内容正文:
专题08 动物生命活动调节
(
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 生长素对植物生长的调节作用
串讲
2
植物激素及其类似物调节植物的生命活动
串讲3 环境因素参与植物生命活动的调节
能力进阶
能力1 无子西瓜和无子番茄的区别
能力2 植物开花的秘密
能力3 光敏色素和光合色素的区别
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 生长素对植物生长的调节作用
题型02 植物激素及其类似物调节植物的生命活动
题型03 环境因素参与植物生命活动的调节
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
植物生命活动的调节
(2024上海卷)参与调节植物生命活动的其他环境因素
(2022上海卷)生长素的生理作用以及实例分析
(2021上海卷)生长素的产生、分布及运输,其他植物激素的产生、分布和功能
1. 结合最新科技研究成果综合考查植物生命活动的调节,重点考察生长素的生理作用;
2. 结合光合作用、基因工程进行交叉命题,重点考察分子层面的植物生命活动调节。
新风向演练
1.【新情境·非生物胁迫胁迫】(2024·上海·模拟预测)褪黑素(Mel)在植物抵御非生物胁迫中起重要作用。为探明外源Mel在植物IMD胁迫中的作用,研究团队选用黄瓜幼苗进行了如图2所示处理,并在处理后的第0、3、6、9和12天检测叶中IMD残留量,得到结果如图3.
(1)根据图3结果分析,IMD吸收后可能_______。(多选)
A.Mel促进了IMD的降解 B.Mel抑制了IMD的降解
C.Mel促进了IMD的排出 D.Mel阻止了IMD的排出
(2)结合图1和图3推测,外源Mel处理后_______。(多选)
A.嗜锇颗粒(OG)数量下降 B.ROS含量下降
C.淀粉粒(S)数量下降 D.修复叶绿体结构损伤
(3)进一步研究发现,外源Mel对IMD胁迫下黄瓜幼苗的缓解作用与图所示的机理相关。请尝试分析Mel缓解IMD胁迫的具体过程 。
核心串讲1 生长素对植物生长的调节作用
1.生长素是最早被发现对植物生长具有调节作用的物质
1880年,英国科学家达尔文
胚芽鞘尖端产生某种生物活性物质,作为信号从胚芽鞘尖端传递到伸长区,刺激伸长区细胞的伸长生长。
1913年,丹麦植物学家杰逊(也叫鲍森.詹森)
胚芽鞘尖端确实产生了影响伸长区生长的某种生物活性物质。
1919年,匈牙利植物学家拜尔实验
胚芽鞘尖端产生的这种活性物质在伸长区背光侧和向光侧不均匀分布是造成胚芽鞘向光弯曲生长的原因
1926年,荷兰植物学家温特
这种生物活性物质刺激伸长区细胞生长,单侧光造成了其不均匀分布,导致胚芽鞘在生长阶段持续向光弯曲。并命名为生长素。
1934年,荷兰科学家郭葛等
提取并分离到了吲哚-3-乙酸(IAA)
(1)胚芽鞘尖端
(2)伸长区:胚芽鞘弯曲生长的部位,生长素的作用部位,刺激伸长区的伸长生长
胚芽鞘弯曲生长的原因:植物幼苗在单侧光照下,生长素从向光侧向背光侧运输,引起两侧的生长素含量不同生长素的分布不均是植物弯曲生长的主要原因。
2.生长素主要通过两种方式运输
3.生长素在调节植物生长时表现出两重性
(1)生长素的生理功能
①细胞水平:促进细胞的伸长生长及细胞的分裂和分化;
②器官水平:导致茎的伸长、侧根形成、果实发育等。
③生长素还与顶端优势、向光性和向重力性等植物生命活动紧密相关。
(2)作用机理:通过与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。
(3)作用特点:生长素只有在较低浓度才能促进生长,而超过一定浓度后(往往是较高浓度)会抑制生长。因此,生长素在调节植物生长时表现出两重性。
(4)影响因素
①不同器官:同一植物不同器官对生长素的敏感性不尽相同
对生长素浓度的敏感性大小:根>芽>茎;幼嫩细胞>成熟细胞
②不同植物:
对生长素浓度的敏感性大小:双子叶植物>单子叶植物;
(5)实例:生长素还与顶端优势、向光性和向重力性等植物生命活动紧密相关。
①顶端优势
1)概念:顶芽优先生长,而侧芽受到抑制的现象。
2)原理:植物生长素从合成部位(顶芽)向下运输,大量积累在侧芽部位,导致距顶芽越近的侧芽部位生长素浓度就越高。超过一定的浓度后,就抑制侧芽生长,从而保证顶芽优先生长。同时,距离植株顶芽较远的侧芽,由于生长素浓度较低,更能充分生长,从而形成宝塔状株型。
3)解除顶端优势方法:去掉顶芽后,侧芽附近的生长素来源暂时受阻,浓度降低,于是抑制就被解除,侧芽萌动、加快生长。
4)应用:
A.解除顶端优势的应用:棉花摘心在棉花种植中,通过去掉棉花的顶芽,可以解除顶端优势,促进侧枝的生长,从而增加棉花的开花和结果数量;
B.维持顶端优势的应用:同距离植株顶芽较远的侧芽,由于生长素浓度较低,更能充分地生长,从而形成宝塔状株型。自然界的植株呈宝塔形,可以充分利用阳光。
②向重力性
根的向地性体现了两重性,茎没有体现,因为茎都是促进作用,只是促进的强和弱,导致的促进生长得快和慢。
核心串讲2 植物激素及其类似物调节植物的生命活动
1.植物生命活动受到多种植物激素的调节
(1)植物激素定义:在植物体内合成、从合成部位运输到作用部位、并对植物体的生命活动能产生显著调节作用的微量有机物。
项目
动物激素
植物激素
分泌器官
特定的内分泌腺或内分泌细胞
无特定的分泌器官
化学本质
蛋白质、氨基酸衍生物、固醇等
一般是小分子物质
运输方式
随体液运输
多样、复杂
相同点
1.自身合成;2.从产生部位运输到作用部位;3.结合受体发挥作用;4.微量、高效
(2)植物激素分类:生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯。
植物激素
合成部位
分布
主要作用
生长素(吲哚乙酸IAA)
生长活跃部位,如茎尖、胚芽鞘尖端、嫩叶和发育中种子
于植物各种组织器官
促进生根、细胞伸长和子房发育等;
广泛应用于植物的移栽以及无籽果实的培育等。
细胞分裂素(CTK)
主要是根尖
主要分布在正在进行细胞分裂的部位
具有促进细胞分裂的作用;
能够促进营养物质向叶片运输,进而起到刺激叶绿素形成并延缓衰老的作用。
赤霉素(GA)
幼根、幼芽和未成熟的种子
分布在植物生长相对旺盛的部位
促进种子中贮藏物质的降解进而打破种子休眠;促进植物节间的伸长生长。
乙烯(ETH)
植物体各个部位
各器官中都存在
促进果实成熟的作用;
促进叶片衰老、脱落等效果。
脱落酸(ABA)
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
抑制种子萌发、植物生长,加速衰老,促进器官脱落及气孔关闭,进而增强植物的抗逆性。
油菜素内酯、茉莉酸和水杨酸等
植物的花粉、种子、茎和叶等
2.植物激素通过协同、拮抗等方式共同调节生命活动
(1)植物激素的协同作用:两种或多种植物激素共同作用于植物某种生理活动,效果大于其中单独一种激素作用效果的现象。
举例:生长素和赤霉素促进植物节间伸长效果明显;生长素和细胞分裂素在延缓叶片衰老方面;乙烯促进脱落的效果可因脱落酸而得到增强。
(2)植物激素的拮抗作用:植物激素的调节效果还会表现为一种激素效果被另一种激素所抑制。
举例:赤霉素和脱落酸;高浓度的生长素能够抑制侧芽的生长,形成顶端优势,而细胞分裂素能够促进侧根和侧芽的发育,因此生长素造成的植物顶端优势会被细胞分裂素解除。
(3)植物激素的协同和抗衡
协同
促进细胞分裂
生长素(核裂)、细胞分裂素(质裂)、赤霉素
促进脱落
乙烯、脱落酸
促进植物节间伸长(细胞伸长)、果实发育
生长素、赤霉素
延缓叶片衰老
生长素、细胞分裂素
拮抗
种子萌发
赤霉素促进、脱落酸抑制
细胞发育
细胞分裂素促进、高浓度的生长素抑制
.
(4)植物激素的作用特点
①植物生长的各个时期,多种植物激素都有作用,只是比例不同而已,这些植物激素是同时存在于植物体内,共同调节植物生长发育过程的。
②不同植物激素的浓度和比例对其生理效应也具有调节作用。
③在植物生长发育的过程中,不同激素的调节往往表现出一定的顺序性.
