内容正文:
专题通关17 植物激素调节及相关实验分析
(满分:100分)
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分)
1.(2025·安徽合肥校考)如图所示,图甲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(弯曲角度用α表示);图乙是生长素对胚芽鞘生长的作用示意图。由此判断,下列说法错误的是( )
甲
乙
A.图甲实验可用于证明生长素的作用具有低浓度促进生长,高浓度抑制生长的特点
B.琼脂块中生长素浓度为b时,α具有最小值
C.琼脂块中生长素浓度不同,但可能形成相同的α
D.琼脂块中生长素浓度为d时,胚芽鞘不能向左侧弯曲
2.(2025·湖北十堰模拟)下列关于植物激素及植物生长调节剂的叙述,正确的是( )
A.黄瓜和玉米开花期遇到大雨,喷洒适宜浓度的生长素类似物都不能减少损失
B.植物激素由植物体内的核糖体合成,植物生长调节剂由人工合成
C.不同浓度的生长素类似物处理插条的生根效果均不同
D.赤霉素能够调控基因表达,其自身的产生和分布也受基因表达调控
3.(2025·安徽亳州模拟)下列关于环境因素对植物生命活动影响的叙述,错误的是( )
A.在温带地区,树木的年轮会随季节不同而表现出周期性变化
B.受到光照射时,光敏色素结构改变后进入细胞核影响特定基因的表达
C.有些植物经过春化作用才能开花,说明温度也参与调节植物的生长发育
D.重力会使平衡石细胞中的“淀粉体”分布不均进而影响生长素的运输
4.(2024·黑龙江、吉林适应性测试)下列关于植物激素功能的叙述,错误的是( )
A.赤霉素促进细胞伸长,引起植株增高
B.乙烯促进果实脱落,不利于果实成熟
C.脱落酸促进气孔关闭,降低植物蒸腾作用
D.油菜素内酯促进花粉管生长,增加结实率
5.(2025·甘肃白银模拟)向触性是指植物因接触刺激而引起的向性运动。图1表示牵牛花根在土壤中绕过障碍物向下生长,图2表示牵牛花的茎缠绕支持物向上生长。图中弯曲部位颜色较深部分表示生长素(IAA)浓度较高。下列相关叙述正确的是( )
图1
图2
A.生长素与细胞外相关受体结合后可能影响细胞中基因的表达
B.根和茎的向性生长均可证明生长素具有低浓度促进生长、高浓度抑制生长的特性
C.根触碰障碍物时,接触刺激可引起根尖IAA横向运输,导致IAA分布不均匀
D.牵牛花的向触性是光敏色素接受光刺激引起特定基因表达的结果,光敏色素主要吸收蓝光和远红光
6.(2025·湖南衡阳校考)萌发的种子播种到土壤里会生根。某科研小组分别用生长素(IAA)、赤霉素(GA3)、脱落酸(ABA)处理萌发的花生种子,一段时间后测量种子生根的长度,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.ABA会抑制花生种子根的生长
B.IAA浓度低时会促进根生长,过高时则会抑制根生长
C.当浓度为8~10 μmol·L-1时,缩小浓度梯度可探究GA3促进根伸长的最适浓度
D.若选用插条,则可用IAA、GA3、ABA分别处理插条的基部
7.(2025·河北邢台模拟)植物激素突变体是指由于基因突变而引起植物激素缺陷的突变体,可分为两类:一是由于基因突变影响了激素合成过程中的某个环节,导致激素无法合成,称为合成型突变体;二是由于某种原因使激素不能发挥正常功能,称为敏感型突变体。下列叙述错误的是( )
A.通过X射线、化学试剂等方法诱导产生植物激素突变体,可供研究植物激素的功能
B.合成型生长素突变体可表现出生长缓慢,单侧光照射培养后失去向光弯曲生长的特性
C.若乙烯受体基因发生突变会产生敏感型突变体,其果实成熟延缓,可通过喷洒乙烯缓解
D.若某突变体的细胞分裂素运输受阻,即使激素含量正常也可能出现侧枝发育缓慢的症状
