内容正文:
(一)融合大概念·形成知识体系
(二)课题串知识·做到学以致用
课题探究 酸生长理论、CO基因、向光素与植物生命活动的调节
材料一:植物酸生长理论
原生质膜上存在着非活化的质子泵(H+-ATP酶),生长素作为泵的变构效应剂,与泵蛋白结合后使其活化;活化了的质子泵消耗能量(ATP),将细胞内的H+泵到细胞壁中,导致细胞壁基质溶液的pH下降。
在酸性条件下,H+一方面使细胞壁中对酸不稳定的键(如氢键)断裂,另一方面(也是主要的方面)使细胞壁中的某些糖水解酶(如纤维素酶)活化或增加,从而使连接木葡聚糖与纤维素微纤丝之间的键断裂,细胞壁松弛;细胞壁松弛后,细胞的压力势下降,导致细胞的水势下降,细胞吸水,体积增大而发生不可逆增长。
材料二: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。
材料三: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。
[串知设计]
1.根据材料一信息,简述生长素促进细胞生长的机理?
提示: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。
2.根据材料二信息,CO蛋白能促进开花,说明它是一种植物激素吗?
提示:CO蛋白是由长日照激活CO基因表达产生的,能与成花素基因结合并激活其表达,促进开花,并不能证明CO蛋白是一种植物激素。
3.(2025·淮安高二期末)生长素(IAA)主要促进细胞的伸长,而细胞壁的弹性非常小,影响细胞的伸长。科学家根据“酸生长理论”和“基因活化学说”提出IAA对细胞伸长的作用机理如图。下列说法正确的是 ( )
A.图中生长素的运输方向体现了横向运输
B.pH较低时细胞壁软化松弛利于细胞伸长
C.生长素是植物体内的信息分子,其受体位于细胞壁上和细胞质中
D.生长素对细胞促进生长的作用体现在促进细胞伸长,对细胞分裂无影响
解析:选B 横向运输是指生长素在受到单侧光、重力等外界刺激时,在植物体内发生的横向移动。题图表示的是生长素与细胞膜上的受体结合和与细胞质中的活化因子结合,引发细胞内的一系列生理活动,并不能体现横向运输,A、C错误;根据“酸生长理论”,生长素通过促进细胞分泌H+,使细胞壁酸化(pH降低),从而软化细胞壁,使细胞壁变得松弛,有利于细胞的伸长,B正确;据题意可知,生长素(IAA)主要促进细胞的伸长,但不能得出生长素对细胞分裂无影响,D错误。
4.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。长日照条件下,植物韧皮部细胞中的CO蛋白会结合在FT基因靠近转录起始的部位,从而激发FT基因表达出成花素,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
解析:选D CO蛋白结合的是FT基因,即基因片段,A错误;根据题意无法判断成花素从韧皮部细胞运输到茎顶端细胞的方式,有可能为主动运输,B错误;成花素的合成场所是核糖体,内质网和高尔基体是加工场所,C错误;根据题意可知,在长日照条件下,植物体内相关基因表达,植物才会开花,D正确。
5.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
解析:选D 胚芽鞘对蓝紫光的吸收值与胚芽鞘弯曲角度同步变化,说明高等植物的向光性主要受蓝紫光调节,A正确;高等植物的向光性与向光素(光受体)有关,核黄素的吸收值与胚芽鞘弯曲角度同步变化,据此可推测核黄素与向光素的吸收光特性基本一致,B正确;β-胡萝卜素对光的吸收值的变化与胚芽鞘的弯曲角度变化基本相一致,说明β-胡萝卜素可作为向光弯曲生长的辅助色素,C正确;红光区域的胚芽鞘弯曲角度几乎无变化,且红光区域的吸收值很低,据此说明红光刺激向光素发生自磷酸化不是引起玉米胚芽鞘向光弯曲的主要原因,D错误。
