第5章 植物生命活动的调节(专项训练)生物沪科版2020选择性必修1
2025-10-30
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学沪科版选择性必修1 稳态与调节 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第5章 植物生命活动的调节 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.64 MB |
| 发布时间 | 2025-10-30 |
| 更新时间 | 2025-08-28 |
| 作者 | 自律🔝yx |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-08-28 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53653593.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第5章 植物生命活动的调节
目录导航
A考点归类·专项突破
考点01 环境因素参与植物的生命活动(重难点)
考点02 植物生长素
考点03 其他植物激素(重点)
B系统整合·能力进阶
考点01 环境因素参与植物的生命活动
1.生长素可同时存在于细胞内外,胞内和胞外两种生长素信号识别和传递系统可共同调节植物生长发育,同时控制不同的生长素反应。下列有关叙述正确的是( )
A.生长素以色氨酸为原料在核糖体上合成,并集中分布在植物生长旺盛的部位
B.单侧光会刺激胚芽鞘尖端,引起生长素分布不均匀从而引起向光性
C.细胞内和细胞外生长素受体的化学本质不同,结构也存在一定差别
D.玉米倒伏后,“淀粉体”沿重力方向沉降使近地侧生长素含量较低导致茎背地生长
2.淀粉体表面的TOC蛋白可结合LAZY蛋白,改变其在细胞膜上的分布,进而影响生长素的运输调控植物根的向重力性生长。科研人员将LAZY基因和GFP(绿色荧光蛋白)基因融合后转入基因缺失突变体中,垂直培养一段时间后旋转,根细胞中荧光强度比和淀粉体相对位置的变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.淀粉体可能在植物感知重力变化的过程中起重要作用
B.TOC蛋白与LAZY蛋白结合,使根部生长素的分布趋于均衡
C.重力刺激引发的淀粉体和细胞膜上LAZY蛋白运动的方向相同
D.植物激素的化学本质不是蛋白质,但其合成分布受基因表达调控
3.如图1表示植物不同器官对生长素的反应;图2是将含有生长素的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘的一侧,胚芽鞘弯曲的情况;图3是某校生物兴趣小组探究生长素类似物2,4-D对月季插条生根的影响的预实验结果。
(1)光可作为一种信号在植物体中被 接收,进而调控植物的生长发育,植物的生长发育的调控,除受光等环境因素的调节外,还受 调控以及 的调节。
(2) 是合成生长素(IAA)的原料。由图1可知,水平放置的植株,根向地弯曲生长是近地侧的生长素浓度范围应该是 mol/L。
(3)从图1中可以看出,对茎促进作用最强的生长素浓度,对根表现为抑制作用,这个现象说明了 。
(4)图2中,若在左侧给予单侧光刺激,A角将 (填“变大”、“不变”或“变小”)。
(5)具图3推测最适浓度的大致范围在 。用2,4-D处理插条时,为节约时间快速完成,选用较高浓度的2,4-D溶液,可采用 法。进行图3所示的预实验的目的是可以 。
4.植物的根在土壤中可绕过障碍物向下生长,藤本植物的茎可卷须缠绕支持物向上生长,如图所示。植物因接触刺激而引起的向性生长运动称为向触性,通常与生长素IAA分布不均匀有关,图中弯曲部位阴影部分表示IAA浓度较高。下列有关叙述,错误的是( )(多选)
A.植物向触性与光敏色素感受光刺激传递信息有关
B.根触碰障碍物时,可引起根尖IAA横向运输,导致IAA分布不均匀
C.茎卷须生长的现象体现了生长素低浓度促进生长、高浓度抑制生长的特点
D.植物向触性调控是激素调节和环境因素调节共同完成的,与基因表达也有关
5.大豆是一种光周期敏感作物,产量受日照长短变化影响较大。籽重是决定大豆产量的关键性状之一。为探究控制大豆籽重的关键基因及其光周期效应机制,科研人员展开如下研究。
(1)光不仅作为信号调节大豆种子的发育,还为植物的光合作用提供 。
(2)研究人员鉴定到一个控制大豆籽重的关键基因D,在长日照和短日照处理条件下分别检测了正常植株籽重、基因D功能缺失突变体植株(突变基因用d表示)籽重以及种子中D表达水平。结果表明:长日照条件下D对大豆籽重起抑制作用,而短日照条件下对大豆籽重不起作用。以下实验结果能为上述结论提供证据的有 (多选)。
a、长日照条件下,D在种子中表达水平很高
b、短日照条件下,D在种子中不表达或表达水平很低
c、长日照条件下,正常植株籽重明显高于突变体植株
d、短日照条件下,正常植株籽重和突变体植株无明显差异
e、任何光照条件下,D过表达植株比突变体植株产生的籽重更小
(3)已知S是一种介导蔗糖从种皮转运到胚的载体蛋白,在长日照条件下,可能与D基因表达的D蛋白存在相互作用。为研究正常植株中D蛋白与S蛋白对大豆种子积累有机物的作用,研究人员设计下图所示流程,获得下表结果。
组别
导入载体
荧光检测情况
黄色荧光
红色荧光
1
nY和cY
-
+
2
nY-D和S-cY
+
+
3
nY-d和S-cY
-
+
4
Ⅰ、
-
+
5
Ⅱ、
-
+
①I和II导入的载体分别为 。
②若第2组出现 荧光,则说明D蛋白和S蛋白在大豆种子质膜中存在相互作用。
③为进一步确定D蛋白调控籽重的机制,用C蔗糖处理正常植株和突变体植株的种子12小时,检测种皮和胚中C蔗糖含量。若实验结果为 ,则支持“D蛋白抑制S蛋白功能,进而抑制蔗糖从种皮到胚的转运”。
(4)请结合本研究阐释“我国春大豆主产区是东北地区,而非长江以南地区”的原因 。
考点02 植物生长素
6.根冠分泌的某种激素极性运输到根的分生区和伸长区,从而抑制根的生长。对A~C组垂直向下的根进行如图所示的不同处理后,根的生长方向分别为( )
A.垂直向上、向左弯曲、向右弯曲
B.垂直向下、向左弯曲、垂直向下
C.垂直向下、向右弯曲、向左弯曲
D.垂直向下、向右弯曲、垂直向下
7.下列有关生长素的产生、运输和分布的叙述,错误的是( )
A.幼嫩的细胞对生长素的敏感性大于衰老细胞
B.生长素合成和分布的主要场所是植物体的未成熟组织
C.在植物体的幼嫩部位,生长素可以逆浓度梯度运输
D.呼吸抑制剂可以抑制生长素的极性运输和非极性运输
8.在自然生长的蚕豆幼苗中,侧芽的发育通常受到抑制,摘除其顶芽可以促使侧芽发育。若在摘除顶芽的切口处放置含有生长素的羊毛脂,能阻止侧芽发育;若放置不含生长素的羊毛脂,则侧芽正常发育。下列有关叙述错误的是( )
A.自然生长的蚕豆幼苗中,侧芽处生长素浓度较顶芽高
B.顶芽产生的生长素到达侧芽处需要载体蛋白的协助
C.摘除蚕豆幼苗的顶芽,可以促使其多开花、多结果
D.羊毛脂可代替内源生长素抑制蚕豆幼苗侧芽的发育
9.植物在生长过程中,为了使机体更好地发育,根系会向下生长伸展到水肥更充足的区域、茎叶向阳光充足的方向伸展接受更多的阳光。图1为水平放置的正常萌发的玉米种子,图2为生长素作用效果随生长素浓度变化的趋势,回答下列问题:
(1)图1中玉米根尖的生长素的运输方向有 。若图2表示生长素浓度对根生长的影响,则图1中④侧生长素浓度的范围是 (用图2中小写字母表示),从而导致 ,最终使根出现向地生长。
(2)某兴趣小组探究2,4-D溶液(生长素类调节剂)促进月季插条生根的最适浓度,预实验结果如下表。回答下列问题:
2,4-D溶液浓度(mg/L)
0
a
b
c
d
e
根的平均长度(cm)
3.5
3.9
4.7
4.5
3.9
3.2
①若表中数据为预实验的结果,则后续实验的操作为 ,从而进一步确定最适浓度。
②实验时,兴趣小组配制了ad浓度的备用液,准备再次使用a浓度和d浓度的2,4-D溶液时,发现其标签已污损,无法辨认。请你结合表中实验结果,设计实验确定这两组备用液的浓度。 (要求写出实验思路、预期实验结果及结论)。
考点03 其他植物激素
10.植物激素或植物生长调节剂在生产上具有广泛应用,下列选项中关于外源添加植物激素或植物生长调节剂的应用,对应错误的是( )
选项
植物激素或植物生长调节剂
应用
