内容正文:
课时梯级训练(18) 环境因素参与调节植物的生命活动
一、选择题
1.光、温度、重力等因素对植物生长发育的调节作用尤为重要。下列叙述错误的是 ( )
A.光会影响、调控植物生长发育的全过程
B.温度会影响种子萌发、植株生长等生命活动
C.光敏色素是植物唯一的接收光信号的分子
D.重力是调节植物形态建成的重要环境因素
C 解析:光照会影响植物激素的合成和分布,进而影响、调控植物生长发育的全过程,A正确;温度通过影响酶的活性等影响种子萌发、植株生长等生命活动,B正确;光敏色素和光合色素都是植物中接收光信号的分子,C错误;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,造成生长素分布不均匀,从而调节植物的生长方向,D正确。
2.“玉兰花欲开,春寒料峭来。”初春时,天气寒冷,玉兰树的花已开放但叶子却没有长出。下列分析不正确的是 ( )
A.玉兰细胞中的光敏色素能感受光的变化
B.诱导玉兰花芽萌发的温度要高于叶芽
C.红色花瓣细胞中的液泡内含有色素
D.此时的玉兰植株吸收O2,释放CO2
B 解析:玉兰细胞中的光敏色素能感受光的变化,A正确;由题意可推知,诱导花芽萌发的温度较叶芽低,B错误;花瓣呈现红色,是因为花瓣细胞中的液泡内含有色素,C正确;此时叶片还没有长出,玉兰植株进行呼吸作用,吸收O2,释放CO2,D正确。
3.下图为植物开花所需的光照条件示意图,下列叙述错误的是 ( )
A.植物可以感知光信号并据此调整生长发育
B.短日/长夜闪光对于植物能否开花并无明显影响
C.短日照植物一般在日照时间短于一定数值时开花
D.通过人为控制光照时间可以有效调控植物的花期
B 解析:由图中信息可知,光照时间会影响植物开花,即植物可以感知光信号并据此调整生长发育,A正确;由题图可知,短日/长夜时短日照植物开花,短日/长夜闪光时短日照植物不开花,因此,短日/长夜闪光对于植物能否开花有影响,B错误;分析题图可知,短日照植物一般在日照时间短于一定数值时开花,C正确;植物是否开花由其内部特征(长/短日照植物)和外部环境(光照时间)共同决定,可通过人为控制光照时间有效调控植物的花期,D正确。
4.下列关于植物生长发育的调控的叙述,不正确的是 ( )
A.基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成植物生长发育的调控
B.调控的结果是使基因按照一定的顺序表达
C.激素不直接参与细胞代谢但可影响细胞代谢
D.环境因素仅通过影响激素分布和酶的活性调节植物生长发育
D 解析: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,A正确;各种调控作用最终通过影响基因的选择性表达实现,调控结果是使基因按照一定的顺序表达,B正确;激素不直接参与代谢,但可以传递调节代谢的信息,C正确;环境因素不仅通过影响激素的分布和酶的活性来调节植物生长发育,还可以通过影响激素和酶的合成来调节植物生长发育,D错误。
二、非选择题
5.为探究不同光对莴苣种子萌发的影响,科学家共设计了5组实验,进行不同处理后(各处理总时长相同)将种子在黑暗中放置2天,之后测定种子的萌发率(如下表),请回答下列问题:
处理
种子的萌发率/%
无(黑暗处理)
8.5
红光
98
红光—远红光
54
红光—远红光—红光
100
红光—远红光—红光—远红光
43
(1)本实验设计黑暗组处理的目的是____________。
(2)根据实验结果可以推测,当反复照射红光和远红光时,种子的萌发率取决于________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)随着研究的深入,发现植物体内存在吸收红光的色素蛋白(Pr)和吸收远红光的色素蛋白(Pfr),科学家研究萌发种子的生长状况,得到了如下图所示的结果。
据图分析可知,Pr和Pfr之间可以在光的影响下相互转化,即照射__________后Pr转变为Pfr,照射另一种光后Pfr转变为Pr,另外这种转化还受__________的影响,科学家进而将这种色素蛋白命名为____________。
(4)研究发现,Pfr/Pr的比值还会影响植物的开花,连续的黑暗中,该比值会逐渐降低,到一定程度就会触发短日照植物成花物质的形成而促进开花,由此可推知短日照植物必须接受一定时长的________。
答案:(1)作为对照
(2)最后一次处理用的是哪种波长的光
(3)红光 温度 光敏色素
(4)暗处理
解析:(1)黑暗处理的目的是作为对照。(2)根据实验结果可知,当反复照射红光和远红光时,种子的萌发率取决于最后一次处理用的是哪种波长的光,最后一次照光处理为红光时,种子萌发率都较高,最后一次照光处理为远红光时,种子萌发率都较低。(3)依据题图分析可知,照射红光后Pr转变为Pfr,照射远红光后Pfr转变为Pr,另外这种转化还受温度的影响;这种色素蛋白为光敏色素。(4)根据题干信息可知,连续的黑暗中,Pfr/Pr的比值会逐渐降低,到一定程度就会触发短日照植物成花物质的形成而促进开花,因此,短日照植物必须接受一定时间的暗处理才可以开花。
一、选择题
1.(2024·成都高二检测)植物生命活动的调节包括基因表达调控、激素调节和环境因素调节三个方面,它们的关系如下图所示。下列有关说法错误的是 ( )
A.光信号被光敏色素接收后,通过影响核内特定基因的表达,从而使植物表现出相应效应
B.将植物横放时,重力信号会引起根、茎中生长素分布不均衡,从而调节根、茎的生长方向
C.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
D.植物生长调节剂比植物激素的效果稳定,使用后必然可以增产增收
