第9单元 第三课时 素养提升课——破译新情境 系统实验知能（学生讲义）-【新高考方案】2026年高考生物Ⅱ一轮总复习

第三课时　素养提升课——破译新情境·系统实验知能 一、破译新情境——抽象、理性的学科情境要读懂 新情境问题　植物酸生长理论、CO基因与向光素 [科普科研材料] 　　材料一:植物酸生长理论 　　“酸生长”学说是指由生长素启动的一个酸化过程。细胞膜上存在着非活化的质子泵(H+⁃ATP酶),生长素可使其活化,活化了的质子泵消耗能量(ATP),将细胞内的H+泵到细胞壁中,导致细胞壁所处溶液的pH下降。在酸性条件下,H+使细胞壁中对酸不稳定的键(如氢键)断裂,更为重要的是,H+使细胞壁中的某些多糖水解酶(如纤维素酶)活化或增加,从而使连接半纤维素与纤维素微纤丝之间的键断裂,细胞壁松弛,细胞内部的压力下降,导致细胞吸水体积增大,进而发生不可逆增长。 某科学家提出酸生长理论的生化机制和遗传学证据,即SAUR是生长素调控细胞生长的主要响应基因。当没有生长素信号时,AUX/IAA(转录抑制因子)与ARF(转录激活因子)相结合,从而抑制SAUR的转录;当生长素信号存在时,生长素受体(SCFs复合体)与生长素结合后,与AUX/IAA的结合能力大大增强,导致AUX/IAA与ARF结合减少,引起SAUR的转录。SAUR蛋白直接与H+⁃ATP酶局部PP2C.D相互作用,抑制PP2C.D磷酸酶的活性,解除其对H+⁃ATP酶的抑制,促进H+⁃ATP酶的磷酸化,活性增强,导致H+泵到细胞壁中,从而实现促进细胞的生长。 　　[信息助读] 　　材料二:CO基因与向光素 　　1.调控植物开花的CO基因 CO(CONSTANS)基因是监测日照长度、调控植物开花的重要基因。目前从拟南芥、水稻、油菜、马铃薯等多个物种中都已经克隆到同源基因。其作用机理是长日照激活CO基因,由CO基因表达产生的CO蛋白结合在成花素基因靠近RNA聚合酶作用的部位,从而激活该基因表达出成花素,并运输到茎顶端,促进植物开花。 2.向光素对植物生长的影响 向光素是继光敏色素、隐花色素之后发现的一种蓝光受体蛋白,介导植物向光性运动、叶绿体移动与气孔开放等反应。在蓝光信号传导反应中向光素启动生长素载体的运动和诱导Ca2+的流动,从而调节植物细胞相关的反应,例如由蓝光激活的向光素调节着生长素运输载体的磷酸化,引起生长素的侧向运动,导致植物器官不对称生长。 [内蕴知识融通] 1.根据材料一信息回答下列问题: (1)质子泵(H+⁃ATP酶)是一种　　　　　　,将细胞内的H+泵到细胞壁中属于　 　　　。  (2)生长素可以促进根系生长,但高浓度的生长素通过促进乙烯的生物合成,从而又抑制了根的伸长,这说明生长素具有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的作用。用单侧光照射燕麦幼苗时,由胚芽鞘的　　　　产生生长素,由于生长素的横向运输和　　　　　,使尖端下部的生长素向光侧比背光侧含量　　　　。  (3)H+的增多使细胞壁松弛,导致细胞吸水的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)概述某科学家对“酸生长”学说进行的理论解释。(限100字以内) 　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  2.根据材料二信息回答下列问题: (5)CO蛋白可促进开花,能证明它是一种植物激素吗? 　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (6)蓝光作用于向光素(受体蛋白),向光素位于细胞膜的　　　,具有信息传递的功能;植物体不同部位对蓝光敏感度不一样,是　　　　的结果。  [迁移创新训练] 1.科学家提出“酸生长理论”,认为生长素能够促进H+向细胞外主动运输,使细胞壁周围pH下降,软化细胞壁从而促进生长。下列有关叙述错误的是 (　　) A.生长素的调节依赖于细胞膜上和细胞内的受体识别来传递信息 B.将胚芽鞘切段放入酸性缓冲液中也能表现促进细胞伸长的效果 C.在生长素作用下,H+通过协助扩散的方式进入细胞壁 D.细胞壁在酸性条件下发生结构改变导致细胞壁松弛,细胞膨胀,引起细胞生长 2.[多选]“酸生长理论”认为生长素能够促进H+向细胞外运输,使细胞壁周围pH下降,软化细胞壁从而促进植物生长。