内容正文:
专题08 植物生命活动的调节
(
目录
第一部分 知识网络构建
思维导航,融会贯通
第二部分
高考风向解读
洞察考向,感知前沿
第三部分 核心知识串讲
核心串讲
串讲
1
植物激素
串讲
2
环境因素参与调节植物的生命活动
能力进阶
能力1 生长素相关实验设计
能力2 参与调节植物生命活动的其他环境因素
热点情境
植物对逆境胁迫的响应
第四部分 分层精准突破
固本培优,精准提分
A组·保分基础练
题型01 植物激素综合分析
题型02
参与调节植物生命活动的其他环境因素
B组·
增分能力练
第五部分
真题
实战进阶
对标高考,感悟考法
)
考情解读
核心要点
高考考情
高考新风向
植物激素
(2025北京卷)植物生命活动的调节综合
(2024北京卷)生长素的作用
(2023北京卷)其他植物激素
1. 探究生长素与乙烯互作对果实成熟的影响,并分析其分子机制。
2. 设计实验验证"单侧光如何通过影响生长素分布导致向光性",并预测相关基因突变体的表型。
新风向演练
1.【新考法·实验探究】(25-26高三上·北京朝阳·期中)研究者为探究植物顶端优势的调控机制,对生长状态相同的植物进行了不同处理,结果如图所示。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.外源生长素能替代顶芽维持对侧芽的抑制
B.生长素运输抑制剂能直接促进侧芽生长
C.细胞分裂素通过抑制生长素功能促进生长
D.生长素与细胞分裂素在侧芽生长中为协同关系
2.【新载体·激素实验】(23-24高三上·北京西城·期末)下图为赤霉素(GA)通过GAI调节拟南芥生命活动的实验研究,下列分析错误的是( )
A.①、②组结果说明GA能促进茎的伸长
B.③组结果说明GAI能够促进茎的伸长
C.④组结果说明GA可能促进GAI降解
D.③组补充GA后仍应表现为矮化性状
3.【新情境·油菜素内酯】(25-26高三上·北京海淀·期中)油菜素内酯合成缺陷的豌豆突变体表现为矮生,对该突变体进行吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA)和二者共同处理,并测定茎的伸长速率,结果如图。由此不能得出( )
A.单独使用GA无法促进突变体茎的伸长
B.GA对豌豆茎伸长的促进作用依赖于IAA
C.油菜素内酯合成缺陷不影响IAA的作用
D.多种激素共同作用调节豌豆茎的伸长
4.【新情境·化感作用】植物种间化感作用指特定植物通过释放化感物质对其他植物产生抑制或促进作用的种间相互作用,其作用途径如图所示。下列推断错误的是( )
A.化感物质是植物细胞的初生代谢物,可增强植物的生存能力
B.温度和土壤湿度等环境因素可能会影响化感作用的强度
C.研究化感作用有助于农业生产中合理搭配间作或轮作植物
D.利用化感物质研制和开发新型除草剂体现了生物多样性的直接价值
5.【新考法·植物成熟】(24-25高三上·北京东城·期末)为探究苹果果实成熟后逐渐变红的原因,进行了相关实验,实验处理及结果如下图。下列判断错误的是( )
A.光和乙烯都是调节果实成熟的信号
B.增加光强有利于果实中花青素的积累
C.果实成熟过程中乙烯的含量是动态变化的
D.光通过促进乙烯的合成促进花青素的积累
核心串讲1 植物激素
一、生长素的合成、运输与分布
1.生长素的合成
(1)生长素主要的合成部位:芽、幼嫩的叶和发育中的种子。
(2)生长素由色氨酸经过一系列反应转变而来。
(
形态学上端
形态学上端
) (
转变
色氨酸
)
(3)种类:吲哚乙酸、苯乙酸、吲哚丁酸等。
2.生长素的运输
(1)极性运输:胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中,只能从形态学上端到形态学下端。极性运输是细胞的主动运输。
(2)非极性运输:成熟组织中,通过韧皮部进行非极性运输。
(3)横向运输:由于单侧光、重力等因素,发生根尖、茎尖在等细胞分裂特别旺盛的部位。
【易错提醒】
(1)极性运输不会随植物形态学上端与形态学下端空间位置的改变而改变。
(2)极性运输为主动运输,需要消耗能量,需要载体蛋白。
(3)极性运输在太空中依然存在,不受重力因素的影响。
(4)生长素的横向运输只发生在根尖、芽尖等产生生长素的部位,且发生在有单侧光或重力等刺激时。尖端在均匀光照或黑暗处时,不发生生长素的横向运输。
(5)失重状态下,由于没有重力的作用水平放置的植物的根、芽中生长素的水平分布是均匀的,植物会水平生长。
3.生长素的生理作用
(1)细胞水平:起着促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用;
(2)器官水平:影响器官的生长、发育,如促进侧根和不定根发生,影响花、叶和果实发育等。
4.植物生长素的作用特点:具有两重性。
(1)“促进”或“抑制”,是相对于生长素处于最低浓度时各器官的生长速度而言,当生长素浓度过高而“抑制”生长时,器官表现为生长速度减慢,甚至生长停滞。
(2)一般表现为较低的浓度促进生长,浓度过高则抑制生长。
(3)对于不同的器官来说,生长素促进生长的最适浓度不同。
(4)三种器官对生长素的敏感性大小依次是:根 >芽 >茎
【易错提醒】
植物向光性原因的分析
(1)外因:单侧光照;
(2)内因:生长素的分布不均,背光侧生长素含量多于向光侧,背光侧生长快于向光侧,从而导致向光弯曲生长。
(3)关于植物向光性生长的解释
①解释1:单侧光照射下,向光侧的生长素横向运输,向背光侧转移。
②解释2:单侧光照射下,向光侧的生长素被分解。
③解释3:单侧光照射下,抑制生长的物质分布不均匀。
(4)实验探究:设计实验验证解释2、3
①若解释2正确,则a~d四个琼脂块中生长素的含量关系为c=a=b>d。
②若解释3正确,则a~d四个琼脂块中生长素的含量关系为a=b=c=d。
5.胚芽鞘生长、弯曲情况分析
(1)基本原理:对胚芽鞘而言,生长素浓度较高的部位,生长快;生长素浓度较低的部位,生长慢,因此分析胚芽鞘的生长方向的根本依据是其内部生长素的分布情况。
(2)常见情况汇总
①遮盖类
实验现象:甲尖端未受光,因此直立生长。乙尖端受光,因此弯曲向光源生长。
A. 尖端是感光部位,也是生长素横向运输的部位;
B. 生长素在尖端产生,经极性运输的方式运输至尖端下部,促进尖端下部生长。
②插入类:生长素不能透过云母片,能透过琼脂块。
实验现象:甲向右弯曲生长。乙直立生长。丙向光生长。丁向光生长。
③旋转类
A.仅暗盒内植物旋转则胚芽鞘各部位均匀受光;
B.仅暗盒旋转,则植株仍受单侧光;
C.暗盒连同植株一起旋转,则植株仍受单侧光;
D.植物处于转盘中心时,植物不受离心作用,生长素分布均匀,若植物置于转盘边缘,则离心作用使生长素向远离转盘中心处沉积。
实验现象:甲直立生长。乙向光生长。丙向小孔弯曲生长。丁向转盘中心弯曲生长。
④移植类
琼脂块本身对胚芽鞘的生长无影响,琼脂块中的生长素可以沿重力方向扩散进入胚芽鞘,但不会受单侧光等因素影响进行横向运输。
实验现象:甲不生长,也不弯曲。乙直立生长。丙向左弯曲生长。丁向右弯曲生长。
二、其他植物激素
1.其他植物激素的合成与作用
植物激素
合成部位
分布
主要作用
赤霉素
幼芽、幼根和未成熟的种子
主要分布在植物生长相对旺盛的部位
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
细胞
分裂素
主要是
根尖
主要分布在正在进行细胞分裂的部位
促进细胞分裂;促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成
脱落酸
根冠、萎蔫的叶片等
将要脱落或进入休眠期的器官和组织中含量多
抑制细胞分裂;促进气孔关闭;促进叶和果实的衰老和脱落;维持种子休眠
乙烯
植物体
各个部位
各器官中都存在
促进果实成熟;促进开花;促进叶、花、果实脱落
2.植物激素间的相互作用
(1)植物生长发育和适应环境变化的过程中,激素的含量会发生变化;不同种激素的调节还表现出一定的顺序性。
(2)多种激素并不是独立起作用,而是多种激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应
(3)植物激素间的相互作用
①协同作用
②拮抗作用
脱落酸保持种子休眠,赤霉素促进种子萌发,综合来看,种子是否萌发其实取决于赤霉素和脱落酸的比值。
代谢上存在相互作用
生长素浓度升高到一定值时,会促进乙烯合成;乙烯含量的升高,反过来抑制生长素的作用。
(4)在植物各器官中同时存在着多种植物激素,决定器官生长、发育的,往往不是某种激素的绝对含量,而是不同激素的相对含量。
(5)不同激素的调节往往表现出一定的顺序性。
【易错提醒】
决定植物器官生长、发育的,往往不是某种激素的绝对含量,而是不同激素的相对含量,如黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较高,有利于分化形成雌花,比值较低,则有利于分化形成雄花。
三、植物生长调节剂
(一)植物生长调节剂
1. 概念:由人工合成的,对植物的生长、发育有调节作用的化学物质。
2. 优点:原料广泛、容易合成、效果稳定等。
3. 类型:
(1)分子结构和生理效应与植物激素类似:吲哚丁酸(IBA)
(2)分子结构与植物激素完全不同,但是具有与植物激素类似的生理效应:a-萘乙酸(NAA)和矮壮素。
4. 作用:简化工艺、降低成本;提高产量、改善品质;减轻人工劳动。
5.负面影响
(1)使用不当,可能影响作物产量和产品品质。
(2)过量使用,可能对人体健康和环境带来不利影响。
6.施用注意事项
(1)在生产上首先需要根据实际情况,选择恰当的植物生长调节剂。
(2)要综合考虑施用目的、效果和毒性,调节剂残留、价格和施用是否方便等因素。
(3)对于某种植物生长调节剂来说,施用浓度、时间、部位及施用时植物的生理状态和气候条件等,都会影响施用效果,施用不当甚至会影响生产。
(二)探索植物生长调节剂的应用:需要做预实验。
【典例1】(25-26高三上·北京朝阳·期中)为探究外源生长素和生长素运输抑制剂NPA对根背光生长的影响,实验结果如下。下列叙述正确的是( )
处理方式测定指标
外源生长素(mg/L)
NPA(μmol/L)
0
0.001
0.01
0.1
3
弯曲角度α(度)
37
40
31
22
16
生长速率(mm/天)
15
17
13
11
8
A.生长素促进根生长弯曲的最适浓度为0.001mg/L
B.NPA通过抑制生长素运输增强根的背光弯曲
C.随外源生长素浓度升高,根背光弯曲程度持续增大
D.外源生长素对根背光弯曲的调节具有两重性
【典例2】ABP1是生长素的受体蛋白,实验室中培养的ABP1过表达的分生区细胞在没有细胞分裂素的条件下,会形成大量多核细胞,加入细胞分裂素后,细胞正常分裂。下列有关叙述错误的是( )
A.生长素促进细胞核分裂,细胞分裂素促进细胞质分裂
B.生长素和细胞分裂素促进细胞分裂时协同发挥作用
C.诱导侧芽细胞大量表达ABP1能避免出现顶端优势
D.获得ABP1蛋白缺失突变体可用于研究生长素的功能
【典例3】(2025·北京通州·模拟预测)烟草打顶后侧芽会生长,需要抹芽(摘除侧芽)提高上部叶片质量,该措施费时费力。采取打顶后涂抹生长素的方法替代抹芽。科研人员探究打顶后涂抹生长素对烟草上部叶片生长的影响,实验结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.打顶后涂抹生长素,其进入烟草后可向下运输
B.打顶后抹芽不利于营养物质在上部叶片的积累
C.打顶后涂抹生长素能建立顶端优势抑制侧芽萌发
D.打顶后涂抹生长素能增强上部叶片的净光合速率
【典例4】(2025·北京东城·一模)为研究乙烯对拟南芥根部向地性的影响,科研人员进行了相关实验,实验处理和结果如下表。下列叙述或推测错误的是( )
处理时间
培养条件
根尖曲率θ/°
8h
对照组培养基
71.3 ±2.4
8h
含乙烯合成前体的培养基
38.1 ±2.9
A.重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素
B.本实验应在黑暗条件下进行,排除光对结果的影响
C.根弯曲生长的原因是近地侧生长素浓度高,生长速度快
D.乙烯对拟南芥根部的向地性现象的发生有抑制作用
【典例5】(24-25高三上·北京昌平·期末)植物激素茉莉酸(JA)和脱落酸(ABA)对拟南芥种子萌发的影响如下图。研究发现,JA信号通路中的JAZ抑制蛋白与ABA信号通路中的关键转录因子ABI3可发生相互作用。以下叙述错误的是( )
A.ABA具有抑制种子萌发的作用
B.ABA和JA在调节种子萌发方面具有协同作用
C.JA可能通过ABA途径发挥对种子萌发的调节作用
D.JA减弱ABA对种子萌发的抑制作用
核心串讲2 环境因素参与调节植物的生命活动
一、淀粉—平衡石假说
植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞,即平衡石细胞来实现的。
二、光敏色素与光合色素的比较
化学本质不同
绿色植物的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素,不是蛋白质;光敏色素是由色素参与组成的一种蛋白质复合体
接受光照
有本质区别
光合色素能吸收并转化光能储存在有机物中;光敏色素是光的受体,光仅是一种信号,被接受后经信息传递系统传导到细胞核,影响基因表达,从而调节植物的生长发育
分布不同
光合色素主要分布在叶肉细胞的叶绿体中;光敏色素分布在植物的各个器官中,尤其在分生组织细胞中更多,如胚芽鞘尖端、根尖等
合成条件不同
光是叶绿素合成的必要条件,黑暗培养的黄化苗不含叶绿素;但黄化幼苗的光敏色素比绿色幼苗多20~100倍
光调控植物生长发育的反应机制
(1) 感受信号:光敏色素(蛋白质)被激活,其结构发生变化;
(2) 传导信号:信号经过转导传递到细胞核内;
(3) 发生反应:细胞核内特定基因转录变化;
(4) 表现出生物学效应:相应mRNA翻译出特定蛋白质。
三、植物生长发育的整体调控
高等植物是由许多细胞组成的高度复杂的有机体,它的正常生长发育需要各个器官、组织和细胞之间的协调和配合。
1. 基因表达调控
植物细胞里储存着全套基因,但是某个细胞的基因如何表达则会根据需要作调整。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。
2. 激素调节
激素作为信息分子,会影响细胞的基因表达,从而起到调节作用。同时,激素的产生和分布是基因表达调控的结果,也受到环境因素的影响。
3. 环境因素调节
植物响应环境变化,调控基因表达以及激素产生、分布,最终表现在器官和个体水平上的变化。
【典例1】植物对昼夜相对长度变化发生反应的现象称为光周期。研究发现光期中短时间的黑暗打断不会影响光周期诱导的生长习性;若采用闪光间断处理暗期,短日照植物和长日照植物诱导结果如下图。下列叙述不正确的是( )
A.暗期的闪光间断,会使短日照植物继续营养生长
B.暗期的闪光间断,促进长日照植物开花
C.实验说明短日照植物连续暗期超过临界长度则开花
D.实验说明光期比暗期对植物开花影响更大
【典例2】隐花色素2(CRY2)是一种蓝光受体。在不同光周期诱导下,对野生型和CRY2功能缺失突变体拟南芥的开花时间进行研究,结果如下图。下列相关叙述错误的是( )
A.该实验的自变量是温度、日照时间的长短
B.相对于长日照,短日照下拟南芥开花延迟
C.蓝光可以作为信号参与拟南芥开花的调控
D.由图可知长日照、22℃最适宜拟南芥开花
【典例3】(24-25高三上·北京海淀·阶段练习)光敏色素有两种形式:红光吸收型(Pr)和远红光吸收型(Pfr),当植物受到红光的照射时,Pr会转化为Pfr:而当植物接受远红光的照射时,Pfr则会还原为Pr。如图是阳生植物和阴生植物在不同遮阴程度下的茎伸长生长速率,相关叙述正确的是( )
注:Pfr/(Pfr+Pr)表示遮阴程度,比值越大,遮阴程度越小
A.遮阴程度越高,远红光相对红光占比越少
B.阳生植物随着遮阴程度的增加,光合作用减弱,Pr占比增加,茎伸长生长速率增加
C.该过程中光只作为信号影响阴生与阳生植物的生长
D.阴生植物茎的伸长生长与遮阴程度没有相关性,光敏色素不起作用
【典例4】(2024·北京东城·一模)一些植物能通过感知外界光照变化,调节脱落酸和赤霉素合成,保证冬天(短日照)休眠、夏天(长日照)生长。有关叙述错误的是( )
A.光作为一种信号参与植物生命活动的调节
B.短日照能抑制脱落酸和赤霉素的合成
C.脱落酸和赤霉素的合成均受基因表达的调控
D.植物的生长发育不仅受激素调节,还受环境因素影响
【典例5】(2023·北京·二模)隐花色素2(CRY2)是一种蓝光受体。对野生型和CRY2功能缺失突变体拟南芥在不同光周期诱导下的开花时间进行研究,结果如图,开花时茎基部叶片越多代表开花越迟。下列相关叙述,错误的是( )
A.蓝光、温度都可作为信号调节生命活动
B.相对于长日照,短日照下拟南芥开花延迟
C.长日照、16℃是最适宜拟南芥开花的条件
D.长日照条件下CRY2参与拟南芥开花的调控
能力1 生长素相关实验设计
一、生长素的产生部位和横向运输部位
1.验证生长素的产生部位在尖端
实验组:取放置过胚芽鞘尖端的琼脂块,置于去掉尖端的胚芽鞘一侧(如图甲)
对照组:取未放置过胚芽鞘尖端的空白琼脂块,置于去掉尖端的胚芽鞘一侧(如图乙)
2.验证生长素的横向运输部位在尖端
实验操作:
实验现象:装置a中胚芽鞘直立生长,装置b和c中胚芽鞘弯向光源生长
二、重力和单侧光对生长素分布的影响程度
实验操作:
注:A盒下侧有开口,可以进光。
结果预测及结论:
①若A、B中幼苗都向上弯曲生长,只是B向上弯曲程度大,说明重力对生长素分布的影响大于单侧光。
②若A中幼苗向下弯曲生长,B中幼苗向上弯曲生长,说明单侧光对生长素分布的影响大于重力。
③若A中幼苗水平生长,B中幼苗向上弯曲生长,说明单侧光对生长素分布的影响与重力相等
三、验证生长素在果实发育中的作用及合成部位
1.原理:果实发育与生长素的关系
(1)阻断生长素来源:如果切断生长素的自然来源(不让其受粉或除去正在发育中的种子),则果实会因缺乏生长素而停止发育,甚至引起早期脱落。
(2)在没有受粉的雌蕊上涂抹一定浓度的生长素溶液,子房正常发育为果实,因为没有受精,所以果实内没有种子。
2.过程:将相同黄瓜植株的雌花随机均分为A、B、C三组,A组自然生长;B组开花前进行套袋处理;C组开花前,人工涂抹一定浓度的生长素,然后进行套袋处理。
3.结果:A组发育成有子黄瓜,B组不发育,C组发育成无子黄瓜。
4.结论:生长素是果实发育所必需的。
【典例1】(2025·北京·模拟预测)研究者对根瘤菌参与大豆开花的调控机制进行了系列研究。
(1)大豆根系常有根瘤菌形成根瘤,大豆与根瘤菌的种间关系为_______。
(2)大豆植株中氮素含量增加能够使开花时间提前。突变根瘤菌能使大豆形成根瘤,但固氮活力极低。研究者检测接种不同类型根瘤菌的大豆开花时间(图1),结果表明,根瘤菌对大豆开花的影响,存在除了氮素之外的其他调控途径,依据是_______。
(3)氮素可诱导大豆叶片中一种参与开花调控的小RNA—miR172的表达。检测3组大豆miR172的表达量,结果如图2。
已知miR172可通过韧皮部在植物体内进行长距离移动。综合图1、图2的实验结果,推测接种根瘤菌的植株开花时间最早的原因是_______。
(4)研究者利用野生型和miR172过表达植株进行下表所示的嫁接实验,实验结果支持了推测。请完善实验方案和实验结果。
组别
砧木
接穗
比较两组接穗叶片miR172的含量及开花时间
实验组
______
______
______
对照组
野生型
野生型
能力2 参与调节植物生命活动的其他环境因素
1.温度参与植物生长发育的调节
(1)温带地区,树木年复一年的加粗,构成一圈圈的年轮,表现出季节周期性变化。年轮形成的原因是:
① 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;
② 秋冬季:细胞分裂慢、细胞体积较小,树干上形成颜色较深的带。
【思考】树木的年轮与季节的温度变化有什么直接关系?