A
赤霉素
大麦种子产生α-淀粉酶,用于酿制啤酒
B
α-萘乙酸
葡萄插条生根,无性繁殖
C
细胞分裂素
抑制棉花侧枝发育,维持顶端优势
D
油菜素内酯
促进细胞分裂,促进茎叶生长
A.A B.B C.C D.D
11.植物个体生长发育和适应环境的过程中,各种植物激素相互协调、共同调节。某植物果实脱落的调控过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.乙烯可促进该植物果实脱落,植物体的各个部位都可产生乙烯
B.果实脱落的调控中生长素可以抑制乙烯的合成
C.生长素类调节剂有利于防止该植物果实脱落,但使用时需注意施用浓度、时间等
D.该植物果实脱落过程中产生的乙烯对自身合成的调节属于负反馈调节
12.植物个体生长发育和适应环境的过程中,各种植物激素相互协调、共同调节。某植物果实脱落的调控过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.乙烯可促进该植物果实脱落,植物体的各个部位都可产生乙烯
B.果实脱落的调控中生长素可以抑制乙烯的合成
C.生长素类调节剂有利于防止该植物果实脱落,但使用时需注意施用浓度、时间等
D.该植物果实脱落过程中产生的乙烯对自身合成的调节属于负反馈调节
13.油菜素内酯(BR)是植物体内一种重要的激素。为探究油菜素内酯的生理作用,研究人员做了如下实验。
实验一:表中所示是相关研究的实验结果:
编号
1
2
3
4
5
6
油菜素内酯浓度/(mg•L-1)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
芹菜幼苗的平均株高/cm
16
20
38
51
42
20
实验二:用放射性碳标记的IAA处理主根,检测油菜素内酯对生长素运输的影响。实验方法及结果如图所示,据图回答下列问题:
(1)促进芹菜幼苗生长的最适BR浓度在 mg•L-1之间。2、6两组,芹菜幼苗的平均株高相同,油菜素内酯(BR)对芹菜幼苗生长的 (填“促进”或“抑制”)作用相同。
(2)在芹菜幼苗生长的过程中,与BR作用类似的激素可能是 (填“赤霉素”“乙烯”或“脱落酸”)。
(3)图示表明标记的生长素在根部的运输方向为 (填“单向”或“双向”),BR可以 (填“促进”或“抑制”)生长素的运输,且对 (运输方向)的作用更显著。
(4)与植物激素相比,植物生长调节剂具有 等优点(至少写出两点)。
14.植物在生长过程中,为了使机体更好地发育,根系会向下生长伸展到水肥更充足的区域、茎叶向阳光充足的方向伸展接受更多的阳光。图甲为水平放置的正常萌发的玉米种子,图乙为生长素作用效果随生长素浓度变化的趋势,图丙为生长素和细胞分裂素对根系生长的影响机制。回答下列问题:
(1)图甲中,玉米种子水平放置后,由于重力作用,生长素在根的 (填“③”或“④”)处分布较多,该处根的生长受到 (填“促进”或“抑制”)。
(2)图乙中,生长素浓度大于c时对植物生长起 (填“促进”或“抑制”)作用。若某植物幼苗表现为顶端优势,顶芽产生的生长素向下运输,积累在侧芽,侧芽处生长素浓度 (填“大于”“小于”或“等于”)c。
(3)根据图丙分析,生长素含量上升会促进根系生长,同时会促进细胞中 (填物质名称)的合成,该物质会促进细胞分裂素降解,使细胞分裂素含量下降,进而 (填“促进”或“抑制”)对根系生长的抑制作用,从而实现对根系生长的促进。
(4)农业生产中,为了促进扦插枝条生根,常使用一定浓度的生长素类调节剂处理插条基部。若配制的生长素类调节剂浓度较高,应采用 (填“浸泡法”或“沾蘸法”)处理插条。为了确定促进扦插枝条生根的最适生长素类调节剂浓度,应在预实验的基础上,在 (填“较低浓度范围”“较高浓度范围”或“最适浓度范围附近”)设置更小的浓度梯度进行进一步实验。
1.材料1:生长素是一种植物激素。豌豆植株的芽对不同浓度生长素的响应不同(见下表)。下图为具有顶端优势现象豌豆植株培养于适宜条件下,其中①~④代表不同器官。
生长素浓度(mol/L)
芽的生长
10-10~10-5
促进
10-5~10-3
抑制
(1)对图中植株①处生长素浓度推测正确的是________。
A.可能小于10-5mol/L B.可能大于10-5mol/L
C.可能小于10-10mol/L D.可能大于10-3mol/L
(2)对图中植株生长素合成与运输的叙述正确的是________。
A.只能由①处合成 B.只能由②处合成
C.可以从①向②处运输 D.可以从④向①处运输
(3)关于①处发育时利用的物质和能量,下列说法正确的是________。
A.物质碳原子可能来自于③处细胞吸收的二氧化碳
B.物质氮原子主要来自于④处细胞从土壤中吸收
C.大部分直接能源物质来自于③处细胞的光反应
D.少部分直接能源物质来自于①处细胞的三羧酸循环
研究发现一种由根细胞合成的新型植物激素SLs,可通过抑制侧芽处生长素向侧芽外运输来调控侧芽发育,而生长素可以促进SLs合成。
(4)若去除上图植株的①处,则②处生长素浓度和生长状态的变化依次是 。
A.升高、加快 B.降低、减慢 C.升高、减慢 D.降低、加快
(5)据题意推测,SLs对侧芽发育的影响是 (促进/抑制)。
材料2:茉莉酸(JA)是一种植物内源合成的脂类激素,调控根的生长、气孔开放度、氮和磷吸收以及多种植物逆境胁迫等植物生命活动。表5为植物叶绿体色素的相关数据。
色素名称
化学式
分子量
色素分离结果
叶黄素
C40H56O2
568
胡萝卜素
C40H56
536
叶绿素a
C55H72O5N4Mg
892
叶绿素b
C55H70O6N4Mg
906
(6)若给拟南芥施加同位素15N标记的氮素,一段时间后,植物体内会出现放射性的物质有 。(编号选填)
①淀粉 ②ATP ③ATP合酶 ④磷脂分子 ⑤光合色素
研究人员推测JA与植物干旱胁迫相关,研究结果如下表。
组别
JA含量(mg·L-1)
净光合速率(μmol·m-2·s-1)
叶绿素含量(mg·g-1)
气孔开放度(mmol·m-2·s-1)
Rubiso酶含量(mmol·g-1FW)
CK
0.3±0.06
9.7±0.26
30.17±0.45
495±10.07
1.83±0.32
干旱
1.1±0.07
4.5±0.06
21.13±0.73
376±10.51
0.92±0.21
注:Rubiso酶催化CO2形成三碳化物。
(7)表中叶绿素含量发生变化,测定方法是________。
A.层析法 B.分光光度法
C.同位素标记法 D.显微计数法
(8)根据表中数据推测干旱胁迫导致净光合速率变化的原因可能是________。
A.干旱胁迫使得叶绿素合成减少,光能利用率下降,光合速率减弱。
B.干旱胁迫下气孔开放度下降,氧气进入植物体受阻,呼吸作用减弱。
C.干旱胁迫下JA含量上升,气孔开放度下降,CO2利用率下降,光合速率减弱。
D.干旱胁迫下Rubiso酶含量下降,直接导致三碳化合物合成减少,光合速率减弱。
茉莉酸(JA)通常与其他植物激素共同工作,通过激素介导的信号传导网络相互调控,从而使植物正常生长发育。
(9)据图中信息可知,生长素(IAA)与JA的相互作用关系是______。
A.协同 B.拮抗
C.协同与拮抗 D.既不协同也不拮抗
(10)为探究a浓度的生长素(IAA)与b浓度的茉莉酸(JA)在根伸长上的复合影响,应设计 组实验。
2.植物对铝离子的耐受性:随着工业发展,土壤中铝离子含量上升,对农作物构成铝胁迫,继而影响其产量和品质。探究铝胁迫下作物的生长及其对铝胁迫响应的机理,具有重要意义。图1为模式生物拟南芥细胞响应铝胁迫的机理。
(1)图1中①所示细胞器的功能是______。(单选)
A.为细胞供能 B.合成蛋白质 C.参与细胞分裂 D.加工蛋白质
(2)据图1判断铝离子进入细胞的方式为 。
(3)研究表明,铝胁迫会影响膜的流动性。据此判断,在铝胁迫下,受影响的细胞结构包括 。(编号选填)
①核糖体 ②内质网 ③大液泡 ④细胞骨架 ⑤高尔基体
(4)铝离子进入细胞核后与DNA中的磷酸基团结合,从而影响DNA功能。遗传信息蕴含在图2所示双链DNA分子的 中。(编号选填)
(5)铝离子能破坏纺锤丝从而导致细胞发生染色体畸变。欲研究铝离子对植物细胞分裂过程中染色体畸变率的影响,可选用的染液包括______。(多选)
A.醋酸洋红 B.龙胆紫染液 C.苏丹IV染液 D.双缩脲试剂
(6)经染液染色后镜检,观察到植物细胞分裂图像如下。欲统计染色体畸变率,最佳时期是______。(单选)