我国科学家证实生长素可以诱导细胞膜上类受体蛋白激酶(TMK)激活质子泵,将大量H+泵至细胞外,这为解释“酸生长理论”提供了证据。下列相关叙述正确的是 (　　) A.将植物茎切段放入pH较高的环境中将有利于茎切段的生长 B.长期氧气供应不足可能会影响植物细胞壁的酸性化和细胞的伸长 C.生长素能促进H+的运输,因此生长素浓度越高,促进植物茎切段生长的效果越好 D.将TMK基因敲除的胚芽鞘放入适宜浓度的生长素溶液中,其生长速度慢于正常胚芽鞘 3.CONSTANS(缩写为CO)基因是监测日照长短、调控植物开花的重要基因。某些植物在长日照条件下,韧皮部细胞中的CO蛋白会结合在基因FT靠近转录起始的部位,从而激发基因FT表达出成花素,并运输到茎顶端,促进植物开花。下列分析正确的是 (　　) A.CO蛋白通过与非基因片段结合,调控基因的表达 B.成花素从韧皮部细胞运输到茎顶端细胞的方式为协助扩散 C.成花素的加工与核糖体、内质网、高尔基体有关 D.植物开花受日照长短和相关基因的共同影响 4.研究表明,高等植物的向光性与向光素(光受体)有关,向光素是一种自磷酸化蛋白激酶。不同波长的光照影响向光素的自磷酸化过程,激活的向光素调节着生长素运输载体的磷酸化,引起生长素的侧向运动,导致植物器官不对称生长。下图为用不同波长的单侧光照射玉米胚芽鞘后测量的吸收值与胚芽鞘弯曲角度曲线。下列说法不正确的是 (　　) A.高等植物的向光性主要受蓝紫光调节 B.核黄素与向光素的吸收光特性基本一致 C.β⁃胡萝卜素可作为向光弯曲生长的辅助色素 D.红光刺激向光素发生自磷酸化是引起玉米胚芽鞘向光弯曲的主要原因 二、系统实验知能——实验方案的补充及评价 “五看法”把握评价、修订或完善实验设计 [专题提能训练] 1.(2025·合肥模拟)某校生物兴趣小组用溶液培养法研究生长素(IAA)和赤霉素(GA3)对玉米胚芽鞘生长的影响,得到如下实验结果。 (1)图中“?”处理方法是　　　　　。据上图推断IAA和GA3混合使用后表现出　　　　　　。  (2)实验中用激素处理胚芽鞘时,应将IAA加在胚芽鞘尖端而不是加到培养液中,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。若实验中使用的IAA浓度为m,则改用高于m浓度的IAA时,玉米胚芽鞘的长度　　　　　(填“会”“不会”或“不一定”)增加。  (3)用一般的理化方法很难检测出琼脂块中是否含有生长素。现将某琼脂块放在去除尖端的玉米胚芽鞘上,若胚芽鞘能够生长,说明该琼脂块中含有一定量的生长素。该实验存在缺陷,补救措施为　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 2.研究认为由植物顶端产生的生长素可以向下极性运输进入侧芽,从而产生对侧芽生长的抑制作用。独脚金内酯(SLs)是一类植物激素,参与调节植物分枝和根的形态建成。 (1)科研人员用人工合成的独脚金内酯类似物(GR24)和生长素类调节剂(NAA)处理拟南芥植株,结果如图。据图说明在调节侧枝生长方面生长素和独脚金内酯具有　　　　关系。  (2)有研究指出,独脚金内酯除了可以影响分枝和根形态的建成,还可以通过MAK2信号途径参与叶片衰老以及胁迫抗性,MAK2基因突变后可以通过降低脱落酸响应影响气孔关闭以及胁迫响应来降低植物对干旱和盐胁迫抗性。为验证植物在干旱条件下气孔开度降低是独脚金内酯通过影响脱落酸合成间接完成的,请利用野生型、独脚金内酯合成缺陷突变体、脱落酸合成缺陷突变体等实验材料完成下列实验设计。 ①取野生型植株、　　　　　　　在正常条件下测定气孔开度,经干旱处理后,再测定气孔开度。  ②取　　　　　　　　　植株,分为两组,实验组用一定浓度的　　　　　　　　进行处理,对照组　　　　　　,经过干旱处理后,检测两组　　　　的含量并测定两组植株气孔开度。  实验结果分析: 实验①中　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  实验②中　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  说明植物在干旱条件下气孔开度降低是独脚金内酯通过影响脱落酸合成间接完成的。 学科网（北京）股份有限公司 $$