【答案】年轮的形成,是树木生长对一年中不同时期环境温度反应的结果。
(2)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。冬小麦、冬大麦,蕙兰等就是这样。
①冬小麦:9~10月播种,经过冬天后,来年春天开花结果。
②实践:在春季播种冬小麦,会使麦苗夏季旺长却不开花或者开花太晚,造成减产。
③结论:冬小麦需要经历一段时间的低温诱导方可开花(春化作用)。
【思考】有的植物需要经过春化作用才能开花,这对于它们适应所生存的环境有什么意义?
【答案】这样可以避免出现在冬季来临之前开花从而无法正常结果的情况。
2.植物所有生理活动都是在一定的温度范围内进行。
温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动,从而参与调节植物的生长发育。植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。
3.重力参与植物生长发育的调节
(1)调控实例:
①正向重力性:根顺着重力方向向下生长(根的向地性)
②负向重力性:茎背着重力方向向上生长(茎的背地性)
【思考】根的向地生长和茎的背地生长有什么意义呢?
【答案】根向地生长,可以深扎根,利于吸收水分和无机盐;茎背地生长,可以将枝条伸向天空,利于吸收阳光进行光合作用
(2)茎生长的背地性与根生长的向地性的解释
①外因:重力引起生长素在植物体内分布不均匀;
②内因:根对生长素敏感,浓度高抑制生长;茎对生长素不敏感,浓度高促进生长。
(3)淀粉—平衡石假说:
植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞,即平衡石细胞来实现的。
①机理
(
重力方向改变
平衡石细胞中的“淀粉体”会
沿着重力方向
沉降
引起一系列信号分子的改变
对植物生长产生影响
如通过影响生长素的运输导致
生长素沿着重力
刺激的方向不对称分布
)
②
A.垂直时淀粉体对平衡石细胞底部内质网压力均等,
B.水平时淀粉体对平衡石细胞底部内质网压力不均等。
③重力参与植物生长发育的调节
(
①生长素运往根冠
)
(
②根尖垂直放置时,淀粉体均匀分布在平衡石细胞底部的内质网上,内质网两侧压力相当,运往根冠的生长素均匀地运往伸长区。
)
(
抑制
) (
大
) (
近
) (
促进
)
【典例1】(23-24高三上·北京·期中)大多数植物的开花对日照长度有一定要求。长日植物只在日照长于一定时间(临界日长)才开花,短日植物只在日照短于一定时间才开花,否则都进行营养生长。经过实验研究,科学家收集到了如图实验结果。以下有关分析不正确的是( )
A.植物体存在能够感受光照的受体,从而调控开花行为
B.恶劣天气导致的日周期变化可能影响果树的经济产值
C.实验结果表明真正调控植物开花的因素是暗期处理长度
D.16h日照16h黑暗交替处理,短日植物进行营养生长
【典例2】科研人员对NH4+影响侧根分支的机理进行了研究,将三组某植物幼苗(如图1)分别培养在不同培养基中,处理及结果如图2所示。下列相关叙述错误的是( )
A.侧根的分支是多种激素共同调节下细胞分裂分化的结果
B.比较I、Ⅱ组结果,说明NH4+能促进该植物幼苗侧根分支生长
C.比较Ⅱ、Ⅲ组结果,说明NPA能降低NH4+对侧根的促进作用
D.本实验能够证明主根尖端产生的生长素通过极性运输运至侧根
热点情境01 植物对逆境胁迫的响应
情境解读:
植物虽然不能移动,但它们在漫长的进化过程中,练就了一身应对恶劣环境(即逆境胁迫,如干旱、高温、盐碱、病虫害等)的“生存智慧”。
植物对逆境的响应是一个复杂且精密的系统工程,涵盖了从外部形态到内部分子的多个层面。简单来说,它们会通过改变生长策略、启动信号警报、调整生理代谢等方式来试图存活下来。
当环境变恶劣时,植物细胞首先会感知到信号,并通过“激素”和“化学信使”将警报传递下去。
激素“警报器”: 脱落酸(ABA) 被称为逆境警报器。当遭遇干旱时,ABA会迅速增加,发出“缺水”信号,命令气孔关闭以减少水分流失。营养与逆境的“博弈”: 有趣的是,植物会根据营养状况调整对逆境的敏感度。例如,水稻中的一种蛋白 NRT1.1B 既能感知“食物”(氮元素),也能感知逆境信号。当氮充足时,它会抑制抗逆反应(因为此时适合生长);当缺氮时,它会切换模式,启动抗逆程序。气体信号“对话”: 乙烯(ET)、一氧化氮(NO)和多胺(PAs)之间会进行复杂的“对话”。例如在干旱胁迫下,它们相互作用,共同调节气孔的开闭和抗氧化系统的启动。
典型例题:
植物对病原菌的过度防御会引起植物衰老,平衡植物衰老与植物免疫对于农业生产十分重要,为研究R基因在二者平衡中的作用,科研人员利用拟南芥进行研究。
(1)乙烯作为植物激素,对植物生长发育具有_______作用,为检验R基因是否通过调控乙烯信号途径影响植物免疫与植物衰老,科研人员进行了如下实验。
①用真菌感染三种拟南芥,一段时间后测定单位质量叶片上剩余的真菌孢子数(孢子为真菌的繁殖体),结果如图1,剩余真菌孢子数越低,说明植物抗病性越_______。
根据图1结果推测R基因可以_______拟南芥抗病性。同时乙烯在R基因调控的植物抗病性中起负向作用,作出推测的理由是_______。
②进一步研究R基因与植物衰老的关系,以叶片衰老比率作为植物衰老情况的指标,结果如图2,结果说明_______。
(2)研究发现,R基因还可以促进W基因表达,进一步对3种拟南芥R基因的表达情况进行检测,结果如下表
组别
实验材料
R基因的表达情况
1
WT
++
2
R
+++
3
RW
++
(给R转入额外的W基因)
注:“+”数目越多,表示表达程度越高
请推测与组2相比,组3拟南芥的抗病性和植物衰老情况为_______。综合上述研究,请用文字和箭头将答题纸上R基因对植物衰老和抗病性平衡的调控内容补充完整_____________。
01 植物激素综合分析
1.(2025·北京西城·二模)根的向地性与生长素(IAA)分布不均有关。对IAA敏感的启动子与绿色荧光蛋白基因形成的融合基因在根中表达情况如图,下列叙述错误的是( )
A.根的向地性利于植物吸收水分和无机盐
B.横放的根近地侧细胞生长速度大于远地侧细胞
C.可用农杆菌转化法将融合基因导入植物细胞中
D.绿色荧光的位置和强度代表IAA的分布和浓度
2.(2025·北京丰台·二模)在植物的生长发育过程中,植物激素发挥了重要作用。相关叙述正确的是( )
A.生长素在发挥抑制作用时植物不能生长
B.赤霉素能促进茎秆伸长并提高结实率
C.植物激素不直接参与细胞内的代谢活动
D.光照等环境因素不影响植物激素的合成
3.(2025·北京海淀·一模)将拟南芥幼苗分别置于含有不同浓度IAA的培养基中培养,每一浓度分为两组,一组添加1nmol/L油菜素内酯(BL),另一组不添加BL,8天后统计侧根数量,结果如图。下列叙述不合理的是( )
A.本实验的目的是探究BL与IAA的相互作用
B.各组的相对值是与仅用BL处理时侧根数量的比值
C.1nmol/L BL促进侧根形成
D.1nmol/L IAA与BL对促进侧根生长具有协同作用
4.(2025·北京通州·一模)分别用不同浓度芸苔素和赤霉素处理杜仲叶片,然后测定叶片中的有效成分桃叶珊瑚苷含量,结果如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.实验中生长调节剂的浓度范围可以通过预实验确定
B.设置对照组是为了排除内源激素对实验结果的影响
C.与对照组相比,赤霉素在时起促进作用
D.与用芸苔素处理相比,杜仲叶片对赤霉素更加敏感
5.(2025·北京·模拟预测)S10和S12是新发现的多肽类植物激素,对叶片的衰老有调节作用,S10的受体是M。为研究两种激素的相互作用,研究人员做了相关实验,结果如图所示。关于该研究结果的叙述,错误的是( )
A.S10促进S12合成相关基因的表达,二者有协同作用
B.S10和S12在调节叶片衰老过程中作用相反
C.S12与S10竞争结合M受体
D.S10、S12的相互作用有利于精准调控叶片衰老过程
6.(2025·北京·模拟预测)为研究C基因对菊花生长及侧枝发育的影响,研究人员构建该基因过表达的植株,得到下表结果。相关推测错误的是( )
株高(cm)
萌发侧芽数(个)
顶芽
侧芽
生长素含量(ng/g)
乙烯含量(ng/g)
生长素含量(ng/g)
乙烯含量(ng/g)
野生型植株
2.03
0.67
0.77
29.89
0.92
11.33
C基因过表达植株
3.5
4.75
1.06
24.81
0.79
21.07
A.C基因过表达能促进菊花植株生长和侧芽的萌发
B.决定植株生长和侧芽发育的是乙烯和生长素的相对含量
C.生长素和乙烯相互协同,共同调节植株生长和侧枝发育
D.植株生长发育的调控是由基因表达调控和激素调节共同完成的
02 参与调节植物生命活动的其他环境因素
7.(2025·北京西城·一模)光照作为环境因素参与调节植物生命活动的过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.光敏色素是接受光信号的受体分子
B.主动运输进入细胞的Ca2+激活酶2
C.图示感受信号→传导信号→发生反应的调节过程
D.基因、激素和环境因素共同参与调控过程
8.(2025·北京朝阳·二模)研究者用不同浓度的生长素类似物NAA分别在黑暗和光照条件下处理拟南芥刚萌发的种子,一段时间后测量下胚轴长度,结果如下表。
NAA浓度(μM)
0
0.1
1
5
10
50
下胚轴长度(mm)
黑暗
11.5
11
8.1
5
2.9
1.5
光照
1.2
1.3
1.6
2.1
2.3
1.8
相关分析正确的是( )
A.光照作为信号作用于特定受体,抑制下胚轴伸长生长
B.促进拟南芥下胚轴伸长生长的NAA的最适浓度是10μM
C.在黑暗条件下,任何浓度的NAA都会抑制下胚轴伸长生长
D.NAA和光照信号在调控下胚轴伸长生长中表现出协同作用
9.(2025·北京海淀·二模)对拟南芥进行长日照处理,叶片中F基因的mRNA含量上升并运输至茎顶端、促进开花;对短日照处理的拟南芥叶片外施赤霉素或生长素类似物、也能诱导开花。下列叙述正确的是( )
A.开花是光合色素接受光信号调控的结果
B.短日照不开花的原因可能是F蛋白含量高
C.F基因可直接控制赤霉素或生长素的合成
D.赤霉素和生长素可以协同促进拟南芥开花
10.(2025·北京石景山·一模)阳光为生命世界提供能量,并调控生物的生长、发育和繁衍,使地球成为生机勃勃的美丽星球。下列叙述正确的是( )
A.单侧光照射下,背光侧生长素合成量多于向光侧
B.感受光的光敏色素均匀分布在各组织中
C.光敏色素结构的改变影响细胞核基因的表达
D.光调控植物生长发育的主要机制是调节光合作用强度
1.(2024·北京顺义·一模)细胞分裂素不仅参与调控细胞增殖,还参与植物体多种生理代谢和发育过程。下图示细胞分裂素功能的相关实验研究。依据实验结果可得出的结论是( )
注:黑点表示放射性氨基丁酸的分布
A.在植物体内细胞分裂素可促进细胞分裂
B.细胞分裂素可促进细胞吸收氨基酸
C.甲组与丙组对照说明细胞分裂素可诱导营养物质运输
D.细胞分裂素可调节植物体内营养物质的再分配
2.(2025·北京东城·二模)2024年7月,国家药典委员会公示了《植物生长调节剂残留量测定法国家药品标准草案》。下列关于植物生长调节剂的说法正确的是( )
A.赤霉素类植物生长调节剂可用于打破种子的休眠
B.生长素类似物的浓度越高促进插条生根效果越好
C.植物生长调节剂的分子结构均与植物激素相同
D.植物生长调节剂对人体健康有害应全面禁用
3.(2025·北京海淀·二模)植物生长调节剂在农业生产上应用广泛,下列叙述正确的是( )
A.植物生长调节剂的分子结构和生理效应与植物激素完全相同
B.用萘乙酸促进插条生根时,应先做预实验确认最适浓度范围