[阶段验收评价·查明自身能力]
一、单项选择题(共13题,每题2分,共26分)
1.在生长素发现的科学探究过程中,许多科学家作出了重要贡献。下列有关说法错误的是 ( )
A.达尔文父子根据实验初步解释了植物向光性的原因
B.詹森用云母片插在胚芽鞘尖端下的实验证明了胚芽鞘尖端产生的影响因素可以通过云母片传递给下部
C.拜尔证实了胚芽鞘的弯曲生长是由尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的
D.温特实验进一步证明胚芽鞘的弯曲生长确实是一种活性物质引起的
解析:选B 詹森在一个胚芽鞘切面和尖端之间放置一块琼脂块,在另一个胚芽鞘切面和尖端之间放置一块云母片,通过实验发现,琼脂块能让这种影响通过,但云母片不能让尖端产生的影响因素通过,B错误。
2.植物激素是一类由植物体产生的,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物,下列关于植物激素的叙述,错误的是 ( )
A.在植物幼嫩的芽中色氨酸可以转变成生长素
B.生长素可以从产生部位运输到其他部位发挥作用
C.生长素在植物体内既可以极性运输也可以非极性运输
D.植物体内生长素可以作为催化剂直接参与细胞代谢过程
解析:选D 生长素的合成位置主要是植物芽、幼嫩的叶和发育中的种子,色氨酸在这些部位经一系列反应可以转变成生长素,A正确;植物激素可以从产生部位运输到作用部位,B正确;生长素在植物体内可以进行极性运输(从形态学上端运输至形态学下端)和非极性运输(如在成熟组织中通过输导组织的运输),C正确;生长素是信号分子,不是催化剂,催化是酶的作用,D错误。
3.下列有关植物激素或植物生长调节剂的应用,正确的是 ( )
A.黄瓜结果后,喷洒一定量的脱落酸可防止果实的脱落
B.用一定浓度乙烯利处理采摘后未成熟的凤梨,可促进其成熟
C.低浓度的2,4-D一定可以除去小麦田间的双子叶杂草
D.在去掉顶芽的断口处放一块含有生长素的琼脂块可以解除植物顶端优势
解析:选B 脱落酸能促进叶和果实的脱落,因此黄瓜结果后,喷洒一定量的脱落酸不能防止果实的脱落,反而会促进果实的脱落,A错误;乙烯利可以促进果实成熟,用一定浓度乙烯利处理采摘后未成熟的凤梨,可促进其成熟,B正确;因为双子叶植物比单子叶植物对生长素的敏感度要强,故使用高浓度的2,4-D来除去小麦田间的双子叶杂草,C错误;去掉顶芽放含有生长素的琼脂块,和没有去除顶芽的效果是一样的,不能解除顶端优势,D错误。
4.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。下列叙述正确的是 ( )
A.甲为背光侧,IAA含量低于乙侧和对照组
B.对照组的燕麦胚芽鞘既不生长也不弯曲
C.若光照前去除尖端,甲、乙两侧的生长状况基本一致
D.甲、乙两侧伸长长度不同的原因是因为IAA的极性运输导致生长素在尖端分布不均匀
解析:选C 甲的伸长长度大于对照组和乙,因此,甲侧为背光侧,其生长素(IAA)的含量高于乙侧和对照组,A错误;对照组的燕麦胚芽鞘没有受到单侧光的照射,因此不弯曲,但其尖端可以产生生长素,因此其应该直立生长,B错误;若光照前去除尖端,则燕麦胚芽鞘不能感受单侧光刺激,甲、乙两侧生长情况应该基本一致,C正确;生长素(IAA)先在尖端进行横向运输,再向下进行极性运输,导致生长素在尖端下部分布不均匀,D错误。
5.拟南芥种子萌发时,幼苗在破土前顶端会形成弯钩(顶钩) ,出土后弯钩会打开,研究发现,“弯钩”的形成与生长素分布不均有关,“弯钩”的内侧生长素浓度高于外侧。下列说法不正确的是 ( )