8.(2025·湖北咸宁模拟)赤霉素(GA3)可以影响苹果试管苗α-淀粉酶活性。如图为某实验小组研究GA3处理柱型苹果试管苗和普通型苹果试管苗所得的结果(处理时间均为15天)。下列分析错误的是( )
A.不同GA3浓度下柱型苹果试管苗的α-淀粉酶活性可能相等
B.GA3对两种苹果试管苗α-淀粉酶活性的影响与其浓度无关
C.柱型苹果试管苗对GA3的响应比普通型苹果试管苗更为敏感
D.GA3对两种苹果试管苗α-淀粉酶活性的影响可能与处理时间有关
9.(2025·安徽宿州模拟)铝胁迫处理导致玉米根尖生长素的积累减少,根的伸长生长受到抑制,外源施加NAA后根的生长得到显著缓解。下列叙述正确的是( )
A.生长素主要促进细胞质的分裂,细胞分裂素主要促进细胞核的分裂
B.铝胁迫下,玉米地上部分的生长素向根尖的极性运输受到抑制
C.铝胁迫处理,根的伸长生长受抑制能体现生长素低浓度促进生长、高浓度抑制生长的特点
D.外源施加植物生长调节剂NAA,可改善根系生长,效果稳定
10.(2025·河南驻马店统考)茉莉素是植物体内一类重要的脂质激素。研究表明,当植物处于正常生长状态时,植物体内的茉莉素含量处于较低水平,以降低对植物生长的抑制作用;当植物受到昆虫取食等损伤后,植物体内的茉莉素含量会迅速升高,从而激活茉莉素响应基因的表达,以抵御昆虫的取食。下列有关叙述正确的是( )
A.茉莉素通过主动运输从产生部位运输出来后才能通过体液运输到作用部位
B.植物体内的茉莉素是在核糖体中合成的
C.昆虫取食后,植物体内的茉莉素含量升高可能是进化形成的自我保护机制
D.植物体内的茉莉素和生长素在植物正常生长的过程中不可能是相抗衡关系
11.(2025·江苏扬州模拟)生长素对细胞生长调节的机理如图。下列相关叙述正确的是( )
A.生长素主要通过控制乙烯的合成参与细胞代谢,调控细胞的伸长
B.乙烯具有促进果实成熟和直接抑制细胞伸长的作用
C.生长素和乙烯在植物体各个器官都有分布
D.生长素和乙烯均可通过主动运输进行细胞间的跨膜运输
12.(2025·江苏苏州模拟)脱落酸可维持种子休眠,进而参与调节种子的萌发。早稻的某些品种种子没有休眠期,收获时如遇雨水和高温,就会在农田或打谷场上的植株上萌发,这种现象称为胎萌。R基因是水稻种子中的抗胎萌基因,R基因不改变脱落酸的含量也不影响其他激素的作用效果。下列有关分析错误的是( )
A.脱落酸一般通过调控基因的表达发挥生理作用
B.R基因抗胎萌的机制可能是影响脱落酸受体的数量
C.在种子萌发时,脱落酸和赤霉素的作用往往相抗衡
D.抑制与脱落酸合成有关酶的合成,就可以抑制胎萌
选 择 题 答 题 栏
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
二、非选择题(本题共3小题,共52分)
13.(17分)(2025·广东深圳模拟)吲哚乙酸(IAA)是人类最早发现的促进植物生长的激素,也是最丰富的天然生长素,是影响植物生长发育的重要激素。回答下列问题:
(1)生长素是由________经过一系列反应转变而来的。从对生长素的敏感性来讲,芽尖细胞________(填“大于”“等于”或“小于”)黄化老叶的叶肉细胞。
(2)某实验小组进行了如下实验:甲组,具有顶芽的植株侧芽生长受抑制;乙组,去除顶芽后侧芽开始生长。由上述实验__________(填“能”或“不能”)得出“顶芽产生的生长素抑制侧芽生长”的结论,若能,说明理由,若不能,请说明理由并在上述实验基础上完善实验并预期结果:________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)研究人员发现拟南芥bud1突变体出现矮小丛生的性状,通过检测野生型和突变体细胞中bud1基因转录的mRNA量,发现突变体的RNA量显著高于野生型。