C.用赤霉素处理大麦可以促进α-淀粉酶的合成,不利于啤酒发酵
D.乙烯利分解释放乙烯,用于果蔬催熟,过量使用对人体无影响
4.(2025·北京顺义·一模)实验小组用不同浓度的NAA(生长素类似物)溶液处理玉米种子,几天后测量萌发种子的根长和芽长,求平均值,结果如图。由图可知( )
A.根生长的最适NAA浓度高于芽
B.高浓度NAA抑制根和芽生长
C.对根产生抑制的NAA浓度仍能促进芽生长
D.不添加NAA时根和芽的生长不受激素调节
5.(2025·北京丰台·一模)DR5是响应生长素的启动子,GUS是一种常用的报告基因,其表达产物可以被染色检测。将DR5-GUS表达载体导入水稻幼苗后,实验组用ABA处理,对照组和实验组根部的GUS染色情况如图,实验结论为( )
A.生长素通过ABA影响根的生长
B.高浓度的生长素抑制根的生长
C.ABA可以加深根中的GUS染色
D.ABA促进生长素在根部的积累
6.(2024·北京东城·二模)月季是北京市市花之一,具有重要的观赏价值和经济价值。月季种苗繁殖以扦插为主,植物激素和环境因子等条件影响扦插成活率。下列叙述不合理的是( )
A.适宜的温度有利于扦插枝条成活
B.适度保留芽有利于扦插枝条生根
C.去除部分叶片有利于扦插枝条成活
D.沾蘸脱落酸有利于扦插枝条生根
7.(2024·北京通州·模拟预测)科研人员研究脱落酸(ABA)在植物抗旱中的作用,将刚萌发的玉米种子分成4组进行处理,一段时间后观察主根长度和侧根数量,实验处理方法及结果如图所示,下列叙述正确的是( )
A.与第1组相比,第2组结果说明干旱处理促进侧根的生长
B.与第2组相比,第3组结果说明缺少ABA时主根生长加快
C.本实验中,自变量为不补加蒸馏水和加入ABA合成抑制剂
D.上述实验可验证干旱条件下ABA对主根生长有促进作用
8.(2024·北京丰台·一模)为探讨乙烯与赤霉素对根生长的影响是否完全独立,用乙烯和赤霉素处理水稻幼苗,结果如图1。已知D蛋白可以抑制赤霉素途径,从而抑制植物生长,分析D蛋白突变体对乙烯的反应,结果如图2。下列推测错误的是( )
A.赤霉素处理缓解了乙烯对根的抑制
B.野生型比D蛋白突变体更能抵抗乙烯的作用
C.乙烯可通过促进D蛋白的合成抑制赤霉素途径
D.乙烯和赤霉素对根生长的作用不是完全独立的
9.(2024·北京东城·一模)研究生长素的作用机制对认识植物生长发育有重要意义。
(1)生长素作为一种植物产生的信息物质,与___特异性结合后引发细胞内一系列信号转导过程,影响特定基因的表达,表现出生物学效应。
(2)生长素具有“酸生长”调节机制,即生长素低浓度时引起原生质体外(细胞膜外)pH降低,促进根生长;高浓度时引起原生质体外pH升高,抑制根生长。如图1所示,细胞膜上的P1结合生长素后激活H+-ATP酶,产生___根生长的效应。
(3)位于细胞质中的F1和细胞核中的T1均能与生长素结合(如图1)。分别对野生型拟南芥、F1缺失突变体、T1缺失突变体施加高浓度生长素,统计根生长增长率(施加生长素组根长增长量/未施加生长素组根长增长量),结果如图2。据图判断F1和T1均参与生长素抑制根生长的过程,依据是___。实验结果还显示F1和T1参与的生长素响应过程有快慢差异,根据图1推测存在差异的原因是___。
(4)综上所述,完善生长素的“酸生长”调控机制的流程图___。
(5)请分析生长素调节植物生长的过程中有多种受体参与的意义___。
10.(2024·北京海淀·一模)学习以下材料, 回答(1) ~(4)题。
铝对植物的毒害及植物的抗铝机制
铝是地壳中含量最丰富的金属元素, 地球上多达50%的可耕地为酸性土壤, 酸性条件下地壳中的铝以可溶性三价离子的形式被释放出来, 抑制植物根的生长发育。植物也通过一些机制减轻铝的毒害作用。
植物根尖的T区(介于分生区和伸长区之间的过渡区, 如图) 与根生长密切相关, 是响应铝毒害的主要部位。M区是细胞分裂的重要区域。对双子叶植物拟南芥的研究发现, 铝毒害可诱导大量乙烯产生, 引起生长素合成的关键基因在T区特异性表达, 同时多种参与生长素极性运输载体的表达也受到调控, 引起T区生长素含量升高。此过程中, 参与拟南芥生长素极性运输的主要有输出载体1、2和输入载体, 其分布和运输生长素的方向如图。铝毒害时, 三种载体的表达量均升高。输入载体的缺失突变体及输出载体2缺失突变体均表现出耐铝表型,但输出载体1功能缺失突变体却表现为对铝超敏感。单子叶植物(如玉米)在铝毒害下根伸长也受抑制, 但其根尖生长素含量下降, 输出载体2的表达量升高。铝毒害下输出载体2功能缺失突变体的根伸长快于野生型。这表明铝对单、双子叶植物产生毒害的机制可能存在差异。
同时, 很多植物在进化过程中还形成了多种抗铝机制。小麦、拟南芥、大豆等植物根尖细胞存在苹果酸转运蛋白(ALMT), 铝离子可引发ALMT空间结构变化, 使其孔道打开, 细胞向外分泌苹果酸等有机酸可螯合根际土壤中的铝离子。再有, 铝毒害还可引起ALMT基因的表达量上升或转运蛋白在根中的重新分布。
有关植物对铝毒害的信号感知与调控机制的研究不断深入, 这些为未来开展作物分子育种设计和可持续农业发展提供了理论支撑。
(1)生长素_________运输, 称为极性运输。
(2)研究显示乙烯位于生长素调控上游, 下列支持该论点的证据有_。
A.乙烯处理后, 生长素输出载体2和输入载体的表达增加
B.外源施加生长素极性运输阻断剂使植株呈明显的耐铝表型
C.加入乙烯合成抑制剂, 可减弱铝毒害下T区生长素合成相关基因的表达
D.铝毒害时, 乙烯受体突变体T区的生长素合成基因表达量低于野生型
(3)据文中信息, 分别阐释铝毒害对双子叶、单子叶植物根生长抑制的作用机制。
①双子叶植物(如拟南芥):_________, 导致T区中生长素浓度较高, 根生长受抑制。
②单子叶植物(如玉米):_________, 从而造成根生长受抑制。
(4)结合文中信息, 选择单子叶或双子叶作物之一, 提出培育耐铝作物的思路_______________。
1.(2025·北京·高考真题)油菜素内酯可促进Z蛋白进入细胞核调节基因表达,进而促进下胚轴生长。用生长素分别处理野生型和Z基因功能缺失突变体的拟南芥幼苗,结果如图。综合以上信息,不能得出的是( )
A.Z蛋白是油菜素内酯信号途径的组成成分
B.生长素和油菜素内酯都能调控下胚轴生长
C.生长素促进下胚轴生长依赖于Z蛋白
D.油菜素内酯促进下胚轴生长依赖于生长素
2.(2024·北京·高考真题)五彩缤纷的月季装点着美丽的京城,其中变色月季“光谱”备受青睐。“光谱”月季变色的主要原因是光照引起花瓣细胞液泡中花青素的变化。下列利用“光谱”月季进行的实验,难以达成目的的是( )
A.用花瓣细胞观察质壁分离现象
B.用花瓣大量提取叶绿素
C.探索生长素促进其插条生根的最适浓度
D.利用幼嫩茎段进行植物组织培养
3.(2023·北京·高考真题)水稻种子萌发后不久,主根生长速率开始下降直至停止。此过程中乙烯含量逐渐升高,赤霉素含量逐渐下降。外源乙烯和赤霉素对主根生长的影响如图。以下关于乙烯和赤霉素作用的叙述,不正确的是( )
A.乙烯抑制主根生长
B.赤霉素促进主根生长
C.赤霉素和乙烯可能通过不同途径调节主根生长
D.乙烯增强赤霉素对主根生长的促进作用
4.(2022·北京·高考真题)下列高中生物学实验中,对实验结果不要求精确定量的是( )
A.探究光照强度对光合作用强度的影响
B.DNA的粗提取与鉴定
C.探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
D.模拟生物体维持pH的稳定
5.(2022·北京·高考真题)2022年2月下旬,天安门广场各种盆栽花卉凌寒怒放,喜迎冬残奥会的胜利召开。为使植物在特定时间开花,园艺工作者需对植株进行处理,常用措施不包括( )
A.置于微重力场 B.改变温度 C.改变光照时间 D.施用植物生长调节剂
6.(2024·北京·高考真题)植物通过调节激素水平协调自身生长和逆境响应(应对不良环境的系列反应)的关系,研究者对其分子机制进行了探索。
(1)生长素(IAA)具有促进生长的作用,脱落酸(ABA)可提高抗逆性并抑制茎叶生长,两种激素均作为___________分子,调节植物生长及逆境响应。
(2)TS基因编码的蛋白(TS)促进IAA的合成。研究发现,拟南芥受到干旱胁迫时,TS基因表达下降,生长减缓。研究者用野生型(WT)和TS基因功能缺失突变株(ts)进行实验,结果如图甲。
图甲结果显示,TS基因功能缺失导致______________。
(3)为了探究TS影响抗旱性的机制,研究者通过实验,鉴定出一种可与TS结合的酶BG。已知BG催化ABA-葡萄糖苷水解为ABA。提取纯化TS和BG,进行体外酶活性测定,结果如图乙。由实验结果可知TS具有抑制BG活性的作用,判断依据是:_______。
(4)为了证明TS通过抑制BG活性降低ABA水平,可检测野生型和三种突变株中的ABA含量。请在图丙“(______)”处补充第三种突变株的类型,并在图中相应位置绘出能证明上述结论的结果_______。
(5)综合上述信息可知,TS能精细协调生长和逆境响应之间的平衡,使植物适应复杂多变的环境。请完善TS调节机制模型(从正常和干旱两种条件任选其一,以未选择的条件为对照,在方框中以文字和箭头的形式作答)_____(略)。
7.(2022·北京·高考真题)干旱可诱导植物体内脱落酸(ABA)增加,以减少失水,但干旱促进ABA合成的机制尚不明确。研究者发现一种分泌型短肽(C)在此过程中起重要作用。
(1)C由其前体肽加工而成,该前体肽在内质网上的______________合成。
(2)分别用微量(0.1μmol·L-1)的C或ABA处理拟南芥根部后,检测叶片气孔开度,结果如下图1。据图1可知,C和ABA均能够_______,从而减少失水。
(3)已知N是催化ABA生物合成的关键酶。研究表明C可能通过促进N基因表达,进而促进ABA合成。图2中支持这一结论的证据是,经干旱处理后_______。
(4)实验表明,野生型植物经干旱处理后,C在根中的表达远高于叶片;在根部外施的C可运输到叶片中。因此设想,干旱下根合成C运输到叶片促进N基因的表达。为验证此设想,进行了如下表所示的嫁接实验,干旱处理后,检测接穗叶片中C含量,又检测了其中N基因的表达水平。以接穗与砧木均为野生型的植株经干旱处理后的N基因表达量为参照值,在表中填写假设成立时,与参照值相比N基因表达量的预期结果(用“远低于”、“远高于”、“相近”表示)。①____;②____。
接穗
野生型
突变体
突变体
砧木
野生型
突变体
野生型
接穗叶片中N基因的表达量
参照值
①
②
注:突变体为C基因缺失突变体
(5)研究者认为C也属于植物激素,作出此判断的依据是____。这一新发现扩展了人们对植物激素化学本质的认识。
8.(2012·北京·高考真题)为研究细胞分裂素的生理作用,研究者将菜豆幼苗制成的插条插入蒸馏水中(图1).对插条的处理方法及结果见图2。
(1) 细胞分裂素是一种植物激素。它是由植物体的特定部位_______,再被运输到作用部位,对生长发育起________作用的__________有机物。
(2)制备插条时除去根系和幼芽的主要目的是________:插条插在蒸馏水中而不是营养液中培养的原因是___________·
(3)从图2中可知,对插条进行的实验处理包括_____________。
(4)在实验Ⅰ中,对A叶进行实验处理,导致B叶__________.该实验的对照处理是________。
(5)实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的结果表明,B叶的生长与A叶的关系是: _________。
(6)研究者推测“细胞分裂素能够引起营养物质向细胞分裂素所在部位运输”。为证明此推侧,用图I所示插条去除B叶后进行实验,实验组应选择的操作最少包括____ (填选项前的符号).