A.破土前,“弯钩”内侧的生长速度比外侧慢
B.“顶端弯钩”的形成可减轻子叶出土过程中的机械伤害
C.“弯钩”现象和根的向地性均可说明生长素作用的两重性
D.极性运输导致生长素分布不均匀进而产生“顶端弯钩”
解析:选D 根据题干信息可知,弯钩内侧生长素分布多,抑制生长,因此破土前“弯钩”内侧的生长速度比外侧慢,A正确;“顶端弯钩”的形成可减轻子叶出土过程中与土壤的摩擦,减轻了机械伤害,B正确;“弯钩”现象是由于生长素分布不均引起的,且内侧生长素浓度高于外侧,生长速度比外侧慢,这体现了生长素浓度高抑制生长的现象,因而顶端弯钩的形成和根的向地性均可说明生长素作用的两重性,C正确;生长素在顶端处的横向运输和极性运输导致生长素在“弯钩”处分布不均匀进而产生“顶端弯钩”,D错误。
6.当受到干旱、盐渍或寒冷环境胁迫时,植物体内的脱落酸(C15H20O4)水平会急剧上升,并出现若干特定基因的表达产物,抗逆性增强。倘若植物体并未受到胁迫,只是吸收了相当数量的脱落酸,其体内也会出现这些基因的表达产物。下列相关说法错误的是 ( )
A.植物激素及环境因素对植物生命活动都具有调节作用
B.果蔬、粮食中均含有天然脱落酸,对人类和环境安全
C.使用外源脱落酸可增强植物的抗逆性,可用于农业生产
D.环境影响脱落酸的含量,脱落酸是基因表达的直接产物
解析:选D 脱落酸是一种植物激素,植物激素是存在于植物体内对植物生长发育有显著调节作用的微量有机物,环境因素也影响植物的生命活动,A正确;成熟的果蔬、粮食中均含有天然脱落酸,对人类和环境安全,B正确;据题意可知,使用外源脱落酸,植物体内也会出现若干特定基因的表达产物,可增强植物的抗逆性,用于农业生产,C正确;基因表达的直接产物为RNA或者是蛋白质,从脱落酸分子式(C15H20O4)可以判断出脱落酸既不是RNA也不是蛋白质,所以脱落酸不是基因表达的直接产物,D错误。
7.茉莉素被称为植物抗性激素,可以促进某些基因表达抑制种子增大,也可以抑制某些基因转录从而促进种子增大,外源施加茉莉素依赖于细胞上的COI1受体促进种子增大。研究发现,茉莉素还能促进叶片中叶绿体降解,进而促进叶片的黄化衰老。下列关于茉莉素的说法正确的是 ( )
A.外源施加茉莉素与COI1受体作用体现了其有两重性的作用特征
B.茉莉素是由植物体内产生的一种具有催化作用的微量有机物
C.茉莉素作为信号分子,直接参与细胞内的代谢活动
D.植物体内的茉莉素和脱落酸之间可能存在拮抗作用
解析:选D 外源施加茉莉素与COI1受体作用只能促进种子增大,不能体现其有两重性的作用特征,A错误。茉莉素作为信号分子,不直接参与细胞内的代谢活动,也不起催化作用,只起调节作用,B、C错误。植物体内的茉莉素可以促进种子增大,与脱落酸之间可能存在拮抗作用;还能促进叶片中叶绿体降解,进而促进叶片的黄化衰老,与脱落酸之间可能存在协同作用,D正确。
8.网络上有人将用植物激素或植物生长调节剂处理过的水果称之为“激素水果”,并众说纷纭。乙烯和乙烯利都常被用于对水果催熟。下列叙述错误的是 ( )
A.乙烯由植物体内成熟的部位合成,并受植物基因组控制
B.用乙烯利催熟比用乙烯催熟具有原料广泛、效果稳定的特点
C.人体内不存在乙烯和乙烯利的受体,所以吃用乙烯或乙烯利催熟的水果不会引起儿童性早熟
D.农业生产上应用乙烯利等植物生长调节剂时,要遵循低浓度、少残留的原则
解析:选A 植物体的各个部位都能合成乙烯,主要存在于植物体成熟部位,A错误;乙烯利是人工合成的,与乙烯具有相同的生理作用,具有容易合成、原料广泛、效果稳定等优点,B正确;乙烯是植物激素,激素与受体结合才能发挥作用,而人体内不存在乙烯和乙烯利的受体,所以吃用乙烯或乙烯利催熟的水果不会引起儿童性早熟,C正确;农业生产上应用乙烯利等植物生长调节剂时,应该要遵循低浓度、少残留的原则,D正确。