3.植物激素类似物(即植物生长调节剂)
(1)植物激素缺点:1.植物激素本身含量很低,提取难度大;2.植物激素容易被酶降解和发生光氧化导致分解破坏;3.有些植物激素(如乙烯)以气体形式存在,极易扩散,很难在田间利用。
(2)植物激素类似物概念:人工合成与天然植物激素作用相似的化合物。
(3)植物激素类似物优点:
①与天然植物激素相似的生理作用效果(结构与植物激素类似、但不完全相同);
②原料来源丰富;
③生产过程简单,可以大量生产;
④克服了天然植物激素在应用中的各种局限性。
核心串讲3 环境因素参与植物生命活动的调节
1.重力对植物的生长方向具有调节作用
(1)向重力性:植物的茎背离重力向上生长,根趋向重力向下生长的现象。
(2)作用原理:在重力的刺激下,植物细胞近地侧生长素浓度偏高。由于根和茎对生长素的敏感性不同,根因近地侧细胞生长被抑制而表现出向下弯曲生长,茎则因近地侧细胞生长被促进而表现出向上弯曲生长的现象。
(3)向重力性是植物进化过程中长期自然选择的结果,对其充分获得营养物质和能量有重要的生物学意义。
2.光是调节植物生命活动的重要信号
光作为一种重要的环境信号对植物的影响贯穿其整个生命历程。光可以作为刺激信号决定植物生长的方向、影响植物的生长周期、诱导叶绿素形成等。
(1)调控作用
(2)感知光信号的原理
①光受体:植物中含有一些微量的色素-蛋白复合体,它们能够接受光信号,进而引起植物形态结构的变化,该类蛋白复合体统称。
②感光原理:光→光敏色素→信号转导→基因选择性表达→(表达出)相应的生理学效应。
韭黄原理:利用黑暗条件下叶绿素不能合成的原理而培育形成的。
③影响因素:光的不同波长、强度及周期变化均能影响植物的生长发育。
3.温度对植物生命活动具有调节作用
季节变化、昼夜转换以及纬度和海拔等造成的温差,均会影响植物的生命活动。
(1)作用:通过影响酶的活性来调节植物的新陈代谢外,还能够作为信号调节植物发芽或开花。
(2)例
能力1 无子西瓜和无子番茄的区别
名称
无子西瓜
无子番茄
培育方法
原理
染色体数量变异
生长素促进果实发育
是否可遗传
可遗传变异
不可遗传变异
补充:植物生长调节剂的作用及施用
(1) 作用:
①提高作物产量、改善产品品质等。如延长或终止种子、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,控制植株高度、形状等。
②减轻人工劳动,如减少园林植物的修剪次数。
(2) 施用时注意事项:
①选择恰当的植物生长调节剂;还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。
②影响施用效果的因素:施用浓度、时间、部位以及施用时植物的生理状态和气候条件等。
能力2 植物开花的秘密
早期,人们认为日照长短决定着植物是否开花。因此,将植物大致分为:
日照长短
短日植物
长日植物
日中性植物
举例
大豆、菊花、水稻、草莓等
小麦、胡萝卜、油菜等
番茄、黄瓜、辣椒等
开花要求
每天光期<一定临界长度并经一定天数后,它们才能开花
植物要求每天光期>一定临界长度并经过一定天数才能开花
它们对每天光期要求范围很广,在任何日照长度条件下都能开花
连续黑暗时间决定植物开花
长日植物与短日植物的临界日长因物种而异,并非一成不变。
短日植物必须在长于一定时间的黑暗下才会开花,而夜间只要有一个短时间的闪光,就不能开花;
长日植物只有黑暗时间短于一定长度时才会开花,黑暗时间延长则不会开花;但若用短暂的闪光打断黑暗,植物便能够开花。
能力3 光敏色素和光合色素的区别
名称
光敏色素
光合色素
本质
色素-蛋白质复合体
叶绿素和类胡萝卜素(不是蛋白质)
功能
光受体,接受光信号,最终影响特定基因的表达,调节植物的生长发育
吸收、传递、转化光能
分布
植物的各个器官,尤其是分生组织
主要分布在叶肉细胞
01 生长素对植物生长的调节作用
1.(2025·上海静安·二模)Ⅰ.生长素是第一个被发现的植物激素,在调控器官生长时具有两重性,即生长素浓度低于某“临界值”时促进生长而高于某“临界值”时抑制生长。科研人员以拟南芥下胚轴(种子萌发后,连接第一片叶子和胚根之间的茎段)为研究对象探究了两重性的机理(图1)。
(1)我国古代人民很早就发现与两重性有关的农业现象并加以利用。《农桑辑要》中记载:“苗长高二尺之上,打去冲天心;旁条长尺半,亦打去心。叶叶不空、开花结实”,这是一项提高棉花产量的技术。其中“打去冲天心”是指摘除棉花的顶芽,这样做的目的是___________。(单选)
A.降低“旁条”生长素浓度,促进“旁条”生长
B.降低“旁条”生长素浓度,抑制“旁条”生长
C.提高“旁条”生长素浓度,促进“旁条”生长
D.提高“旁条”生长素浓度,抑制“旁条”生长
(2)据图1分析下列关于生长素的说法,其中合理的是___________。(单选)
A.可转化为SAUR蛋白 B.可作为信号影响基因表达
C.可为H+运输提供能量 D.可催化纤维素的生物合成
(3)据图1可以推断,生长素的调节作用表现出两重性是由于___________。(单选)
A.SAUR基因对生长素的响应具有两重性
B.H+载体对腺苷三磷酸的响应具有两重性
C.H+载体对SAUR蛋白的响应具有两重性
D.细胞壁伸长对H+浓度的响应具有两重性
(4)单侧光照射下的拟南芥胚芽鞘会发生向光弯曲,主要原因是:单侧光下,弯曲部位的背光侧生长素浓度 向光侧,引起背光侧细胞壁处的pH 向光侧,导致背光侧细胞长度 向光侧。(编号选填)
①大于 ②小于 ③等于 ④无法判断
Ⅱ.生长素调控器官伸长的效应还受光等环境信号影响。图2表示不同光照情况下下胚轴伸长对生长素剂量的反应,X表示某一生长素浓度。
(5)下列对图2的描述中,正确的是___________。(多选)
A.在一定光照强度范围内,生长素调控下胚轴伸长均具有两重性
B.一定范围内,光照可以解除高生长素浓度对下胚轴的抑制作用
C.在低浓度生长素条件下,一定强度的光照可促进下胚轴的伸长
D.随光照强度增加,促进下胚轴伸长的最适生长素浓度逐渐升高
(6)对于在生长素浓度为X、黑暗条件下培养的拟南芥下胚轴,下列处理无法促进其伸长生长的有___________。(多选)
A.提高培养液中的H+浓度 B.提高光照强度
C.提高培养液中的生长素浓度 D.提高培养温度
02 植物激素及其类似物调节植物的生命活动
2.(2024·上海·模拟预测)材料一:矮化是一种重要的农艺性状,对作物产量、抗倒伏和种植密度均有显著影响。矮化果树具有结果早、易管理和成本低等诸多优势。
材料二:为研究某果树品种的矮化突变性状是否与GA的合成途径或信号转导途径有关,现对该品种的纯合野生型和纯合矮化突变体幼苗施加适量且适宜浓度的外源性 GA 溶液,检测植株的地上部分长度,结果如图1所示。
材料三:近期研究发现,乙烯、GA与相关基因表达之间的相互作用可实现对植物矮化的调控,其主要分子机制如图2所示(注:转录因子指协助目的基因转录的蛋白质因子)。
(1)GA是一种植物激素,可与 (编号选填)发生协同作用,需要与靶细胞上的 结合后发挥作用。
①IAA ②CTK ③ABA ④乙烯
(2)推测该矮化突变体的 (填“GA 合成”或“GA信号转导”)途径被抑制,理由是 。
(3)据图分析,与矮化植株相比,正常植株体内的乙烯合成酶基因表达量 ,赤霉素合成酶基因表达量 (以上两空填“较高”、“较低”或“相等”)。
(4)若植株中基因 CiACS4 超表达,推测该植株株高的表现型并分析原因 。
(5)根据题目中的信息,尝试为防止细胞矮化提供一些预防与控制建议,并且从分子机制角度提出2个方案抑制植株矮化 。
03 环境因素参与植物生命活动的调节
3.(2024·上海长宁·二模)番茄是农业生产中重要的茄果类蔬菜,光作为环境信号对植物的影响贯穿其整个生命历程。而夏季光照强度过高时,会对番茄造成强光危害,降低光合速率,影响番茄果实品质。
(1)番茄种子萌发需要光和植物激素共同调节,据图判断以下叙述正确的是( )
A.调节种子萌发的光信号是指光照方向
B.光的调节作用是指光为种子的萌发提供能量
C.调节种子萌发时,油菜素内酯和乙烯具有协同作用
D.脱落酸与赤霉素含量的比值较低,有利于维持种子休眠
(2)植物形成了多种适应不同光环境的保护机制。如图所示,有害强光下,番茄叶肉细胞中最可能发生的变化是( )
A.叶绿体转动至A侧向光 B.叶绿体转动至B侧向光
C.细胞质改变环流方向 D.细胞质流动停止
随着全球变暖,番茄种植同时受到亚高温(35℃)和强光的双重逆境胁迫。有实验小组欲研究脱落酸(ABA)对双重逆境胁迫下番茄的影响。如表所示,实验设四组并持续处理8天,均为昼夜各12h,夜温15℃;其中光强400nmol·m-2s-1的人工光为适宜光照,800nmol·m-2s-1的人工光为有害强光。
组别
叶面喷施
前3天处理
后5天处理
昼温(℃)
人工光(nmol·m-2s-1)
昼温(℃)
人工光(nmol·m-2s-1)
CK
水
25
400
25
400
W
水
35
800
A
30mg·L-1ABA
T
ABA合成抑制剂
(3)对该实验中各组的设计,以下评价合理的是( )
A.CK组产生的实验数据,能分别与W、A、T组进行比较研究
B.比较W组与A组,可说明喷洒的ABA对双重逆境胁迫下番茄的调节
C.实验后3天,各组夜温应设置为与各自的昼温相同
D.该实验无法说明单个胁迫因素对番茄生长的影响
(4)为探究喷洒ABA是否影响番茄新叶的生长,对A组处理后的叶芽生长点进行镜检。显微镜下能观察到的现象和结论都正确的是( )
A.细胞核中染色质数量增倍,说明ABA没有抑制DNA复制
B.形态数目相同的两组染色体分布于细胞两极,说明遗传物质被平均分配
C.细胞质膜明显向内凹陷,说明细胞分裂即将完成
D.分裂期细胞明显少于间期细胞,说明ABA抑制细胞分裂
实验小组从实验的后五天起,观测各组番茄的净光合速率、单位叶面积叶绿素含量及叶气孔导度(气孔张开程度)等数据如图1、图2、图3所示。(折线图上的误差线“I”代表数据的波动范围)
(5)据图2、3中的信息推测,适宜生长条件下,喷洒脱落酸对番茄光合作用可能有 (①促进/②抑制)作用。(编号选填)
(6)结合图1实验信息,以下对ABA的描述正确的是( )
A.ABA对双重逆境胁迫下的番茄缺少长期调节作用
B.喷洒ABA后A组可能产生无籽番茄
C.W组在双重逆境胁迫下受到了ABA的调节
D.实验说明了ABA的调节作用具有两重性
(7)结合题干及图表信息,分析ABA对亚高温强光胁迫下番茄光合作用的调节机制 。
1.(2024·上海金山·二模)5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)是叶绿素进行生物合成的前体物质,在植物的光合作用等生理活动中发挥着重要作用。
(1)5-ALA分子式是C5H9NO3。下列物质中,与5-ALA一样都含有氮元素的有____。
①丙酮酸 ②氨基酸 ③核苷酸 ④乳酸 ⑤脂肪酸
A.①② B.②③ C.②③④ D.③④⑤
为探究叶面喷施5- ALA对葡萄光合特性和果实品质的影响,科研人员以克瑞森无核葡萄为试验材料进行实验研究。用不同浓度的5- ALA溶液对不同组别的葡萄叶面进行喷施处理,最后得到了叶片光合生理指标(表1和图)和葡萄果实品质指标(表2)。
表1 5-ALA处理对葡萄叶片叶绿素含量的影响
处理浓度(mg·L-1)
叶绿素a(mg·-1)
叶绿素b(mg·g-1)
第一组
第二组
第三组
第四组
?