A. B.
C. D.
(7)环境中高铝离子浓度会对植物造成损害。据图分析,拟南芥细胞降低铝离子浓度的机制是 。(编号选填排序)
①ALMT基因表达量上升②苹果酸根转运能力上升③ALMT基因表达量下降④苹果酸根转运能力下降⑤ROS抑制RAE蛋白 ⑥铝离子激活ABR复合物⑦RAE抑制STOP蛋白
(8)研究人员发现NO可以促进苹果酸盐分泌。为调查NO是否可提高植物幼苗对铝胁迫的耐受性,试完成下表中实验设计方案。(编号选填)
①正常拟南芥植株②ALMT基因缺陷拟南芥植株③苹果酸根含量④c-PTIO(NO清除剂)⑤自来水
实验材料
实验处理
检测指标
实验组
对照组
(9)研究表明,胞内低剂量的铝离子能促进根细胞生长,因此植物细胞内存在维持铝离子浓度相对稳定的机制。据图1分析,STOP蛋白促进基因RAE和ALMT相伴表达的作用在于______。(单选)
A.使RAE和ALMT蛋白协同发挥作用
B.使RAE蛋白在灭活后能得到及时补充
C.使基因RAE和ALMT的表达能相互调节
D.使基因RAE和ALMT受一个启动子控制
3.为研究植物激素对番茄生命活动的调节,科研人员做了系列实验。
(一)研究小组研究了用不同生长素类似物在不同浓度处理时对番茄插条生根指数(生根指数是生根数和根长的综合指标,生根数越多,根越长,则生根指数越大)的影响,番茄插条生根指数如表1所示。
表1
组别
生长素类似物浓度/(mg·L-1)
生长素类似物种类
NAA
2,4-D
IBA
1
0.1
52.4
57.8
20.4
2
0.3
54.4
70.0
17.8
3
0.5
56.0
67.8
16.6
对照组
0
15.0
15.1
14.9
(1)下列有关生长素的叙述错误的是___。A、生长素主要的合成部位是高等植物生长活跃的部位
B、植物体内的生长素只能从形态学上端运输到形态学下端
C、当氧气缺少时,植物体内生长素的极性运输会受到影响
D、生长素作为信息分子,可参与调节植物的生长、发育等生命活动
(2)该实验说明了生长素类似物可以调节植物生根。除此之外,生长素还可以起到促进细胞伸长的作用,在这一方面能与生长素起到协同作用的激素是___。A、细胞分裂素 B、赤霉素 C、乙烯 D、脱落酸
(3)根据题干信息,下列叙述正确的是___(多选)。A、实验所用的番茄插条是要生长状态基本相同的
B、对照组所用的番茄插条生根与生长素和生长素类似物无关
C、实验说明IBA 有低浓度促进生根,高浓度抑制生根的特点
D、实验说明最适宜生根的2,4-D 浓度可能在0.3mg/L左右
(二)科研人员将处于花蕾期的番茄花分成4组进行实验,处理及结果见表2。
表2
组别
1组
2组
3组
4组
实验处理
授粉
未授粉
不涂抹IAA
不涂抹IAA
在子房上涂抹IAA
在花柄上涂抹IAA
果实平均重量(g)
4.1
0
5.3
0
(4)1组番茄花发育成果实,其子房生长所需的生长素主要来自于发育着的 。
(5)比较2、3组实验结果,表明 。
(6)依据3、4组实验结果,推测IAA不能 。
根据上述推测,科研人员认为芽产生的生长素并不用于调节子房发育成果实。为此,科研人员建立了如图所示的研究模型。请利用该模型,完成表3中验证该推测的实验方案并预期结果。
表3
实验处理
放射性检测结果比较
3H-IAA
NPA
a段
b段
c段
d段
Ⅰ组
施加
施加
I组<II组
I组<II组
Ⅱ组
?
?
注:NPA为生长素运输阻断剂
(7)表3中Ⅰ组应在图中的___(选填“1”、“2”或“3”)处施加3H-IAA。A、1处 B、2处 C、3处 D、1和2处
(8)表3中Ⅰ组应在图中的___(选填“1”、“2”或“3”)处施加NPA。A、1处 B、2处 C、3处 D、1和2处
(9)Ⅱ组“?”处的处理从左到右依次应为 、 。
(10)请填写a段的预期结果___。A、Ⅰ组 B、Ⅰ组=Ⅱ组 C、Ⅰ组>Ⅱ组
(11)请填写c段的预期结果___。A、Ⅰ组 B、Ⅰ组=Ⅱ组 C、Ⅰ组>Ⅱ组
(12)为进一步研究IAA 对果实发育的调节作用,科研人员将处于花蕾期的番茄花分成4组,实验处理及各组所结果实平均重量如下图所示(图中“+”表示在花柄处施加NPA,“-”表示未进行该处理)。据图分析,授粉后在花柄处施加NPA导致番茄不能结实的原因是: 。
(13)在农业生产中,有人质疑生长素类似物的使用会导致儿童性早熟。请说出你对此看法的观点并说明理由 。
4.生长素(IAA)是重要的植物生长调节剂。生长素运输渠道化理论认为:顶芽产生的生长素通过主茎运输,当主茎中生长素运输流饱和时,会限制侧芽合成的生长素外流,侧芽处于休眠状态,形成顶端优势。另有研究发现,细胞分裂素(CK)和独脚金内酯也参与侧芽生长调控,三者关系如图8所示,其中→表示促进,表示抑制,连续箭头表示运输路径。
(1)根据生长素运输渠道化理论分析,植物打顶(去除顶芽)后侧芽快速生长的原因是______。
A.侧芽处生长素合成加强 B.侧芽处生长素外流加强
C.侧芽处生长素合成减弱 D.侧芽处生长素外流减弱
(2)据图,在调控侧芽生长方面,生长素与细胞分裂素表现为 (协同/拮抗)作用,生长素与独脚金内酯表现为 (协同/拮抗)作用。
(3)对顶端优势进行解释时,生长素运输渠道化理论与图8所示机理的差别主要在于后者_____。
A.关注了激素运输对分布带来的影响
B.关注了单一种类激素对植物的影响
C.关注了多种激素对植物生命活动的调节
D.关注了外界环境对植物生命活动的调节
(4)人工打顶后,侧芽能快速生长甚至开花结实。生产中常采用打顶后及时涂抹生长素的方法,使叶片增多、叶面积增大,以提高烟草等植物叶片的产量。其原理是该方法可以 。(编号选填)
①控制开花和结果的总量②减少叶片中有机物的输出③增加开花和结果的机会④增加叶片中有机物的积累
研究人员发现,干旱胁迫下,植物体通过分泌脱落酸(ABA)调节保卫细胞的生理变化,帮助植物抵抗逆境伤害。调节机制如图中A和B所示。
(5)脱落酸还能促进植物衰老,植物体内与之具有协同作用的是__________。
A.赤霉素 B.乙烯 C.生长素 D.细胞分裂素
(6)根据图并结合已有知识,分析说明脱落酸(ABA)通过调节气孔导度帮助植物抵抗干旱胁迫的机制。 。
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第5章 植物生命活动的调节
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A考点归类·专项突破
考点01 环境因素参与植物的生命活动(重难点)
考点02 植物生长素
考点03 其他植物激素(重点)
B系统整合·能力进阶
考点01 环境因素参与植物的生命活动
1.生长素可同时存在于细胞内外,胞内和胞外两种生长素信号识别和传递系统可共同调节植物生长发育,同时控制不同的生长素反应。下列有关叙述正确的是( )
A.生长素以色氨酸为原料在核糖体上合成,并集中分布在植物生长旺盛的部位
B.单侧光会刺激胚芽鞘尖端,引起生长素分布不均匀从而引起向光性
C.细胞内和细胞外生长素受体的化学本质不同,结构也存在一定差别
D.玉米倒伏后,“淀粉体”沿重力方向沉降使近地侧生长素含量较低导致茎背地生长
【答案】B
【分析】生长素:合成部位:幼嫩的芽、叶和发育中的种子。主要生理功能:低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
【详解】A、生长素以色氨酸为原料,但合成过程通过酶的催化在细胞质中进行,而非核糖体(核糖体合成蛋白质),且生长素广泛分布,相对集中分布在生长旺盛的部分,而非仅集中生长旺盛部位,A错误;
B、单侧光会刺激胚芽鞘的尖端,导致生长素横向运输,导致尖端分布不均,向下运输后引起下部生长素浓度差异,从而向光弯曲,B正确;
C、生长素受体无论胞内或胞外均为蛋白质,化学本质相同,但结构存在差异,C错误;
D、玉米倒伏时,淀粉体沉降使近地侧生长素浓度较高(而非较低),促进近地侧细胞伸长,导致茎背地生长,D错误;
故选B。
2.淀粉体表面的TOC蛋白可结合LAZY蛋白,改变其在细胞膜上的分布,进而影响生长素的运输调控植物根的向重力性生长。科研人员将LAZY基因和GFP(绿色荧光蛋白)基因融合后转入基因缺失突变体中,垂直培养一段时间后旋转,根细胞中荧光强度比和淀粉体相对位置的变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.淀粉体可能在植物感知重力变化的过程中起重要作用
B.TOC蛋白与LAZY蛋白结合,使根部生长素的分布趋于均衡
C.重力刺激引发的淀粉体和细胞膜上LAZY蛋白运动的方向相同
D.植物激素的化学本质不是蛋白质,但其合成分布受基因表达调控
【答案】B
【分析】生长素的产生部位主要是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。主要集中分布于生长旺盛的部位,如胚芽鞘、芽、和根顶端的分生组织、形成层、发育中的种子等处。其运输方向有:极性运输:生长素只能由形态学上端运向形态学下端;在成熟组织中可以通过韧皮部进行非极性运输。生长素还会由于单一方向刺激发生横向运输。
【详解】A、淀粉体表面的TOC蛋白与LAZY蛋白结合,改变其在细胞膜上的分布,进而影响生长素的运输和植物根的向重力性生长,因此淀粉体在感知重力变化中可能起重要作用,A正确;