①上述信息说明,突变体性状产生的原因是__________________。
②顶端优势由生长素的________运输引起,为了探究bud1基因与该运输方向的关系从而探讨bud1突变体矮小丛生的内在机理,某科研人员提出“_____________________________________________________”这一假设。
科研人员分别在突变体和野生型拟南芥胚芽鞘顶端施加放射性的IAA,4 h后检测胚芽鞘基部的放射性。若检测结果出现_____________,则支持该假设。
14.(17分)(2025·山西大同模拟)在干旱胁迫下,番茄会出现花提前凋落的现象,进而严重影响产量。为研究其中的机制,进行了相关实验。
(1)正常情况下,发育中的种子产生的生长素____________(填“促进”或“抑制”)番茄果实的发育;生长素向花梗基部运输,抑制花梗脱落区细胞活性以防脱落。当果实成熟后,由于生长素供应不足,脱落区细胞对乙烯敏感,引起果实脱落。
(2)研究者构建了S2(编码植酸酶2的基因)过表达和S2敲低的番茄,统计了其在水分充足和干旱条件下的落花率,结果如图1。
图1
由图1结果推测,干旱可能通过____________促进花脱落。研究人员通过检测野生型植株在相应环境下S2的表达情况验证了此推测,则检测结果应为_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)研究人员发现植物磺肽素(PSK)对干旱胁迫下番茄花脱落具有十分重要的调控作用。PSK由其前体物质通过S2蛋白的剪切形成。对番茄植株外施一定浓度的PSK前体,3天后统计落花率,结果如图2。请补充画出图中PSK前体处理敲低组的实验结果。
图2
15.(18分)(2025·广东梅州模拟)科学家用红光和远红光依次照射的方法,对一批莴苣种子进行处理,然后置于暗处适宜条件下。一段时间后,这些莴苣种子的发芽情况如下表所示。回答下列问题:
组别
光照射处理方式
发芽情况
对照组
无光照
不发芽
组1
红光
发芽
组2
红光→远红光
不发芽
组3
红光→远红光→红光
发芽
组4
红光→远红光→红光→远红光
不发芽
(1)由上述实验结果可以得出的结论是______________________________。
(2)进一步研究表明莴苣种子对红光比远红光更为敏感,若将组4处理的种子最后置于自然光而不是黑暗条件下,该组种子将__________(填“能”或“不能”)发芽。
(3)如图是红光/远红光调节莴苣种子萌发的机制,植物细胞中接收红光/远红光信号的分子是__________________,在红光照射下该分子转换为Pfr型,进入细胞核与PIF1互作,解除PIF1对GA3ox1/2的________(填“抑制”或“促进”)和GA2ox2的________(填“抑制”或“促进”),从而激活__________(填激素)信号,进而促进种子萌发。该调节过程体现了植物生长发育的调控,是由_______________________________________________共同完成的。
(4)综合分析上述实验,为了延长莴苣种子的储藏期,可以采取的措施有:_______________________________________________________________________________________________________________________________________。
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专题通关17 植物激素调节及相关实验分析