a.用细胞分裂素溶液涂抹A1叶
b.用细胞分裂素溶液涂抹A2叶
c.用14C-淀粉溶液涂抹A1叶
d. 用14C-淀粉溶液涂抹A2叶
e. 用14C-氨基酸溶液涂抹A2叶
f. 用14C-细胞分裂素溶液涂抹A2叶
g. 检测A1叶的放肘性强度
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专题08 植物生命活动的调节
(
目录
第一部分 知识网络构建
思维导航,融会贯通
第二部分
高考风向解读
洞察考向,感知前沿
第三部分 核心知识串讲
核心串讲
串讲
1
植物激素
串讲
2
环境因素参与调节植物的生命活动
能力进阶
能力1 生长素相关实验设计
能力2 参与调节植物生命活动的其他环境因素
热点情境
植物对逆境胁迫的响应
第四部分 分层精准突破
固本培优,精准提分
A组·保分基础练
题型01 植物激素综合分析
题型02
参与调节植物生命活动的其他环境因素
B组·
增分能力练
第五部分
真题
实战进阶
对标高考,感悟考法
)
考情解读
核心要点
高考考情
高考新风向
植物激素
(2025北京卷)植物生命活动的调节综合
(2024北京卷)生长素的作用
(2023北京卷)其他植物激素
1. 探究生长素与乙烯互作对果实成熟的影响,并分析其分子机制。
2. 设计实验验证"单侧光如何通过影响生长素分布导致向光性",并预测相关基因突变体的表型。
新风向演练
1.【新考法·实验探究】(25-26高三上·北京朝阳·期中)研究者为探究植物顶端优势的调控机制,对生长状态相同的植物进行了不同处理,结果如图所示。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.外源生长素能替代顶芽维持对侧芽的抑制
B.生长素运输抑制剂能直接促进侧芽生长
C.细胞分裂素通过抑制生长素功能促进生长
D.生长素与细胞分裂素在侧芽生长中为协同关系
【答案】A
【详解】A、与对照组相比,去除顶芽、用生长素处理切口后侧芽生长被抑制,因而说明外源生长素能替代顶芽维持对侧芽的抑制,A正确;
B、生长素运输抑制剂处理后阻止了顶芽产生的生长素向侧芽部位转运,因而使得侧芽部位生长素浓度低,进而促进了生长,但侧芽的生长不是生长素运输抑制剂直接促进的,B错误;
C、最后两组实验比较,最后一组通过涂抹细胞分裂素可促进侧芽萌发,但远低于第四组,说明细胞分裂素不是抑制生长素的功能促进侧芽萌发,C错误;
D、高浓度的生长素抑制了侧芽的生长,导致顶端优势的产生;细胞分裂素可以促进侧芽的生长,解除顶端优势,说明生长素与细胞分裂素在调控侧芽生长中表现为拮抗关系,D错误。
故选A。
2.【新载体·激素实验】(23-24高三上·北京西城·期末)下图为赤霉素(GA)通过GAI调节拟南芥生命活动的实验研究,下列分析错误的是( )
A.①、②组结果说明GA能促进茎的伸长
B.③组结果说明GAI能够促进茎的伸长
C.④组结果说明GA可能促进GAI降解
D.③组补充GA后仍应表现为矮化性状
【答案】B
【详解】A、①组是GA合成缺陷突变体,自身不能合成GA,结果植株是矮化的,②组是GA合成抑制剂处理,也不能合成GA,结果植株也是矮化的,这说明没有GA植株是矮化的,也说明GA能促进茎的伸长,A正确;
B、③组是GAI降解异常突变体,植株内GAI不能降解,结果植株是矮化的,这说明GAI能够抑制茎的伸长,B错误;
C、④组是在②组基础上补充GA或降解GAI,结果植株又重新长高了,这说明GA可以促进植株茎伸长,且GA可能是通过调节GAI降解来促进植株茎伸长,C正确;
D、③组是GAI降解异常突变体,根据④组结果分析知GA可能是通过调节GAI降解来促进植株茎伸长,所以若补充GA后③组仍应表现为矮化性状,D正确。
故选B。
3.【新情境·油菜素内酯】(25-26高三上·北京海淀·期中)油菜素内酯合成缺陷的豌豆突变体表现为矮生,对该突变体进行吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA)和二者共同处理,并测定茎的伸长速率,结果如图。由此不能得出( )
A.单独使用GA无法促进突变体茎的伸长
B.GA对豌豆茎伸长的促进作用依赖于IAA
C.油菜素内酯合成缺陷不影响IAA的作用
D.多种激素共同作用调节豌豆茎的伸长
【答案】C
【详解】A、由图可知,与对照组相比,单独使用GA时,突变体茎的伸长速率基本没有变化,这表明单独使用GA无法促进突变体茎的伸长,A正确;
B、从图中可以看到,单独使用GA时突变体茎的伸长速率与对照组相近,而GA和IAA共同处理时茎的伸长速率明显高于单独使用IAA组,这说明GA对豌豆茎伸长的促进作用依赖于IAA,B正确;
C、题干中仅研究了油菜素内酯合成缺陷的豌豆突变体在吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA)和二者共同处理下茎的伸长速率,并没有设置正常豌豆(即油菜素内酯合成正常)在相同处理下的对照实验,所以无法得出油菜素内酯合成缺陷是否影响IAA的作用,C错误;
D、从图中可以看出,GA和IAA共同处理时茎的伸长速率明显高于单独使用GA或单独使用IAA的情况,这说明多种激素共同作用调节豌豆茎的伸长,D正确。
故选C。
4.【新情境·化感作用】植物种间化感作用指特定植物通过释放化感物质对其他植物产生抑制或促进作用的种间相互作用,其作用途径如图所示。下列推断错误的是( )
A.化感物质是植物细胞的初生代谢物,可增强植物的生存能力
B.温度和土壤湿度等环境因素可能会影响化感作用的强度
C.研究化感作用有助于农业生产中合理搭配间作或轮作植物
D.利用化感物质研制和开发新型除草剂体现了生物多样性的直接价值
【答案】A
【详解】A、化感物质不是植物生长发育所必需的物质,属于次生代谢物,A错误;
B、温度、土壤湿度可通过影响化感物质的挥发及植物残留物的分解等过程,进而影响化感作用,B正确;
C、研究不同作物间是否存在促进或抑制作用,可以选择适合间作或轮作的作物以提高产量或减少农药、除草剂等的使用,C正确;
D、利用化感物质研制和开发新型除草剂,是对生物资源的直接利用,体现了生物多样性的直接价值,D正确。
故选A。
5.【新考法·植物成熟】(24-25高三上·北京东城·期末)为探究苹果果实成熟后逐渐变红的原因,进行了相关实验,实验处理及结果如下图。下列判断错误的是( )
A.光和乙烯都是调节果实成熟的信号
B.增加光强有利于果实中花青素的积累
C.果实成熟过程中乙烯的含量是动态变化的
D.光通过促进乙烯的合成促进花青素的积累
【答案】D
【详解】A、据图可知,中光和高光处理后,花青素的含量不同,说明光处理会影响花青素的含量,乙烯可以调节果实的成熟,即光和乙烯都是调节果实成熟的信号,A正确;
B、据图可知,高光处理组花青素含量高于中光处理组,因此增加光强有利于果实中花青素的积累,B正确;
C、据图可知,无论是中光处理组还是高光处理组,乙烯的产生速率都在发生动态变化,即果实成熟过程中乙烯的含量是动态变化的,C正确;
D、据图可知,高光处理组第5天乙烯产生速率最高,但花青素在第5天不是最高的,且高光处理组第12天乙烯产生速率最低,但花青素在第12天是最高的,因此不能说明光通过促进乙烯的合成促进花青素的积累,D错误。
故选D。
核心串讲1 植物激素
一、生长素的合成、运输与分布
1.生长素的合成
(1)生长素主要的合成部位:芽、幼嫩的叶和发育中的种子。
(2)生长素由色氨酸经过一系列反应转变而来。
(
形态学上端
形态学上端
) (
转变
色氨酸
)
(3)种类:吲哚乙酸、苯乙酸、吲哚丁酸等。
2.生长素的运输
(1)极性运输:胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中,只能从形态学上端到形态学下端。极性运输是细胞的主动运输。
(2)非极性运输:成熟组织中,通过韧皮部进行非极性运输。
(3)横向运输:由于单侧光、重力等因素,发生根尖、茎尖在等细胞分裂特别旺盛的部位。
【易错提醒】
(1)极性运输不会随植物形态学上端与形态学下端空间位置的改变而改变。
(2)极性运输为主动运输,需要消耗能量,需要载体蛋白。
(3)极性运输在太空中依然存在,不受重力因素的影响。
(4)生长素的横向运输只发生在根尖、芽尖等产生生长素的部位,且发生在有单侧光或重力等刺激时。尖端在均匀光照或黑暗处时,不发生生长素的横向运输。
(5)失重状态下,由于没有重力的作用水平放置的植物的根、芽中生长素的水平分布是均匀的,植物会水平生长。
3.生长素的生理作用
(1)细胞水平:起着促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用;
(2)器官水平:影响器官的生长、发育,如促进侧根和不定根发生,影响花、叶和果实发育等。
4.植物生长素的作用特点:具有两重性。
(1)“促进”或“抑制”,是相对于生长素处于最低浓度时各器官的生长速度而言,当生长素浓度过高而“抑制”生长时,器官表现为生长速度减慢,甚至生长停滞。
(2)一般表现为较低的浓度促进生长,浓度过高则抑制生长。
(3)对于不同的器官来说,生长素促进生长的最适浓度不同。
(4)三种器官对生长素的敏感性大小依次是:根 >芽 >茎
【易错提醒】
植物向光性原因的分析
(1)外因:单侧光照;
(2)内因:生长素的分布不均,背光侧生长素含量多于向光侧,背光侧生长快于向光侧,从而导致向光弯曲生长。
(3)关于植物向光性生长的解释
①解释1:单侧光照射下,向光侧的生长素横向运输,向背光侧转移。
②解释2:单侧光照射下,向光侧的生长素被分解。
③解释3:单侧光照射下,抑制生长的物质分布不均匀。
(4)实验探究:设计实验验证解释2、3
①若解释2正确,则a~d四个琼脂块中生长素的含量关系为c=a=b>d。
②若解释3正确,则a~d四个琼脂块中生长素的含量关系为a=b=c=d。
5.胚芽鞘生长、弯曲情况分析
(1)基本原理:对胚芽鞘而言,生长素浓度较高的部位,生长快;生长素浓度较低的部位,生长慢,因此分析胚芽鞘的生长方向的根本依据是其内部生长素的分布情况。
(2)常见情况汇总
①遮盖类
实验现象:甲尖端未受光,因此直立生长。乙尖端受光,因此弯曲向光源生长。
A. 尖端是感光部位,也是生长素横向运输的部位;
B. 生长素在尖端产生,经极性运输的方式运输至尖端下部,促进尖端下部生长。
②插入类:生长素不能透过云母片,能透过琼脂块。
实验现象:甲向右弯曲生长。乙直立生长。丙向光生长。丁向光生长。
③旋转类
A.仅暗盒内植物旋转则胚芽鞘各部位均匀受光;
B.仅暗盒旋转,则植株仍受单侧光;
C.暗盒连同植株一起旋转,则植株仍受单侧光;
D.植物处于转盘中心时,植物不受离心作用,生长素分布均匀,若植物置于转盘边缘,则离心作用使生长素向远离转盘中心处沉积。
实验现象:甲直立生长。乙向光生长。丙向小孔弯曲生长。丁向转盘中心弯曲生长。
④移植类
琼脂块本身对胚芽鞘的生长无影响,琼脂块中的生长素可以沿重力方向扩散进入胚芽鞘,但不会受单侧光等因素影响进行横向运输。
实验现象:甲不生长,也不弯曲。乙直立生长。丙向左弯曲生长。丁向右弯曲生长。
二、其他植物激素
1.其他植物激素的合成与作用
植物激素
合成部位
分布
主要作用
赤霉素
幼芽、幼根和未成熟的种子
主要分布在植物生长相对旺盛的部位
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
细胞
分裂素
主要是
根尖
主要分布在正在进行细胞分裂的部位
促进细胞分裂;促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成
脱落酸
根冠、萎蔫的叶片等
将要脱落或进入休眠期的器官和组织中含量多
抑制细胞分裂;促进气孔关闭;促进叶和果实的衰老和脱落;维持种子休眠
乙烯
植物体
各个部位
各器官中都存在
促进果实成熟;促进开花;促进叶、花、果实脱落
2.植物激素间的相互作用
(1)植物生长发育和适应环境变化的过程中,激素的含量会发生变化;不同种激素的调节还表现出一定的顺序性。
(2)多种激素并不是独立起作用,而是多种激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应
(3)植物激素间的相互作用
①协同作用
②拮抗作用
脱落酸保持种子休眠,赤霉素促进种子萌发,综合来看,种子是否萌发其实取决于赤霉素和脱落酸的比值。
代谢上存在相互作用
生长素浓度升高到一定值时,会促进乙烯合成;乙烯含量的升高,反过来抑制生长素的作用。
(4)在植物各器官中同时存在着多种植物激素,决定器官生长、发育的,往往不是某种激素的绝对含量,而是不同激素的相对含量。
(5)不同激素的调节往往表现出一定的顺序性。
【易错提醒】
决定植物器官生长、发育的,往往不是某种激素的绝对含量,而是不同激素的相对含量,如黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较高,有利于分化形成雌花,比值较低,则有利于分化形成雄花。
三、植物生长调节剂
(一)植物生长调节剂
1. 概念:由人工合成的,对植物的生长、发育有调节作用的化学物质。
2. 优点:原料广泛、容易合成、效果稳定等。
3. 类型:
(1)分子结构和生理效应与植物激素类似:吲哚丁酸(IBA)
(2)分子结构与植物激素完全不同,但是具有与植物激素类似的生理效应:a-萘乙酸(NAA)和矮壮素。
4. 作用:简化工艺、降低成本;提高产量、改善品质;减轻人工劳动。
5.负面影响
(1)使用不当,可能影响作物产量和产品品质。
(2)过量使用,可能对人体健康和环境带来不利影响。
6.施用注意事项
(1)在生产上首先需要根据实际情况,选择恰当的植物生长调节剂。
(2)要综合考虑施用目的、效果和毒性,调节剂残留、价格和施用是否方便等因素。
(3)对于某种植物生长调节剂来说,施用浓度、时间、部位及施用时植物的生理状态和气候条件等,都会影响施用效果,施用不当甚至会影响生产。
(二)探索植物生长调节剂的应用:需要做预实验。
【典例1】(25-26高三上·北京朝阳·期中)为探究外源生长素和生长素运输抑制剂NPA对根背光生长的影响,实验结果如下。下列叙述正确的是( )
处理方式测定指标
外源生长素(mg/L)
NPA(μmol/L)
0
0.001
0.01
0.1
3
弯曲角度α(度)
37
40
31
22
16
生长速率(mm/天)
15
17
13
11
8
A.生长素促进根生长弯曲的最适浓度为0.001mg/L
B.NPA通过抑制生长素运输增强根的背光弯曲
C.随外源生长素浓度升高,根背光弯曲程度持续增大
D.外源生长素对根背光弯曲的调节具有两重性
【答案】D
【详解】A、由图表可知,与对照组相比,外源生长素浓度为0.001 mg/L的弯曲角度和生长速率都大于对照组,而外源生长素浓度大于0.01 mg/L时弯曲角度和生长速率都小于对照组,据此不能说明生长素促进根生长弯曲的最适浓度为0.001mg/L,还需要在此基础上继续实验,A错误;
B、培养在适宜浓度NPA溶液中的一组弯曲角度要小于不使用NPA的组,说明NPA通过抑制生长素运输缓解根的背光弯曲,B错误;
C、由图表可知,外源生长素浓度超过一定浓度后,随外源生长素的浓度增大,根背光弯曲程度逐渐减小,C错误;
D、分析表中数据可知,不加外源生长素的一组为对照组,与之相比,外源生长素浓度为0.001 mg/L的弯曲角度和生长速率都大于对照组,而外源生长素浓度大于0.01 mg/L时弯曲角度和生长速率都小于对照组,说明生长素对水稻根生长的作用具有两重性,D正确。
故选D。
【典例2】ABP1是生长素的受体蛋白,实验室中培养的ABP1过表达的分生区细胞在没有细胞分裂素的条件下,会形成大量多核细胞,加入细胞分裂素后,细胞正常分裂。下列有关叙述错误的是( )
A.生长素促进细胞核分裂,细胞分裂素促进细胞质分裂
B.生长素和细胞分裂素促进细胞分裂时协同发挥作用
C.诱导侧芽细胞大量表达ABP1能避免出现顶端优势
D.获得ABP1蛋白缺失突变体可用于研究生长素的功能
【答案】C
【详解】A、实验室中培养的ABP1过表达的分生区细胞在没有细胞分裂素的条件下,会形成大量多核细胞,说明生长素促进细胞核分裂,加入细胞分裂素后,细胞正常分裂,说明细胞分裂素促进细胞质分裂,A正确;
B、由题干可知,在细胞分裂过程中,生长素和细胞分裂素共同作用使得细胞正常分裂,说明二者在促进细胞分裂时协同发挥作用,B正确;
C、ABP1是生长素的受体蛋白,诱导侧芽细胞大量表达ABP1能形成大量多核细胞,但不能避免出现顶端优势,C错误;
D、获得ABP1蛋白缺失突变体可用于研究生长素的功能,D正确。
故选C。
【典例3】(2025·北京通州·模拟预测)烟草打顶后侧芽会生长,需要抹芽(摘除侧芽)提高上部叶片质量,该措施费时费力。采取打顶后涂抹生长素的方法替代抹芽。科研人员探究打顶后涂抹生长素对烟草上部叶片生长的影响,实验结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.打顶后涂抹生长素,其进入烟草后可向下运输
B.打顶后抹芽不利于营养物质在上部叶片的积累