9.(2024·宿迁月考)植物顶芽产生生长素向下运输,使侧芽附近生长素浓度较高,抑制侧芽的生长,形成顶端优势。用细胞分裂素处理侧芽,侧芽生长形成侧枝。关于植物激素作用的叙述不正确的是 ( )
A.顶端优势体现了生长素既可促进也可抑制生长
B.去顶芽或抑制顶芽的生长素运输可促进侧芽生长
C.细胞分裂素能促进植物的顶端优势
D.侧芽生长受不同植物激素共同调节
解析:选C 顶芽附近生长素浓度低,促进顶芽生长,侧芽附近生长素浓度较高,抑制侧芽生长,则顶端优势体现了生长素的两重性,A正确;去顶芽或抑制顶芽的生长素运输都可以使侧芽附近的生长素浓度降低,促进侧芽生长,B正确;由题干信息可知,用细胞分裂素处理侧芽,侧芽生长形成侧枝,说明细胞分裂素能减弱植物的顶端优势,C错误;由题意可知,侧芽生长可受到生长素、细胞分裂素的调节,故其生长受不同植物激素共同调节,D正确。
10.下列有关植物激素的描述,相符的是 ( )
序号
激素名称
相关描述
①
赤霉素
主要通过促进细胞分裂来促进植株增高
②
脱落酸
将要脱落的器官和组织中含量多
③
生长素
主要分布在生长旺盛的部位
④
乙烯
主要合成部位是植物的幼嫩部位
A.①④ B.①③
C.②③ D.②④
解析:选C 赤霉素主要通过促进细胞伸长来促进植株增高,①错误;脱落酸在将要脱落的器官和组织中含量多,②正确;生长素主要分布在生长旺盛的部位,③正确;高等植物各器官都能产生乙烯,在果实成熟阶段产生最多,④错误。
11.(2025·淮安月考)下图表示GA(赤霉素)、ETH(乙烯)和IAA(吲哚乙酸)的关系,“+”表示促进,“-”表示抑制,下列有关叙述中,不正确的是 ( )
A.GA和IAA均可促进生长,表现为协同作用
B.GA可以通过抑制IAA氧化酶的活性来降低IAA浓度
C.由图推测,IAA抑制生长可能与ETH有关
D.束缚态IAA可能具有平衡植物体内IAA水平的作用
解析:选B GA和IAA均可促进生长,表现为协同作用,A正确;GA可以通过抑制IAA氧化酶的活性来阻止IAA浓度的降低,B错误;IAA对ETH的产生有促进作用,而ETH能抑制生长、促进果实成熟及叶、花、果实的脱落,因此IAA抑制生长可能与ETH有关,C正确;束缚态IAA和IAA可以相互转化,因此束缚态IAA可能具有平衡植物体内IAA水平的作用,D正确。
12.(2024·海南高考)6-苄基腺嘌呤(6-BA)是一种植物生长调节剂。某小组研究了不同浓度的6-BA对三种油茶花粉萌发的影响,结果如图。据图判断,下列有关叙述正确的是 ( )
A.未添加6-BA时,三种油茶的花粉萌发率相同
B.6-BA诱导三种油茶花粉萌发的最佳浓度相同
C.不同浓度的6-BA对三种油茶花粉的萌发均起促进作用
D.与对照组相比,最佳诱导浓度下花粉萌发率增加倍数最大的是油茶A
解析:选D 由题图可知,未添加6-BA(6-BA浓度为0)时,三种油茶的花粉萌发率不同,A错误。在题图所示浓度中,诱导油茶A花粉萌发的最佳6-BA浓度是10 mg·L-1,诱导油茶B花粉萌发的最佳6-BA浓度是0.5 mg·L-1,诱导油茶C花粉萌发的最佳6-BA浓度是5 mg·L-1,B错误。15 mg·L-1的6-BA对油茶C花粉的萌发起抑制作用,C错误。与对照组相比,最佳诱导浓度下花粉萌发率增加倍数最大的是油茶A,D正确。
13.在“探究不同浓度NAA(萘乙酸)对富贵竹生根的影响”的预实验中,某同学发现有两种浓度NAA溶液(A和B)促进生根的效果相同,但他忘了记录这两种溶液对应的浓度大小,于是他分别向A、B溶液中加入少量的蒸馏水获得溶液a和b并重新实验。下列有关分析错误的是 ( )