?
?
?
0.86a
0.89a
1.01b
0.87a
0.24a
0.25a
0.28a
0.25a
注:表中不同小写字母代表处理间差异显著(P<0.05),下同。
表2 5-ALA处理对葡萄果实品质的影响
单粒质量/g
果粒纵径/mm
果粒横径/mm
可溶性固形物质量分数/%
固酸比
果实硬度(cm2·kg-1)
第一组
第二组
第三组
第四组
3.65a
3.72a
3.86a
3.70a
20.78a
22.03b
23.52c
21.84
16.25a
16.54a
16.22a
16.44a
12.88a
17.77c
18.21c
14.74b
14.87a
24.93c
24.26c
19.97b
0.39a
0.43a
0.41a
0.44a
(2)科研人员将生长状况相同的葡萄随机分成四组。下列选项对四组葡萄处理合理的是 。(编号选填)
①四组葡萄分别用10、25、50、75mg/L的5- ALA溶液对叶面进行喷施处理
②第一组葡萄作为对照组用清水对叶面进行喷施处理
③第二~四组葡萄作为重复组都用50mg/L的5- ALA溶液对叶面进行喷施处理
④第二~四组葡萄分别用10、25、50mg/L的5- ALA溶液对叶面进行喷施处理
(3)表1数据是先用 溶液提取叶绿体色素,再测定叶绿素含量。该测定的方法是 。
A.差速离心法 B.分光光度法 C.层析法 D.凝胶电泳法
(4)消费者选购高品质的葡萄一般除需要考虑外观、颜色等外,最重要的是口感。科研人员实验后发现叶面喷施5- ALA能提高葡萄的口感。根据表2分析,理由可能是____。
A.果粒更长 B.可溶性固形物更多
C.固酸比更高 D.果实硬度更大
(5)根据表2分析,叶面喷施第 组5- ALA溶液的葡萄品质相对最高。请结合表1、图和所学知识,请阐明葡萄品质提高的原因 。
2.(2024·上海金山·二模)土壤中含盐量超过作物耐受的上限水平,从而影响到植物正常生长的情况称为盐胁迫。在沿海滩涂盐碱地种植的水稻产量也深受盐胁迫的影响。
(1)盐胁迫会导致水稻根毛细胞发生 (吸水/失水)的现象,进而使细胞液浓度 (编号选填),以达到渗透平衡的状态,从而影响了水稻的生长。
①升高 ②降低 ③先升高后降低 ④先降低后升高
水稻不仅通过根系吸收营养物质,还可能通过茎叶吸收。近年来的研究表明,通过喷施叶面肥(向茎叶表面施用的肥料)或植物生长调节剂能影响水稻的产量等。某科研小级研究了不同外源物质(禾稼春、碧护和萘乙酸)及喷施次数对滩涂水稻产量的影响。
(2)禾稼春是一种含氨基酸水溶肥料。下列选项中不属于氨基酸的是____。
A. B.
C. D.
(3)碧护和萘乙酸都是植物生长调节剂,其中碧护含有赤霉酸(属于赤霉素的一种)和芸苔素内酯等成分。下列选项中的天然植物激素功能与赤霉酸类似的是____。
A.细胞分裂素 B.乙烯 C.生长素 D.脱落酸
科研人员以南粳5055为试验品种布置实验。试验设7个处理项:“CK”作为空白对照组;“L1”、“L2”、“L3”分别表示喷施一定浓度的禾稼春、碧护和萘乙酸;“-2”表示喷施2次,分别在分蘖期和孕穗期喷施,“-3”表示喷施3次,分别在分蘖期、孕穗期和灌浆期喷施。下表表示喷施不同外源物质及喷施次数对滩涂水稻农艺性状及产量的影响。
处理项
穗长/cm
着粒密度/(粒·/cm-1)
有效穗数/(×104·hm-2)
结实效/%
千粒重/g
产量/(kg·hm-2)
CK
14.70c
6.61a
22.39a
92.17a
26.74b
7310.3c
L1-2
16.10ab
6.87a
23.59a
92.73a
27.15ab
7796.9bc
L2-2
15.97ab
6.73a
22.33a
91.23a
27.40a
8603.5a
L3-2
16.33ab
6.47a
22.09a
91.58a
26.81b
8159.5ab
L1-3
16.63a
6.66a
22.27a
90.90a
27.11ab
7828.5bc
L2-3
15.63b
6.40a
22.15a
94.63a
27.47a
8611.6a
L3-3
16.53a
6.77a
23.65a
92.18a
26.78b
8291.7ab
注:表中不同小写字母代表处理间差异显著(P<0.05)
(4)据表处理项中 对比分析,同种外源物质喷施不同次数对滩涂水稻产量的影响是 (编号选填)。
①喷施2次产量明显更高 ②喷施3次产量明显更高 ③无明显差异
(5)据表分析,和CK对比,喷施 (禾稼春/碧护/萘乙酸)对滩涂水稻产量的影响最明显,原因是对 (产量构成因素)提升最显著。
(6)根据表数据分析,请提出一种进一步提高滩涂水稻产量的方法: 。
3.(2024·上海徐汇·二模)大豆是中国重要粮食作物之一,已有五千年栽培历史,古称“菽”。
(1)大豆种子中富含蛋白质,可用_______对其蛋白质含量进行定量测定。
A.分光光度法 B.同位素标记法 C.引流法 D.层析法
(2)大豆种子萌发时,呼吸作用强度变化如图,下列分析正确的是________
A.第1阶段的种子中大量葡萄糖进入线粒体
B.第2阶段的种子中产生大量乳酸
C.第3阶段的种子温度高于第1和第2阶段
D.第4阶段的种子呼吸速率下降可能是由于营养物质被消耗
在大豆种植中,种植行距与产量密切相关,种子粒重是决定大豆产量的关键性状之一。为探究种植行距对产量的影响,科学家进行了以下实验,实验处理和结果如表。
组别
种植行距(cm)
株高(cm)
主茎有效分枝数(个)
百粒重(g)
第1组
70
68.7
4.2
41.2
第2组
45
70.2
3.9
40.6
第3组
30
73.3
3.5
39.7
(3)去除顶芽可以提高主茎有效分枝数。施加下列 物质可以达到相同效果?(编号选填)
①生长素②2,4-D ③细胞分裂素④乙烯⑤脱落酸
(4)下列对上述实验结果的描述恰当的是________
A.扩大种植行距,种子粒重增大 B.株高越高,种子粒重越大
C.种植行距与种子粒重无关 D.主茎有效分枝数与种子粒重无关
(5)请结合表,说明如何能提高种子粒重?并阐述其能提高的原因。 。
大豆是一种光周期敏感的作物,其生育期和产量受光周期变化的影响非常大。近来,我国科学家研究发现了能对光周期进行响应从而控制种子粒重的关键基因Dt1。
(6)从图中可知,大豆合成的蔗糖会运送到果实中,那么,大豆细胞合成蔗糖的场所是________
A.细胞质基质 B.类囊体膜 C.叶绿体基质 D.细胞壁
(7)图中的Gm蛋白可将蔗糖从种皮运输到胚,促进胚的生长发育。据图简述短日照和长日照对大豆产量影响的机制。 。
(8)光周期除对种子粒重有影响外,光作为刺激信号,对植物造成的影响还可能有________
A.决定植物生长的方向 B.影响种子的萌发
C.诱导叶绿素形成 D.影响植物的生长
(9)结合上述信息和所学知识,下列提高大豆产量的建议合理的是________
A.种植行距尽可能大 B.适当提高昼夜温差
C.种子发育时,尽可能采用短日照 D.适当提高二氧化碳浓度
1.(2024·上海·高考真题)水稻是重要的粮食作物,高温会引起水稻减产。科学家对抗高温能力弱的水稻W进行改良。获得了水稻S。如图显示了高温条件下水稻W和水稻S响应高温的部分机制。其中T1和T2为不同蛋白,T2在液泡中被降解。箭头的粗细代表物质的量。
(1)要对比高温条件下水稻W和水稻S的产量,必须保持相同的实验条件______。
A.地上部分生长量 B.高温处理时间
C.水稻幼苗数量 D.水稻种植时间
(2)据图,水稻感受高温信号的是 (T1/T2);被T2破坏的细胞器是 。
(3)据图可知,相同高温条件下,与水稻W相比,水稻S增产的原因是______。
A.进入液泡内的T1更多 B.细胞质基质内T1更少
C.进入液泡内的T2更多 D.细胞质基质内T2更少
(4)据图,相同高温条件下,与水稻W相比,推测水稻S的细胞______。
A.净光合速率较高 B.呼吸作用产生ATP的量较少
C.糖类输出量较少 D.转换光能效率较高
(5)据图,水稻W改良为水稻S时,所采取的措施是 ,若要进一步提高水稻S的抗高温能力,可采取的策略是 。(编号选填)
①提高T1的量 ②提高T2的量 ③降低T1的量
④降低T2的量 ⑤改变T1的结构 ⑥改变T2的结构
2.(2022·上海·高考真题)用生长素运输抑制剂SPL处理拟南芥,统计光照和黑暗中拟南芥的生根情况,得到如图数据,据图分析下列证明拟南芥生根与生长素有关的两组实验数据是( )
A.Ⅰ和Ⅱ B.Ⅰ和Ⅲ C.Ⅱ和Ⅲ D.Ⅱ和Ⅳ
3.(2021·上海·高考真题)植物生理:豌豆植株的芽对不同浓度生长素的响应不同(表)。现有一株具有顶端优势的豌豆植株,生长于适宜条件下(图)。
生长素浓度(mmol/L)
促进
抑制
10-10-10-5
10-10-10-3
(1)在豌豆植株中,对①生长素浓度的推测正确的是______
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)分析同一时刻,豌豆①、②处细胞的状态,下列正确的是______(多选)
A.①处的细胞分裂比②处活跃 B.①处的细胞分化能力高于②处
C.①、②均发生蛋白质合成 D.①的纤维素合成比②活跃
(3)关于①处发育过程中所需的能量和物质,下列正确的是______(多选)
A.少部分能量来自于①处细胞三羧酸循环
B.物质中的Mg2+主要来自于②处细胞中被分解的化合物
C.部分能量来自于③处细胞的光反应
D.物质中的碳原子可能来自③细胞中的CO2
(4)研究发现一种植物激素SLs,由根细胞合成,可抑制侧芽处的生长素向侧芽外运输。生长素促进SLs的合成。若去除该豌豆植物图的顶芽,接下来的一段时间内,②处生长素含量 (减少/增加/不变)。据此可知SLs对侧芽的发育影响应是 (抑制/促进/无关)。
(5)据图和题意,下列外界环境因素中,会影响豌豆植株SLs合成量的是 (填写编号)
①光质 ②光照强度 ③光照时间 ④土壤pH ⑤土壤中O2浓度
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专题08 动物生命活动调节
(
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 生长素对植物生长的调节作用
串讲
2
植物激素及其类似物调节植物的生命活动
串讲3 环境因素参与植物生命活动的调节
能力进阶
能力1 无子西瓜和无子番茄的区别
能力2 植物开花的秘密
能力3 光敏色素和光合色素的区别
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 生长素对植物生长的调节作用
题型02 植物激素及其类似物调节植物的生命活动
题型03 环境因素参与植物生命活动的调节
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
植物生命活动的调节
(2024上海卷)参与调节植物生命活动的其他环境因素
(2022上海卷)生长素的生理作用以及实例分析
(2021上海卷)生长素的产生、分布及运输,其他植物激素的产生、分布和功能
1. 结合最新科技研究成果综合考查植物生命活动的调节,重点考察生长素的生理作用;
2. 结合光合作用、基因工程进行交叉命题,重点考察分子层面的植物生命活动调节。
新风向演练
1.【新情境·非生物胁迫胁迫】(2024·上海·模拟预测)褪黑素(Mel)在植物抵御非生物胁迫中起重要作用。为探明外源Mel在植物IMD胁迫中的作用,研究团队选用黄瓜幼苗进行了如图2所示处理,并在处理后的第0、3、6、9和12天检测叶中IMD残留量,得到结果如图3.