1.A 图甲含有生长素的琼脂块一侧生长速度快,说明生长素具有促进生长的作用,但不能证明生长素的作用具有低浓度促进生长,高浓度抑制生长的特点,A错误;琼脂块中生长素浓度在b时,促进作用最大,胚芽鞘一侧生长最快,其弯曲程度最高,α具有最小值,B正确;根据图乙可知,生长素浓度不同时,促进程度可能相同,形成相同的α,C正确;生长素浓度为d时,生长素作用表现为抑制,左侧生长受到抑制,但没有尖端的胚芽鞘右侧不能生长,即胚芽鞘不能向左侧弯曲,D正确。
2.D 大雨影响传粉,不能形成受精卵,进而不能形成种子,喷洒适宜浓度的生长素类似物,黄瓜(收获果实)可以减少损失,玉米(收获种子)不能减少损失,A错误;植物激素的化学本质是具有调节作用的小分子有机物,不是蛋白质,因而不需要经过核糖体合成,而植物生长调节剂是由人工合成的对植物的生长发育有调节作用的物质,B错误;生长素在调节植物生长发育方面表现为浓度较低时促进生长,浓度过高时抑制生长,即可能出现不同浓度的生长素类似物处理插条的生根效果相同的现象,C错误;植物的生长发育过程中,环境因素会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化,进而对基因组的表达进行调节,但在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果,即作为植物激素的赤霉素能够调控基因表达,其自身的产生和分布也受基因表达调控,D正确。
3.B 年轮形成的原因是在春夏季细胞分裂快、细胞体积大,在树干上形成颜色较浅的带,在温带地区,树木的年轮表现出季节周期性变化,A正确;受到光照射时,光敏色素结构改变,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,B错误;有些植物在生长期需要经历一段时期的低温之后才能开花,这种经历低温诱导促使植物开花的作用,称为春化作用,有些植物需要经过春化作用才能开花,说明温度也参与调节植物的生长发育,C正确;当重力的方向发生改变时,平衡石细胞中的“淀粉体”就会沿着重力方向沉降,引起植物体内一系列信息分子的改变,可能会使植物平衡石细胞中“淀粉体”分布不均,通过影响生长素运输使其分布不均,D正确。
4.B 赤霉素具有促进细胞伸长、促进种子萌发等功能,可以引起植株增高,A正确;乙烯可以促进果实成熟,促进叶、花、果实脱落,有利于果实成熟,B错误;脱落酸促进气孔关闭,降低植物蒸腾作用,C正确;油菜素内酯可以促进花粉管的生长,促进种子萌发,进而可增加结实率,D正确。
5.C 生长素与细胞内相关受体结合后可能影响细胞中特定基因的表达,从而影响植物生长,A错误。据图1可知,根中生长素浓度高的部位生长慢,而生长素浓度低的部位生长快,体现了生长素具有低浓度促进生长、高浓度抑制生长的特性;据图2可知,茎中生长素浓度高的部位生长速度快,而生长素浓度低的部位生长速度慢,没有体现生长素具有低浓度促进生长、高浓度抑制生长的特性,B错误。由图1分析可知,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,C正确。光敏色素主要吸收红光和远红光,D错误。
6.C 题图显示ABA在各种浓度下均会抑制花生种子根的生长,A正确;题图显示IAA浓度低时会促进根生长,过高时则会抑制根生长,B正确;题图显示GA3浓度为8 μmol·L-1时,促进作用最强,所以其最适浓度应在6~10 μmol·L-1之间,即在此范围内缩小浓度梯度可探究GA3促进根伸长的最适浓度,C错误;若选用插条,则可用IAA、GA3、ABA分别处理插条的基部,扦插后一段时间,计数生根数,D正确。