C.打顶后涂抹生长素能建立顶端优势抑制侧芽萌发
D.打顶后涂抹生长素能增强上部叶片的净光合速率
【答案】B
【详解】A、生长素的运输方向是从形态学上端到形态学下端,生长素涂抹处为形态学上端,因此打顶后涂抹的生长素进入烟草后,可向下运输 ,A正确;
B、由题意可知,打顶后的抹芽措施是为了提高上部叶片的质量,因此该措施利于营养物质向上部叶片转运,B错误;
C、由题意可知,打顶涂抹生长素能抑制侧芽萌动,相当于建立人工顶端优势抑制侧芽萌发,C正确;
D、由题意和图示可知,打顶后涂抹生长素与不涂抹相比,能增强上部叶片净光合速率,D正确。
故选B。
【典例4】(2025·北京东城·一模)为研究乙烯对拟南芥根部向地性的影响,科研人员进行了相关实验,实验处理和结果如下表。下列叙述或推测错误的是( )
处理时间
培养条件
根尖曲率θ/°
8h
对照组培养基
71.3 ±2.4
8h
含乙烯合成前体的培养基
38.1 ±2.9
A.重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素
B.本实验应在黑暗条件下进行,排除光对结果的影响
C.根弯曲生长的原因是近地侧生长素浓度高,生长速度快
D.乙烯对拟南芥根部的向地性现象的发生有抑制作用
【答案】C
【详解】A、重力通过影响生长素分布调控向地性,是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素,A正确;
B、光可能干扰向地性表现,需控制光照,排除光照对实验结果的影响,B正确;
C、根近地侧生长素浓度高会抑制生长(根对生长素敏感),导致远地侧生长快而弯曲,C错误;
D、表中乙烯处理组曲率(38.1°)显著低于对照组(71.3°),表明乙烯抑制向地性,D正确。
故选C。
【典例5】(24-25高三上·北京昌平·期末)植物激素茉莉酸(JA)和脱落酸(ABA)对拟南芥种子萌发的影响如下图。研究发现,JA信号通路中的JAZ抑制蛋白与ABA信号通路中的关键转录因子ABI3可发生相互作用。以下叙述错误的是( )
A.ABA具有抑制种子萌发的作用
B.ABA和JA在调节种子萌发方面具有协同作用
C.JA可能通过ABA途径发挥对种子萌发的调节作用
D.JA减弱ABA对种子萌发的抑制作用
【答案】D
【详解】A、据图可知,用ABA处理组的种子发芽率在发芽初期均小于清水处理组,因此可知,ABA具有抑制种子萌发的作用,A正确;
B、在发芽初期用JA+ABA共同处理的组种子发芽率小于用ABA处理组,更是明显低于清水处理组,因此可知ABA和JA在调节种子萌发方面具有协同作用,二者均为抑制种子萌发的作用,B正确;
C、由图可知,单独JA处理组种子发芽率几乎没有变化,用JA+ABA共同处理的组种子发芽率明显小于清水处理组。根据题意可知,JA信号通路中的JAZ抑制蛋白与ABA信号通路中的关键转录因子ABI3可发生相互作用,从而影响ABA信号通路中某些蛋白的合成,进而影响种子萌发,因此JA可能通过ABA途径发挥对种子萌发的调节作用,C正确;
D、用JA+ABA共同处理的组种子发芽率小于用ABA处理组,说明JA促进了ABA对种子萌发的抑制作用,D错误。
故选D。
核心串讲2 环境因素参与调节植物的生命活动
一、淀粉—平衡石假说
植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞,即平衡石细胞来实现的。
二、光敏色素与光合色素的比较
化学本质不同
绿色植物的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素,不是蛋白质;光敏色素是由色素参与组成的一种蛋白质复合体
接受光照
有本质区别
光合色素能吸收并转化光能储存在有机物中;光敏色素是光的受体,光仅是一种信号,被接受后经信息传递系统传导到细胞核,影响基因表达,从而调节植物的生长发育
分布不同
光合色素主要分布在叶肉细胞的叶绿体中;光敏色素分布在植物的各个器官中,尤其在分生组织细胞中更多,如胚芽鞘尖端、根尖等
合成条件不同
光是叶绿素合成的必要条件,黑暗培养的黄化苗不含叶绿素;但黄化幼苗的光敏色素比绿色幼苗多20~100倍
光调控植物生长发育的反应机制
(1) 感受信号:光敏色素(蛋白质)被激活,其结构发生变化;
(2) 传导信号:信号经过转导传递到细胞核内;
(3) 发生反应:细胞核内特定基因转录变化;
(4) 表现出生物学效应:相应mRNA翻译出特定蛋白质。
三、植物生长发育的整体调控
高等植物是由许多细胞组成的高度复杂的有机体,它的正常生长发育需要各个器官、组织和细胞之间的协调和配合。
1. 基因表达调控
植物细胞里储存着全套基因,但是某个细胞的基因如何表达则会根据需要作调整。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。
2. 激素调节
激素作为信息分子,会影响细胞的基因表达,从而起到调节作用。同时,激素的产生和分布是基因表达调控的结果,也受到环境因素的影响。
3. 环境因素调节
植物响应环境变化,调控基因表达以及激素产生、分布,最终表现在器官和个体水平上的变化。
【典例1】植物对昼夜相对长度变化发生反应的现象称为光周期。研究发现光期中短时间的黑暗打断不会影响光周期诱导的生长习性;若采用闪光间断处理暗期,短日照植物和长日照植物诱导结果如下图。下列叙述不正确的是( )
A.暗期的闪光间断,会使短日照植物继续营养生长
B.暗期的闪光间断,促进长日照植物开花
C.实验说明短日照植物连续暗期超过临界长度则开花
D.实验说明光期比暗期对植物开花影响更大
【答案】D
【详解】A、由图可知,短日照植物在暗期闪光间断,其表现为营养生长,A正确;
B、由图可知,长日照植物在暗期闪光间断,会表现为开花,B正确;
C、短日照植物的暗期没有超过临界长度表现为营养生长,当连续暗期超过临界长度时则表现为开花,C正确;
D、图中只是对暗期进行了闪光间段处理,并没有光期的间隔黑暗处理,没有对照不能得出光期比暗期对植物开花影响更大,D错误。
故选D。
【典例2】隐花色素2(CRY2)是一种蓝光受体。在不同光周期诱导下,对野生型和CRY2功能缺失突变体拟南芥的开花时间进行研究,结果如下图。下列相关叙述错误的是( )
A.该实验的自变量是温度、日照时间的长短
B.相对于长日照,短日照下拟南芥开花延迟
C.蓝光可以作为信号参与拟南芥开花的调控
D.由图可知长日照、22℃最适宜拟南芥开花
【答案】A
【详解】A、从实验设计来看,研究中控制了温度(22℃和16℃)和日照时间(长日照和短日照)两种条件,还有拟南芥的类型,分为野生型和CRY2功能缺失突变体型,A错误;
B、野生型在长日照、22℃条件下,开花时茎基部叶片最少,说明野生型在这个条件下开花最早,短日照下,开花时茎基部叶片较多,所以相对于长日照,短日照下拟南芥开花延迟,B正确;
C、隐花色素2(CRY2)是一种蓝光受体,蓝光可以作为光信号,有无CRY2和不同温度下,开花时茎基部叶片数目不同,说明蓝光、温度都可作为信号调节生命活动,C正确;
D、据图可知,长日照、22℃是最适宜拟南芥开花的条件,此时茎基部叶片最少,D正确。
故选A。
【典例3】(24-25高三上·北京海淀·阶段练习)光敏色素有两种形式:红光吸收型(Pr)和远红光吸收型(Pfr),当植物受到红光的照射时,Pr会转化为Pfr:而当植物接受远红光的照射时,Pfr则会还原为Pr。如图是阳生植物和阴生植物在不同遮阴程度下的茎伸长生长速率,相关叙述正确的是( )
注:Pfr/(Pfr+Pr)表示遮阴程度,比值越大,遮阴程度越小
A.遮阴程度越高,远红光相对红光占比越少
B.阳生植物随着遮阴程度的增加,光合作用减弱,Pr占比增加,茎伸长生长速率增加
C.该过程中光只作为信号影响阴生与阳生植物的生长
D.阴生植物茎的伸长生长与遮阴程度没有相关性,光敏色素不起作用
【答案】B
【详解】A、 在红光照射时Pr转化为Pfr,Pfr占比增大,而Pfr占比越小遮阴程度越高,此时远红光越多,Pfr在远红光照射下,大量还原为Pr,Pfr占比减少,A错误;
B、据图分析,Pfr/(Pfr+Pr)表示遮阴程度,该比值越大,表示遮阴程度越小,因此阳生植物随着遮阴程度的增加,光合作用减弱,茎的伸长生长速率增大,B正确;
C、根据图示和题意可知,该过程中光既作为信号影响阴生与阳生植物的生长,也可以为植物提供光能影响光合作用,C错误;
D、阴生植物茎的伸长生长与遮阴程度没有相关性,但不能判断光敏色素不起作用,D错误。
故选B。
【典例4】(2024·北京东城·一模)一些植物能通过感知外界光照变化,调节脱落酸和赤霉素合成,保证冬天(短日照)休眠、夏天(长日照)生长。有关叙述错误的是( )
A.光作为一种信号参与植物生命活动的调节
B.短日照能抑制脱落酸和赤霉素的合成
C.脱落酸和赤霉素的合成均受基因表达的调控
D.植物的生长发育不仅受激素调节,还受环境因素影响
【答案】B
【详解】A、光作为一种能源,为植物光合作用提供能量,结合题干,光也能作为一种信号可以参与植物生命活动的调节,A正确;
B、依据题干信息,植物能通过感知外界光照变化,调节脱落酸和赤霉素合成,保证冬天(短日照)休眠、夏天(长日照)生长,并不能得出短日照能抑制脱落酸和赤霉素的合成的结论,B错误;
C、植物激素的合成均受到基因表达的调控,C正确;
D、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,所以植物的生长发育不仅受激素调节,还受环境因素影响,D正确。
故选B。
【典例5】(2023·北京·二模)隐花色素2(CRY2)是一种蓝光受体。对野生型和CRY2功能缺失突变体拟南芥在不同光周期诱导下的开花时间进行研究,结果如图,开花时茎基部叶片越多代表开花越迟。下列相关叙述,错误的是( )
A.蓝光、温度都可作为信号调节生命活动
B.相对于长日照,短日照下拟南芥开花延迟
C.长日照、16℃是最适宜拟南芥开花的条件
D.长日照条件下CRY2参与拟南芥开花的调控
【答案】C
【分析】据图分析,野生型在长日照、22℃条件下,开花时茎基部叶片最少,说明野生型在这个条件下开花最早。野生型和突变体相比,开花时茎基部叶片不同,说明收到CRY2功能缺失的影响。
【详解】A、隐花色素2(CRY2)是一种蓝光受体,有无CRY2和不同温度下,开花时茎基部叶片数目不同,说明蓝光、温度都可作为信号调节生命活动,A正确;
B、野生型在长日照、22℃条件下,开花时茎基部叶片最少,说明野生型在这个条件下开花最早,短日照下,开花时茎基部叶片较多,所以相对于长日照,短日照下拟南芥开花延迟,B正确;
C、据图可知,长日照、22℃是最适宜拟南芥开花的条件,此时茎基部叶片最少,C错误;
D、据图分析,长日照条件下,在两个不同温度,野生型开花时茎基部叶片都较少,开花较早,野生型跟突变体相比,野生型有CRY2,说CRY2参与拟南芥开花的调控,D正确。
故选C。
能力1 生长素相关实验设计
一、生长素的产生部位和横向运输部位
1.验证生长素的产生部位在尖端
实验组:取放置过胚芽鞘尖端的琼脂块,置于去掉尖端的胚芽鞘一侧(如图甲)
对照组:取未放置过胚芽鞘尖端的空白琼脂块,置于去掉尖端的胚芽鞘一侧(如图乙)
2.验证生长素的横向运输部位在尖端
实验操作:
实验现象:装置a中胚芽鞘直立生长,装置b和c中胚芽鞘弯向光源生长
二、重力和单侧光对生长素分布的影响程度
实验操作:
注:A盒下侧有开口,可以进光。
结果预测及结论:
①若A、B中幼苗都向上弯曲生长,只是B向上弯曲程度大,说明重力对生长素分布的影响大于单侧光。
②若A中幼苗向下弯曲生长,B中幼苗向上弯曲生长,说明单侧光对生长素分布的影响大于重力。
③若A中幼苗水平生长,B中幼苗向上弯曲生长,说明单侧光对生长素分布的影响与重力相等
三、验证生长素在果实发育中的作用及合成部位
1.原理:果实发育与生长素的关系
(1)阻断生长素来源:如果切断生长素的自然来源(不让其受粉或除去正在发育中的种子),则果实会因缺乏生长素而停止发育,甚至引起早期脱落。
(2)在没有受粉的雌蕊上涂抹一定浓度的生长素溶液,子房正常发育为果实,因为没有受精,所以果实内没有种子。
2.过程:将相同黄瓜植株的雌花随机均分为A、B、C三组,A组自然生长;B组开花前进行套袋处理;C组开花前,人工涂抹一定浓度的生长素,然后进行套袋处理。
3.结果:A组发育成有子黄瓜,B组不发育,C组发育成无子黄瓜。
4.结论:生长素是果实发育所必需的。
【典例1】(2025·北京·模拟预测)研究者对根瘤菌参与大豆开花的调控机制进行了系列研究。
(1)大豆根系常有根瘤菌形成根瘤,大豆与根瘤菌的种间关系为_______。
(2)大豆植株中氮素含量增加能够使开花时间提前。突变根瘤菌能使大豆形成根瘤,但固氮活力极低。研究者检测接种不同类型根瘤菌的大豆开花时间(图1),结果表明,根瘤菌对大豆开花的影响,存在除了氮素之外的其他调控途径,依据是_______。
(3)氮素可诱导大豆叶片中一种参与开花调控的小RNA—miR172的表达。检测3组大豆miR172的表达量,结果如图2。
已知miR172可通过韧皮部在植物体内进行长距离移动。综合图1、图2的实验结果,推测接种根瘤菌的植株开花时间最早的原因是_______。
(4)研究者利用野生型和miR172过表达植株进行下表所示的嫁接实验,实验结果支持了推测。请完善实验方案和实验结果。
组别
砧木
接穗
比较两组接穗叶片miR172的含量及开花时间
实验组
______
______
______
对照组
野生型
野生型
【答案】(1)互利共生
(2)接种突变根瘤菌的组开花时间晚于接种根瘤菌的组,但早于未接种组
(3)根瘤菌产生的氮素运输到大豆叶片中,诱导miR172的表达;同时根瘤诱导大豆根部表达的miR172中的一部分被运输到叶片中,与氮素诱导产生的miR172共同调控开花,因为叶片miR172总量高于其他两组,导致开花时间最早
(4) miR172过表达植株 野生型 实验组叶片miR172含量高于对照组,开花早于对照组
【详解】(1)大豆为根瘤菌提供有机物和生存环境,根瘤菌为大豆固定氮气(供大豆利用),二者相互依存、彼此有利,符合互利共生的种间关系定义。
(2)若仅靠氮素调控开花,接种突变根瘤菌组与不接种组开花时间应无差异;但实际结果为“接种突变根瘤菌组开花早于不接种组、晚于正常根瘤菌组”,说明根瘤菌除了通过固氮(氮素途径),还通过其他途径调控开花,才使突变组开花时间介于两组之间。
(3)结合图2:接种正常根瘤菌的大豆,根部和叶片的miR172表达量均高于其他两组。已知条件:①氮素诱导叶片miR172表达;②miR172可通过韧皮部长距离移动。整合推测:正常根瘤菌一方面通过固氮产生氮素,诱导叶片合成miR172;另一方面诱导根部合成miR172,后者运输到叶片,使叶片miR172 总量最高,进而加速开花,这也解释了其开花时间最早的原因。
(4)实验目的:验证miR172可长距离移动并调控开花,需通过砧木和接穗的miR172差异,观察接穗的表型变化。实验组:砧木为miR172过表达植株(提供高量可移动的miR172),接穗为野生型(自身miR172正常表达),可观察砧木来源的miR172对野生型接穗的影响。对照组:砧木和接穗均为野生型,排除砧木本身的干扰。预期结果:实验组接穗叶片会接收砧木运输的miR172,导致其miR172含量高于对照组,开花时间也早于对照组,从而支持miR172长距离移动调控开花的推测。
能力2 参与调节植物生命活动的其他环境因素
1.温度参与植物生长发育的调节
(1)温带地区,树木年复一年的加粗,构成一圈圈的年轮,表现出季节周期性变化。年轮形成的原因是:
① 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;
② 秋冬季:细胞分裂慢、细胞体积较小,树干上形成颜色较深的带。
【思考】树木的年轮与季节的温度变化有什么直接关系?
【答案】年轮的形成,是树木生长对一年中不同时期环境温度反应的结果。
(2)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。冬小麦、冬大麦,蕙兰等就是这样。
①冬小麦:9~10月播种,经过冬天后,来年春天开花结果。
②实践:在春季播种冬小麦,会使麦苗夏季旺长却不开花或者开花太晚,造成减产。
③结论:冬小麦需要经历一段时间的低温诱导方可开花(春化作用)。
【思考】有的植物需要经过春化作用才能开花,这对于它们适应所生存的环境有什么意义?
【答案】这样可以避免出现在冬季来临之前开花从而无法正常结果的情况。
2.植物所有生理活动都是在一定的温度范围内进行。
温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动,从而参与调节植物的生长发育。植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。
3.重力参与植物生长发育的调节
(1)调控实例:
①正向重力性:根顺着重力方向向下生长(根的向地性)
②负向重力性:茎背着重力方向向上生长(茎的背地性)
【思考】根的向地生长和茎的背地生长有什么意义呢?