(1)根据图3结果分析,IMD吸收后可能_______。(多选)
A.Mel促进了IMD的降解 B.Mel抑制了IMD的降解
C.Mel促进了IMD的排出 D.Mel阻止了IMD的排出
(2)结合图1和图3推测,外源Mel处理后_______。(多选)
A.嗜锇颗粒(OG)数量下降 B.ROS含量下降
C.淀粉粒(S)数量下降 D.修复叶绿体结构损伤
(3)进一步研究发现,外源Mel对IMD胁迫下黄瓜幼苗的缓解作用与图所示的机理相关。请尝试分析Mel缓解IMD胁迫的具体过程 。
【答案】(1)AC
(2) ABD
(3) IMD可造成ROS含量上升,引起植物氧化损伤。Mel可提高解毒酶的活性,催化GSH与IMD结合,形成的轭合物转化成低毒物质并降解,降低IMD含量;同时,Mel还可促进GSH-AsA系统对ROS的清除,从而缓解IMD胁迫。
【分析】光合作用通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有机物,同时释放氧气的过程。光合作用 分为光反应阶段和暗反应阶段。呼吸作用一般指机体将来自环境的或细胞自己储存的有机营养物的分子(如糖类、脂 类、蛋白质等),通过一步步反应降解成较小的、简单的终产物(如二氧化碳、乳酸、乙醇等)的过程。
(1)AB、根据图3结果分析可知,IMD+Mel组的IMD含量低于IMD组,说明Mel可能促进了IMD的降解,导致IMD含量降低,A正确,B错误;
CD、根据图3结果分析可知,IMD+Mel组的IMD含量低于IMD组,说明Mel可能促进了IMD的排出,导致IMD含量降低,C正确,D错误。
故选AC。
(2)A、结合图1和图3,IMD处理嗜锇颗粒增加,Mel组IMD含量降低,则说明Mel处理后嗜饿颗粒(OG)数量下降,A正确;
B、IMD处理可导致ROS的过度积累,Mel组IMD含量降低,则外源Mel处理后,ROS含量下降,B正确;
C、据图1可知,IMD处理淀粉粒减少,Mel组IMD含量降低,则外源Mel处理后,淀粉粒(S)数量上升,C错误;
D、据图1可知,IMD处理可导致类囊体减少,Mel组IMD含量降低,则外源Mel处理后,可能修复叶绿体结构损伤,D正确。
故选ABD。
(3)据图可知,外源Mel对IMD胁迫下黄瓜幼苗的缓解作用,其过程为IMD可造成ROS含量上升,引起植物氧化损伤。Mel可提高解毒酶的活性,催化GSH与IMD结合,形成IMD-GSH轭合物转化成低毒物质并降解,降低IMD含量;同时,Mel还可促进GSH-AsA系统对ROS的清除,从而缓解IMD胁迫。
核心串讲1 生长素对植物生长的调节作用
1.生长素是最早被发现对植物生长具有调节作用的物质
1880年,英国科学家达尔文
胚芽鞘尖端产生某种生物活性物质,作为信号从胚芽鞘尖端传递到伸长区,刺激伸长区细胞的伸长生长。
1913年,丹麦植物学家杰逊(也叫鲍森.詹森)
胚芽鞘尖端确实产生了影响伸长区生长的某种生物活性物质。
1919年,匈牙利植物学家拜尔实验
胚芽鞘尖端产生的这种活性物质在伸长区背光侧和向光侧不均匀分布是造成胚芽鞘向光弯曲生长的原因
1926年,荷兰植物学家温特
这种生物活性物质刺激伸长区细胞生长,单侧光造成了其不均匀分布,导致胚芽鞘在生长阶段持续向光弯曲。并命名为生长素。
1934年,荷兰科学家郭葛等
提取并分离到了吲哚-3-乙酸(IAA)
(1)胚芽鞘尖端
(2)伸长区:胚芽鞘弯曲生长的部位,生长素的作用部位,刺激伸长区的伸长生长
胚芽鞘弯曲生长的原因:植物幼苗在单侧光照下,生长素从向光侧向背光侧运输,引起两侧的生长素含量不同生长素的分布不均是植物弯曲生长的主要原因。
2.生长素主要通过两种方式运输
3.生长素在调节植物生长时表现出两重性
(1)生长素的生理功能
①细胞水平:促进细胞的伸长生长及细胞的分裂和分化;
②器官水平:导致茎的伸长、侧根形成、果实发育等。
③生长素还与顶端优势、向光性和向重力性等植物生命活动紧密相关。
(2)作用机理:通过与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。
(3)作用特点:生长素只有在较低浓度才能促进生长,而超过一定浓度后(往往是较高浓度)会抑制生长。因此,生长素在调节植物生长时表现出两重性。
(4)影响因素
①不同器官:同一植物不同器官对生长素的敏感性不尽相同
对生长素浓度的敏感性大小:根>芽>茎;幼嫩细胞>成熟细胞
②不同植物:
对生长素浓度的敏感性大小:双子叶植物>单子叶植物;
(5)实例:生长素还与顶端优势、向光性和向重力性等植物生命活动紧密相关。
①顶端优势
1)概念:顶芽优先生长,而侧芽受到抑制的现象。
2)原理:植物生长素从合成部位(顶芽)向下运输,大量积累在侧芽部位,导致距顶芽越近的侧芽部位生长素浓度就越高。超过一定的浓度后,就抑制侧芽生长,从而保证顶芽优先生长。同时,距离植株顶芽较远的侧芽,由于生长素浓度较低,更能充分生长,从而形成宝塔状株型。
3)解除顶端优势方法:去掉顶芽后,侧芽附近的生长素来源暂时受阻,浓度降低,于是抑制就被解除,侧芽萌动、加快生长。
4)应用:
A.解除顶端优势的应用:棉花摘心在棉花种植中,通过去掉棉花的顶芽,可以解除顶端优势,促进侧枝的生长,从而增加棉花的开花和结果数量;
B.维持顶端优势的应用:同距离植株顶芽较远的侧芽,由于生长素浓度较低,更能充分地生长,从而形成宝塔状株型。自然界的植株呈宝塔形,可以充分利用阳光。
②向重力性
根的向地性体现了两重性,茎没有体现,因为茎都是促进作用,只是促进的强和弱,导致的促进生长得快和慢。
核心串讲2 植物激素及其类似物调节植物的生命活动
1.植物生命活动受到多种植物激素的调节
(1)植物激素定义:在植物体内合成、从合成部位运输到作用部位、并对植物体的生命活动能产生显著调节作用的微量有机物。
项目
动物激素
植物激素
分泌器官
特定的内分泌腺或内分泌细胞
无特定的分泌器官
化学本质
蛋白质、氨基酸衍生物、固醇等
一般是小分子物质
运输方式
随体液运输
多样、复杂
相同点
1.自身合成;2.从产生部位运输到作用部位;3.结合受体发挥作用;4.微量、高效
(2)植物激素分类:生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯。
植物激素
合成部位
分布
主要作用
生长素(吲哚乙酸IAA)
生长活跃部位,如茎尖、胚芽鞘尖端、嫩叶和发育中种子
于植物各种组织器官
促进生根、细胞伸长和子房发育等;
广泛应用于植物的移栽以及无籽果实的培育等。
细胞分裂素(CTK)
主要是根尖
主要分布在正在进行细胞分裂的部位
具有促进细胞分裂的作用;
能够促进营养物质向叶片运输,进而起到刺激叶绿素形成并延缓衰老的作用。
赤霉素(GA)
幼根、幼芽和未成熟的种子
分布在植物生长相对旺盛的部位
促进种子中贮藏物质的降解进而打破种子休眠;促进植物节间的伸长生长。
乙烯(ETH)
植物体各个部位
各器官中都存在
促进果实成熟的作用;
促进叶片衰老、脱落等效果。
脱落酸(ABA)
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
抑制种子萌发、植物生长,加速衰老,促进器官脱落及气孔关闭,进而增强植物的抗逆性。
油菜素内酯、茉莉酸和水杨酸等
植物的花粉、种子、茎和叶等
2.植物激素通过协同、拮抗等方式共同调节生命活动
(1)植物激素的协同作用:两种或多种植物激素共同作用于植物某种生理活动,效果大于其中单独一种激素作用效果的现象。
举例:生长素和赤霉素促进植物节间伸长效果明显;生长素和细胞分裂素在延缓叶片衰老方面;乙烯促进脱落的效果可因脱落酸而得到增强。
(2)植物激素的拮抗作用:植物激素的调节效果还会表现为一种激素效果被另一种激素所抑制。
举例:赤霉素和脱落酸;高浓度的生长素能够抑制侧芽的生长,形成顶端优势,而细胞分裂素能够促进侧根和侧芽的发育,因此生长素造成的植物顶端优势会被细胞分裂素解除。
(3)植物激素的协同和抗衡
协同
促进细胞分裂
生长素(核裂)、细胞分裂素(质裂)、赤霉素
促进脱落
乙烯、脱落酸
促进植物节间伸长(细胞伸长)、果实发育
生长素、赤霉素
延缓叶片衰老
生长素、细胞分裂素
拮抗
种子萌发
赤霉素促进、脱落酸抑制
细胞发育
细胞分裂素促进、高浓度的生长素抑制
.
