内容正文:
第11讲 植物生命活动的调节►对应学生用书P102
【课程标准】植物生命活动受到多种因素的调节,其中最重要的是植物激素的调节。
考点1 植物激素及其相关实验分析►对应学生用书P103
1.有关生长素的要点整合
(1)生长素发现过程中的几个重要结论
(2)图解生长素的三种运输方式
(3)生长素的生理作用
(4)利用“三看法”判断生长素的作用特点
2.其他植物激素及作用
(1)植物激素间的相互关系
①明确植物激素的两大作用
②生长素与乙烯的相互作用机理
③生长素与赤霉素的相互作用机理
④探究植物激素间的相互作用
(2)植物生长调节剂的应用
【基点小测】
(1)研究发现,当环境缺水时,相比于野生型,脱落酸缺陷型突变体的茎长得更快,根长得更慢,气孔开放程度更大。请分析脱落酸对于玉米在缺水环境中生存的意义:在缺水环境中,脱落酸抑制茎的生长,促进气孔关闭而减少水分的散失,有利于根的生长,从而促进水分的吸收,因而有利于植物在缺水环境中存活。
(2)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。
(3)促进果实发育≠促进果实的成熟。生长素或赤霉素对果实的作用主要是促进果实的发育;乙烯对果实的作用主要是促进果实的成熟。
(4)小麦、玉米在即将成熟时,如果经历持续一段时间的干热之后又遇大雨,种子就容易在穗上长芽。请尝试对此现象进行解释(提示:脱落酸在高温条件下容易降解)。
小麦、玉米在即将成熟时,种子中的脱落酸在高温条件下容易降解,而脱落酸能够抑制种子的萌发,此时又遇到大雨,提供了水分条件,因而小麦、玉米容易在穗上长芽。
1.(2025·北京高考)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
解析:选D。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”可知,Z蛋白参与了油菜素内酯的信号传导,A正确;图示显示生长素处理能促进野生型幼苗下胚轴生长,说明生长素调控生长,因此两者都能调控下胚轴生长,B正确;图示显示生长素处理野生型(有Z蛋白)能促进下胚轴生长,但不能促进Z基因功能缺失突变体下胚轴生长,说明生长素的作用需要Z蛋白,C正确;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,D错误。
2.(2025·陕晋青宁高考)某樱桃品种由北方引种到南方后,栽培于平地和同一地区高山的相比,花芽小且产量较低。研究人员分析了花芽的激素含量,结果如下表。下列叙述错误的是( )
栽培地点
海拔
/m
年均
温度
/℃
激素含量/(ng·g-1)
细胞
分裂素
赤霉素
脱落酸
生长素
每100个花芽的质量/g
平地
10
18.7
17.2
4.1
102.8
43.1
6.6
高山
1 058
13.4
20.9
4.9
95.9
41.9
7.3
A.樱桃花芽的发育受多种植物激素的共同调控
B.平地和高山的樱桃花芽激素含量受温度影响
C.樱桃花芽发育中赤霉素和脱落酸的作用相反
D.生长素与细胞分裂素比值高有利于花芽膨大
解析:选D。平地和高山的温度存在差异,表中激素含量差异推断可能由温度变化引起,B正确;平地的樱桃花芽中生长素/细胞分裂素比值为43.1/17.2≈2.5,高山的樱桃花芽中为41.9/20.9≈2.0,高山花芽质量更高,说明生长素与细胞分裂素比值低时更有利于花芽膨大,D错误。
3.(2025·山东高考)果实脱落受多种激素调控。某植物果实脱落的调控过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.脱落酸通过促进乙烯的合成促进该植物果实脱落