【答案】根向地生长,可以深扎根,利于吸收水分和无机盐;茎背地生长,可以将枝条伸向天空,利于吸收阳光进行光合作用
(2)茎生长的背地性与根生长的向地性的解释
①外因:重力引起生长素在植物体内分布不均匀;
②内因:根对生长素敏感,浓度高抑制生长;茎对生长素不敏感,浓度高促进生长。
(3)淀粉—平衡石假说:
植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞,即平衡石细胞来实现的。
①机理
(
重力方向改变
平衡石细胞中的“淀粉体”会
沿着重力方向
沉降
引起一系列信号分子的改变
对植物生长产生影响
如通过影响生长素的运输导致
生长素沿着重力
刺激的方向不对称分布
)
②
A.垂直时淀粉体对平衡石细胞底部内质网压力均等,
B.水平时淀粉体对平衡石细胞底部内质网压力不均等。
③重力参与植物生长发育的调节
(
①生长素运往根冠
)
(
②根尖垂直放置时,淀粉体均匀分布在平衡石细胞底部的内质网上,内质网两侧压力相当,运往根冠的生长素均匀地运往伸长区。
)
(
抑制
) (
大
) (
近
) (
促进
)
【典例1】(23-24高三上·北京·期中)大多数植物的开花对日照长度有一定要求。长日植物只在日照长于一定时间(临界日长)才开花,短日植物只在日照短于一定时间才开花,否则都进行营养生长。经过实验研究,科学家收集到了如图实验结果。以下有关分析不正确的是( )
A.植物体存在能够感受光照的受体,从而调控开花行为
B.恶劣天气导致的日周期变化可能影响果树的经济产值
C.实验结果表明真正调控植物开花的因素是暗期处理长度
D.16h日照16h黑暗交替处理,短日植物进行营养生长
【答案】D
【详解】A、光作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程,植物体存在能够感受光照的受体,从而调控开花行为,A正确;
B、植物开花受光照周期的影响,恶劣天气导致的日周期变化可能影响果树的经济产值,B正确;
C、长日植物在短日照、长黑暗条件下只进行营养生长,用闪光中断长黑暗,长日照植物可以开花,表明真正调控植物开花的因素是暗期处理长度,C正确;
D、短日植物需要长黑暗条件,16h日照16h黑暗交替处理,短日植物可以开花,D错误。
故选D。
【典例2】科研人员对NH4+影响侧根分支的机理进行了研究,将三组某植物幼苗(如图1)分别培养在不同培养基中,处理及结果如图2所示。下列相关叙述错误的是( )
A.侧根的分支是多种激素共同调节下细胞分裂分化的结果
B.比较I、Ⅱ组结果,说明NH4+能促进该植物幼苗侧根分支生长
C.比较Ⅱ、Ⅲ组结果,说明NPA能降低NH4+对侧根的促进作用
D.本实验能够证明主根尖端产生的生长素通过极性运输运至侧根
【答案】D
【详解】A、侧芽的生长必须有细胞的分裂和分化,同时离不开多种激素共同调节,A正确;
B、Ⅰ、Ⅱ组的自变量是是否有NH4+的处理,根据Ⅰ、Ⅱ组结果Ⅱ组的侧根数量明显多于Ⅰ组可知,NH4+能促进该植物幼苗侧根分支生长,B正确;
C、比较Ⅱ、Ⅲ组结果可知Ⅲ组接受NPA处理侧根数目明显减少,说明在有NH4+时,NPA处理能抑制侧根分支生长,C正确;
D、根据自变量的设置可知,本实验的目的是研究NH4+影响侧根分支的情况 ,并未探究生长素的运输,因此,本实验不能证明主根尖端产生的生长素能通过极性运输运至侧根,D错误。
故选D。
热点情境01 植物对逆境胁迫的响应
情境解读:
植物虽然不能移动,但它们在漫长的进化过程中,练就了一身应对恶劣环境(即逆境胁迫,如干旱、高温、盐碱、病虫害等)的“生存智慧”。
植物对逆境的响应是一个复杂且精密的系统工程,涵盖了从外部形态到内部分子的多个层面。简单来说,它们会通过改变生长策略、启动信号警报、调整生理代谢等方式来试图存活下来。
当环境变恶劣时,植物细胞首先会感知到信号,并通过“激素”和“化学信使”将警报传递下去。
激素“警报器”: 脱落酸(ABA) 被称为逆境警报器。当遭遇干旱时,ABA会迅速增加,发出“缺水”信号,命令气孔关闭以减少水分流失。营养与逆境的“博弈”: 有趣的是,植物会根据营养状况调整对逆境的敏感度。例如,水稻中的一种蛋白 NRT1.1B 既能感知“食物”(氮元素),也能感知逆境信号。当氮充足时,它会抑制抗逆反应(因为此时适合生长);当缺氮时,它会切换模式,启动抗逆程序。气体信号“对话”: 乙烯(ET)、一氧化氮(NO)和多胺(PAs)之间会进行复杂的“对话”。例如在干旱胁迫下,它们相互作用,共同调节气孔的开闭和抗氧化系统的启动。
典型例题:
植物对病原菌的过度防御会引起植物衰老,平衡植物衰老与植物免疫对于农业生产十分重要,为研究R基因在二者平衡中的作用,科研人员利用拟南芥进行研究。
(1)乙烯作为植物激素,对植物生长发育具有_______作用,为检验R基因是否通过调控乙烯信号途径影响植物免疫与植物衰老,科研人员进行了如下实验。
①用真菌感染三种拟南芥,一段时间后测定单位质量叶片上剩余的真菌孢子数(孢子为真菌的繁殖体),结果如图1,剩余真菌孢子数越低,说明植物抗病性越_______。
根据图1结果推测R基因可以_______拟南芥抗病性。同时乙烯在R基因调控的植物抗病性中起负向作用,作出推测的理由是_______。
②进一步研究R基因与植物衰老的关系,以叶片衰老比率作为植物衰老情况的指标,结果如图2,结果说明_______。
(2)研究发现,R基因还可以促进W基因表达,进一步对3种拟南芥R基因的表达情况进行检测,结果如下表
组别
实验材料
R基因的表达情况
1
WT
++
2
R
+++
3
RW
++
(给R转入额外的W基因)
注:“+”数目越多,表示表达程度越高
请推测与组2相比,组3拟南芥的抗病性和植物衰老情况为_______。综合上述研究,请用文字和箭头将答题纸上R基因对植物衰老和抗病性平衡的调控内容补充完整_____________。
【答案】(1) 调节 强 提高 与植株R相比,植株Re单位质量叶片剩余真菌孢子数更低,抗病性更强 R基因促进植物衰老,乙烯可以加强这一效应
(2) 抗病性弱,植物衰老程度低
【详解】(1)植物激素指的是在植物体内一定部位合成,从产生部位运输到作用部位,并且对植物体的生命活动产生显著调节作用的微量有机物。乙烯作为植物激素,对植物生长发育具有调节作用。
①剩余真菌孢子数越低,说明植物抗病性越强。与植株WT相比,植株R单位质量叶片剩余真菌孢子数更低,抗病性更强,由此可知,R基因可以提高拟南芥抗病性。与植株R相比,植株Re单位质量叶片剩余真菌孢子数更低,抗病性更强,由此推断乙烯在R基因调控的植物抗病性中起负向作用。
②不施加乙烯组中,与植株WT相比,植株R叶片衰老比率较高,说明R基因促进植物衰老;与不施加乙烯组相比,施加乙烯组衰老比率较高,说明乙烯可以加强植物衰老,由此可知,R基因促进植物衰老,乙烯可以加强这一效应。
(2)由(1)可知,R基因可以提高拟南芥抗病性,也能促进植物衰老,R基因还可以促进W基因表达,W基因会抑制R基因表达,由此可知,与组2相比,组3拟南芥抗病性弱,植物衰老程度低。R基因对植物衰老和抗病性平衡的调控内容为 。
01 植物激素综合分析
1.(2025·北京西城·二模)根的向地性与生长素(IAA)分布不均有关。对IAA敏感的启动子与绿色荧光蛋白基因形成的融合基因在根中表达情况如图,下列叙述错误的是( )
A.根的向地性利于植物吸收水分和无机盐
B.横放的根近地侧细胞生长速度大于远地侧细胞
C.可用农杆菌转化法将融合基因导入植物细胞中
D.绿色荧光的位置和强度代表IAA的分布和浓度
【答案】B
【详解】A、根的向地性利于植物从土壤中吸收水分和无机盐,A正确;
B、横放的根近地侧细胞生长素浓度高,生长受到抑制,所以生长速度小于远地侧细胞,B错误;
C、可用农杆菌转化法将融合基因导入植物细胞中,因为农杆菌Ti质粒上的T-DNA可以将目的基因转入植物染色体DNA,C正确;
D、题干中将对IAA敏感的启动子与绿色荧光蛋白基因形成融合基因,所以绿色荧光的位置和强度代表IAA的分布和浓度,D正确。
故选B。
2.(2025·北京丰台·二模)在植物的生长发育过程中,植物激素发挥了重要作用。相关叙述正确的是( )
A.生长素在发挥抑制作用时植物不能生长
B.赤霉素能促进茎秆伸长并提高结实率
C.植物激素不直接参与细胞内的代谢活动
D.光照等环境因素不影响植物激素的合成
【答案】C
【详解】A、生长素在发挥抑制作用时植物能生长,只是生长较缓慢,A错误;
B、赤霉素能促进茎秆伸长,但不能提高结实率,B错误;
C、植物激素不直接参与细胞内的代谢活动,只起调节作用,C正确;
D、光作为一种环境因素,能够影响植物激素的合成,D错误。
故选C。
3.(2025·北京海淀·一模)将拟南芥幼苗分别置于含有不同浓度IAA的培养基中培养,每一浓度分为两组,一组添加1nmol/L油菜素内酯(BL),另一组不添加BL,8天后统计侧根数量,结果如图。下列叙述不合理的是( )
A.本实验的目的是探究BL与IAA的相互作用
B.各组的相对值是与仅用BL处理时侧根数量的比值
C.1nmol/L BL促进侧根形成
D.1nmol/L IAA与BL对促进侧根生长具有协同作用
【答案】D
【详解】A、该实验的自变量是IAA的浓度以及是否添加BL,因变量是侧根数量相对值。 通过设置不同IAA浓度下有无BL的两组实验进行对比,其目的是探究BL与IAA的相互作用对侧根生长的影响,A正确;
B、由图可以看出,实验的对照组,为不添加IAA时,只有BL时,值为1,所以各组的相对值是与仅用BL处理时侧根数量的比值,B正确;
C、当IAA浓度为1nmol/L时,有BL组的侧根数量相对值为1.3,无BL组的侧根数量相对值为0.5。 与无BL组相比,有BL组侧根数量相对值更大,说明1nmol/L BL能促进侧根形成,C正确;
D、结合选项B,各组的相对值是与仅用BL处理时侧根数量的比值,1nmol/L IAA单独处理,表现为抑制作用,1nmol/L IAA与BL对侧根生长不是协同作用,D错误。
故选D。
4.(2025·北京通州·一模)分别用不同浓度芸苔素和赤霉素处理杜仲叶片,然后测定叶片中的有效成分桃叶珊瑚苷含量,结果如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.实验中生长调节剂的浓度范围可以通过预实验确定
B.设置对照组是为了排除内源激素对实验结果的影响
C.与对照组相比,赤霉素在时起促进作用
D.与用芸苔素处理相比,杜仲叶片对赤霉素更加敏感
【答案】D
【详解】A、预实验的作用是摸索实验条件(包括浓度范围)、检验实验设计的科学性和可行性,因此实验中生长调节剂的浓度范围可以通过预实验确定,A正确;
B、对照组(未添加外源调节剂)的设置,是为了排除植物自身内源激素对实验结果的干扰,保证实验结果是由外源调节剂处理导致的,B正确;
C、对照组(浓度 0)的桃叶珊瑚苷含量约 20;赤霉素在 500mg・L⁻¹ 时,桃叶珊瑚苷含量高于对照组,因此起促进作用,C正确;
D、“敏感” 是指低浓度下就能产生明显效应: 芸苔素在浓度 1mg・L⁻¹ 时,桃叶珊瑚苷含量已显著高于对照组; 赤霉素在浓度 10mg・L⁻¹ 时,才达到类似效果。 因此,杜仲叶片对芸苔素更敏感,D错误。
故选D。
5.(2025·北京·模拟预测)S10和S12是新发现的多肽类植物激素,对叶片的衰老有调节作用,S10的受体是M。为研究两种激素的相互作用,研究人员做了相关实验,结果如图所示。关于该研究结果的叙述,错误的是( )
A.S10促进S12合成相关基因的表达,二者有协同作用
B.S10和S12在调节叶片衰老过程中作用相反
C.S12与S10竞争结合M受体
D.S10、S12的相互作用有利于精准调控叶片衰老过程
【答案】A
【详解】AB、由左图可知,S10处理后S12相对含量上升,且S12处理后叶绿素含量高于对照组,S10处理后叶绿素含量低于对照组,并能抑制S12的作用,A错误,B正确;
C、由右图可知在S10含量不变的情况下,随着S12的添加量逐渐增加,S10与M蛋白的结合剂量依赖性减少,说明S10与S12竞争结合M受体,C正确;
D、两种作用相反的植物激素相互作用有利于对叶片衰老的调控,D正确。
故选A。
6.(2025·北京·模拟预测)为研究C基因对菊花生长及侧枝发育的影响,研究人员构建该基因过表达的植株,得到下表结果。相关推测错误的是( )
株高(cm)
萌发侧芽数(个)
顶芽
侧芽
生长素含量(ng/g)
乙烯含量(ng/g)
生长素含量(ng/g)
乙烯含量(ng/g)
野生型植株
2.03
0.67
0.77
29.89
0.92
11.33
C基因过表达植株
3.5
4.75
1.06
24.81
0.79
21.07
A.C基因过表达能促进菊花植株生长和侧芽的萌发
B.决定植株生长和侧芽发育的是乙烯和生长素的相对含量
C.生长素和乙烯相互协同,共同调节植株生长和侧枝发育
D.植株生长发育的调控是由基因表达调控和激素调节共同完成的
【答案】C
【详解】A、根据表格数据分析可知,C基因过表达植株的株高(3.5cm)明显高于野生型植株(2.03cm),同时萌发侧芽数(4.75个)也显著多于野生型植株(0.67个),说明C基因过表达能促进菊花植株的生长和侧芽的萌发,A正确;
B、据题表数据分析可知,与野生型植株相比,C基因过表达植株的株高明显高于野生型植株,C基因过表达植株中生长素含量在侧芽中有所降低,而乙烯含量在侧芽中升高,据此可推测决定植株生长和侧芽发育的是乙烯和生长素的相对含量,B正确;
C、从表格数据可以看出,C基因过表达植株中生长素和乙烯的含量都发生了变化,但并不能直接得出生长素和乙烯相互协同的结论。实际上,生长素和乙烯在植物生长发育中可能存在复杂的相互作用关系,包括协同作用、拮抗作用等,C错误;
D、据题干信息和题表数据分析可知,C基因过表达能够影响植株的生长和侧芽发育,这体现了基因表达调控在植株生长发育中的重要作用。同时,生长素和乙烯的含量变化也说明激素调节在其中的作用。因此,可以推断植株生长发育的调控是由基因表达调控和激素调节共同完成的,D正确。
故选C。
02 参与调节植物生命活动的其他环境因素
7.(2025·北京西城·一模)光照作为环境因素参与调节植物生命活动的过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.光敏色素是接受光信号的受体分子
B.主动运输进入细胞的Ca2+激活酶2
C.图示感受信号→传导信号→发生反应的调节过程
D.基因、激素和环境因素共同参与调控过程
【答案】B
【详解】A、植物具有能够接受光信号的分子,光敏色素就是其中的一种,光敏色素主要吸收红光和远红光,A正确;
B、Ca2+经过Ca2+通道进入细胞激活酶2,进入方式为协助扩散,B错误;
C、光调控植物生长发育的机制:感受信号(光敏色素被激活,结构发生变化)一传导信号(信号经过转导,传递到细胞核内)一发生反应(细胞杉内特定基因的转录变化)一表现效应(相应 mRNA 翻译出特定蛋白质),C正确;
D、植物的生长发育不仅受基因、激素调节,也受环境因素参与调控过程,D正确。
故选B。
8.(2025·北京朝阳·二模)研究者用不同浓度的生长素类似物NAA分别在黑暗和光照条件下处理拟南芥刚萌发的种子,一段时间后测量下胚轴长度,结果如下表。
NAA浓度(μM)
0
0.1
1
5
10
50
下胚轴长度(mm)
黑暗
11.5
11
8.1
5
2.9
1.5
光照
1.2
1.3
1.6
2.1
2.3
1.8
相关分析正确的是( )
A.光照作为信号作用于特定受体,抑制下胚轴伸长生长
B.促进拟南芥下胚轴伸长生长的NAA的最适浓度是10μM
C.在黑暗条件下,任何浓度的NAA都会抑制下胚轴伸长生长
D.NAA和光照信号在调控下胚轴伸长生长中表现出协同作用
【答案】A