(4)植物激素的作用特点
①植物生长的各个时期,多种植物激素都有作用,只是比例不同而已,这些植物激素是同时存在于植物体内,共同调节植物生长发育过程的。
②不同植物激素的浓度和比例对其生理效应也具有调节作用。
③在植物生长发育的过程中,不同激素的调节往往表现出一定的顺序性.
3.植物激素类似物(即植物生长调节剂)
(1)植物激素缺点:1.植物激素本身含量很低,提取难度大;2.植物激素容易被酶降解和发生光氧化导致分解破坏;3.有些植物激素(如乙烯)以气体形式存在,极易扩散,很难在田间利用。
(2)植物激素类似物概念:人工合成与天然植物激素作用相似的化合物。
(3)植物激素类似物优点:
①与天然植物激素相似的生理作用效果(结构与植物激素类似、但不完全相同);
②原料来源丰富;
③生产过程简单,可以大量生产;
④克服了天然植物激素在应用中的各种局限性。
核心串讲3 环境因素参与植物生命活动的调节
1.重力对植物的生长方向具有调节作用
(1)向重力性:植物的茎背离重力向上生长,根趋向重力向下生长的现象。
(2)作用原理:在重力的刺激下,植物细胞近地侧生长素浓度偏高。由于根和茎对生长素的敏感性不同,根因近地侧细胞生长被抑制而表现出向下弯曲生长,茎则因近地侧细胞生长被促进而表现出向上弯曲生长的现象。
(3)向重力性是植物进化过程中长期自然选择的结果,对其充分获得营养物质和能量有重要的生物学意义。
2.光是调节植物生命活动的重要信号
光作为一种重要的环境信号对植物的影响贯穿其整个生命历程。光可以作为刺激信号决定植物生长的方向、影响植物的生长周期、诱导叶绿素形成等。
(1)调控作用
(2)感知光信号的原理
①光受体:植物中含有一些微量的色素-蛋白复合体,它们能够接受光信号,进而引起植物形态结构的变化,该类蛋白复合体统称。
②感光原理:光→光敏色素→信号转导→基因选择性表达→(表达出)相应的生理学效应。
韭黄原理:利用黑暗条件下叶绿素不能合成的原理而培育形成的。
③影响因素:光的不同波长、强度及周期变化均能影响植物的生长发育。
3.温度对植物生命活动具有调节作用
季节变化、昼夜转换以及纬度和海拔等造成的温差,均会影响植物的生命活动。
(1)作用:通过影响酶的活性来调节植物的新陈代谢外,还能够作为信号调节植物发芽或开花。
(2)例
能力1 无子西瓜和无子番茄的区别
名称
无子西瓜
无子番茄
培育方法
原理
染色体数量变异
生长素促进果实发育
是否可遗传
可遗传变异
不可遗传变异
补充:植物生长调节剂的作用及施用
(1) 作用:
①提高作物产量、改善产品品质等。如延长或终止种子、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,控制植株高度、形状等。
②减轻人工劳动,如减少园林植物的修剪次数。
(2) 施用时注意事项:
①选择恰当的植物生长调节剂;还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。
②影响施用效果的因素:施用浓度、时间、部位以及施用时植物的生理状态和气候条件等。
能力2 植物开花的秘密
早期,人们认为日照长短决定着植物是否开花。因此,将植物大致分为:
日照长短
短日植物
长日植物
日中性植物
举例
大豆、菊花、水稻、草莓等
小麦、胡萝卜、油菜等
番茄、黄瓜、辣椒等
开花要求
每天光期<一定临界长度并经一定天数后,它们才能开花
植物要求每天光期>一定临界长度并经过一定天数才能开花
它们对每天光期要求范围很广,在任何日照长度条件下都能开花
连续黑暗时间决定植物开花
长日植物与短日植物的临界日长因物种而异,并非一成不变。
短日植物必须在长于一定时间的黑暗下才会开花,而夜间只要有一个短时间的闪光,就不能开花;
长日植物只有黑暗时间短于一定长度时才会开花,黑暗时间延长则不会开花;但若用短暂的闪光打断黑暗,植物便能够开花。
能力3 光敏色素和光合色素的区别
名称
光敏色素
光合色素
本质
色素-蛋白质复合体
叶绿素和类胡萝卜素(不是蛋白质)
功能
光受体,接受光信号,最终影响特定基因的表达,调节植物的生长发育
吸收、传递、转化光能
分布
植物的各个器官,尤其是分生组织
主要分布在叶肉细胞
01 生长素对植物生长的调节作用
1.(2025·上海静安·二模)Ⅰ.生长素是第一个被发现的植物激素,在调控器官生长时具有两重性,即生长素浓度低于某“临界值”时促进生长而高于某“临界值”时抑制生长。科研人员以拟南芥下胚轴(种子萌发后,连接第一片叶子和胚根之间的茎段)为研究对象探究了两重性的机理(图1)。
(1)我国古代人民很早就发现与两重性有关的农业现象并加以利用。《农桑辑要》中记载:“苗长高二尺之上,打去冲天心;旁条长尺半,亦打去心。叶叶不空、开花结实”,这是一项提高棉花产量的技术。其中“打去冲天心”是指摘除棉花的顶芽,这样做的目的是___________。(单选)
A.降低“旁条”生长素浓度,促进“旁条”生长
B.降低“旁条”生长素浓度,抑制“旁条”生长
C.提高“旁条”生长素浓度,促进“旁条”生长
D.提高“旁条”生长素浓度,抑制“旁条”生长
(2)据图1分析下列关于生长素的说法,其中合理的是___________。(单选)
A.可转化为SAUR蛋白 B.可作为信号影响基因表达
C.可为H+运输提供能量 D.可催化纤维素的生物合成
(3)据图1可以推断,生长素的调节作用表现出两重性是由于___________。(单选)
A.SAUR基因对生长素的响应具有两重性
B.H+载体对腺苷三磷酸的响应具有两重性
C.H+载体对SAUR蛋白的响应具有两重性
D.细胞壁伸长对H+浓度的响应具有两重性
(4)单侧光照射下的拟南芥胚芽鞘会发生向光弯曲,主要原因是:单侧光下,弯曲部位的背光侧生长素浓度 向光侧,引起背光侧细胞壁处的pH 向光侧,导致背光侧细胞长度 向光侧。(编号选填)
①大于 ②小于 ③等于 ④无法判断
Ⅱ.生长素调控器官伸长的效应还受光等环境信号影响。图2表示不同光照情况下下胚轴伸长对生长素剂量的反应,X表示某一生长素浓度。
(5)下列对图2的描述中,正确的是___________。(多选)
A.在一定光照强度范围内,生长素调控下胚轴伸长均具有两重性
B.一定范围内,光照可以解除高生长素浓度对下胚轴的抑制作用
C.在低浓度生长素条件下,一定强度的光照可促进下胚轴的伸长
D.随光照强度增加,促进下胚轴伸长的最适生长素浓度逐渐升高
(6)对于在生长素浓度为X、黑暗条件下培养的拟南芥下胚轴,下列处理无法促进其伸长生长的有___________。(多选)
A.提高培养液中的H+浓度 B.提高光照强度
C.提高培养液中的生长素浓度 D.提高培养温度
【答案】(1)A
(2)B
(3)D
(4) ① ② ①
(5)ABD
(6)ACD
【分析】1、生长素在幼嫩的芽、叶中产生,只能从形态学上端运输到形态学下端,即为极性运输,其运输方式为主动运输。
2、顶端优势:(1)概念:顶芽优先生长,而侧芽受到抑制的现象。(2)原因:顶芽产生的生长素向下运输,枝条上部的侧芽部位生长素浓度较高;侧芽对生长素浓度比较敏感,因而使侧芽的发育受到抑制。
【详解】(1)顶芽产生的生长素运至侧芽,积累在侧芽,导致侧芽生长素浓度过高,抑制侧芽生长,因此“打去冲天心”是指摘除棉花的顶芽,这样做的目的是降低“旁条”生长素浓度,促进“旁条”生长。
故选A。
(2)A、生长素不会转变为SAUR蛋白,蛋白质的基本单位是氨基酸,是氨基酸脱水缩合而成,A错误;
B、结合图示可知,生长素可作为信号促进SAUR基因的表达,促进SAUR蛋白质的合成,B正确;
C、生长素作为植物激素,不能为物质运输提供能量,C错误;
D、酶才有催化作用,生长素只有调节作用,D错误。
故选B。
(3)生长素的两重性是指其在低浓度时促进生长,高浓度时抑制生长的特性,结合图示可知,生长素影响SAUR蛋白的合成,SAUR是H+载体,H+浓度适量,细胞壁软化松弛,下胚轴伸长,而H+过量,抑制细胞壁软化松弛,抑制下胚轴伸长,表现为两重性。
故选D。
(4)单侧光促进尖端生长素的横向运输,使其运往背光侧,导致弯曲部位的背光侧生长素浓度大于向光侧;生长素促进H+运输,引起背光侧细胞壁处的H+增多,pH下降,小于向光侧;H+增多促进下胚轴伸长,导致背光侧的长度大于向光侧。
(5)A、结合图2可知,在一定光照强度范围内,生长素调控下胚轴伸长均有低浓度促进、高浓度抑制的特点,均具有两重性,A正确;
B、一定范围内,与黑暗组相比,光照可以解除高生长素浓度对下胚轴的抑制作用,B正确;
C、在低浓度生长素条件下,强光组的下胚轴伸长量小于弱光组,说明一定强度的光照可抑制下胚轴的伸长,C错误;
D、三组中,强光组的最适生长素浓度最大,随光照强度增加,促进下胚轴伸长的最适生长素浓度逐渐升高,D正确。
故选ABD。
(6)A、生长素为X时,已经是抑制状态,说明H+浓度过高,抑制下胚轴伸长,此时提高培养液中的H+浓度,不会促进其伸长生长,A正确;
B、生长素浓度为X时,弱光组和强光组均促进下胚轴伸长,因此提高光照强度会促进其伸长生长,B错误;
C、结合图2可知,当培养液中生长素浓度大于X时,黑暗条件下抑制作用更强,因此提高培养液中的生长素浓度,不会促进其伸长生长,C正确;
D、图2表示不同光照情况下下胚轴伸长对生长素剂量的反应,温度为最适,因此提高培养温度,不会促进其伸长生长,D正确。
故选ACD。
02 植物激素及其类似物调节植物的生命活动
2.(2024·上海·模拟预测)材料一:矮化是一种重要的农艺性状,对作物产量、抗倒伏和种植密度均有显著影响。矮化果树具有结果早、易管理和成本低等诸多优势。
材料二:为研究某果树品种的矮化突变性状是否与GA的合成途径或信号转导途径有关,现对该品种的纯合野生型和纯合矮化突变体幼苗施加适量且适宜浓度的外源性 GA 溶液,检测植株的地上部分长度,结果如图1所示。
材料三:近期研究发现,乙烯、GA与相关基因表达之间的相互作用可实现对植物矮化的调控,其主要分子机制如图2所示(注:转录因子指协助目的基因转录的蛋白质因子)。
(1)GA是一种植物激素,可与 (编号选填)发生协同作用,需要与靶细胞上的 结合后发挥作用。
①IAA ②CTK ③ABA ④乙烯
(2)推测该矮化突变体的 (填“GA 合成”或“GA信号转导”)途径被抑制,理由是 。
(3)据图分析,与矮化植株相比,正常植株体内的乙烯合成酶基因表达量 ,赤霉素合成酶基因表达量 (以上两空填“较高”、“较低”或“相等”)。
(4)若植株中基因 CiACS4 超表达,推测该植株株高的表现型并分析原因 。