B、TOC蛋白与LAZY蛋白结合,改变其在细胞膜上的分布,进而影响生长素的运输调控植物根的向重力性生长,据此可推知,TOC蛋白与LAZY蛋白结合,并不会使根部生长素的分布趋于均衡,B错误;
C、垂直培养一段时间后旋转90。,随着时间的延长,细胞膜荧光强度近地侧/远地侧之比逐渐增大,淀粉体相对位置逐渐下降,说明淀粉体的运动方向是从远地侧向近地侧运输,细胞膜上LAZY蛋白运动的方向也是从远地侧向近地侧运输,C正确;
D、植物激素的化学本质是有机物,但不是蛋白质,其合成分布受基因表达的调控,D正确。
故选B。
3.如图1表示植物不同器官对生长素的反应;图2是将含有生长素的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘的一侧,胚芽鞘弯曲的情况;图3是某校生物兴趣小组探究生长素类似物2,4-D对月季插条生根的影响的预实验结果。
(1)光可作为一种信号在植物体中被 接收,进而调控植物的生长发育,植物的生长发育的调控,除受光等环境因素的调节外,还受 调控以及 的调节。
(2) 是合成生长素(IAA)的原料。由图1可知,水平放置的植株,根向地弯曲生长是近地侧的生长素浓度范围应该是 mol/L。
(3)从图1中可以看出,对茎促进作用最强的生长素浓度,对根表现为抑制作用,这个现象说明了 。
(4)图2中,若在左侧给予单侧光刺激,A角将 (填“变大”、“不变”或“变小”)。
(5)具图3推测最适浓度的大致范围在 。用2,4-D处理插条时,为节约时间快速完成,选用较高浓度的2,4-D溶液,可采用 法。进行图3所示的预实验的目的是可以 。
【答案】(1) 光敏色素 基因表达 植物激素
(2) 色氨酸 大于10-8
(3)不同植物器官对生长素敏感性不同
(4)不变
(5) 在200~600浓度范围内(200~600) 沾蘸 为进一步实验摸索条件,检验实验设计的科学性和可行性
【分析】分析图1的曲线可知:如图表示生长素浓度对植物根、芽和茎生长的影响,不同器官对生长素的敏感程度不同,根最敏感、芽其次、最后是茎。
分析图2可知:胚芽鞘弯曲程度越大,A越小,实验设计需遵循对照原则,欲证明生长素具有促进生长的作用,应设计空白对照组。
分析图3可知:随着2,4-D浓度的逐渐升高,平均生根数先增多后下降,在浓度为1000时对生根起抑制作用。
【详解】(1)光作为一种信号调节植物生长时,需要光敏色素的参与,在受到光照射时,光敏色素的结构会发生变化,最终影响基因的表达,从而引起一系列变化,从而表现出生物学效应。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。
(2)色氨酸是合成生长素(IAA)的原料。由图1可知,水平放置的植株,根向地弯曲生长是近地侧的生长素起到抑制作用,应该是大于10-8mol/L。
(3)图1中可以看出,对茎促进作用最强的生长素浓度(10-4mol/L),对根表现为抑制作用,该现象说明了不同植物器官对生长素的敏感性不同。
(4)图2中,琼脂块中的生长素只能沿着与胚芽鞘的接触面向下运输,图示中的琼脂块放置在去顶胚芽鞘切面的左侧,导致琼脂块中的生长素进入胚芽鞘切断的左侧,胚芽鞘左侧的生长素浓度高于右侧,导致胚芽鞘左侧生长快于右侧,形成A角。由于没有胚芽鞘尖端,不能感受单侧光的刺激,因此增加单侧光刺激不会影响A角的大小,所以A角不变。
(5)由图3可知,生长素类似物浓度为400(单位)时生根数最多,故最适浓度大致范围在200~600(单位)。用较高浓度的2,4-D溶液处理处理插条时,可采用沾蘸法。图3所示的预实验可以进一步的摸索条件,也可以检验试验设计的科学性和可行性。
4.植物的根在土壤中可绕过障碍物向下生长,藤本植物的茎可卷须缠绕支持物向上生长,如图所示。植物因接触刺激而引起的向性生长运动称为向触性,通常与生长素IAA分布不均匀有关,图中弯曲部位阴影部分表示IAA浓度较高。下列有关叙述,错误的是( )(多选)
A.植物向触性与光敏色素感受光刺激传递信息有关
B.根触碰障碍物时,可引起根尖IAA横向运输,导致IAA分布不均匀
C.茎卷须生长的现象体现了生长素低浓度促进生长、高浓度抑制生长的特点
D.植物向触性调控是激素调节和环境因素调节共同完成的,与基因表达也有关
【答案】AC
【分析】生长素发挥的作用,因浓度、植物细胞的成熟情况和器官的种类不同而有较大的差异。一般情况下,生长素低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
【详解】A.图中根长在地下,接受不到光照,故推测植物向触性与光敏色素感受光刺激传递信息无关,A错误;
B.由图可知,根触碰障碍物时,接触刺激引起根尖IAA横向运输,导致IAA分布不均匀,B正确;
C.图中弯曲部位阴影部分表示生长素浓度较高,据图可推知,茎卷须缠绕支持物生长体现了高浓度生长素也促进生长,并未体现生长素低浓度促进生长,高浓度抑制生长的特点,C错误;
D.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,故植物向触性是基因表达、激素调节和环境因素参与调节的结果,D正确。
故选AC。
5.大豆是一种光周期敏感作物,产量受日照长短变化影响较大。籽重是决定大豆产量的关键性状之一。为探究控制大豆籽重的关键基因及其光周期效应机制,科研人员展开如下研究。
(1)光不仅作为信号调节大豆种子的发育,还为植物的光合作用提供 。
(2)研究人员鉴定到一个控制大豆籽重的关键基因D,在长日照和短日照处理条件下分别检测了正常植株籽重、基因D功能缺失突变体植株(突变基因用d表示)籽重以及种子中D表达水平。结果表明:长日照条件下D对大豆籽重起抑制作用,而短日照条件下对大豆籽重不起作用。以下实验结果能为上述结论提供证据的有 (多选)。
a、长日照条件下,D在种子中表达水平很高
b、短日照条件下,D在种子中不表达或表达水平很低
c、长日照条件下,正常植株籽重明显高于突变体植株
d、短日照条件下,正常植株籽重和突变体植株无明显差异
e、任何光照条件下,D过表达植株比突变体植株产生的籽重更小
(3)已知S是一种介导蔗糖从种皮转运到胚的载体蛋白,在长日照条件下,可能与D基因表达的D蛋白存在相互作用。为研究正常植株中D蛋白与S蛋白对大豆种子积累有机物的作用,研究人员设计下图所示流程,获得下表结果。
组别
导入载体
荧光检测情况
黄色荧光
红色荧光
1
nY和cY
-
+
2
nY-D和S-cY
+
+
3
nY-d和S-cY
-
+
4
Ⅰ、
-
+
5
Ⅱ、
-
+
①I和II导入的载体分别为 。
②若第2组出现 荧光,则说明D蛋白和S蛋白在大豆种子质膜中存在相互作用。
③为进一步确定D蛋白调控籽重的机制,用C蔗糖处理正常植株和突变体植株的种子12小时,检测种皮和胚中C蔗糖含量。若实验结果为 ,则支持“D蛋白抑制S蛋白功能,进而抑制蔗糖从种皮到胚的转运”。
(4)请结合本研究阐释“我国春大豆主产区是东北地区,而非长江以南地区”的原因 。
【答案】(1)能量
(2)abde
(3) nY和S-cY、nY-D和cY 质膜处为叠加的红色和黄色(或“质膜处为橙色”) 正常植株种皮中的13C蔗糖含量高于突变体,但胚中的13C蔗糖含量低于突变体
(4)春季,自北向南,日照时间变长(或“大豆为短日照植物”);长江以南地区在春季日照时间长,D基因对大豆籽重起抑制作用;而东北地区此季节日照时间短,D基因对大豆籽重不起作用
【分析】光不仅作为信号调节大豆种子的发育、还为植物的光合作用提供能量。
【详解】(1)光不仅作为信号调节大豆种子的发育、还为植物的光合作用提供能量。
(2)长日照条件下D对大豆籽重起抑制作用,而短日照条件下对大豆籽重不起作用,以下实验结果能为上述结论提供证据的有,a,长日照条件下,D在种子中表达水平很高;因为长日照条件下D对大豆籽重起抑制作用;b、短日照条件下,D在种子中不表达或表达水平很低,因为短日照条件下对大豆籽重不起作用;d、短日照条件下,正常植株籽重和突变体植株无明显差异,因为短日照条件下对大豆籽重不起作用;e、任何光照条件下,D过表达植株比突变体植株产生的籽重更小,D过表达,长日照条件下D对大豆籽重起抑制作用。
(3)①通过表格对比,可以得到I和Ⅱ导入的载体分别为nY和S-cY、nY-D和cY;
②因为nY和cY不能自组装发出黄色荧光,但它们分别连接的蛋白相互靠近时,nY和cY这两部分在空间上彼此靠近,才能被激发出荧光,所以若第2组出现质膜处为叠加的红色和黄色(或“质膜处为橙色”)则说明D蛋白和S蛋白在大豆种子质膜中存在相互作用;
③为进一步确定D蛋白调控籽重的机制,用13C蔗糖处理正常植株和突变体植株的种子12小时,检测种皮和胚中13C蔗糖含量。若实验结果为正常植株种皮中的13C蔗糖含量高于突变体,但胚中的13C蔗糖含量低于突变体则说明D蛋白和S蛋白在大豆种子质膜中存在相互作用。
(4)“我国春大豆主产区是东北地区,而非长江以南地区”的原因:春季,自北向南,日照时间变长(或“大豆为短日照植物”);长江以南地区在春季日照时间长,D基因对大豆籽重起抑制作用;而东北地区此季节日照时间短,D基因对大豆籽重不起作用。
考点02 植物生长素
6.根冠分泌的某种激素极性运输到根的分生区和伸长区,从而抑制根的生长。对A~C组垂直向下的根进行如图所示的不同处理后,根的生长方向分别为( )