A.若生根效果a>生根效果A,则溶液A浓度>溶液B浓度
B.若生根效果b>生根效果B,则溶液B浓度>NAA促进生根的最适浓度
C.若溶液A浓度<NAA促进生根的最适浓度,则生根效果a<生根效果A
D.若溶液A浓度<溶液B浓度,则生根效果b<生根效果B
解析:选D 据题意,两种浓度NAA溶液(A和B)促进生根的效果相同,则两种浓度分别位于最适浓度两侧,当溶液浓度<最适浓度时,加水稀释后生根效果变差,当溶液浓度>最适浓度时,加水稀释后生根效果变好或不变或变差。由以上分析可知,A、B、C项分析正确,D项分析错误,故选D。
二、多项选择题(共4题,每题3分,共12分)
14.生物兴趣小组为探究影响插条生根的因素,以同一植株生长状况一致的枝条为材料开展研究。他们用营养素和生长调节剂X处理枝条后,得到如下结果。据图分析,下列推断合理的是 ( )
A.本实验需要增加一组处理方式为等量蒸馏水的组别
B.有叶枝条可能会产生与营养素有类似作用的物质
C.生长调节剂X对两种枝条的生根均有较大的促进作用
D.本实验的自变量是枝条有无叶和处理方式的不同
解析:选ABD 本实验探究的是影响插条生根的因素,所以还需要增加一组等量蒸馏水的空白对照组,A正确;由图可知,在有叶时,单独使用生长调节剂X的生根效果与无叶时营养素和生长调节剂共同使用时的效果相似,说明有叶枝条可能会产生与营养素有类似作用的物质,B正确;由图可知,生长调节剂X对有叶枝条的生根有较大的促进作用,C错误;本实验的自变量是枝条有无叶和处理方式(生长调节剂X、营养素、生长调节剂X和营养素)的不同,D正确。
15.南瓜的矮生型突变体可分为激素合成缺陷型和激素不敏感型两种类型,研究人员以某一种矮生南瓜突变体(对赤霉素或生长素不敏感或缺少)为实验材料,进行了相关实验,实验结果如图。下列叙述正确的是 ( )
A.计算茎伸长量需要测量激素处理前后南瓜茎的长度
B.1.5 mmol·L-1赤霉素对正常南瓜的促进作用约为5 μmol·L-1生长素的1.5倍
C.赤霉素和生长素对正常南瓜的生理作用均具有两重性
D.实验结果表明该矮生南瓜突变体是激素不敏感类型
解析:选AD 计算茎伸长量需要测量激素处理前后南瓜茎的长度,进行对比得出结论,A正确;激素的促进作用效果要比较茎伸长量和对照组数据的差值,1.5 mmol·L-1赤霉素促进作用约为16 cm,5 μmol·L-1生长素的促进作用约为8 cm,故1.5 mmol·L-1赤霉素对正常南瓜的促进作用约为5 μmol·L-1生长素的2倍,B错误;据题图分析无法得出赤霉素对正常南瓜的生理作用具有两重性的结论,生长素对正常南瓜的生理作用具有两重性,C错误;矮生南瓜突变体用赤霉素及生长素处理前后茎伸长量基本不变,表明该矮生南瓜突变体是激素不敏感类型,D正确。
16.图示为根冠对根生长的影响:甲组根冠完整,根正常生长;乙组将根冠一部分切除,根向有根冠一侧弯曲生长;丙组将根的一侧用云母片阻断,根向非阻断一侧弯曲生长。下列推测正确的是 ( )
A.根冠可能分泌了一种物质,促进了根的生长
B.根冠可能分泌了一种物质,该物质对根的生长具有两重性
C.根冠分泌的物质可能通过影响特定基因的表达起作用
D.将丙组的云母片换为琼脂,根将只生长不弯曲
解析:选CD 据题意可知,根冠可能分泌了一种物质,抑制了根的生长,无法判断是否会促进生长,即无法判断该物质对根的生长具有两重性,A、B错误;根冠分泌的物质可能通过影响特定基因的表达起作用,从而影响细胞生长,C正确;将丙组的云母片换为琼脂,根冠产生的物质均匀分布,根将只生长不弯曲,D正确。