(5)根据题目中的信息,尝试为防止细胞矮化提供一些预防与控制建议,并且从分子机制角度提出2个方案抑制植株矮化 。
【答案】(1)①② 特异性受体
(2)GA信号转导 矮化突变体幼苗的地上部分和野生型相比增加的不显著,说明GA 溶液对矮化突变体不起作用,推测该矮化突变体的GA信号转导途径被抑制
(3)较低 较高
(4)植株中基因 CiACS4 超表达,会产生CiACS4 蛋白增多,CiACS4 -CiERF3复合物增多,抑制赤霉素合成酶基因的表达,使得GA减少,导致植株矮化
(5)基因敲除乙烯合成酶基因;抑制CiERF3和CiACS4结合
【分析】赤霉素合成部位在幼芽,幼根和未成熟的种子。主要作用是促进细胞伸长,从而引起植株增高。促进细胞分裂与分化,促进种子萌发、植株开花和果实发育。
【详解】(1)据图分析,植物激素GA减少,植株矮化,说明GA是促进植株的生长,而IAA可以促进细胞伸长生长,CTK促进细胞分裂,两者均可促进植株生长,因此GA可与①②发生协同作用,需要与靶细胞上的特异性受体结合后发挥作用。
(2)分析图,纯合野生型和纯合矮化突变体幼苗施加适量且适宜浓度的外源性 GA 溶液,实验现象是矮化突变体幼苗的地上部分和野生型相比增加的不显著,说明GA 溶液对矮化突变体不起作用,推测该矮化突变体的GA信号转导途径被抑制。
(3)据图分析,矮化植株体内的乙烯的含量增多,GA的含量减少,则与矮化植株相比,正常植株体内的乙烯合成酶基因表达量较低,赤霉素合成酶基因表达量较高。
(4)若植株中基因 CiACS4 超表达,会产生CiACS4 蛋白增多,CiACS4 -CiERF3复合物增多,抑制赤霉素合成酶基因的表达,使得GA减少,导致植株矮化。
(5)据图分析,乙烯合成增多,会促进乙烯响应因子CiERF3和CiACS4结合,进而抑制赤霉素合成酶基因表达,从而导致植株矮化。因此提出以下方案:基因敲除乙烯合成酶基因;抑制CiERF3和CiACS4结合。
03 环境因素参与植物生命活动的调节
3.(2024·上海长宁·二模)番茄是农业生产中重要的茄果类蔬菜,光作为环境信号对植物的影响贯穿其整个生命历程。而夏季光照强度过高时,会对番茄造成强光危害,降低光合速率,影响番茄果实品质。
(1)番茄种子萌发需要光和植物激素共同调节,据图判断以下叙述正确的是( )
A.调节种子萌发的光信号是指光照方向
B.光的调节作用是指光为种子的萌发提供能量
C.调节种子萌发时,油菜素内酯和乙烯具有协同作用
D.脱落酸与赤霉素含量的比值较低,有利于维持种子休眠
(2)植物形成了多种适应不同光环境的保护机制。如图所示,有害强光下,番茄叶肉细胞中最可能发生的变化是( )
A.叶绿体转动至A侧向光 B.叶绿体转动至B侧向光
C.细胞质改变环流方向 D.细胞质流动停止
随着全球变暖,番茄种植同时受到亚高温(35℃)和强光的双重逆境胁迫。有实验小组欲研究脱落酸(ABA)对双重逆境胁迫下番茄的影响。如表所示,实验设四组并持续处理8天,均为昼夜各12h,夜温15℃;其中光强400nmol·m-2s-1的人工光为适宜光照,800nmol·m-2s-1的人工光为有害强光。
组别
叶面喷施
前3天处理
后5天处理
昼温(℃)
人工光(nmol·m-2s-1)
昼温(℃)
人工光(nmol·m-2s-1)
CK
水
25
400
25
400
W
水
35
800
A
30mg·L-1ABA
T
ABA合成抑制剂
(3)对该实验中各组的设计,以下评价合理的是( )
A.CK组产生的实验数据,能分别与W、A、T组进行比较研究
B.比较W组与A组,可说明喷洒的ABA对双重逆境胁迫下番茄的调节
C.实验后3天,各组夜温应设置为与各自的昼温相同
D.该实验无法说明单个胁迫因素对番茄生长的影响
(4)为探究喷洒ABA是否影响番茄新叶的生长,对A组处理后的叶芽生长点进行镜检。显微镜下能观察到的现象和结论都正确的是( )
A.细胞核中染色质数量增倍,说明ABA没有抑制DNA复制
B.形态数目相同的两组染色体分布于细胞两极,说明遗传物质被平均分配
C.细胞质膜明显向内凹陷,说明细胞分裂即将完成
D.分裂期细胞明显少于间期细胞,说明ABA抑制细胞分裂
实验小组从实验的后五天起,观测各组番茄的净光合速率、单位叶面积叶绿素含量及叶气孔导度(气孔张开程度)等数据如图1、图2、图3所示。(折线图上的误差线“I”代表数据的波动范围)
(5)据图2、3中的信息推测,适宜生长条件下,喷洒脱落酸对番茄光合作用可能有 (①促进/②抑制)作用。(编号选填)
(6)结合图1实验信息,以下对ABA的描述正确的是( )
A.ABA对双重逆境胁迫下的番茄缺少长期调节作用
B.喷洒ABA后A组可能产生无籽番茄
C.W组在双重逆境胁迫下受到了ABA的调节
D.实验说明了ABA的调节作用具有两重性
(7)结合题干及图表信息,分析ABA对亚高温强光胁迫下番茄光合作用的调节机制 。
【答案】(1)C
(2)B
(3)BD
(4)B
(5)②
(6)AC
(7)与W和T组相比,A组在双胁迫的前3天叶绿素含量无明显下降,说明在此期间内喷洒ABA能维持叶绿素含量,保证植物对光能的吸收;A组的气孔导度在双胁迫发生前相对最小,胁迫发生后气孔导度明显减小,且在一天后趋于平稳,说明喷洒ABA能及时减少高温下植物水分的散失,保证光反应中水的供给,同时低气孔导度下叶肉细胞能吸收少量的CO2,维持碳反应中CO2的供给。因此,喷洒脱落酸能在双重胁迫发生的3天内明显缓解番茄净光合速率的下降,但不能长期应对亚高温强光天气。
【分析】1、光作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程。
2、由植物体内产 生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物,叫作植物激素。
【详解】(1)A、自然界中种子萌发等生命活动会受到光的调控,光作为一种信号激活光敏色素,进而通过一系列调控影响特定基因的表达,从而表现出生物学效应,A错误;
B、光的调节作用指光作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程,B错误;
C、由图可知,在调节种子萌发时,油菜素内酯和乙烯均具有促进种子萌发的作用,具有协同作用,C正确;
D、脱落酸抑制种子萌发,赤霉素促进种子萌发,因此,脱落酸与赤霉素含量的比值较低时,不利于维持种子休眠,D错误。
故选C。
(2)AB、叶绿体在不同光照条件下会改变方向。在强光下,叶绿体以其椭球体的“侧面”朝向光源,这样可以接受较少的光照,避免光照太强引起叶绿体被灼伤,B正确,A错误;
C、强光会影响细胞质的流动速度,但不会改变细胞质的环流方向,C错误;
D、活细胞的细胞质处于不断流动的状态,D错误。
故选B。
(3)A、CK组作为空白对照组,可与W组进行比较研究,自变量为有无双重胁迫;不能与A组对照,变量为有无施用ABA,有无双重胁迫,变量不单一;不能与T组对照,变量为有无施用ABA合成抑制剂,有无双重胁迫,变量不单一,A错误;
B、W组与A组,自变量为有无施用ANA,可通过观察结果比较得出喷洒的ABA对双重逆境胁迫下番茄的调节,B正确;
C、根据题意,四组实验持续处理8天,夜温均为15℃,C错误;
D、本实验自变量有是否有双重胁迫、是否施用ABA、是否施用ABA合成抑制剂,没有设置某单一胁迫组别,无法比较单个胁迫因素对番茄生长的影响,D正确。
故选BD。
(4)A、显微镜下无法观察并统计细胞核中的染色质数量,A错误;
B、有丝分裂后期,着丝粒分裂后,形态数目相同的两组染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极,说明核遗传物质被平均分配,B正确;
C、植物细胞有丝分裂末期,在赤道板的位置出现一个细胞板,细胞板逐渐扩展,形成新的细胞壁,C错误;
D、细胞周期中,分裂间期持续时间明显长于分裂期,视野中处于分裂期的细胞应明显少于分裂间期的细胞,D错误。
故选B。
(5)分析图2可知,双重胁迫下,前三天喷洒脱落酸可缓解细胞中叶绿素含量下降的程度,胁迫时间超过3天,脱落酸的缓解作用明显降低;分析图3可知,双重胁迫下,喷洒脱落酸会降低叶片的气孔导度,综合上诉结论可推测,在适宜生长条件下,喷洒脱落酸可能会通过降低叶片气孔导度,降低二氧化碳吸收量进而抑制光合作用。故选②。
(6)A、据图分析可知,在3d内短时的双重胁迫下,喷施外源ABA可以在一定程度上延缓叶绿素含量的减少,从而使植物的净光合速率下降速率也有所减缓;胁迫时间超过3 d,叶绿素含量会骤降,且使用外源 ABA处理也没有缓解作用,A正确;
B、无籽番茄是因为子房内无受精卵而发育为果实,无法由图中信息得出ABA是否具有促进子房发育的作用,B错误;
C、由实验结果可知,喷洒的ABA对双重逆境胁迫下番茄的调节,W组随未喷洒外源ABA,但存在内源ABA,在双重逆境胁迫下可调节番茄的生长发育,C正确;
D、实验结果未表现出ABA较低浓度促进生长,较高浓度抑制生长的作用,D错误。
故选AC。
(7)与W和T组相比,A组在双胁迫的前3天叶绿素含量无明显下降,说明在此期间内喷洒ABA能维持叶绿素含量,保证植物对光能的吸收;A组的气孔导度在双胁迫发生前相对最小,胁迫发生后气孔导度明显减小,且在一天后趋于平稳,说明喷洒ABA能及时减少高温下植物水分的散失,保证光反应中水的供给,同时低气孔导度下叶肉细胞能吸收少量的CO2,维持碳反应中CO2的供给。因此,喷洒脱落酸能在双重胁迫发生的3天内明显缓解番茄净光合速率的下降,但不能长期应对亚高温强光天气。
1.(2024·上海金山·二模)5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)是叶绿素进行生物合成的前体物质,在植物的光合作用等生理活动中发挥着重要作用。
(1)5-ALA分子式是C5H9NO3。下列物质中,与5-ALA一样都含有氮元素的有____。
①丙酮酸 ②氨基酸 ③核苷酸 ④乳酸 ⑤脂肪酸
A.①② B.②③ C.②③④ D.③④⑤
为探究叶面喷施5- ALA对葡萄光合特性和果实品质的影响,科研人员以克瑞森无核葡萄为试验材料进行实验研究。用不同浓度的5- ALA溶液对不同组别的葡萄叶面进行喷施处理,最后得到了叶片光合生理指标(表1和图)和葡萄果实品质指标(表2)。
表1 5-ALA处理对葡萄叶片叶绿素含量的影响
处理浓度(mg·L-1)
叶绿素a(mg·-1)
叶绿素b(mg·g-1)
第一组
第二组
第三组
第四组
?