A.垂直向上、向左弯曲、向右弯曲
B.垂直向下、向左弯曲、垂直向下
C.垂直向下、向右弯曲、向左弯曲
D.垂直向下、向右弯曲、垂直向下
【答案】C
【分析】生长素的生理作用:促进生长、促进扦插的枝条生根、促进果实的发育等。
【详解】根据题意可知,根冠分泌的某种激素极性运输到根的分生区和伸长区,从而抑制根的生长,图A中根冠产生的某种激素通过极性运输在分生区和伸长区分布均匀,因此表现为垂直向下生长,B图中根尖的右侧含有根冠,通过极性运输使分生区和伸长区的右侧该激素分布多,抑制生长,而左侧生长快,因此表现为向右弯曲生长,C图右侧插入了云母片,导致该激素不能通过极性运输到伸长区,使左侧该激素含量多于右侧,左侧抑制生长程度大,因此向左侧弯曲生长。
综上所述,C正确,ABD错误。
故选C。
7.下列有关生长素的产生、运输和分布的叙述,错误的是( )
A.幼嫩的细胞对生长素的敏感性大于衰老细胞
B.生长素合成和分布的主要场所是植物体的未成熟组织
C.在植物体的幼嫩部位,生长素可以逆浓度梯度运输
D.呼吸抑制剂可以抑制生长素的极性运输和非极性运输
【答案】D
【详解】A、幼嫩细胞代谢旺盛,对生长素更敏感,而衰老细胞敏感性较低,A正确;
B、生长素合成和分布的主要场所是植物体的未成熟组织,如幼嫩的芽、叶和发育中的种子等,B正确;
C、在植物体的幼嫩部位,生长素可以进行极性运输(逆浓度梯度运输),C正确;
D、极性运输依赖主动运输,需消耗能量,呼吸抑制剂会抑制该过程;但非极性运输(如韧皮部运输)为被动运输,无需能量,呼吸抑制剂对其无影响,D错误。
故选D。
8.在自然生长的蚕豆幼苗中,侧芽的发育通常受到抑制,摘除其顶芽可以促使侧芽发育。若在摘除顶芽的切口处放置含有生长素的羊毛脂,能阻止侧芽发育;若放置不含生长素的羊毛脂,则侧芽正常发育。下列有关叙述错误的是( )
A.自然生长的蚕豆幼苗中,侧芽处生长素浓度较顶芽高
B.顶芽产生的生长素到达侧芽处需要载体蛋白的协助
C.摘除蚕豆幼苗的顶芽,可以促使其多开花、多结果
D.羊毛脂可代替内源生长素抑制蚕豆幼苗侧芽的发育
【答案】D
【详解】A、自然生长时,顶芽产生的生长素运输至侧芽积累,导致侧芽处生长素的浓度高于顶芽,A正确;
B、生长素由顶芽到侧芽的极性运输属于主动运输,需载体蛋白协助并消耗能量,B正确;
C、摘除顶芽可解除顶端优势,以起到控制植物长高,抑制营养生长,促进生殖生长,以使植物多开花、多结果、加快果实发育,C正确;
D、羊毛脂仅作为载体,抑制侧芽的是外源添加的生长素,而非羊毛脂本身,D错误。
故选D。
9.植物在生长过程中,为了使机体更好地发育,根系会向下生长伸展到水肥更充足的区域、茎叶向阳光充足的方向伸展接受更多的阳光。图1为水平放置的正常萌发的玉米种子,图2为生长素作用效果随生长素浓度变化的趋势,回答下列问题:
(1)图1中玉米根尖的生长素的运输方向有 。若图2表示生长素浓度对根生长的影响,则图1中④侧生长素浓度的范围是 (用图2中小写字母表示),从而导致 ,最终使根出现向地生长。
(2)某兴趣小组探究2,4-D溶液(生长素类调节剂)促进月季插条生根的最适浓度,预实验结果如下表。回答下列问题:
2,4-D溶液浓度(mg/L)
0
a
b
c
d
e
根的平均长度(cm)
3.5
3.9
4.7
4.5
3.9
3.2
①若表中数据为预实验的结果,则后续实验的操作为 ,从而进一步确定最适浓度。
②实验时,兴趣小组配制了ad浓度的备用液,准备再次使用a浓度和d浓度的2,4-D溶液时,发现其标签已污损,无法辨认。请你结合表中实验结果,设计实验确定这两组备用液的浓度。 (要求写出实验思路、预期实验结果及结论)。
【答案】(1) 极性运输、非极性运输(横向运输) 大于c 高浓度生长素抑制④(近地)侧生长,低浓度生长素促进③(远地)侧生长
(2) 在a与c的浓度范围内设计更小的浓度梯度 实验思路:用试管分别取等量的两种备用液,加入适量的清水进行稀释,再用等量的稀释液处理月季枝条,测量并记录月季枝条生根的平均长度
预期实验结果及结论:若根的平均长度小于3.9cm,则为a浓度;若根的平均长度大于3.9cm,则为d浓度
【分析】1、生长素是第一个被发现的植物激素。生长素有调节茎的生长速率、抑制侧芽、促进生根等作用,在农业上用以促进插枝生根,效果显著。2,4-D是人工合成的生长素的类似物,在生产上应用广泛。2、实验的自变量是2,4-D浓度,因变量是根的平均长度,无关变量包括:侧芽的数目、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;生长素生理作用具有两重性,低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
【详解】(1)图1中玉米根尖的生长素的运输方向有极性运输、非极性运输(横向运输),极性运输是指从形态学的上端(根尖)运输到形态学的下端,而根尖由于重力作用,还存在横向运输,根尖生长素从远地侧运往近地侧;图1中的④位于近地侧,生长素浓度大,抑制根的生长,生长素的浓度可用图2的大于c的浓度表示;高浓度生长素抑制④(近地)侧生长,低浓度生长素促进③(远地)侧生长,因此根表现为向地生长。
(2)结合表格可知,表格中的浓度为b时根的长度最大,因此为进一步确定最适浓度,可在a与c的浓度范围内设计更小的浓度梯度;实验时配制了浓度a和浓度d的2,4-D溶液,要区分可设计实验为:用试管分别取等量的两种备用液,加入适量的清水进行稀释,再用等量的稀释液处理月季枝条,测量并记录月季枝条生根的平均长度。预期实验结果及结论:若为a浓度,稀释后浓度低,根的平均长度小于3.9cm;若为d浓度,稀释后浓度低(表格中c浓度小于d浓度,根更长),根的平均长度大于3.9cm。
考点03 其他植物激素
10.植物激素或植物生长调节剂在生产上具有广泛应用,下列选项中关于外源添加植物激素或植物生长调节剂的应用,对应错误的是( )
选项
植物激素或植物生长调节剂
应用
A
赤霉素
大麦种子产生α-淀粉酶,用于酿制啤酒
B
α-萘乙酸
葡萄插条生根,无性繁殖
C
细胞分裂素
抑制棉花侧枝发育,维持顶端优势
D
油菜素内酯
促进细胞分裂,促进茎叶生长
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A、赤霉素能促进大麦种子产生α-淀粉酶,无需发芽即可用于啤酒生产,A正确;
B、α-萘乙酸是生长素类调节剂,可促进葡萄插条生根,用于无性繁殖,B正确;
C、细胞分裂素的作用是促进细胞分裂和侧枝发育,而抑制棉花侧枝发育、维持顶端优势是生长素的作用,C错误;
D、油菜素内酯能促进细胞分裂、茎叶生长、花粉管生长、种子萌发等,D正确。
故选C。
11.植物个体生长发育和适应环境的过程中,各种植物激素相互协调、共同调节。某植物果实脱落的调控过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.乙烯可促进该植物果实脱落,植物体的各个部位都可产生乙烯
B.果实脱落的调控中生长素可以抑制乙烯的合成
C.生长素类调节剂有利于防止该植物果实脱落,但使用时需注意施用浓度、时间等
D.该植物果实脱落过程中产生的乙烯对自身合成的调节属于负反馈调节
【答案】D
【详解】A、据图可知,乙烯促进果实的脱落,乙烯在植物体的各个部位都能合成,A正确;
B、据图可知,在果实脱落的调控中,生长素通过抑制脱落酸的形成,进而抑制乙烯的合成,B正确;
C、图示明确指出生长素抑制脱落酸的合成。抑制了脱落酸,就等于抑制了整个促进脱落的信号通路。因此,人为地喷施生长素类调节剂(如萘乙酸),可以抑制脱落酸的产生,达到防止果实过早脱落(保果)的目的,但使用时需注意施用浓度和时间等,C正确;
D、图中关于乙烯的调节环路可以得出乙烯的产生会抑制生长素的形成,而生长素会抑制脱落酸的合成,最后脱落酸会促进乙烯合成酶合成乙烯。这意味着乙烯的产生会促进其合成酶的产生,从而导致更多的乙烯被合成。这种“产物促进自身生成”的调节机制,是一种自我放大的效应,被称为正反馈,D错误。
故选D。
12.植物个体生长发育和适应环境的过程中,各种植物激素相互协调、共同调节。某植物果实脱落的调控过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.乙烯可促进该植物果实脱落,植物体的各个部位都可产生乙烯
B.果实脱落的调控中生长素可以抑制乙烯的合成
C.生长素类调节剂有利于防止该植物果实脱落,但使用时需注意施用浓度、时间等
D.该植物果实脱落过程中产生的乙烯对自身合成的调节属于负反馈调节
【答案】D
【详解】A、乙烯具有促进果实成熟和脱落的作用,并且植物体的各个部位都能产生乙烯,A正确;
B、从图中可以看到,生长素能抑制乙烯合成酶的合成,从而抑制乙烯的合成,B正确;
C、生长素类调节剂可以防止落花落果,但由于生长素类调节剂具有两重性,所以使用时需要注意施用浓度、时间等,C正确;
D、图中关于乙烯的调节环路可以得出乙烯的产生会抑制生长素的形成,而生长素会抑制脱落酸的合成,最后脱落酸会促进乙烯合成酶合成乙烯。这意味着乙烯的产生会促进其合成酶的产生,从而导致更多的乙烯被合成。这种“产物促进自身生成”的调节机制,是一种自我放大的效应,被称为正反馈,D错误。
故选D。