17.植物光敏色素是一种可溶性的蛋白质二聚体,有红光吸收型(Pr)和远红光吸收型(Pfr)。无活性的Pr在细胞质中合成,接受红光刺激后可转化为有活性的Pfr并转移到细胞核内,经一系列信号放大和转变,引起种子萌发、幼苗生长发育等生物学效应。足够高的Pfr/(Pfr+Pr)比例对于维持叶片中的叶绿素水平是必要的。下列说法正确的是 ( )
A.光敏色素作为细胞质膜受体接受光刺激并传递信号,进而启动相关基因表达并引起相关的生理反应
B.Pfr和Pr的活性不同是由于光刺激引起光敏色素空间结构改变导致的
C.植物细胞中,Pr的合成与核糖体有关,Pfr的转运需要消耗能量
D.增加红光照射,低温时可以提高植物光合作用释放氧气的速率
解析:选BCD 通过题干信息可知,光敏色素不在细胞质膜上,而是在细胞质内合成,转移到细胞核内发挥作用,A错误;无活性的Pr接受红光刺激后可转化为有活性的Pfr,说明构成两者的氨基酸种类、数目和排列顺序相同,两者的活性不同是由于光刺激引起光敏色素空间结构改变导致的,B正确;Pr和Pfr都是蛋白质二聚体,故植物细胞中,Pr的合成与核糖体有关,Pfr转运至细胞核要经过核孔,需要消耗能量,C正确;据题干信息可知,无活性的Pr在细胞质中合成,接受红光刺激后可转化为有活性的Pfr,足够高的Pfr/(Pfr+Pr)比例可以维持叶片中的叶绿素水平,故增加红光照射,低温时可以提高植物光合作用释放氧气的速率,D正确。
三、非选择题(共62分)
18.(15分)甲图表示燕麦幼苗生长素浓度与作用的关系;乙图表示将一株燕麦幼苗水平放置,培养一段时间后的生长情况;丙图表示燕麦胚芽鞘。
(1)由甲图可知,对于不同的器官来说生长素促进生长的最适浓度 。
(2)甲图中,促进芽生长的最适宜生长素浓度为 mol·L-1,此浓度对根生长的效应是 。
(3)乙图中,C侧生长素浓度 (填“大于”“小于”或“等于”)D侧,D侧生长素对根生长的效应是 ;B侧生长素浓度 (填“大于”“小于”或“等于”)A侧,B侧生长素对茎生长的效应是 。
(4)为验证在单侧光照射下,丙图燕麦胚芽鞘尖端产生的生长素的横向运输发生在A段而不是发生在B段。某同学设计了如下实验步骤,请帮助其完成下列有关实验过程:
①实验材料及用具:燕麦胚芽鞘、一侧开孔的硬纸盒、薄云母片(具不透水性)、光源等。
②实验过程:给予左侧单侧光照射,插入云母片的位置如图所示,请补全b图中云母片的位置。
③实验结果:a. ;b. ;c.弯向光源生长。
④实验结论:在单侧光照射下,胚芽鞘尖端产生的生长素的横向运输发生在A段而不是B段。
解析:(4)②依据对照原则可知,b中云母片应插入胚芽鞘尖端下面一段,即两条虚线中间的位置,图示见答案。③实验结果:a.胚芽鞘的尖端有云母片,它阻断了生长素在尖端的横向运输,使得向光侧和背光侧的生长素均匀分布,所以胚芽鞘直立生长;b.胚芽鞘的尖端没有云母片,生长素在尖端发生了横向运输,使得背光侧的生长素浓度比向光侧浓度高,所以背光侧生长的比较快,从而导致胚芽鞘向光弯曲生长。
答案:(1)不同 (2)10-8 既不促进也不抑制 (3)小于 抑制 大于 促进 (4)②如图所示
③a.直立生长 b.弯向光源生长
19.(15分)(2025·连云港高二期末)某生物兴趣小组为研究某植物生长发育过程中植物激素及植物激素间的共同作用,进行了相关实验。
(1)农业生产中用一定浓度的生长素类似物作为除草剂,可以除去单子叶农作物田间的双子叶杂草,图甲中可表示单子叶农作物受不同浓度生长素类似物影响的是曲线 ,可选用图中 点所对应浓度的生长素类似物作为除草剂。
(2)图乙为去掉其顶芽前后,侧芽部位生长素和细胞分裂素的浓度变化及侧芽长度变化坐标曲线图,激素甲代表的是 ,高浓度的细胞分裂素对侧芽萌动起的作用是 (填“促进”或“抑制”)。