?
?
?
0.86a
0.89a
1.01b
0.87a
0.24a
0.25a
0.28a
0.25a
注:表中不同小写字母代表处理间差异显著(P<0.05),下同。
表2 5-ALA处理对葡萄果实品质的影响
单粒质量/g
果粒纵径/mm
果粒横径/mm
可溶性固形物质量分数/%
固酸比
果实硬度(cm2·kg-1)
第一组
第二组
第三组
第四组
3.65a
3.72a
3.86a
3.70a
20.78a
22.03b
23.52c
21.84
16.25a
16.54a
16.22a
16.44a
12.88a
17.77c
18.21c
14.74b
14.87a
24.93c
24.26c
19.97b
0.39a
0.43a
0.41a
0.44a
(2)科研人员将生长状况相同的葡萄随机分成四组。下列选项对四组葡萄处理合理的是 。(编号选填)
①四组葡萄分别用10、25、50、75mg/L的5- ALA溶液对叶面进行喷施处理
②第一组葡萄作为对照组用清水对叶面进行喷施处理
③第二~四组葡萄作为重复组都用50mg/L的5- ALA溶液对叶面进行喷施处理
④第二~四组葡萄分别用10、25、50mg/L的5- ALA溶液对叶面进行喷施处理
(3)表1数据是先用 溶液提取叶绿体色素,再测定叶绿素含量。该测定的方法是 。
A.差速离心法 B.分光光度法 C.层析法 D.凝胶电泳法
(4)消费者选购高品质的葡萄一般除需要考虑外观、颜色等外,最重要的是口感。科研人员实验后发现叶面喷施5- ALA能提高葡萄的口感。根据表2分析,理由可能是____。
A.果粒更长 B.可溶性固形物更多
C.固酸比更高 D.果实硬度更大
(5)根据表2分析,叶面喷施第 组5- ALA溶液的葡萄品质相对最高。请结合表1、图和所学知识,请阐明葡萄品质提高的原因 。
【答案】(1)B
(2)②④
(3)乙醇(95%乙醇) B
(4)BC
(5)三 从表1可知,第三组叶面喷施5- ALA溶液后叶绿素a增加最明显,有利于吸收并转化光能,促进光反应的进行;从图可知,第三组叶面喷施5- ALA溶液后叶片气孔导度增加最明显,有利于叶片从空气中吸收CO2,同时从图可知,第三组叶面喷施5- ALA溶液后胞间CO2浓度也最高,这些都促进了碳反应的进行。因此第三组叶面喷施5- ALA溶液后,葡萄的净光合速率最快,提高了果粒纵径、可溶性固形物和固酸比,从而提高了葡萄的品质
【分析】 光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上,色素吸收、传递和转换光能,并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气,另一部分光能用于合成ATP,暗反应发生场所是叶绿体基质中,首先发生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物,三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。
【详解】(1)5-ALA分子式是C5H9NO3,其元素组成是CHON,而丙酮酸的元素组成是CHO,氨基酸元素组成是CHON等,核苷酸 元素组成是CHONP,乳酸的元素组成是CHO,脂肪酸的元素组成是CHO。
故选B。
(2)分析题意,本实验目的是探究叶面喷施5- ALA对葡萄光合特性和果实品质的影响,科研人员以克瑞森无核葡萄为试验材料进行实验研究,则实验的自变量是5- ALA的有无及其浓度,实验设计应遵循对照与单一变量原则,则将生长状况相同的葡萄随机分成四组,其中第一组葡萄作为对照组用清水对叶面进行喷施处理,第二~四组葡萄分别用10、25、50mg/L的5- ALA溶液对叶面进行喷施处理。
故选②④。
(3)色素易溶于有机溶剂,故先用乙醇(95%乙醇)溶液提取叶绿体色素;测定叶绿素含量的方法是分光光度法,故选B。
(4)据表2可知,与第一组相比,低二三四组的单粒质量、果粒纵径、可溶性固形物质量、固酸比等均有不同程度提高,而消费者选购高品质的葡萄一般除需要考虑外观、颜色等外,最重要的是口感,其中与口感有关的是可溶性固形物更多、固酸比更高。
故选BC。
(5)分析表2,叶面喷施第三组5- ALA溶液的葡萄品质相对最高(单粒质量、果粒纵径、可溶性固形物质量、固酸比等均处于相对最高水平);结合上述材料及已有知识可知,葡萄品质提高的原因有:从表1可知,第三组叶面喷施5- ALA溶液后叶绿素a增加最明显,有利于吸收并转化光能,促进光反应的进行;从图可知,第三组叶面喷施5- ALA溶液后叶片气孔导度增加最明显,有利于叶片从空气中吸收CO2,同时从图可知,第三组叶面喷施5- ALA溶液后胞间CO2浓度也最高,这些都促进了碳反应的进行。因此第三组叶面喷施5- ALA溶液后,葡萄的净光合速率最快,提高了果粒纵径、可溶性固形物和固酸比,从而提高了葡萄的品质。
2.(2024·上海金山·二模)土壤中含盐量超过作物耐受的上限水平,从而影响到植物正常生长的情况称为盐胁迫。在沿海滩涂盐碱地种植的水稻产量也深受盐胁迫的影响。
(1)盐胁迫会导致水稻根毛细胞发生 (吸水/失水)的现象,进而使细胞液浓度 (编号选填),以达到渗透平衡的状态,从而影响了水稻的生长。
①升高 ②降低 ③先升高后降低 ④先降低后升高
水稻不仅通过根系吸收营养物质,还可能通过茎叶吸收。近年来的研究表明,通过喷施叶面肥(向茎叶表面施用的肥料)或植物生长调节剂能影响水稻的产量等。某科研小级研究了不同外源物质(禾稼春、碧护和萘乙酸)及喷施次数对滩涂水稻产量的影响。