D 解析:光信号被光敏色素接收后,通过影响核内特定基因的表达,影响激素的产生和分布,从而使植物表现出相应效应,A正确;由于生长素具有低浓度促进生长、高浓度抑制生长的特点,将植物横放时,重力信号会引起根、茎中生长素分布不均衡,从而调节根、茎的生长方向,B正确;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,C正确;植物生长调节剂比植物激素的效果稳定,但使用过高浓度的植物生长调节剂可能会抑制生长,从而导致减产,D错误。
2.(2024·宜宾高二检测)双子叶植物种子萌发后,下胚轴顶端形成弯钩(顶勾),保护子叶和顶端分生组织在破土过程中不受破坏。顶勾的形成与生长素分布不均有关,主要受重力影响。下列说法正确的是 ( )
A.受重力影响,顶勾内侧生长素浓度较高,外侧生长素浓度较低
B.顶勾内外侧生长素分布不均的主要原因是生长素极性运输
C.种子萌发的过程只与生长素有关,与细胞分裂素和脱落酸无关
D.植物没有神经系统,因此植物生命活动的调节只受激素的调节
A 解析:在重力作用下,生长素沿重力方向不均匀分布,导致顶勾内侧生长素浓度较高,外侧生长素浓度较低,A正确;顶勾内外侧生长素分布不均的主要原因是重力使生长素在下胚轴顶端沿重力方向发生了横向运输,B错误;种子萌发依赖细胞分裂和分化,是在生长素、细胞分裂素等多种激素的共同作用下完成的,C错误;植物生长发育的调控,是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的,D错误。
3.(2025·苏州高二检测)为研究短日照诱导苍耳开花的原理,研究者将5株苍耳相互嫁接在一起。如果将其中一株的一片叶接受适宜的短日照诱导,其他植株都处在长日照条件下,最后所有植株都能开花。下列说法正确的是 ( )
A.植物生长发育的调控是由环境因素决定的
B.将所有植株都长期处于黑暗中,最后所有植株都能开花
C.短日照条件下产生的光敏色素能通过嫁接部位传递给其他植株
D.光敏色素接收光信号后,其空间结构会发生变化
D 解析:植物生长发育的调控,是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的,A错误。本实验中只有其中一株的一片叶接受短日照诱导,其余4株处于长日照条件,结果5株苍耳均能开花,说明短日照条件下,苍耳产生了诱导开花的物质,且该物质可以从嫁接部位进行传递,故最终植物都能开花,但是无法证明该物质是光敏色素;若将所有植株都长期处于黑暗中,则无法产生诱导开花的物质,最后所有植株都不能开花,B、C错误。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,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,D正确。
二、非选择题
4.(情境创新题)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(如下图所示),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)的比值下降,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,请完善表格中的实验设计思路并预测实验结果。
植物
(拟南芥)
处理方式
①____________
②__________
野生型
茎伸长不明显
③__________
光敏色素B
突变型
④____________
茎伸长不明显
(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。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进生长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)脱落的叶片中脱落酸含量明显增加。科研人员推测脱落酸能通过诱导乙烯的合成促进脱落,为验证该推测是否正确,可以利用________(填“脱落酸”或“乙烯”)缺失突变体植株进行研究。进一步研究发现,在叶片脱落过程中生长素含量下降。由此说明植物的生长发育和适应环境变化的过程是__________________的结果。
答案:(1)植物叶片中的叶绿素吸收红光 利于植物捕获更多的光,提高植物遮阴时光合作用强度,为生长发育提供物质和能量
(2)①正常光下 ②遮阴 ③茎伸长明显 ④茎伸长不明显
(3)提高了赤霉素与受体结合的能力(或促进了赤霉素信号转导途径的某个环节)
(4)乙烯 多种激素共同调控
解析:(1)叶片中的叶绿素进行光合作用时主要吸收蓝紫光和红光,自然光被植物滤过后,植物叶片中的叶绿素吸收红光,导致红光(R)/远红光(FR)的比值下降。R/FR的变化引起植物的避阴反应,避阴反应利于植物捕获更多的光,提高植物遮阴时光合作用强度,为生长发育提供物质和能量。(2)由题意可知,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和是否遮阴。因此,①是正常光下,②是遮阴。野7生型能感受光的变化,具有避阴反应,因此③是茎伸长明显;光敏色素B突变型(缺乏有功能的光敏色素B)不能感受光的变化,不具有避阴反应,因此④是茎伸长不明显。(3)由题意可知,避阴反应中存在株高和节间距增加及叶柄伸长的现象,而在避阴反应的植物中检测到乙烯含量增加,且乙烯在避阴反应中促进生长的实现部分依赖于提高植物对赤霉素信号的敏感度,则其可能的机制是乙烯提高了赤霉素与受体结合的能力或促进了赤霉素信号转导途径的某个环节。(4)为验证脱落酸能通过诱导乙烯的合成促进脱落,可以利用乙烯缺失突变体植株进行研究,以正常植株作为对照。进一步研究发现,在叶片脱落过程中生长素含量下降。由此说明植物的生长发育和适应环境变化的过程不是单一激素的作用,而是多种激素共同调控的结果。
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