B.脱落酸与生长素含量的比值影响该植物果实脱落
C.喷施适宜浓度的生长素类调节剂有利于防止该植物果实脱落
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
解析:选D。据图示,脱落酸促进乙烯合成酶的合成,乙烯合成酶能催化乙烯的合成,乙烯又能促进果实脱落,A正确;从图中可以看出,生长素抑制脱落,而脱落酸促进脱落,这两种激素的作用效果相反,因此它们的比值将决定果实是脱落还是不脱落,B正确;图示明确指出生长素抑制脱落酸的合成,从而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α萘乙酸),可以防止该植物果实脱落,C正确;从图中可以看出乙烯的产生会抑制生长素的形成,最终促进乙烯的合成,同时乙烯也会促进乙烯合成酶合成从而促进自身合成,这种调节属于正反馈,D错误。
1.(2025·河北唐山模拟)火龙果主要生长于热带和亚热带地区,集食用、药用和观赏价值为一体,开发价值较高。对火龙果植株进行夜间补光照射,可使其提前开花。某实验小组进行了不同浓度的NAA对火龙果坐果率和单果质量影响的实验,结果如下表。下列叙述正确的是( )
浓度/(mg·L-1)
坐果率/%
单果质量/g
0
67.0
386
10
60.7
303
20
80.0
398
30
46.7
445
A.NAA是分子结构和生理效应与生长素都类似的植物生长调节剂
B.若火龙果自然受粉受阻,可喷洒20 mg·L-1的NAA减少损失
C.NAA对火龙果坐果率和单果质量的影响体现了低浓度促进、高浓度抑制的特点
D.夜间补光,花朵未闭合时喷洒20 mg·L-1的NAA,可提高火龙果的产量且提前上市
解析:选B。据表可知,在20 mg·L-1的NAA处理下,坐果率最高,显著高于对照组,若火龙果自然受粉受阻,可喷洒20 mg·L-1的NAA减少损失,B正确;20 mg·L-1的NAA可提高坐果率,但单果质量与对照组差异不大,故无法有效提高产量, D错误。
2.(2025·山东泰安三模)月季花扦插时,最好选取当年生且已经木质化的枝条作为插穗,这样的枝条营养充实,容易生根。将剪下的枝条进行处理,如在植株上先进行环状剥皮,待生出愈伤组织后,再剪下枝条进行扦插。如果使用激素,可以用2,4D或GA快浸插条下端1~30 s,以促进生根。如图为2,4D或GA对月季根伸长的影响及2,4D对根中乙烯(ACC)产量影响的研究。下列分析正确的是( )
A.用30 μmol·L-1与10 μmol·L-1的2,4D处理插条,根伸长量可能相同
B.GA处理插条时的最适浓度是15 μmol·L-1
C.2,4D浓度达到10 μmol·L-1时,根中才会合成乙烯
D.该实验表明,乙烯含量增多,会反过来抑制2,4D的作用
解析:选A。根据生长素的作用特点并结合题图可知,用30 μmol·L-1与10 μmol·L-1的2,4D处理插条,根伸长量可能相同,A正确;图中只能得知在所使用的几个浓度中,浓度为15 μmol·L-1的GA促进作用最明显,但其他浓度未进行实验,GA处理插条时的最适浓度不一定是15 μmol·L-1,B错误;2,4D浓度达到10 μmol·L-1时,根中已经含有乙烯而不是才合成乙烯,C错误;图中仅展示了2,4D浓度和乙烯产量的关系以及不同处理下根伸长量的情况,未体现乙烯含量增多会反过来抑制2,4D的作用,D错误。
3.(多选)(2025·黑龙江哈尔滨二模)水杨酸(SA)是一种重要的植物激素,广泛参与植物抗逆生长和种子萌发等生命过程的调控。为探究SA是否通过影响生长素的作用来调控水稻根系生长,研究人员按如表所示的方案设计实验。下列分析正确的是( )
材料
处理组
检测
水稻萌发种子
DMSO