7.C 通过X射线(物理方法)、化学试剂(化学方法)等方法可以诱导产生植物激素突变体,利用植物激素突变体与正常植物进行对比,可以研究植物激素的功能,A正确;合成型生长素突变体由于缺乏生长素,因此生长缓慢,由于植物的向光性与生长素的不均匀分布有关,因此合成型生长素突变体可能失去向光生长的特性,B正确;若乙烯受体基因发生突变,乙烯将不能发挥作用,因此产生敏感型突变体,其果实成熟延缓,喷洒乙烯后仍无法恢复正常,C错误;细胞分裂素主要由根尖合成,具有促进侧枝发育的功能,若在植物体内运输受阻,则会出现虽然激素含量正常,但侧枝发育缓慢的症状,D正确。
8.B 分析题图可知,在最适浓度的两侧,不同的GA3浓度下柱型苹果试管苗的α-淀粉酶活性可能相同,A正确;据题图可知,两种苹果试管苗α-淀粉酶活性与GA3的浓度有关,B错误;柱型苹果试管苗对GA3的响应变化较为明显,普通型苹果试管苗的曲线相对平缓,因此柱型苹果试管苗对GA3的响应比普通型苹果试管苗更为敏感,C正确;实验中处理时间均为15天,即处理时间为无关变量,实验中自变量为GA3浓度和苹果试管苗种类,但随着苹果的成熟度不同,可能会导致苹果中α-淀粉酶活性变化,故GA3对两种苹果试管苗α-淀粉酶活性的影响可能与处理时间有关,D正确。
9.D 生长素主要促进细胞核的分裂,细胞分裂素主要促进细胞质的分裂,A错误;分析题意,铝胁迫处理导致玉米根尖生长素的积累减少,据此推测铝胁迫处理可能促进生长素在根尖的极性运输,导致玉米根尖生长素的积累减少,B错误;铝胁迫处理导致玉米根尖生长素的积累减少,根的伸长生长受到抑制,不能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;外源施加植物生长调节剂NAA,具有原料广泛、容易合成、效果稳定的特点,可改善根系生长,D正确。
10.C 茉莉素是植物体内一类重要的脂质激素,其运输方式最可能是被动运输,运输到作用部位的方式也不是体液运输,A错误;茉莉素是植物体内一类重要的脂质激素,脂质的合成场所不是核糖体,而是内质网,B错误;当植物受到昆虫取食等损伤后,植物体内的茉莉素含量会迅速升高,从而激活茉莉素响应基因的表达,以抵御昆虫的取食,这是一种自我保护机制,C正确;当植物处于正常生长状态时,植物体内的茉莉素含量处于较低水平,以降低对植物生长的抑制作用,所以植物体内的茉莉素和生长素在植物正常生长的过程中可能是相抗衡关系,D错误。
11.C 生长素属于信息分子,通过调控细胞代谢,从而调控细胞的伸长,生长素浓度增加到一定值时,才会促进切段中乙烯的合成,从而控制生长,激素不能直接参与细胞代谢,A错误;乙烯具有促进果实成熟的作用,乙烯是信息分子,不能直接抑制细胞伸长,其具有的是调节作用,B错误;生长素在植物体各器官中都有分布,但是相对集中的分布在生长旺盛的部位,乙烯在植物体的各器官中都有分布,但在成熟的果实中较多,C正确;生长素可通过主动运输进行细胞间的跨膜运输,乙烯是气体,通过自由扩散进行细胞间的跨膜运输,D错误。
12.D 脱落酸是一种植物激素,一般通过调控相关基因的表达来发挥其生理作用,A正确;R基因不改变脱落酸的含量也不影响其他激素的作用效果,故其可能是通过影响脱落酸受体的数量,来影响脱落酸发挥作用的,B正确;赤霉素促进种子萌发,脱落酸则抑制种子发芽,二者作用效果相抗衡,C正确;抑制与脱落酸合成相关酶的基因表达,导致脱落酸不能合成,使种子不能休眠而萌发,会引起胎萌,D错误。
13.解析:(1)生长素是由色氨酸经过一系列反应转变而来的。从对生长素的敏感性来讲,幼嫩细胞敏感性>成熟细胞敏感性>衰老细胞敏感性,故芽尖细胞对生长素的敏感性大于黄化老叶的叶肉细胞。(2)由题述实验不能说明顶芽产生的生长素抑制侧芽生长,因为甲、乙两组实验对比仅能说明顶芽的存在抑制了侧芽生长,并不能确定是顶芽产生的生长素抑制了侧芽生长。若要证明顶芽产生的生长素抑制侧芽生长,需要再设置丙组实验来证明。实验思路:在去除顶芽的切面涂上一定浓度的生长素;预期结果:侧芽的生长仍受到抑制。