(3)为研究根的向地生长与生长素和乙烯的关系,该兴趣小组又做了这样的实验:将该植物的根尖放在含不同浓度的生长素的培养液中,并加入少量蔗糖作能源。发现在这些培养液中出现了乙烯,且生长素浓度越高,乙烯的浓度也越高,根尖生长所受的抑制也越强。该实验的因变量是 ,该实验的对照实验的设计方法是 。据此还说明在植物生命活动调节过程中,各种激素 。
(4)生产上可用生长素类似物处理插条生根,若类似物浓度较低,可用 法处理插条。
解析:(1)用一定浓度的生长素类似物作为除草剂,可以除去单子叶农作物田间的双子叶杂草,说明双子叶杂草比单子叶农作物对生长素敏感,即可表示单子叶农作物受不同浓度生长素类似物影响的是曲线2;可选择d点所对应浓度的生长素类似物作为除草剂,既抑制双子叶杂草的生长,同时又能促进单子叶农作物的生长。
(2)去除顶芽后,侧芽处的生长素含量将下降,据图乙分析,激素甲表示生长素,激素乙是细胞分裂素,生理作用是促进细胞分裂。图乙中随细胞分裂素浓度增加,侧芽长度增加,即高浓度的细胞分裂素对侧芽萌动起的作用是促进。
(3)该实验的自变量是不同浓度的生长素的培养液,因变量是乙烯浓度和根的生长情况。对照组为根尖放在含等量蔗糖但不含生长素的培养液中。该实验证明植株在生长发育过程中,各种激素并不是孤立发挥作用的,而是多种激素相互作用,共同调节生物体的生长发育。
(4)生产上可用生长素类似物处理插条生根,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。
答案:(1)2 d (2)生长素 促进 (3)乙烯浓度和根的生长情况 根尖放在不含生长素的培养液中,并加入等量蔗糖 并不是孤立发挥作用的,而是多种激素相互作用,共同调节生物体的生长发育 (4)浸泡
20.(16分)独脚金内酯(一类植物激素)可在根部合成后向上运输,影响侧枝生长。为进一步研究独脚金内酯的作用机理,科研人员用人工合成的独脚金内酯和生长素处理拟南芥植株,进行图1所示实验,结果如图2。请回答:
(1)独脚金内酯作为植物激素,是一类对植物生长发育具有 作用的 有机物。
(2)实验处理时,生长素应加在固体培养基 (填“A”或“B”)中,原因是 。
(3)利用图1装置,分别做了四组实验,结果如图2。实验结果表明:单独使用独脚金内酯对侧枝生长几乎不起作用,单独使用生长素对侧枝生长起 作用。综合图2的结果,推测独脚金内酯影响侧枝生长的作用机制是 。
(4)科研人员提出了一个假设:生长素沿主茎运输时,独脚金内酯会抑制侧芽的生长素向主茎运输。科研人员采用图1的切段设计了如下实验:
①实验组:用生长素处理主茎,在侧芽处施加一定量具有放射性的 (填“生长素”或“独脚金内酯”),在固体培养基 (填“A”或“B”)中施加适量的 (填“生长素”或“独脚金内酯”),一段时间后,检测主茎下端放射性强度。
②对照组:用生长素处理主茎,在侧芽处施加与实验组等量的相同物质,相应的固定培养基不做处理,一段时间后,检测主茎下端放射性强度。
若该假设正确,则预期结果为
。
解析:(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,对植物生长发育有显著影响的微量有机物,对植物生长发育具有调节作用。
(2)生长素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,故实验处理时,生长素应加在固体培养基A中。
(3)分析图2结果可知,与对照组相比,单独使用独脚金内酯对侧枝生长几乎不起作用;单独使用生长素对侧枝生长起抑制作用;生长素和独脚金内酯同时使用,对侧枝生长的抑制作用最强,由此可推知,独脚金内酯可通过促进生长素的作用进而抑制侧枝生长。