胚根长度、侧根数量、根系生长素含量和分布
0.5 mmol/L SA
1 mmol/L SA
1.5 mmol/L SA
2 mmol/L SA
NPA
1 mmol/L SA+NPA
注:DMSO是SA的溶剂,NPA是生长素运输的抑制剂。
A.DMSO和SA处理组可用于探究SA对水稻根系生长的影响
B.NPA处理组可以排除内源植物激素对实验结果的影响
C.1 mmol/L SA、NPA和1 mmol/L SA+NPA处理组形成相互对照
D.实验可探究SA是否通过影响生长素运输来调控水稻根系生长
解析:选ACD。DMSO作为溶剂对照,与不同浓度的SA处理组比较,可以探究SA对根系生长的影响,A正确;NPA是生长素的运输抑制剂,可抑制生长素运输,NPA处理组不能排除内源植物激素对实验结果的影响,B错误;1 mmol/L SA、NPA、1 mmol/L SA+NPA三组可相互对照,比较单独与联合处理的效果,C正确;NPA可抑制生长素的运输,因此,实验可探究SA是否通过影响生长素运输来调控水稻根系生长,D正确。
考点2 环境因素对植物生命活动的调节►对应学生用书P106
1.环境因素参与调节植物的生命活动
2.辨析光合色素和光敏色素
3.光调节植物开花机制
(1)植物开花的光周期调控实验
对象
实验处理
结果
长日照植物
短暂的闪光
中止暗期
仍能开花
短日照植物
不能开花
长日照植物
短暂的黑暗
中止光期
仍能开花
短日照植物
仍能开花
结论:植物开花与否的关键变量是暗期的长度,即连续黑暗时间决定是否开花。
(2)光敏色素在开花的光周期调控中的作用
光敏色素在短日照植物光周期现象中起关键作用,它通过感受红光和远红光来调控植物开花。只有在连续的黑暗中,Pfr/Pr的比值降低到一定水平时,才可以促使短日照植物开花。
【基点小测】
(1)不同品种的柑橘种子对光的敏感度与其所含的光受体有关。光敏色素作为重要的光受体有红光吸收型(Pr)和远红光吸收型(Pfr)两种类型,二者的生理状态及转化关系如下:
依据上述转化关系,不同品种的柑橘种子在红光处理下发芽率的变化不同的原因是不同品种的柑橘种子在红光处理下形成的有生理效应的Pfr不同。
(2)为探究光敏色素基因phyC的作用机制,研究人员测定了水稻叶片中编码叶绿素合成酶的CS基因和编码叶绿素还原酶(促进叶绿素降解)的NYC1基因的表达量。据图可知,光敏色素能抑制(填“抑制”或“促进”)CS基因和NYC1基因的表达。敲除phyC基因会使水稻叶片叶绿素含量减少的原因是CS基因的表达量小于NYC1基因的表达量,导致叶绿素的合成小于分解,叶绿素含量下降。
(3)在农业生产实践中,合理利用光信号(如补充特定波段的光照)和植物激素,可以优化植物的生长和发育,提高作物产量和品质。例如,从光合作用角度分析,通过补充适量的蓝光,可以促进植物的光合作用和营养物质的积累从而增加产量。此外研究还发现不同植物种类或同一植物的不同生长阶段,植物对蓝光的响应可能存在差异,这可能与它们体内感光受体的种类和含量有关。
1.(2025·湖北高考)科研人员对四种植物进行不同光照处理实验,记录开花情况如下表。根据实验结果,以下推断合理的是( )
植物种类
长日照
短日照
甲
正常开花
不开花
乙
不开花
正常开花
丙
正常开花
正常开花
丁
延迟开花
正常开花
A.对植物丁进行人工补光延长光照时间,能使其更快开花
B.植物丙的开花不受环境因素影响,由自身遗传物质决定
C.表中植物甲和乙开花的差异,是因为它们对光照强度的敏感度不同
D.若在湖北同一地点种植,植物甲可能在夏季开花,植物乙可能在秋季开花