(3)①据题干信息可知,突变体的矮小丛生性状是因为细胞中bud1基因过量表达,抑制了顶端优势的出现。②顶端优势形成的原因是顶芽产生的生长素极性运输至侧芽,侧芽处生长素浓度过高而抑制生长。矮小丛生的突变体顶端优势不明显,但其bud1基因转录水平过高,因此可提出假设:bud1基因表达的产物抑制了生长素的极性运输。分别在突变体和野生型拟南芥胚芽鞘顶端施加放射性的IAA,4 h后检测胚芽鞘基部的放射性,若突变体基部的放射性显著低于野生型基部(或突变体中IAA的相对运输速率显著低于野生型),则说明bud1基因表达的产物抑制了生长素的极性运输。
答案:(1)色氨酸 大于 (2)不能 甲、乙两组实验对比仅能说明顶芽的存在抑制了侧芽生长,并不能确定是顶芽产生的生长素抑制了侧芽生长。设置丙组:在去除顶芽的切面涂上一定浓度的生长素;预期结果:侧芽的生长仍受到抑制 (3)①bud1基因过量表达,抑制了顶端优势的出现 ②极性 bud1基因表达的产物抑制了生长素的极性运输 突变体基部的放射性显著低于野生型基部(或突变体中IAA的相对运输速率显著低于野生型)
14.解析:(1)适宜浓度的生长素能够促进子房发育为果实。正常情况下,发育中的种子产生的生长素能够促进番茄果实的发育。(2)由图1结果可知,在干旱条件下,S2敲低组的番茄落花率略高于水分充足条件下的番茄落花率,野生型、S2过表达组的番茄落花率远远高于水分充足条件下的番茄落花率。由此可见,在干旱条件下,S2表达量高的番茄,其落花率也高,进而推知:干旱可能通过促进S2的表达来促进花脱落。研究者通过检测野生型植株在相应环境下S2的表达情况而验证了“干旱可能通过促进S2的表达来促进花脱落”这一推测,因此检测结果为干旱胁迫下的S2表达量显著高于水分充足条件下的S2表达量。(3)已知PSK由其前体物质通过S2蛋白的剪切形成。由图2可知,施加PSK前体组的番茄落花率明显高于施加水组的番茄落花率,这说明PSK前体通过S2蛋白的剪切形成的磺肽素(PSK)能提高落花率。如果用PSK前体处理敲低组,则PSK的前体无法通过S2蛋白的剪切形成磺肽素(PSK),因此与用水处理敲低组相比,PSK前体处理敲低组的番茄落花率几乎不变。补充PSK前体处理敲低组的实验结果见答案。
答案:(1)促进 (2)促进S2的表达 干旱胁迫下S2的表达量显著高于水分充足条件
(3)
15.解析:(1)分析表格可知,1组和3组均发芽,2组和4组不发芽,可推测莴苣种子发芽率的高低与最后一次照射的是红光还是远红光密切相关,最后一次是红光则会发芽,最后一次是远红光,则不发芽,故由上述实验结果可以得出的结论是红光促进莴苣种子发芽,远红光照射下莴苣种子不发芽。(2)由于自然光包含红光和远红光,莴苣种子对红光比远红光更为敏感,因此在自然光条件下,该组种子将能发芽。(3)据图分析:光敏色素主要为Pr型,经红光处理后,其转换为生理激活型Pfr,Pfr进入细胞核与PIF1作用,促进PIF1蛋白降解,PIF1对赤霉素合成基因GA3ox1/2的抑制作用减弱,赤霉素代谢基因GA2ox2的促进作用减弱,因此植物细胞中接收红光/远红光信号的分子是Pr型光敏色素,在红光照射下该分子转换为Pfr型,进入细胞核与PIF1互作,解除PIF1对GA3ox1/2的抑制作用和对GA2ox2的促进作用,从而激活赤霉素进而促进种子萌发。该调节过程体现了植物生长发育的调控,是由环境和基因共同完成的。(4)综合分析上述实验,为了延长莴苣种子的储藏期,为防止种子萌发,可对其进行一定时间的远红光照射。
答案:(1)红光促进莴苣种子发芽,远红光照射下莴苣种子不发芽 (2)能 (3)Pr型光敏色素 抑制 促进 赤霉素 环境和基因 (4)进行一定时间的远红光照射
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