(4)本实验是要验证生长素沿主茎运输时,独脚金内酯会抑制侧芽的生长素向主茎运输,自变量为是否施加独脚金内酯,放射性标记的生长素可以显示激素的运输情况。因此,①实验组:用生长素处理主茎,在侧芽处施加一定量具有放射性标记的生长素,在固体培养基B中加入适量的独脚金内酯。②对照组:用生长素处理主茎,在侧芽处施加与实验组等量的放射性标记的生长素,在固体培养基B中不加入独脚金内酯。若实验组主茎下端放射性强度小于对照组,则说明生长素沿主茎运输时,独脚金内酯会抑制侧芽的生长素向主茎运输。
答案:(1)调节 微量 (2)A 生长素在植物体内通过极性运输由形态学上端运输到形态学下端 (3)抑制 通过促进生长素的作用进而抑制侧枝生长 (4)①生长素 B 独脚金内酯 ②实验组主茎下端放射性强度小于对照组
21.(16分)光作为一种信号,影响、调控植物生长发育的全过程。在农业生产中,作物密植或高低作物间套作会导致荫蔽胁迫,主要表现为环境中红光与远红光比值(R∶FR)降低,从而影响作物产量和质量。如图为光敏色素B(phyB)和几种重要植物激素响应荫蔽胁迫的信号传递系统,PIFs、BZR1和ARF6均表示基因,(-)表示抑制,(+)表示促进。回答下列问题:
(1)在图中的植物激素中,能引起水稻恶苗病的是 。乙烯与油菜素甾醇在调控下胚轴伸长方面表现为 作用。
(2)phyB存在非活化(Pr)和活化(Pfr)两种形式。荫蔽胁迫下,phyB主要以 形式贮存,由此 (填“增强”或“减弱”)对PIFs的抑制作用。
(3)植物通过phyB感知环境中R∶FR的变化。当R∶FR增高时,phyB从 转化为 形式,这一转化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内,影响 ,从而表现出相应生物学效应。
(4)请用箭头表示荫蔽胁迫下调节植物生长发育的环境因素、植物激素和基因表达三者之间的关系。
(5)玉米—大豆间作模式能在不降低玉米产量的同时净增加大豆产量。但在该模式下,高位作物玉米对低位作物大豆造成荫蔽胁迫,极大地限制了间作大豆的产量和品质提升。因此,研究大豆对荫蔽胁迫的响应机理的生产实践意义为: (答出一个方面即可)。
解析:(1)赤霉素的作用有促进细胞分裂和茎伸长等,从而引起植株增高,赤霉素分泌过多,会导致恶苗病。据图可知,乙烯可间接促进生长素的合成,进而促进下胚轴伸长,油菜素甾醇也能间接促进生长素合成或直接促进ARF6合成,进而促进下胚轴伸长,因此乙烯与油菜素甾醇在调控下胚轴伸长方面表现为协同作用。
(2)荫蔽胁迫下,R∶FR降低,Pfr转化为Pr,因此phyB主要以非活化(Pr)形式贮存,Pfr的减少降低了对PIFs的抑制作用,导致下胚轴过度伸长。
(3)当R∶FR增高时,说明光照增强,光敏色素吸收光能,phyB的非活化(Pr)形式转化为活化(Pfr)形式,这一转化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内,影响PIFs基因的表达,进而调控BZR1和ARF6基因的表达,从而表现出相应生物学效应。
(4)结合题干及所学知识可知,植物生长发育的调控中,激素作为信息分子会影响基因的表达;激素的产生和分布是基因表达的结果,也受环境因素的影响;植物通过光敏色素响应环境变化,调控基因表达及激素的产生和分布,因此可得出环境因素、植物激素和基因表达三者之间的图示关系,图示见答案。
(5)研究大豆对荫蔽胁迫的响应机理可以指导合理密植,提高玉米—大豆间作模式的产量,提高经济收入。
答案:(1)赤霉素 协同 (2)非活化(Pr) 减弱 (3)非活化(Pr) 活化(Pfr) (PIFs)基因的表达
(4)如图所示
(5)合理安排种植密度,提高玉米—大豆间作的产量,增加经济收入
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