解析:选D。丙在长、短日照下均正常开花,说明其开花不受光周期影响,属于日中性植物,但“不受环境因素影响”表述绝对化,其他环境因素(如温度、水分)可能仍影响开花,B错误;甲和乙开花差异源于对光照时间(光周期)的敏感度不同,而非光照强度,C错误;湖北夏季昼长(长日照),秋季昼短(短日照),甲作为长日照植物可能在夏季开花,乙作为短日照植物可能在秋季开花,D正确。
2.(2025·黑吉辽蒙高考)光照、植物激素EBR、脱落酸和赤霉素均参与调节拟南芥种子的萌发,部分作用关系如下图。下列叙述正确的是( )
A.光敏色素是一类含有色素的脂质化合物
B.图中激素①是赤霉素,激素②是脱落酸
C.EBR和赤霉素是相抗衡的关系
D.红光和EBR均能诱导拟南芥种子萌发
解析:选D。赤霉素(GA)的主要作用是促进种子萌发,脱落酸(ABA)的主要作用是抑制种子萌发,据图分析,图中激素①是脱落酸,激素②是赤霉素,B错误;赤霉素(GA)的主要作用是促进种子萌发,分析题图,EBR抑制蛋白2形成,减少激素①对种子的抑制作用,因此EBR和赤霉素是协同关系,C错误;红光使光敏色素从无活性到有活性,促进种子萌发,而EBR抑制蛋白2形成,减少激素①对种子的抑制作用,因此红光和EBR均能诱导拟南芥种子萌发,D正确。
3.(2025·安徽高考)种子萌发受多种内外因素的调节。下列叙述错误的是( )
A.玉米种子萌发后,根冠中的细胞能够感受重力信号,从而引起根的向地生长
B.与休眠种子相比,萌发的种子细胞内自由水所占比例高,呼吸作用旺盛
C.红外光可促进莴苣种子萌发,而红光可逆转红外光的效应,抑制萌发
D.赤霉素可打破种子休眠,促进萌发;脱落酸可维持休眠,抑制萌发
解析:选C。莴苣种子萌发受光的影响,红光可促进莴苣种子萌发,红外光可抑制莴苣种子萌发,且红光可逆转红外光的效应,C错误。
4.(2024·江西高考)阳光为生命世界提供能量,同时作为光信号调控生物的生长、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.植物可通过感受光质和光周期等光信号调控开花
B.植物体中感受光信号的色素均衡分布在各组织中
C.植物体中光敏色素结构的改变不影响细胞核基因的表达
D.光信号影响植物生长发育的主要机制是调节光合作用的强度
解析:选A。植物叶片中的光敏色素可以感受光质和光周期等光信号调控开花,A正确;植物体中感受光信号的色素主要分布在叶片中,而不是均衡分布在各组织中,B错误;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错误;光信号影响植物生长发育的主要机制是调节植株生长、开花等,D错误。
1.(2025·山东济宁模拟)CO是拟南芥细胞核内调控开花的关键蛋白。蛋白COP1与CO结合,促进CO被蛋白酶识别并降解。晚上COP1 主要定位在细胞核中,CO会被大量降解,白天COP1 大量转移到细胞质中,CO得以积累,激活相关基因启动拟南芥开花。光敏色素 phyA、phyB可调控该过程,晚上phyB活性较高,削弱了被phyA抑制的CO的降解过程,白天phyA活性较高。下列说法正确的是( )
A.COP1在细胞核内合成后,白天通过核孔转移到细胞质中
B.phyA和phyB主要吸收红光和蓝紫光后发生构象改变
C.拟南芥phyB功能缺失突变株会延迟开花或不开花
D.CO的降解过程同时受到促进和抑制两种相反作用的调控
解析:选D。COP1是蛋白质,在核糖体上合成,A错误;光敏色素 phyA、phyB主要吸收红光和远红光后发生构象改变,B错误;光敏色素PhyB抑制CO蛋白积累,从而抑制开花,拟南芥 phyB功能缺失突变株会提前开花,C错误;晚上phyB活性较高,削弱了被phyA抑制的CO的降解过程,白天phyA活性较高,CO的降解过程同时受到促进和抑制两种相反作用的调控,D正确。