13.油菜素内酯(BR)是植物体内一种重要的激素。为探究油菜素内酯的生理作用,研究人员做了如下实验。
实验一:表中所示是相关研究的实验结果:
编号
1
2
3
4
5
6
油菜素内酯浓度/(mg•L-1)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
芹菜幼苗的平均株高/cm
16
20
38
51
42
20
实验二:用放射性碳标记的IAA处理主根,检测油菜素内酯对生长素运输的影响。实验方法及结果如图所示,据图回答下列问题:
(1)促进芹菜幼苗生长的最适BR浓度在 mg•L-1之间。2、6两组,芹菜幼苗的平均株高相同,油菜素内酯(BR)对芹菜幼苗生长的 (填“促进”或“抑制”)作用相同。
(2)在芹菜幼苗生长的过程中,与BR作用类似的激素可能是 (填“赤霉素”“乙烯”或“脱落酸”)。
(3)图示表明标记的生长素在根部的运输方向为 (填“单向”或“双向”),BR可以 (填“促进”或“抑制”)生长素的运输,且对 (运输方向)的作用更显著。
(4)与植物激素相比,植物生长调节剂具有 等优点(至少写出两点)。
【答案】(1) 0.2~0.4 促进
(2)赤霉素
(3) 双向 促进 尖端向中部
(4)容易合成、原料广泛和效果稳定
【分析】1、在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中,生长素只能从形态学上端运输到形态学下端,而不能反过来运输,也就是只能单方向地运输,称为极性运输,极性运输是一种主动运输。
2、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】(1)由于在最适浓度两侧,总有两个不同浓度的BR对植物生长的促进作用相等,由表中数据可知,促进芹菜幼苗生长的最适BR浓度一定在0.2~0.4mg·L-1之间,2、6两组,芹菜幼苗的平均株高相同且高于对照组(1组),说明油菜素内酯(BR)对芹菜幼苗生长的促进作用相同。
(2)分析表格数据可知,一定浓度的油菜素内酯溶液对芹菜幼苗的生长具有促进作用,赤霉素的主要是促进细胞伸长,从而引起植株增高,所以与BR作用类似的激素可能是赤霉素。
(3)从图中看出,两种实验情况下,都检测到了放射性碳标记的IAA,故生长素在根部的运输方向为双向,而加了BR的两个实验组检测到的IAA(放射性)都多于各自的对照组(空白),可以看出BR促进了生长素的运输。但是乙组中,IAA相对含量比对照组明显增加,故BR对尖端向中部的运输过程促进作用更强。
(4)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。
14.植物在生长过程中,为了使机体更好地发育,根系会向下生长伸展到水肥更充足的区域、茎叶向阳光充足的方向伸展接受更多的阳光。图甲为水平放置的正常萌发的玉米种子,图乙为生长素作用效果随生长素浓度变化的趋势,图丙为生长素和细胞分裂素对根系生长的影响机制。回答下列问题:
(1)图甲中,玉米种子水平放置后,由于重力作用,生长素在根的 (填“③”或“④”)处分布较多,该处根的生长受到 (填“促进”或“抑制”)。
(2)图乙中,生长素浓度大于c时对植物生长起 (填“促进”或“抑制”)作用。若某植物幼苗表现为顶端优势,顶芽产生的生长素向下运输,积累在侧芽,侧芽处生长素浓度 (填“大于”“小于”或“等于”)c。
(3)根据图丙分析,生长素含量上升会促进根系生长,同时会促进细胞中 (填物质名称)的合成,该物质会促进细胞分裂素降解,使细胞分裂素含量下降,进而 (填“促进”或“抑制”)对根系生长的抑制作用,从而实现对根系生长的促进。
(4)农业生产中,为了促进扦插枝条生根,常使用一定浓度的生长素类调节剂处理插条基部。若配制的生长素类调节剂浓度较高,应采用 (填“浸泡法”或“沾蘸法”)处理插条。为了确定促进扦插枝条生根的最适生长素类调节剂浓度,应在预实验的基础上,在 (填“较低浓度范围”“较高浓度范围”或“最适浓度范围附近”)设置更小的浓度梯度进行进一步实验。
【答案】(1) ④ 抑制
(2) 抑制 大于
(3) 细胞分裂素氧化酶 抑制
(4) 沾蘸法 最适浓度范围附近
【分析】生长素:合成部位:幼嫩的芽、叶和发育中的种子。主要生理功能:低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
由于受到重力的影响,近地侧生长素浓度大于远地侧,根部会出现向地生长的现象,茎端会出现背地生长的现象。
【详解】(1)玉米种子水平放置后,由于重力作用,生长素在根的近地侧(④处)分布较多,根对生长素较敏感,故该处根的生长受到抑制。
(2)图乙中,生长素浓度大于c时,曲线位于横轴下方,对植物生长起抑制作用。顶端优势是因为顶芽产生的生长素向下运输积累在侧芽,使侧芽生长受到抑制,所以侧芽处生长素浓度大于c。
(3)从图丙可以看出,生长素含量上升会促进细胞中细胞分裂素氧化酶的合成,该物质促进细胞分裂素降解,使细胞分裂素含量下降,而细胞分裂素含量下降会解除(或抑制)对根系生长的抑制作用,从而实现对根系生长的促进。
(4)当配制的生长素类调节剂浓度较高时,应采用沾蘸法处理插条。预实验的目的是大致确定促进生根和抑制生根的浓度范围,为了确定促进扦插枝条生根的最适生长素类调节剂浓度,应在预实验确定的最适浓度范围附近设置更小的浓度梯度进行进一步实验。
1.材料1:生长素是一种植物激素。豌豆植株的芽对不同浓度生长素的响应不同(见下表)。下图为具有顶端优势现象豌豆植株培养于适宜条件下,其中①~④代表不同器官。
生长素浓度(mol/L)
芽的生长
10-10~10-5
促进
10-5~10-3
抑制
(1)对图中植株①处生长素浓度推测正确的是________。
A.可能小于10-5mol/L B.可能大于10-5mol/L
C.可能小于10-10mol/L D.可能大于10-3mol/L
(2)对图中植株生长素合成与运输的叙述正确的是________。
A.只能由①处合成 B.只能由②处合成
C.可以从①向②处运输 D.可以从④向①处运输
(3)关于①处发育时利用的物质和能量,下列说法正确的是________。
A.物质碳原子可能来自于③处细胞吸收的二氧化碳
B.物质氮原子主要来自于④处细胞从土壤中吸收
C.大部分直接能源物质来自于③处细胞的光反应
D.少部分直接能源物质来自于①处细胞的三羧酸循环
研究发现一种由根细胞合成的新型植物激素SLs,可通过抑制侧芽处生长素向侧芽外运输来调控侧芽发育,而生长素可以促进SLs合成。
(4)若去除上图植株的①处,则②处生长素浓度和生长状态的变化依次是 。
A.升高、加快 B.降低、减慢 C.升高、减慢 D.降低、加快
(5)据题意推测,SLs对侧芽发育的影响是 (促进/抑制)。
材料2:茉莉酸(JA)是一种植物内源合成的脂类激素,调控根的生长、气孔开放度、氮和磷吸收以及多种植物逆境胁迫等植物生命活动。表5为植物叶绿体色素的相关数据。
色素名称
化学式
分子量
色素分离结果
叶黄素
C40H56O2
568
胡萝卜素
C40H56
536
叶绿素a
C55H72O5N4Mg
892
叶绿素b
C55H70O6N4Mg
906
(6)若给拟南芥施加同位素15N标记的氮素,一段时间后,植物体内会出现放射性的物质有 。(编号选填)
①淀粉 ②ATP ③ATP合酶 ④磷脂分子 ⑤光合色素
研究人员推测JA与植物干旱胁迫相关,研究结果如下表。
组别
JA含量(mg·L-1)
净光合速率(μmol·m-2·s-1)
叶绿素含量(mg·g-1)
气孔开放度(mmol·m-2·s-1)
Rubiso酶含量(mmol·g-1FW)
CK
0.3±0.06
9.7±0.26
30.17±0.45
495±10.07
1.83±0.32
干旱
1.1±0.07
4.5±0.06
21.13±0.73
376±10.51
0.92±0.21
注:Rubiso酶催化CO2形成三碳化物。
(7)表中叶绿素含量发生变化,测定方法是________。
A.层析法 B.分光光度法
C.同位素标记法 D.显微计数法
(8)根据表中数据推测干旱胁迫导致净光合速率变化的原因可能是________。
A.干旱胁迫使得叶绿素合成减少,光能利用率下降,光合速率减弱。
B.干旱胁迫下气孔开放度下降,氧气进入植物体受阻,呼吸作用减弱。
C.干旱胁迫下JA含量上升,气孔开放度下降,CO2利用率下降,光合速率减弱。
D.干旱胁迫下Rubiso酶含量下降,直接导致三碳化合物合成减少,光合速率减弱。
茉莉酸(JA)通常与其他植物激素共同工作,通过激素介导的信号传导网络相互调控,从而使植物正常生长发育。
(9)据图中信息可知,生长素(IAA)与JA的相互作用关系是______。
A.协同 B.拮抗
C.协同与拮抗 D.既不协同也不拮抗
(10)为探究a浓度的生长素(IAA)与b浓度的茉莉酸(JA)在根伸长上的复合影响,应设计 组实验。
【答案】(1)A
(2)C
(3)ABD
(4)D
(5)抑制
(6)②③④⑤
(7)B
(8)ACD
(9)C
(10)4
【分析】据表可知,表中测定叶绿素含量方法为分光光度法。干旱胁迫下JA含量上升,气孔开放度下降,减少水分损失,同时CO2进入叶肉细胞受阻,Rubiso酶含量下降,导致暗反应减弱,叶绿素合成减少,导致光反应减弱,共同导致光合速率下降。由图可知,IAA和JA均促进根的伸长,表现为协同作用,而IAA促进花的发育,JA抑制花的发育,二者又表现为拮抗关系。
