由“基因ARF10和ARF16是生长素信号传导途径中重要的转录因子,通过调控下游相应基因的表达而影响生长素信号的传递;基因ARF10和ARF16突变体种子的休眠程度显著下降”可知,生长素抑制种子萌发的效应受基因ARF10和ARF16的调控,B正确;
C、生长素和脱落酸均抑制种子萌发,表现出协同作用,C正确;
D、基因ARF10和ARF16突变体种子休眠程度显著下降,但突变体中脱落酸含量并无变化,故生长素不能通过调节脱落酸的合成进而调控种子萌发,生长素可能增强了种子对脱落酸的敏感性进而调控种子萌发,D错误。
故选ABC。
三、解答题
13.植物对食草昆虫的防御依赖于复杂的激素调控。番茄防御斜纹夜蛾时,细胞分裂素(CK)发挥了重要作用,科研人员对此机制进行了研究。
(1)植物激素的产生和分布不仅是 调控的结果,也受昆虫啃食、光照等 的影响。
(2)模拟斜纹夜蛾啃食番茄幼苗,检测到处理后的叶片中诱导CK分解的相关酶基因表达上调;叶片中CK含量变化如图1。实验结果说明 。
(3)番茄外施CK3天后,接种斜纹夜蛾幼虫,一段时间后记录幼虫体重变化,其目的是探究外施CK如何影响 。利用敲除CK受体基因的突变体s进行实验,验证了CK对该过程的负调控作用。请补充图2中①和②处的实验材料与处理方式,并在图中相应位置绘出能支持上述结论的结果 。
【答案】(1) 基因表达 环境因素
(2)斜纹夜蛾啃食促进番茄叶片中细胞分裂素降解
(3) 番茄对斜纹夜蛾的防御 ①突变体s+H2O组、②突变体s+CK组
结果如图:
【分析】细胞分裂素的合成部位:主要是根尖;主要作用:促进细胞分裂;促进芽的分化,侧枝发育和叶绿素的合成。
【详解】(1)植物激素的产生和分布,从内在机制看,基因表达调控起着基础作用;而外在的虫害、光照等属于环境因素对其产生影响。
(2)模拟斜纹夜蛾啃食后,分解 CK 的基因表达上调,结合图 1 中 CK 含量变化,说明斜纹夜蛾啃食促进了番茄叶片中细胞分裂素(CK)的降解。
(3)外施 CK 后观察幼虫体重变化,目的是探究外施CK对番茄对斜纹夜蛾的防御的影响。利用突变体验证负调控作用,①处为 “突变体s+H2O组”,②处为 “突变体+CK组”。结果上,野生型 CK 处理后幼虫体重高于对照组(防御弱),突变体因无受体,“突变体s +H2O”组幼虫体重较低,“突变体+CK”组因无受体响应,体重与 “突变体s + H2O”组相近且低于野生型CK处理组。结果如图: 。
14.干旱可促进植物体内脱落酸(ABA)的合成,取正常水分条件下生长的某种植物的野生型和ABA缺失突变体幼苗,进行适度干旱处理,测定一定时间内茎叶和根的生长量,结果如图所示:
回答下列问题:
(1)综合分析上图可知,干旱条件下,ABA对野生型幼苗的作用是 。
(2)ABA有“逆境激素”之称,其在植物体中的主要合成部位有 (答出两点即可)。
(3)若给干旱处理的突变体幼苗施加适量的ABA,推测植物叶片的蒸腾速率会 ,以对环境的变化作出反应。
(4)生产上可用生长素类调节剂处理使插条生根,若生长素类调节剂浓度较低,可用 (填“浸泡”或“沾蘸”)法处理插条。
(5)与植物激素相比,人工合成的激素类似物具有 等优点。
(6)生长素和细胞分裂素协调促进细胞分裂的完成,表现在生长素主要促进 的分裂,而细胞分裂素主要促进 的分裂
【答案】(1)促进根的生长,抑制茎叶的生长
(2)根冠、萎焉的叶片
(3)降低
(4)浸泡
(5)原料广泛、容易合成、效果稳定
(6) 细胞核 细胞质
【分析】根据题意和图示分析可知:在干旱缺水条件下,脱落酸抑制茎叶的生长,同时促进根的生长,说明脱落酸的这种作用,有利于植物适应缺水环境。
【详解】(1)由图可以直接看出,与突变体(不能合成ABA)相比,野生型(能合成ABA)植株茎叶长度增加值小,而根长度增加值大,说明ABA对野生型幼苗的作用是促进根的生长,抑制茎叶的生长。
(2)ABA主要在植物体的根冠、萎蔫的叶片中合成,其作用是抑制植物茎叶的生长。
(3)加ABA后,根生长加快,从土壤吸收水分增多;茎叶生长减慢,植物叶片的蒸腾速率会减慢,水分散失减少,以对环境的变化作出反应。
(4)用生长素类调节剂处理使插条生根,若类似物浓度较低,可用浸泡法,若类似物浓度高,则用沾蘸法。
(5)与植物激素相比,人工合成的激素类似物有容易合成、原料广泛和效果稳定等优点,还能节省生产成本等。
(6)生长素主要促进细胞核的分裂,而细胞分裂素主要促进细胞质的分裂,二者协调促进细胞分裂的完成,表现出协同作用。
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