2.(2025·河北沧州一模)研究者用不同波长的光分别照射清水浸泡过的莴苣种子,种子的发芽情况如下图所示。种子发芽后,若将莴苣幼苗置于蓝紫光下培养,相对于同等强度的白光下培养,莴苣幼苗的茎更加矮壮。下列叙述错误的是( )
注:黑暗条件下,莴苣种子的发芽率为50%。
A.光照不是莴苣种子发芽的必需条件,440~450 nm的光照抑制莴苣种子萌发
B.该实例说明光照强度和光质都会影响莴苣幼苗的形态建成和生长、发育
C.莴苣幼苗各部位的细胞都分布有接受光信号的蛋白质——光敏色素
D.蓝紫光作用于相应受体可能降低了莴苣幼苗体内赤霉素相关基因的表达量
解析:选B。由题可知,莴苣种子在黑暗条件下发芽率为50%,在440~450 nm的光照下发芽率低于50%,说明此波段的光照可抑制莴苣种子萌发,A正确;该实例说明莴苣幼苗的形态建成和生长、发育受光质的影响,不能体现受光照强度的影响,因为白光和蓝紫光的光照强度是相同的,B错误;光敏色素是植物感受光照的受体,是一类蛋白质(色素—蛋白复合体),分布在植物的各个部位,C正确;赤霉素可以促进茎的伸长,蓝紫光照射下莴苣幼苗长得矮壮,推测蓝紫光可能通过降低莴苣幼苗体内赤霉素的含量而使其矮化, D正确。
3.(2025·江西新余二模)根尖的平衡石细胞能感知重力方向,并通过生长素的不对称分布使根向地生长。若用药物X处理拟南芥幼苗根尖后,其向地性明显减弱。为探究药物X的作用机制,研究人员检测了相关指标,结果如下表:
组别
生长素分布(向地侧/
背地侧)
平衡石细胞淀粉体
沉降率
生长素运输蛋白
PIN2表达量
对照组(未处理)
3∶1
95%
100%
药物X处理组
1.2∶1
98%
30%
根据上述信息,下列分析错误的是( )
A.药物X可能通过抑制淀粉体的沉降,导致根向地性减弱
B.药物X可能通过降低PIN2的表达,影响生长素的不对称分布
C.植物根向地性的感受部位在根冠
D.重力信号通过影响生长素运输来调控根的向地性生长
解析:选A。表中数据显示药物X处理组的淀粉体沉降率甚至略高于对照组,说明药物X并未抑制淀粉体沉降,A错误;药物X处理组的PIN2表达量和生长素分布不对称性显著降低,表明药物X可能通过干扰PIN2功能影响生长素极性运输,B正确;植物根向地性的感受部位在根冠,C正确;重力信号通过平衡石细胞感知,最终通过生长素极性运输(如PIN2介导)实现生长素不对称分布,调控向地性生长,D正确。
4.(多选)(2025·江西宜春模拟)随着温室大棚种植草莓的普及,在农历新年也能吃上新鲜的草莓,为增加大棚种植草莓的产量,科研人员发现草莓的开花受到多种因子调控,通过调节大棚温度和光照时长,设计了相关实验如下表。有关说法正确的是( )
组别
温度
光照条件
开花率
①
持续常温
8 h光照,14 h黑暗
几乎不开花
②
持续常温
12 h光照,12 h黑暗
22%
③
低温处理15天,后持续常温
8 h光照,14 h黑暗
56%
④
低温处理15天,后持续常温
12 h光照,12 h黑暗
100%
A.草莓需经低温处理后开花率才明显升高的现象属于春化作用
B.日照时长影响开花率可能与草莓体内光敏色素有关
C.①④组对照说明低温处理和延长日照时长可以提高草莓开花率
D.适当延长光照可以增加草莓的开花率,不可以增加单枚草莓的含糖量
解析:选AB。春化作用一般是指植物必须经历一段时间的持续低温才能由营养生长阶段转入生殖阶段生长的现象,A正确;日照长短影响植物的生长发育可能与光敏色素有关,B正确;对照实验遵循单一变量原则,①④组之间存在两个变量,不能互相对照得出结论,C错误;适当延长光照,光合作用时长增加,糖类合成增加,有可能增加单枚草莓含糖量,D错误。
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