【详解】(1)植株①处生长素浓度促进生长,结合表格信息可知,该处生长素浓度可能小于10-5mol/L。综上所述,BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
(2)AB、植物的多个部位都可以合成生长素,①②都可以,AB错误;
C、在幼嫩的部位,生长素只能从形态学上端向下端运输,即只能从①向②处运输,C正确;
D、生长素不从④(根部)向①(顶芽)处运输,D错误。
故选C。
(3)A、③处细胞吸收的二氧化碳,合成的含碳有机物,可以运输到①顶芽处,A正确;
B、④处根尖细胞从土壤中吸收氮元素,可以运输到①顶芽处,B正确;
C、③处细胞的光反应产生的ATP主要用于暗反应,C错误;
D、①处细胞的三羧酸循环可以为该处生长发育提供ATP,D正确。
故选ABD。
(4)①顶芽产生的生长素可以向②侧芽运输,侧芽生长素浓度过高,抑制生长,去除顶芽,侧芽②的生长素浓度会降低,生长会加快。综上所述,ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(5)SLs抑制侧芽处生长素向侧芽外运输,侧芽处的生长素浓度较高,抑制生长,故推测SLs抑制侧芽发育。
(6)若给拟南芥施加同位素15N标记的氮素,一段时间后,植物体内含N的化合物可能会出现放射性,如ATP、ATP合酶、磷脂分子、光合色素等,而淀粉不含N,不可能被标记,②③④⑤符合题意。
故选②③④⑤。
(7)表中测定叶绿素含量方法为分光光度法,ACD错误,B正确。
故选B。
(8)A、根据表格信息可知,干旱处理下,叶绿素含量下降,光能利用率会下降,光反应减慢,净光合速率下降,A正确;
B、若呼吸作用减弱,光合速率不变的情况下,净光合速率应该升高,与表格信息不符,B错误;
C、根据表格信息可知,干旱胁迫下JA含量上升,气孔开放度下降,减少水分损失,同时CO2进入叶肉细胞受阻,导致光合速率下降,C正确;
D、干旱胁迫下Rubiso酶含量下降,二氧化碳的固定减弱,直接导致三碳化合物合成减少,光合速率减弱,D正确。
故选ACD。
(9)由图可知,IAA和JA均促进根的伸长,表现为协同作用,而IAA促进花的发育,JA抑制花的发育,二者既有协同关系又有拮抗关系。综上所述,ABD错误,C正确。
故选C。
(10)为探究a浓度的生长素(IAA)与b浓度的茉莉酸(JA)在根伸长上的复合影响,应设计蒸馏水对照、a浓度的生长素(IAA)、b浓度的茉莉酸(JA)、二者同时处理后的影响,共4组实验。
2.植物对铝离子的耐受性:随着工业发展,土壤中铝离子含量上升,对农作物构成铝胁迫,继而影响其产量和品质。探究铝胁迫下作物的生长及其对铝胁迫响应的机理,具有重要意义。图1为模式生物拟南芥细胞响应铝胁迫的机理。
(1)图1中①所示细胞器的功能是______。(单选)
A.为细胞供能 B.合成蛋白质 C.参与细胞分裂 D.加工蛋白质
(2)据图1判断铝离子进入细胞的方式为 。
(3)研究表明,铝胁迫会影响膜的流动性。据此判断,在铝胁迫下,受影响的细胞结构包括 。(编号选填)
①核糖体 ②内质网 ③大液泡 ④细胞骨架 ⑤高尔基体
(4)铝离子进入细胞核后与DNA中的磷酸基团结合,从而影响DNA功能。遗传信息蕴含在图2所示双链DNA分子的 中。(编号选填)
(5)铝离子能破坏纺锤丝从而导致细胞发生染色体畸变。欲研究铝离子对植物细胞分裂过程中染色体畸变率的影响,可选用的染液包括______。(多选)
A.醋酸洋红 B.龙胆紫染液 C.苏丹IV染液 D.双缩脲试剂
(6)经染液染色后镜检,观察到植物细胞分裂图像如下。欲统计染色体畸变率,最佳时期是______。(单选)
A. B.
C. D.
(7)环境中高铝离子浓度会对植物造成损害。据图分析,拟南芥细胞降低铝离子浓度的机制是 。(编号选填排序)
①ALMT基因表达量上升②苹果酸根转运能力上升③ALMT基因表达量下降④苹果酸根转运能力下降⑤ROS抑制RAE蛋白 ⑥铝离子激活ABR复合物⑦RAE抑制STOP蛋白
(8)研究人员发现NO可以促进苹果酸盐分泌。为调查NO是否可提高植物幼苗对铝胁迫的耐受性,试完成下表中实验设计方案。(编号选填)
①正常拟南芥植株②ALMT基因缺陷拟南芥植株③苹果酸根含量④c-PTIO(NO清除剂)⑤自来水
实验材料
实验处理
检测指标
实验组
对照组
(9)研究表明,胞内低剂量的铝离子能促进根细胞生长,因此植物细胞内存在维持铝离子浓度相对稳定的机制。据图1分析,STOP蛋白促进基因RAE和ALMT相伴表达的作用在于______。(单选)
A.使RAE和ALMT蛋白协同发挥作用
B.使RAE蛋白在灭活后能得到及时补充
C.使基因RAE和ALMT的表达能相互调节
D.使基因RAE和ALMT受一个启动子控制
【答案】(1)D
(2)协助扩散
(3)②③⑤
(4)③
(5)AB
(6)A
(7)⑥⑤⑦①②
(8) ① ⑤④ ③ ① ⑤ ③
(9)BC
【分析】图1为拟南芥细胞响应铝胁迫的机理,注意图中各符号代表含义,从中分析出环境中铝离子浓度过高细胞的响应过程。图2为DNA的平面结构示意图,①为磷酸基团,②为氢键,③为碱基,④为脱氧核糖。实验设计要遵循对照原则、单一变量原则、等量原则和科学性原则等。
【详解】(1)图中①所示的细胞器为内质网,内质网具有加工蛋白质的功能。故选D。
(2)图中可看出铝离子通过通道蛋白从高浓度到低浓度运输进入细胞。故为协助扩散。
(3)根据题干信息铝胁迫会影响膜的流动性,进而影响有膜结构的细胞器,核糖体和细胞骨架没有膜结构不受影响,内质网、大液泡、高尔基体含有膜结构受到影响。故选②③⑤。
(4)遗传信息蕴含在DNA的碱基排列顺序中。故选③。
(5)染色体能被碱性染料(醋酸洋红或龙胆紫染液)染色。故选AB。
(6)有丝分裂中期染色体形态稳定、数目清晰是观察染色体形态的最佳时期。故选A。
(7)从图1我们可以得出拟南芥细胞降低铝离子浓度的机制为:环境中高铝离子浓度过高会通过协助扩散进入细胞,进入细胞后铝离子激活ABR复合物,ABR复合物促进氧气与ROS反应后ROS进入细胞内,ROS抑制RAE蛋白,RAE抑制STOP蛋白,进而促进ALMT基因和RAE基因的表达,使ALMT(苹果酸根转运蛋白)含量升高,苹果酸根转运能力上升,促进苹果酸分泌,进而与铝离子结合形成苹果酸铝。故选⑥⑤⑦①②。
(8)实验目的为调查NO是否可提高植物幼苗对铝胁迫的耐受性,所以实验材料都为正常拟南芥植株,即①;实验自变量为是否有NO,同时为保证单一变量原则,且实验组为接受实验变量处理的组别,所以实验处理实验组为④⑤,对照组为⑤;研究发现NO可以促进苹果酸盐分泌,所以检测指标都为③。
(9)分析图1可得到RAE抑制STOP蛋白,进而抑制ALMT基因和RAE基因的表达,这里的RAE基因的表达调控存在反馈调节,有利于维持RAE蛋白含量的稳定,ALMT基因与其相伴表达,有利于相互调节。故选BC。
3.为研究植物激素对番茄生命活动的调节,科研人员做了系列实验。
(一)研究小组研究了用不同生长素类似物在不同浓度处理时对番茄插条生根指数(生根指数是生根数和根长的综合指标,生根数越多,根越长,则生根指数越大)的影响,番茄插条生根指数如表1所示。
表1
组别
生长素类似物浓度/(mg·L-1)
生长素类似物种类
NAA
2,4-D
IBA
1
0.1
52.4
57.8
20.4
2
0.3
54.4
70.0
17.8
3
0.5
56.0
67.8
16.6
对照组
0
15.0
15.1
14.9
(1)下列有关生长素的叙述错误的是___。A、生长素主要的合成部位是高等植物生长活跃的部位
B、植物体内的生长素只能从形态学上端运输到形态学下端
C、当氧气缺少时,植物体内生长素的极性运输会受到影响
D、生长素作为信息分子,可参与调节植物的生长、发育等生命活动
(2)该实验说明了生长素类似物可以调节植物生根。除此之外,生长素还可以起到促进细胞伸长的作用,在这一方面能与生长素起到协同作用的激素是___。A、细胞分裂素 B、赤霉素 C、乙烯 D、脱落酸
(3)根据题干信息,下列叙述正确的是___(多选)。A、实验所用的番茄插条是要生长状态基本相同的
B、对照组所用的番茄插条生根与生长素和生长素类似物无关
C、实验说明IBA 有低浓度促进生根,高浓度抑制生根的特点
D、实验说明最适宜生根的2,4-D 浓度可能在0.3mg/L左右
(二)科研人员将处于花蕾期的番茄花分成4组进行实验,处理及结果见表2。
表2
组别
1组
2组
3组
4组
实验处理
授粉
未授粉
不涂抹IAA
不涂抹IAA
在子房上涂抹IAA
在花柄上涂抹IAA
果实平均重量(g)
4.1
0
5.3
0
(4)1组番茄花发育成果实,其子房生长所需的生长素主要来自于发育着的 。
(5)比较2、3组实验结果,表明 。
(6)依据3、4组实验结果,推测IAA不能 。
根据上述推测,科研人员认为芽产生的生长素并不用于调节子房发育成果实。为此,科研人员建立了如图所示的研究模型。请利用该模型,完成表3中验证该推测的实验方案并预期结果。
表3
实验处理
放射性检测结果比较
3H-IAA
NPA
a段
b段
c段
d段
Ⅰ组
施加
施加
I组<II组
I组<II组
Ⅱ组
?
?