【详解】A、观察表格数据,在NAA浓度为0时,黑暗条件下下胚轴长度为11.5mm,光照条件下为1.2mm,光照条件下下胚轴长度明显更短,说明光照作为信号作用于特定受体,抑制下胚轴伸长生长,A正确;
B、在光照条件下,随着NAA浓度从0到10μM变化,下胚轴长度逐渐增加,但在10μM之后浓度为50μM时,下胚轴长度又有所下降,由于表格中数据有限,不能确定10μM就是促进拟南芥下胚轴伸长生长的最适浓度,B错误;
C、在黑暗条件下,虽然现有的NAA浓度与NAA浓度为0时的11.5mm相比,下胚轴的长度都减小,但由于设置的浓度较少,不能就此得出任何浓度的NAA都会抑制下胚轴伸长生长的结论,C错误;
D、由前面分析可知光照抑制下胚轴伸长,而NAA在一定浓度范围内(光照条件下)促进下胚轴伸长,二者不是协同作用,D错误。
故选A。
9.(2025·北京海淀·二模)对拟南芥进行长日照处理,叶片中F基因的mRNA含量上升并运输至茎顶端、促进开花;对短日照处理的拟南芥叶片外施赤霉素或生长素类似物、也能诱导开花。下列叙述正确的是( )
A.开花是光合色素接受光信号调控的结果
B.短日照不开花的原因可能是F蛋白含量高
C.F基因可直接控制赤霉素或生长素的合成
D.赤霉素和生长素可以协同促进拟南芥开花
【答案】D
【详解】A、光周期调控开花的主要物质是光敏色素,而非光合色素,A错误;
B、由题意可知,长日照处理下F基因的mRNA含量上升并促进开花,短日照条件下,F基因表达应受抑制,导致mRNA和F蛋白含量较低,无法促进开花,故短日照不开花的原因应是F蛋白含量低,B错误;
C、F基因通过控制mRNA的合成间接影响开花,但赤霉素和生长素的合成需要酶的参与,而酶由其他基因控制,故不能得出F基因可直接控制赤霉素或生长素的合成的结论,C错误;
D、短日照处理的拟南芥外施赤霉素或生长素类似物均可诱导开花,说明两者可以协同促进拟南芥开花,D正确。
故选D。
10.(2025·北京石景山·一模)阳光为生命世界提供能量,并调控生物的生长、发育和繁衍,使地球成为生机勃勃的美丽星球。下列叙述正确的是( )
A.单侧光照射下,背光侧生长素合成量多于向光侧
B.感受光的光敏色素均匀分布在各组织中
C.光敏色素结构的改变影响细胞核基因的表达
D.光调控植物生长发育的主要机制是调节光合作用强度
【答案】C
【详解】A、生长素在单侧光照射下,背光运输,导致背光侧生长素积累量多于向光侧,而不是合成量,A错误;
B、感受光信号的光敏色素分布在植物的各个部位,其中在分生组织的细胞中比较丰富,B错误;
C、光敏色素在感受光周期信号改变时会发生结构的改变,这种改变会影响细胞核基因的表达,进而调控开花,C正确;
D、光信号影响植物生长发育的主要机制是调节植株生长、开花、衰老等,D错误。
故选C。
1.(2024·北京顺义·一模)细胞分裂素不仅参与调控细胞增殖,还参与植物体多种生理代谢和发育过程。下图示细胞分裂素功能的相关实验研究。依据实验结果可得出的结论是( )
注:黑点表示放射性氨基丁酸的分布
A.在植物体内细胞分裂素可促进细胞分裂
B.细胞分裂素可促进细胞吸收氨基酸
C.甲组与丙组对照说明细胞分裂素可诱导营养物质运输
D.细胞分裂素可调节植物体内营养物质的再分配
【答案】D
【详解】A、题干实验是研究细胞分裂素参与植物体多种生理代谢和发育过程,不能说明在植物体内细胞分裂素可促进细胞分裂,A错误;
B、实验能说明细胞分裂素诱导氨基酸的分布,不能说明促进细胞吸收氨基酸,B错误;
C、甲组和丙组的自变量为右侧叶片细胞分裂素的有无,实验结果均为右侧(含14C一侧)营养物质含量高,不能表明说明细胞分裂素可诱导营养物质运输,C错误;
D、甲乙两组对比说明细胞分裂素可诱导营养物质的转移,可调节植物体内营养物质的再分配,故选D。
故选D。
2.(2025·北京东城·二模)2024年7月,国家药典委员会公示了《植物生长调节剂残留量测定法国家药品标准草案》。下列关于植物生长调节剂的说法正确的是( )
A.赤霉素类植物生长调节剂可用于打破种子的休眠
B.生长素类似物的浓度越高促进插条生根效果越好
C.植物生长调节剂的分子结构均与植物激素相同
D.植物生长调节剂对人体健康有害应全面禁用
【答案】A
【详解】A、赤霉素能促进种子萌发,因此,赤霉素类植物生长调节剂可用于打破种子的休眠,A正确;
B、生长素类似物能促进扦插枝条生根,但不是浓度越高促进插条生根效果越好,因为生长素的调节作用具有两重性,B错误;
C、植物生长调节剂的分子结构有的植物激素相同,有的与植物激素的分子结构不同,C错误;
D、有的植物生长调节剂对人体健康有害,应适当、合理使用,而非全面禁用,D错误。
故选A。
3.(2025·北京海淀·二模)植物生长调节剂在农业生产上应用广泛,下列叙述正确的是( )
A.植物生长调节剂的分子结构和生理效应与植物激素完全相同
B.用萘乙酸促进插条生根时,应先做预实验确认最适浓度范围
C.用赤霉素处理大麦可以促进α-淀粉酶的合成,不利于啤酒发酵
D.乙烯利分解释放乙烯,用于果蔬催熟,过量使用对人体无影响
【答案】B
【详解】A、植物生长调节剂是人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质,植物激素是植物体内产生的具有调节作用的微量有机物。 有些植物生长调节剂的分子结构与植物激素可能相似,有些则完全不相同,生理效应也不完全一样,A错误;
B、用萘乙酸促进插条生根时,由于不同植物、不同插条对萘乙酸的敏感度不同,且萘乙酸的作用具有两重性(低浓度促进生长,高浓度抑制生长)。 所以应先做预实验以确定最适浓度范围,这样可以为正式实验摸索条件,避免人力、物力和财力的浪费,B正确;
C、用赤霉素处理大麦,可以使大麦种子无需发芽就可以产生α - 淀粉酶,α - 淀粉酶能促进淀粉水解为麦芽糖等,有利于啤酒发酵,而不是不利于啤酒发酵,C错误;
D、乙烯利分解释放乙烯,用于果蔬催熟。 乙烯利是人工合成的化学物质,在蔬果上残留的植物生长调节剂可能会损害人体健康,使用时应严格控制用量,D错误。
故选B。
4.(2025·北京顺义·一模)实验小组用不同浓度的NAA(生长素类似物)溶液处理玉米种子,几天后测量萌发种子的根长和芽长,求平均值,结果如图。由图可知( )
A.根生长的最适NAA浓度高于芽
B.高浓度NAA抑制根和芽生长
C.对根产生抑制的NAA浓度仍能促进芽生长
D.不添加NAA时根和芽的生长不受激素调节
【答案】C
【详解】A、根对生长素敏感,生长的最适NAA浓度低于芽,A错误;
B、据图可知,与对照相比,实验范围内的NAA浓度对于芽都是促进而无抑制作用,B错误;
C、图示0.6-1.5的浓度范围内,NAA抑制根的生长,但仍促进芽生长,C正确;
D、植物自身能合成并调节生长的激素,不添加NAA时根和芽的生长仍受到激素调节,D错误。
故选C。
5.(2025·北京丰台·一模)DR5是响应生长素的启动子,GUS是一种常用的报告基因,其表达产物可以被染色检测。将DR5-GUS表达载体导入水稻幼苗后,实验组用ABA处理,对照组和实验组根部的GUS染色情况如图,实验结论为( )
A.生长素通过ABA影响根的生长
B.高浓度的生长素抑制根的生长
C.ABA可以加深根中的GUS染色
D.ABA促进生长素在根部的积累
【答案】D
【详解】A、实验组根的生长不如对照组,且ABA处理后染色更深,说明此时生长素含量高,但不能说明生长素通过ABA影响根的生长,A错误;
B、实验组染色更深,说明ABA促进了生长素的响应,但并不能说明高浓度的生长素抑制根的生长,B错误;
C、根据实验组和对照组的结果可以看出,ABA可以加深根中的GUS染色,这属于对实验现象的描述,而不是结论,C错误;
D、ABA的使用使得实验组染色更深,说明ABA促进生长素的响应,促进生长素在根部的积累,D正确。
故选D。
6.(2024·北京东城·二模)月季是北京市市花之一,具有重要的观赏价值和经济价值。月季种苗繁殖以扦插为主,植物激素和环境因子等条件影响扦插成活率。下列叙述不合理的是( )
A.适宜的温度有利于扦插枝条成活
B.适度保留芽有利于扦插枝条生根
C.去除部分叶片有利于扦插枝条成活
D.沾蘸脱落酸有利于扦插枝条生根
【答案】D
【详解】A、适宜的温度有利于扦插枝条成活,因为植物的生长需要适宜的温度,A正确;
B、适度保留芽有利于扦插枝条生根,因为幼嫩部位会产生生长素,B正确;
C、去除部分叶片有利于扦插枝条成活,可以减少蒸腾作用,C正确;
D、脱落酸不利于扦插枝条生根,D错误。
故选D。
7.(2024·北京通州·模拟预测)科研人员研究脱落酸(ABA)在植物抗旱中的作用,将刚萌发的玉米种子分成4组进行处理,一段时间后观察主根长度和侧根数量,实验处理方法及结果如图所示,下列叙述正确的是( )
A.与第1组相比,第2组结果说明干旱处理促进侧根的生长
B.与第2组相比,第3组结果说明缺少ABA时主根生长加快
C.本实验中,自变量为不补加蒸馏水和加入ABA合成抑制剂
D.上述实验可验证干旱条件下ABA对主根生长有促进作用
【答案】D
【详解】A、ABA是脱落酸,ABA合成抑制剂可以抑制ABA的合成,据图可知,第2组不加入ABA合成抑制剂,则两组的自变量为蒸馏水的有无(是否干旱),第2组玉米主根的长度大于第1组,但侧根数量少于第1组,说明在干旱处理可以促进主根长度增加,但抑制侧根生长,A错误;
B、第2组不加ABA合成抑制剂,第3组加入ABA合成抑制剂(ABA不能正常合成),两组的自变量为ABA的有无,实验结果是第3组的主根长度小于第二组,说明缺少ABA时主根生长变慢,B错误;
C、结合分析可知,本实验目的是研究脱落酸(ABA)在植物抗旱中的作用,则实验的自变量是脱落酸的有无,C错误;
D、第4组是同时添加ABA合成抑制剂和ABA,可以与第3组形成对照,实验结果是该组的主根长度大于第3组,说明ABA对主根生长有促进作用,D正确。
故选D。
8.(2024·北京丰台·一模)为探讨乙烯与赤霉素对根生长的影响是否完全独立,用乙烯和赤霉素处理水稻幼苗,结果如图1。已知D蛋白可以抑制赤霉素途径,从而抑制植物生长,分析D蛋白突变体对乙烯的反应,结果如图2。下列推测错误的是( )
A.赤霉素处理缓解了乙烯对根的抑制
B.野生型比D蛋白突变体更能抵抗乙烯的作用
C.乙烯可通过促进D蛋白的合成抑制赤霉素途径
D.乙烯和赤霉素对根生长的作用不是完全独立的
【答案】B
【详解】A、据图可知,赤霉素+乙烯组的主根长度大于乙烯单独处理组,小于赤霉素单独处理组,说明赤霉素能缓解乙烯对水稻主根生长的抑制作用,A正确;
B、在添加乙烯的情况下,野生型比D蛋白突变体主根长度短,说明D蛋白突变体比野生型更能抵抗乙烯的作用,B错误;
C、已知D蛋白可以抑制赤霉素途径,从图2推测,乙烯可通过促进D蛋白的合成抑制赤霉素途径,C正确;
D、赤霉素能缓解乙烯对水稻主根生长的抑制作用,说明乙烯和赤霉素对根生长的作用不是完全独立的,D正确。
故选B。
9.(2024·北京东城·一模)研究生长素的作用机制对认识植物生长发育有重要意义。
(1)生长素作为一种植物产生的信息物质,与___特异性结合后引发细胞内一系列信号转导过程,影响特定基因的表达,表现出生物学效应。
(2)生长素具有“酸生长”调节机制,即生长素低浓度时引起原生质体外(细胞膜外)pH降低,促进根生长;高浓度时引起原生质体外pH升高,抑制根生长。如图1所示,细胞膜上的P1结合生长素后激活H+-ATP酶,产生___根生长的效应。
(3)位于细胞质中的F1和细胞核中的T1均能与生长素结合(如图1)。分别对野生型拟南芥、F1缺失突变体、T1缺失突变体施加高浓度生长素,统计根生长增长率(施加生长素组根长增长量/未施加生长素组根长增长量),结果如图2。据图判断F1和T1均参与生长素抑制根生长的过程,依据是___。实验结果还显示F1和T1参与的生长素响应过程有快慢差异,根据图1推测存在差异的原因是___。
(4)综上所述,完善生长素的“酸生长”调控机制的流程图___。
(5)请分析生长素调节植物生长的过程中有多种受体参与的意义___。
【答案】(1)受体
(2)促进
(3) 1h后两种突变体的根生长增长率均高于野生型 T1位于细胞核,与生长素结合后促进基因表达才能进一步调控生长,过程较慢;F1位于细胞质,与生长素结合后不需要改变基因表达即能调控生长
(4)
(5)不同受体参与的调控过程有快有慢,实现快速和长效调节;不同受体引起的效应不同,有促进有抑制,实现精细调节
【分析】分析图1可知,细胞膜上的P1结合生长素后激活H+-ATP酶,促进H+运出细胞,导致原生质体外(细胞膜外)pH降低,促进根生长;F1位于细胞质,与生长素结合后激活H+转运蛋白将H+运出细胞,导致原生质体外(细胞膜外)pH降低,促进根生长;T1位于细胞核,与生长素结合后促进基因表达,激活H+转运蛋白将H+运出细胞,导致原生质体外(细胞膜外)pH降低,促进根生长。
【详解】(1)生长素首先与细胞内的生长素受体特异性结合,引发细胞内发生一系列信号转导过程,进而诱导特定基因的表达,从而产生效应。
(2)如图1所示,细胞膜上的P1结合生长素后激活H+-ATP酶,促进H+运出细胞,导致原生质体外(细胞膜外)pH降低,促进根生长。
(3)分析图2,1h后两种突变体的根生长增长率均高于野生型,由此可知,F1和T1均参与生长素抑制根生长的过程。因为T1位于细胞核,与生长素结合后促进基因表达才能进一步调控生长,过程较慢;F1位于细胞质,与生长素结合后不需要改变基因表达即能调控生长,故F1和T1参与的生长素响应过程有快慢差异。
(4)分析图1可知,细胞膜上的P1结合生长素后激活H+-ATP酶,促进H+运出细胞,导致原生质体外(细胞膜外)pH降低,促进根生长;F1位于细胞质,与生长素结合后激活H+转运蛋白将H+运出细胞,导致原生质体外(细胞膜外)pH降低,促进根生长;T1位于细胞核,与生长素结合后促进基因表达,激活H+转运蛋白将H+运出细胞,导致原生质体外(细胞膜外)pH降低,促进根生长;综上所述,生长素的“酸生长”调控机制的流程图为 。
(5)生长素调节植物生长的过程中有多种受体参与,不同受体参与的调控过程有快有慢,实现快速和长效调节;不同受体引起的效应不同,有促进有抑制,实现精细调节。
10.(2024·北京海淀·一模)学习以下材料, 回答(1) ~(4)题。
铝对植物的毒害及植物的抗铝机制
铝是地壳中含量最丰富的金属元素, 地球上多达50%的可耕地为酸性土壤, 酸性条件下地壳中的铝以可溶性三价离子的形式被释放出来, 抑制植物根的生长发育。植物也通过一些机制减轻铝的毒害作用。
植物根尖的T区(介于分生区和伸长区之间的过渡区, 如图) 与根生长密切相关, 是响应铝毒害的主要部位。M区是细胞分裂的重要区域。对双子叶植物拟南芥的研究发现, 铝毒害可诱导大量乙烯产生, 引起生长素合成的关键基因在T区特异性表达, 同时多种参与生长素极性运输载体的表达也受到调控, 引起T区生长素含量升高。此过程中, 参与拟南芥生长素极性运输的主要有输出载体1、2和输入载体, 其分布和运输生长素的方向如图。铝毒害时, 三种载体的表达量均升高。输入载体的缺失突变体及输出载体2缺失突变体均表现出耐铝表型,但输出载体1功能缺失突变体却表现为对铝超敏感。单子叶植物(如玉米)在铝毒害下根伸长也受抑制, 但其根尖生长素含量下降, 输出载体2的表达量升高。铝毒害下输出载体2功能缺失突变体的根伸长快于野生型。这表明铝对单、双子叶植物产生毒害的机制可能存在差异。
同时, 很多植物在进化过程中还形成了多种抗铝机制。小麦、拟南芥、大豆等植物根尖细胞存在苹果酸转运蛋白(ALMT), 铝离子可引发ALMT空间结构变化, 使其孔道打开, 细胞向外分泌苹果酸等有机酸可螯合根际土壤中的铝离子。再有, 铝毒害还可引起ALMT基因的表达量上升或转运蛋白在根中的重新分布。
有关植物对铝毒害的信号感知与调控机制的研究不断深入, 这些为未来开展作物分子育种设计和可持续农业发展提供了理论支撑。