注:NPA为生长素运输阻断剂
(7)表3中Ⅰ组应在图中的___(选填“1”、“2”或“3”)处施加3H-IAA。A、1处 B、2处 C、3处 D、1和2处
(8)表3中Ⅰ组应在图中的___(选填“1”、“2”或“3”)处施加NPA。A、1处 B、2处 C、3处 D、1和2处
(9)Ⅱ组“?”处的处理从左到右依次应为 、 。
(10)请填写a段的预期结果___。A、Ⅰ组 B、Ⅰ组=Ⅱ组 C、Ⅰ组>Ⅱ组
(11)请填写c段的预期结果___。A、Ⅰ组 B、Ⅰ组=Ⅱ组 C、Ⅰ组>Ⅱ组
(12)为进一步研究IAA 对果实发育的调节作用,科研人员将处于花蕾期的番茄花分成4组,实验处理及各组所结果实平均重量如下图所示(图中“+”表示在花柄处施加NPA,“-”表示未进行该处理)。据图分析,授粉后在花柄处施加NPA导致番茄不能结实的原因是: 。
(13)在农业生产中,有人质疑生长素类似物的使用会导致儿童性早熟。请说出你对此看法的观点并说明理由 。
【答案】(1)B
(2)B
(3)AD
(4)种子
(5)子房发育成果实需要IAA
(6)从花柄运输到子房
(7)A
(8)B
(9) 施加 不施加
(10)C
(11)B
(12)发育的种子和子房均能产生生长素,由于NPA阻断生长素由花柄运出,导致子房生长素浓度过高,从而抑制果实发育
(13)生长素是植物激素,在人体细胞膜上没有生长素及其类似物的受体,不会引起儿童性早熟
【分析】生长素的产生:生长素的主要合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子,由色氨酸经过一系列反应转变而成。运输:胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中:生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端,而不能反过来运输,称为极性运输;在成熟组织中:生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。
【详解】(1)A、生长素的主要合成部位是芽、幼嫩的叶、发育中的种子,即主要的合成部位是高等植物生长活跃的部位,A正确;
B、生长素可以由形态学上端运向形态学下端,即进行极性运输,也可在成熟组织中可以通过韧皮部进行非极性运输,B错误;
C、植物体内生长素的极性运输的方式为主动运输,需要消耗有氧呼吸提供的能量,因此缺乏氧气会影响植物体内生长素的极性运输,C正确;
D、生长素作为信息分子,可参与调节植物的生长、发育等生命活动,主要起调节作用,D正确。
故选B。
(2)生长素还可以起到促进细胞伸长的作用,在这一方面能与生长素起到协同作用的激素是赤霉素,赤霉素也可促进植物生长。
故选B。
(3)A、番茄插条的生长状态属于无关变量,为保证实验结果准确,实验所用的番茄插条是要生长状态基本相同的,A正确;
B、与对照组相比,添加生长素类似物的组别生根指数不同,说明对照组所用的番茄插条生根与生长素和生长素类似物有关,B错误;
C、实验浓度范围内,实验组的生根指数均高于对照组,说明有促进作用,不能体现抑制作用,C错误;
D、实验说明最适宜生根的2,4-D 浓度可能在0.3mg/L左右(生根指数最高),D正确。
故选AD。
(4)1组番茄花发育成果实,其子房生长所需的生长素主要来自于发育着的种子。
(5)比较2、3组实验结果,在子房上涂抹IAA使得果实重量增加,表明子房发育成果实需要在子房上涂抹IAA,即子房发育成果实需要IAA。
(6)依据3、4组实验结果,在花柄上涂抹IAA,果实重量不增加,而涂抹在子房上,果实重量增加,所以推测IAA不能从花柄运输到子房。
(7)由于生长素是极性运输,故根据实验模型图1,表中Ⅰ组应在图的1处施加3H-IAA,在2处施加生长素阻断剂NPA。
故选A。
(8)由于生长素是极性运输,故根据实验模型图1,表中Ⅰ组应在图的1处施加3H-IAA,在2处施加生长素阻断剂NPA。
故选B。
(9)实验设计应遵循对照与单一变量原则,故Ⅱ组“?”处的处理从左到右依次应为施加、不施加,与Ⅰ组形成对照。
(10)依据生长素从形态学上端运往形态学下端,NPA是生长素运输阻断剂,以及生长素不能从花柄运输到子房可知,a段的预期结果分别是:Ⅰ组>Ⅱ组。
故选C。
(11)依据生长素从形态学上端运往形态学下端,NPA是生长素运输阻断剂,以及生长素不能从花柄运输到子房可知,c段的预期结果分别是Ⅰ组=Ⅱ组。
故选B。
(12)据图分析,授粉后在花柄处施加NPA导致番茄不能结实的原因是:授粉后,发育的种子和子房均产生生长素,由于NPA阻断生长素由花柄运出,导致子房生长素浓度过高,抑制果实发育。
(13)激素需要与靶细胞膜上的受体结合发挥作用,生长素是植物激素,在人体细胞膜上没有生长素及其类似物的受体,所以不会引起儿童性早熟。
4.生长素(IAA)是重要的植物生长调节剂。生长素运输渠道化理论认为:顶芽产生的生长素通过主茎运输,当主茎中生长素运输流饱和时,会限制侧芽合成的生长素外流,侧芽处于休眠状态,形成顶端优势。另有研究发现,细胞分裂素(CK)和独脚金内酯也参与侧芽生长调控,三者关系如图8所示,其中→表示促进,表示抑制,连续箭头表示运输路径。
(1)根据生长素运输渠道化理论分析,植物打顶(去除顶芽)后侧芽快速生长的原因是______。
A.侧芽处生长素合成加强 B.侧芽处生长素外流加强
C.侧芽处生长素合成减弱 D.侧芽处生长素外流减弱
(2)据图,在调控侧芽生长方面,生长素与细胞分裂素表现为 (协同/拮抗)作用,生长素与独脚金内酯表现为 (协同/拮抗)作用。
(3)对顶端优势进行解释时,生长素运输渠道化理论与图8所示机理的差别主要在于后者_____。
A.关注了激素运输对分布带来的影响
B.关注了单一种类激素对植物的影响
C.关注了多种激素对植物生命活动的调节
D.关注了外界环境对植物生命活动的调节
(4)人工打顶后,侧芽能快速生长甚至开花结实。生产中常采用打顶后及时涂抹生长素的方法,使叶片增多、叶面积增大,以提高烟草等植物叶片的产量。其原理是该方法可以 。(编号选填)
①控制开花和结果的总量②减少叶片中有机物的输出③增加开花和结果的机会④增加叶片中有机物的积累
研究人员发现,干旱胁迫下,植物体通过分泌脱落酸(ABA)调节保卫细胞的生理变化,帮助植物抵抗逆境伤害。调节机制如图中A和B所示。
(5)脱落酸还能促进植物衰老,植物体内与之具有协同作用的是__________。
A.赤霉素 B.乙烯 C.生长素 D.细胞分裂素
(6)根据图并结合已有知识,分析说明脱落酸(ABA)通过调节气孔导度帮助植物抵抗干旱胁迫的机制。 。
【答案】(1)B
(2) 拮抗 协同
(3)C
(4)①②④
(5)B
(6)干旱胁迫下,脱落酸促进保卫细胞对Ca2+的吸收,Ca2+促进液泡中K+往细胞质运输,并通过细胞膜上的K+向外通道运出细胞,另一方面抑制了K+通过向内通道进入细胞,并抑制K+进入液泡,两者共同作用使保卫细胞的渗透压下降,保卫细胞失水,导致气孔关闭,植物蒸腾作用减弱
【分析】生长素类具有促进植物生长的作用,在生产上的应用主要有:(1)促进扦插的枝条生根;(2)促进果实发育;(3)防止落花落果。
【详解】(1)根据生长素运输渠道化理论可知,植物顶端优势发生的原因是:在侧芽被完全抑制的部位,主茎中生长素运输流是饱和的,限制了该处侧芽产生的生长素外流,导致侧芽与主茎之间无法建立正常的生长素运输流,则植物打顶后侧芽快速生长的原因是:打顶后侧芽与主茎之间的生长素运输流正常,侧芽产生的生长素能够外流,侧芽处的生长素浓度降低,抑制作用解除,侧芽快速生长,ACD错误,故选B。
(2)依据题意可知,图中的生长素能够促进独脚金内酯的合成,而会抑制细胞分裂素的合成,而细胞分裂素可以促进侧芽生长,独脚金内酯会抑制侧芽生长,据此推测调控侧芽生长方面,生长素与细胞分裂素的作用关系为拮抗,生长素与独脚金内酯的作用关系为协同。
(3)依据题干和图示信息可知,生长素运输渠道化理论与图1所示机理的差别主要在于,图1关注了生长素、细胞分裂素、独脚金内酯三种激素之间相互作用对侧芽生长的影响,ABD错误,故选C。
(4)在种植烟草(获取烟叶)时,为了避免植株长得太高,烟农往往会进行打顶,但又要避免腋芽的生长,所以,打顶后在顶芽处涂抹一定浓度的生长素,使叶片增多、叶面积增大而提高烟叶产量,也就是:①分配有机物,减少叶片有机物的输出,增加叶片中有机物的积累,促进腋芽的营养生长;②抑制腋芽的生殖生长,控制开花和果实的总量,①②④正确,③错误,故选①②④。
(5)乙烯和脱落酸一样具有促进植物衰老的作用,故植物体内与之具有协同作用的是乙烯,故选B。
(6)据图分析可知,干旱胁迫下,脱落酸促进保卫细胞对Ca2+的吸收,Ca2+促进液泡中K+往细胞质运输,并通过细胞膜上的K+向外通道运出细胞,另一方面抑制了K+通过向内通道进入细胞,并抑制K+进入液泡,两者共同作用使保卫细胞的渗透压下降,保卫细胞失水,导致气孔关闭,植物蒸腾作用减弱。
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