(1)生长素_________运输, 称为极性运输。
(2)研究显示乙烯位于生长素调控上游, 下列支持该论点的证据有_。
A.乙烯处理后, 生长素输出载体2和输入载体的表达增加
B.外源施加生长素极性运输阻断剂使植株呈明显的耐铝表型
C.加入乙烯合成抑制剂, 可减弱铝毒害下T区生长素合成相关基因的表达
D.铝毒害时, 乙烯受体突变体T区的生长素合成基因表达量低于野生型
(3)据文中信息, 分别阐释铝毒害对双子叶、单子叶植物根生长抑制的作用机制。
①双子叶植物(如拟南芥):_________, 导致T区中生长素浓度较高, 根生长受抑制。
②单子叶植物(如玉米):_________, 从而造成根生长受抑制。
(4)结合文中信息, 选择单子叶或双子叶作物之一, 提出培育耐铝作物的思路_______________。
【答案】(1)从形态学上端运输到形态学下端
(2)ACD
(3) 乙烯升高,T区生长素合成基因表达升高,生长素合成增加;输出载体2和输入载体将生长素从M区运输至T区细胞 在生长素输出载体2的作用下,导致根尖生长素浓度过低
(4)单子叶:减弱或敲除输出载体2功能;转入增强ALMT功能的基因或ALMT基因。
双子叶:减弱或敲除输出载体2、输入载体功能;增强输出载体1功能;转入增强ALMT功能的基因或ALMT基因。
【详解】(1)生长素从形态学上端运输到形态学下端运输的特点 称为极性运输,是一种消耗能量的主动运输。
(2)A、乙烯处理后,生长素输出载体2和输入载体的表达增加,可支持乙烯位于生长素调控上游,A正确;
B、外源施加生长素极性运输阻断剂使植株呈明显的耐铝表型,没有体现乙烯的作用,不能支持乙烯位于生长素调控上游,B错误;
C、加入乙烯合成抑制剂, 可减弱铝毒害下T区生长素合成相关基因的表达,可支持乙烯位于生长素调控上游,C正确;
D、铝毒害时,乙烯受体突变体T区的生长素合成基因表达量低于野生型,可支持乙烯位于生长素调控上游,D正确。
故选ACD。
(3)据文中信息可知,铝毒害对双子叶、单子叶植物根生长抑制的作用机制如下:
①双子叶植物(如拟南芥):乙烯升高,T区生长素合成基因表达升高,生长素合成增加;输出载体2和输入载体将生长素从M区运输至T区细胞,导致T区中生长素浓度较高,根生长受抑制。
②单子叶植物(如玉米):在生长素输出载体2的作用下,导致根尖生长素浓度过低,从而造成根生长受抑制。
(4)根据文中信息可知,单子叶:可通过减弱或敲除输出载体2功能;或转入增强ALMT功能的基因或ALMT基因的方法培育耐铝单子叶作物。
双子叶:可通过减弱或敲除输出载体2、输入载体功能;或增强输出载体1功能;或转入增强ALMT功能的基因或ALMT基因的方法培育耐铝双子叶作物。
1.(2025·北京·高考真题)油菜素内酯可促进Z蛋白进入细胞核调节基因表达,进而促进下胚轴生长。用生长素分别处理野生型和Z基因功能缺失突变体的拟南芥幼苗,结果如图。综合以上信息,不能得出的是( )
A.Z蛋白是油菜素内酯信号途径的组成成分
B.生长素和油菜素内酯都能调控下胚轴生长
C.生长素促进下胚轴生长依赖于Z蛋白
D.油菜素内酯促进下胚轴生长依赖于生长素
【答案】D
【详解】A、根据题干信息:“油菜素内酯可促进Z蛋白进入细胞核调节基因表达”,说明Z蛋白参与了油菜素内酯的信号传导,A正确;
B、图示显示生长素处理能促进野生型下胚轴生长(说明生长素调控生长),题干也提到油菜素内酯促进下胚轴生长,因此两者都能调控生长,B正确;
C、图示显示生长素处理野生型(有Z蛋白)能促进生长,但在Z基因功能缺失突变体中生长素不能促进生长,说明生长素的作用需要Z蛋白,C正确;
D、题目和图示并未提供任何信息表明油菜素内酯的作用需要生长素参与(例如没有实验证明阻断生长素后油菜素内酯是否失效),D错误。
故选D。
2.(2024·北京·高考真题)五彩缤纷的月季装点着美丽的京城,其中变色月季“光谱”备受青睐。“光谱”月季变色的主要原因是光照引起花瓣细胞液泡中花青素的变化。下列利用“光谱”月季进行的实验,难以达成目的的是( )
A.用花瓣细胞观察质壁分离现象
B.用花瓣大量提取叶绿素
C.探索生长素促进其插条生根的最适浓度
D.利用幼嫩茎段进行植物组织培养
【答案】B
【详解】A、花瓣细胞含有中央大液泡,液泡中含有花青素,因此可用花瓣细胞观察质壁分离现象,A不符合题意;
B、花 瓣含花青素,而不含叶绿素,因此不能用花瓣提取叶绿素, B符合题意;
C、生长素能促进月季的茎段生根,可利用月季的茎段为材料来探索生长素促进其插条生根的最适浓度,C不符合题意;
D、月季的幼嫩茎段能分裂,能利用幼嫩茎段的外植体进行植物组织培养,D不符合题意。
故选B。
3.(2023·北京·高考真题)水稻种子萌发后不久,主根生长速率开始下降直至停止。此过程中乙烯含量逐渐升高,赤霉素含量逐渐下降。外源乙烯和赤霉素对主根生长的影响如图。以下关于乙烯和赤霉素作用的叙述,不正确的是( )
A.乙烯抑制主根生长
B.赤霉素促进主根生长
C.赤霉素和乙烯可能通过不同途径调节主根生长
D.乙烯增强赤霉素对主根生长的促进作用
【答案】D
【详解】A、与对照相比,外源施加乙烯主根长度反而减少,说明乙烯可以抑制主根生长,A正确;
B、与对照相比,外源施加赤霉素,主根长度增长,说明赤霉素可以促进主根生长,B正确;
C、乙烯可以抑制主根生长,赤霉素可以促进主根生长,说明赤霉素和乙烯可能通过不同途径调节主根生长,C正确;
D、同时施加赤霉素和乙烯,主根长度与对照相比减少,与单独施加赤霉素相比也是减少,说明乙烯抑制赤霉素对主根生长的促进作用,D错误。
故选D。
4.(2022·北京·高考真题)下列高中生物学实验中,对实验结果不要求精确定量的是( )
A.探究光照强度对光合作用强度的影响
B.DNA的粗提取与鉴定
C.探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
D.模拟生物体维持pH的稳定
【答案】B
【详解】A、探究光照强度对光合作用强度的影响,需要测定不同光照强度下光合作用强度,要求精确定量,A错误;
B、DNA的粗提取与鉴定属于物质提取与鉴定类的实验,只需观察是否有相关现象,不需要定量,故对实验结果不要求精确定量,B正确;
C、探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度,需要明确不同生长素类调节剂浓度下根的生长情况,要求定量,C错误;
D、模拟生物体维持pH的稳定,需要用pH试纸测定溶液pH值,需要定量,D错误。
故选B。
5.(2022·北京·高考真题)2022年2月下旬,天安门广场各种盆栽花卉凌寒怒放,喜迎冬残奥会的胜利召开。为使植物在特定时间开花,园艺工作者需对植株进行处理,常用措施不包括( )
A.置于微重力场 B.改变温度 C.改变光照时间 D.施用植物生长调节剂
【答案】A
【详解】A、微重力场不影响植物的开花,不能使植物在特定时间开花,A错误;
B、温度可以影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动,从而参与调节植物生长发育,B正确;
C、植物具有能够接受光信号的分子,光敏色素是其中一种,分布在植物各个部位,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至细胞核内,影响特定基因的表达,从而表现出生物学效应,可通过改变光照时间影响植物的开花,C正确;
D、植物生长调节剂能延长或终止种子、芽及块茎的休眠,调节花的雌雄比例,促进或阻止开花,诱导或控制果实脱落,控制植物高度、形状等,D正确。
故选A。
6.(2024·北京·高考真题)植物通过调节激素水平协调自身生长和逆境响应(应对不良环境的系列反应)的关系,研究者对其分子机制进行了探索。
(1)生长素(IAA)具有促进生长的作用,脱落酸(ABA)可提高抗逆性并抑制茎叶生长,两种激素均作为___________分子,调节植物生长及逆境响应。
(2)TS基因编码的蛋白(TS)促进IAA的合成。研究发现,拟南芥受到干旱胁迫时,TS基因表达下降,生长减缓。研究者用野生型(WT)和TS基因功能缺失突变株(ts)进行实验,结果如图甲。
图甲结果显示,TS基因功能缺失导致______________。
(3)为了探究TS影响抗旱性的机制,研究者通过实验,鉴定出一种可与TS结合的酶BG。已知BG催化ABA-葡萄糖苷水解为ABA。提取纯化TS和BG,进行体外酶活性测定,结果如图乙。由实验结果可知TS具有抑制BG活性的作用,判断依据是:_______。
(4)为了证明TS通过抑制BG活性降低ABA水平,可检测野生型和三种突变株中的ABA含量。请在图丙“(______)”处补充第三种突变株的类型,并在图中相应位置绘出能证明上述结论的结果_______。
(5)综合上述信息可知,TS能精细协调生长和逆境响应之间的平衡,使植物适应复杂多变的环境。请完善TS调节机制模型(从正常和干旱两种条件任选其一,以未选择的条件为对照,在方框中以文字和箭头的形式作答)_____(略)。
【答案】(1)信息
(2)IAA 含量下降,在干旱条件下 ts 的生存率高于 WT
(3)在0~2μg的浓度范围内,随着TS浓度的升高,BG活性逐渐降低
(4)
(5)
(正常条件下,调节效应相反)
【详解】(1)两种植物激素均作为信息分子,参与调节植物生长及逆境响应。
(2)由图甲可知,TS基因缺失会导致 IAA含量降低,植株生长减缓,同时在干旱条件下,TS基因功能缺失突变株(ts)生存率比正常植株生存率更高。
(3)由图乙可知,在0~2μg的浓度范围内,随着TS浓度的升高, BG活性逐渐降低,证明TS具有抑制BG活性的作用。
(4)根据图可知,还需要在图丙中补充TS、BG功能缺失突变株(ts+ bg)实验组,因为TS是通过BG发挥调节功能,所以如果BG无法发挥功能,是否存在TS对实验结果几乎没有影响,该组与bg组结果相同,相应的图如下:
(5)由上述信息可知,TS基因能精细协调生长和逆境响应之间的平衡,使植物适应复杂多变的环境。干旱条件下TS调节机制模型图如下:
7.(2022·北京·高考真题)干旱可诱导植物体内脱落酸(ABA)增加,以减少失水,但干旱促进ABA合成的机制尚不明确。研究者发现一种分泌型短肽(C)在此过程中起重要作用。
(1)C由其前体肽加工而成,该前体肽在内质网上的______________合成。
(2)分别用微量(0.1μmol·L-1)的C或ABA处理拟南芥根部后,检测叶片气孔开度,结果如下图1。据图1可知,C和ABA均能够_______,从而减少失水。
(3)已知N是催化ABA生物合成的关键酶。研究表明C可能通过促进N基因表达,进而促进ABA合成。图2中支持这一结论的证据是,经干旱处理后_______。
(4)实验表明,野生型植物经干旱处理后,C在根中的表达远高于叶片;在根部外施的C可运输到叶片中。因此设想,干旱下根合成C运输到叶片促进N基因的表达。为验证此设想,进行了如下表所示的嫁接实验,干旱处理后,检测接穗叶片中C含量,又检测了其中N基因的表达水平。以接穗与砧木均为野生型的植株经干旱处理后的N基因表达量为参照值,在表中填写假设成立时,与参照值相比N基因表达量的预期结果(用“远低于”、“远高于”、“相近”表示)。①____;②____。
接穗
野生型
突变体
突变体
砧木
野生型
突变体
野生型
接穗叶片中N基因的表达量
参照值
①
②
注:突变体为C基因缺失突变体
(5)研究者认为C也属于植物激素,作出此判断的依据是____。这一新发现扩展了人们对植物激素化学本质的认识。
【答案】(1)核糖体
(2)降低气孔开度
(3)C基因缺失突变体中的N基因表达量和ABA含量均显著低于野生型
(4) 远低于 相近
(5)植物根产生的C能够运输到叶片,微量即可调节气孔开度的变化
【详解】(1)核糖体是合成蛋白质的城所,因此该前体肽在内质网上的核糖体上合成。
(2)分析图1可知,与不使用C或ABA处理的拟南芥相比,使用微量(0.1μmol·L-1)的C或ABA处理拟南芥根部后,叶片气孔开度均降低,而且随着处理时间的延长,气孔开度降低的更显著。
(3)根据图2可知,干旱处理条件下,C基因缺失突变体中的N基因表达量和ABA含量均显著低于野生型,可推测C可能通过促进N基因表达,进而促进ABA合成。
(4)根据题意可知,野生型植物经干旱处理后,C在根中的表达远高于叶片;在根部外施的C可运输到叶片中。假设干旱下根合成C运输到叶片促进N基因的表达,则野生型因含有C基因,能合成物质C,可促进叶片N基因的表达,而砧木为突变体,因不含C基因,不能产生C,因此①处叶片N基因的表达量远低于野生型的参照值。若砧木为野生型,则根部细胞含有C基因,能表达形成C物质,可运输到叶片促进N基因的表达,因此②处的N基因表达量与野生型的参照值相近。
(5)植物激素是植物自身产生的,并对植物起调节作用的微量有机物,根据题意可知,植物根产生的C能够运输到叶片,微量即可调节气孔开度的变化,因此C也属于植物激素。
8.(2012·北京·高考真题)为研究细胞分裂素的生理作用,研究者将菜豆幼苗制成的插条插入蒸馏水中(图1).对插条的处理方法及结果见图2。
(1) 细胞分裂素是一种植物激素。它是由植物体的特定部位_______,再被运输到作用部位,对生长发育起________作用的__________有机物。
(2)制备插条时除去根系和幼芽的主要目的是________:插条插在蒸馏水中而不是营养液中培养的原因是___________·
(3)从图2中可知,对插条进行的实验处理包括_____________。
(4)在实验Ⅰ中,对A叶进行实验处理,导致B叶__________.该实验的对照处理是________。
(5)实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的结果表明,B叶的生长与A叶的关系是: _________。
(6)研究者推测“细胞分裂素能够引起营养物质向细胞分裂素所在部位运输”。为证明此推侧,用图I所示插条去除B叶后进行实验,实验组应选择的操作最少包括____ (填选项前的符号).
a.用细胞分裂素溶液涂抹A1叶
b.用细胞分裂素溶液涂抹A2叶
c.用14C-淀粉溶液涂抹A1叶
d. 用14C-淀粉溶液涂抹A2叶
e. 用14C-氨基酸溶液涂抹A2叶
f. 用14C-细胞分裂素溶液涂抹A2叶
g. 检测A1叶的放肘性强度
【答案】 产生 调节 微量 减少内源激素的干扰 外来营养物质会对实验结果造成干扰 用细胞分裂素溶液分别处理A、B叶片,不同插条上去除不同数目的A叶 生长受抑制 用蒸馏水同样处理A叶 A叶数量越少,B叶生长越慢 a ,e ,g
【详解】(1)植物激素是由植物自身代谢产生的一类有机物质,并自产生部位移动到作用部位,在极低浓度下就有明显的调节作用的微量物质。
(2)根系和幼芽能产生细胞分裂素;制备插条时除去根系和幼芽的主要目的是除植物自身体内的细胞分裂素;插条插在营养液中,生长过快,影响实验结果观察。
(3) 从图2中可知,对插条进行的实验处理包括用细胞分裂素溶液分别处理A、B叶片;不同插条上去除不同数目的A叶。
(4) 在实验Ⅰ中,对A叶进行实验处理,导致B叶生长受抑制;该实验的对照组应为用蒸馏水同样处理A叶。
(5) 实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ三组中,A叶片的数目分别为2、1、0,对应B叶片的面积递减,说明A叶片数量越少B叶片生长越慢。
(6) 研究者推测“细胞分裂素能够引起营养物质想细胞分裂素所在部位运输”。为证明此推测,用图1所示插条去除B叶后进行实验,实验组应选择的操作简便,包括a用细胞分裂素溶液涂抹A1叶,e用14C-氨基酸溶液涂抹A2叶,g检测A1叶的放射性强度。
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