(2)禾稼春是一种含氨基酸水溶肥料。下列选项中不属于氨基酸的是____。
A. B.
C. D.
(3)碧护和萘乙酸都是植物生长调节剂,其中碧护含有赤霉酸(属于赤霉素的一种)和芸苔素内酯等成分。下列选项中的天然植物激素功能与赤霉酸类似的是____。
A.细胞分裂素 B.乙烯 C.生长素 D.脱落酸
科研人员以南粳5055为试验品种布置实验。试验设7个处理项:“CK”作为空白对照组;“L1”、“L2”、“L3”分别表示喷施一定浓度的禾稼春、碧护和萘乙酸;“-2”表示喷施2次,分别在分蘖期和孕穗期喷施,“-3”表示喷施3次,分别在分蘖期、孕穗期和灌浆期喷施。下表表示喷施不同外源物质及喷施次数对滩涂水稻农艺性状及产量的影响。
处理项
穗长/cm
着粒密度/(粒·/cm-1)
有效穗数/(×104·hm-2)
结实效/%
千粒重/g
产量/(kg·hm-2)
CK
14.70c
6.61a
22.39a
92.17a
26.74b
7310.3c
L1-2
16.10ab
6.87a
23.59a
92.73a
27.15ab
7796.9bc
L2-2
15.97ab
6.73a
22.33a
91.23a
27.40a
8603.5a
L3-2
16.33ab
6.47a
22.09a
91.58a
26.81b
8159.5ab
L1-3
16.63a
6.66a
22.27a
90.90a
27.11ab
7828.5bc
L2-3
15.63b
6.40a
22.15a
94.63a
27.47a
8611.6a
L3-3
16.53a
6.77a
23.65a
92.18a
26.78b
8291.7ab
注:表中不同小写字母代表处理间差异显著(P<0.05)
(4)据表处理项中 对比分析,同种外源物质喷施不同次数对滩涂水稻产量的影响是 (编号选填)。
①喷施2次产量明显更高 ②喷施3次产量明显更高 ③无明显差异
(5)据表分析,和CK对比,喷施 (禾稼春/碧护/萘乙酸)对滩涂水稻产量的影响最明显,原因是对 (产量构成因素)提升最显著。
(6)根据表数据分析,请提出一种进一步提高滩涂水稻产量的方法: 。
【答案】(1)失水 ①
(2)A
(3)AC
(4)L1-2和L1-3、L2-2和L2-3、L3-2和L3-3 ③
(5)碧护 千粒重
(6)同时喷施一定浓度的禾稼春和碧护(答案合理即可)
【分析】植物激素主要有生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯等。生长素、赤霉素、细胞分裂素能促进植物生长和发育过程,而脱落酸和乙烯的作用则是抑制植物生长,促进成熟和衰老。这几种激素在植物生长发育的不同时期除各有其独特作用外,还能互相促进或抑制,充分发挥调节植物生长发育的作用。
【详解】(1)土壤中含盐量超过作物耐受的上限水平,从而影响到植物正常生长的情况称为盐胁迫,土壤中渗透压高于水稻根毛细胞时,水稻根毛细胞会失水,进而使细胞液浓度①升高,以达到渗透平衡的状态,从而影响了水稻的生长。
(2)氨基酸的结构特点是至少含有一个氨基或羧基,且有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(3)赤霉酸属于赤霉素的一种,赤霉素具有促进细胞伸长和促进发芽等作用,故细胞分裂素和生长素的功能与赤霉酸类似,AC正确,BD错误。
故选AC。
(4)对比L1-2和L1-3、L2-2和L2-3、L3-2和L3-3可知,同种外源物质喷施不同次数对滩涂水稻产量的影响无明显差异,① ②错误,③正确。
故选③。
(5)据表分析,L1-2、L2-2、L3-2以及L1-3、L2-3、L3-3和CK对比,L2-2和L2-3千粒重提升最显著,故喷施碧护对滩涂水稻产量的影响最明显。
(6)有表格数据可知,喷施禾稼春增重效果也较好,故为了进一步提高滩涂水稻产量,可同时喷施一定浓度的禾稼春和碧护。
3.(2024·上海徐汇·二模)大豆是中国重要粮食作物之一,已有五千年栽培历史,古称“菽”。
(1)大豆种子中富含蛋白质,可用_______对其蛋白质含量进行定量测定。
A.分光光度法 B.同位素标记法 C.引流法 D.层析法
(2)大豆种子萌发时,呼吸作用强度变化如图,下列分析正确的是________
A.第1阶段的种子中大量葡萄糖进入线粒体
B.第2阶段的种子中产生大量乳酸
C.第3阶段的种子温度高于第1和第2阶段
D.第4阶段的种子呼吸速率下降可能是由于营养物质被消耗
在大豆种植中,种植行距与产量密切相关,种子粒重是决定大豆产量的关键性状之一。为探究种植行距对产量的影响,科学家进行了以下实验,实验处理和结果如表。
组别
种植行距(cm)
株高(cm)
主茎有效分枝数(个)
百粒重(g)
第1组
70
68.7
4.2
41.2
第2组
45
70.2
3.9
40.6
第3组
30
73.3
3.5
39.7
(3)去除顶芽可以提高主茎有效分枝数。施加下列 物质可以达到相同效果?(编号选填)
①生长素②2,4-D ③细胞分裂素④乙烯⑤脱落酸
(4)下列对上述实验结果的描述恰当的是________
A.扩大种植行距,种子粒重增大 B.株高越高,种子粒重越大
C.种植行距与种子粒重无关 D.主茎有效分枝数与种子粒重无关
(5)请结合表,说明如何能提高种子粒重?并阐述其能提高的原因。 。
大豆是一种光周期敏感的作物,其生育期和产量受光周期变化的影响非常大。近来,我国科学家研究发现了能对光周期进行响应从而控制种子粒重的关键基因Dt1。
(6)从图中可知,大豆合成的蔗糖会运送到果实中,那么,大豆细胞合成蔗糖的场所是________
A.细胞质基质 B.类囊体膜 C.叶绿体基质 D.细胞壁
(7)图中的Gm蛋白可将蔗糖从种皮运输到胚,促进胚的生长发育。据图简述短日照和长日照对大豆产量影响的机制。 。
(8)光周期除对种子粒重有影响外,光作为刺激信号,对植物造成的影响还可能有________
A.决定植物生长的方向 B.影响种子的萌发
C.诱导叶绿素形成 D.影响植物的生长
(9)结合上述信息和所学知识,下列提高大豆产量的建议合理的是________
A.种植行距尽可能大 B.适当提高昼夜温差
C.种子发育时,尽可能采用短日照 D.适当提高二氧化碳浓度
【答案】(1)A
(2)CD
(3)③
(4)A
(5)根据表可知,增大种植行距可以提高种子粒重。。因为增大行距可以使得每一株大豆接收更多的阳光,促进光合作用,提高有机物积累。
(6)A
(7)短日照条件下,Dt1基因表达很低甚至不表达,Gm蛋白将大量蔗糖从种皮运输到胚,促进胚的生长发育,提高种子粒重,从而提高大豆产量。长日照条件下,Dt1基因在种子发育过程中高表达,其蛋白与Gm蛋白结合,抑制蔗糖从种皮运输到胚,从而抑制胚的生长发育,降低种子粒重,从而降低大豆产量。
(8)ABCD
(9)BCD
【分析】植物激素亦称植物天然激素或植物内源激素,是指植物体内产生的一些微量而能调节(促进、抑制)自身生理过程的有机化合物。已知植物体内产生的激素有五大类,即生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯。它们都是些简单的小分子有机化合物,但它们的生理效应却非常复杂、多样。从影响细胞的分裂、伸长、分化到影响植物发芽、生根、开花、结实、性别决定、休眠和脱落等。所以,植物激素对植物的生长发育有重要的调控作用。生长素、赤霉素、细胞分裂素能促进植物生长和发育过程,而脱落酸和乙烯的作用则是抑制植物生长,促进成熟和衰老。
【详解】(1)蛋白质含量的定量测定方法是分光光度法,A正确,BCD错误。
故选A。
(2)A、葡萄糖不能进入线粒体,A错误;
B、第2阶段的种子中不会产生大量乳酸,有CO2的产生,说明进行的酒精发酵或较弱的有氧呼吸,B错误;
C、第3阶段的种子CO2的释放量大于第1和第2阶段,可以推断出第3阶段的细胞呼吸的速率高于第1和第2阶段,释放的能量多于后者,释放的能量中绝大多数以热能的形式释放,所以第3阶段的种子温度高于第1和第2阶段,C正确;
D、细胞呼吸需要底物,所以第4阶段的种子呼吸速率下降可能是由于营养物质被消耗,D正确。
故选CD。
(3)去除顶芽可以提高主茎有效分枝数,激素中细胞分裂素可以促进芽的分化和侧枝的发育,其他激素没有此功能,③正确,①②④⑤错误。
故选③。
(4)AC、种子粒重是决定大豆产量的关键性状之一,依据实验处理结果和表格信息可知,第一组的百粒重最大,也反映了大豆的产量最高,其行距与2、3组相比较,行距最大,产量最高,A正确,C错误;
B、第一组的株高与其他两组相比较,株高越低,种子粒重越小,B错误;
D、第一组的有效分枝数在三组中最大,反映出有效分枝数与百粒重呈现正相关,D错误。
故选A。
(5)根据表格信息可知,增大种植行距可以提高种子粒重,主要原因是由于增大行距可以使得每一株大豆接收更多的阳光,促进光合作用,增加有机物的积累。
(6)大豆细胞合成蔗糖的场所是细胞质基质,A正确,BCD错误。
故选A。
(7)依据图示信息可知,在短日照条件下,Dt1基因表达较弱甚至不表达,Gm蛋白将大量蔗糖从种皮运输到胚,促进胚的生长发育,提高种子粒重,从而提高大豆产量。长日照条件下,Dt1基因在种子发育过程中高表达,其表达产物Dt1蛋白与Gm蛋白结合,从而抑制蔗糖从种皮向胚的运输,从而抑制胚的生长发育,降低种子粒重,从而降低大豆产量。
(8)光作为一种环境因子,可以调控种子的萌发,植物的生长,开花和衰老等,决定植物的生长方向。同时,光还可以诱导叶绿素的形成,ABCD正确。
故选ABCD。
(9)A、根据表格信息,种植间距适当增大,有利于增加百粒重,提高大豆产量,但是并不是行间距越大越好,A错误;
B、适当提高昼夜温差,可以使有机物的积累量增大,B正确;
C、短日照条件下,Dt1基因表达很低甚至不表达,Gm蛋白将大量蔗糖从种皮运输到胚,促进胚的生长发育,提高种子粒重,从而提高大豆产量,C正确;
D、适当增大二氧化碳浓度,可以增大光合作用强度,D正确。
故选BCD。
1.(2024·上海·高考真题)水稻是重要的粮食作物,高温会引起水稻减产。科学家对抗高温能力弱的水稻W进行改良。获得了水稻S。如图显示了高温条件下水稻W和水稻S响应高温的部分机制。其中T1和T2为不同蛋白,T2在液泡中被降解。箭头的粗细代表物质的量。
(1)要对比高温条件下水稻W和水稻S的产量,必须保持相同的实验条件______。
A.地上部分生长量 B.高温处理时间
C.水稻幼苗数量 D.水稻种植时间
(2)据图,水稻感受高温信号的是 (T1/T2);被T2破坏的细胞器是 。
(3)据图可知,相同高温条件下,与水稻W相比,水稻S增产的原因是______。
A.进入液泡内的T1更多 B.细胞质基质内T1更少
C.进入液泡内的T2更多 D.细胞质基质内T2更少
(4)据图,相同高温条件下,与水稻W相比,推测水稻S的细胞______。
A.净光合速率较高 B.呼吸作用产生ATP的量较少
C.糖类输出量较少 D.转换光能效率较高
(5)据图,水稻W改良为水稻S时,所采取的措施是 ,若要进一步提高水稻S的抗高温能力,可采取的策略是 。(编号选填)
①提高T1的量 ②提高T2的量 ③降低T1的量
④降低T2的量 ⑤改变T1的结构 ⑥改变T2的结构
【答案】(1)BCD
(2)T1 叶绿体
(3)CD
(4)AD
(5)⑤ ①④⑤⑥
【分析】光合作用概括地分为光反应和暗(碳)反应两个阶段,光反应中会发生水的分解和ATP、NADPH的合成,发生在类囊体(薄)膜上,暗(碳)反应中会发生二氧化碳的固定和三碳化合物的还原,发生在叶绿体基质。
【详解】(1)在对比高温条件下水稻 W 和水稻 S 产量时,需遵循单一变量原则,除水稻品种不同外,其他可能影响产量的因素都要保持一致。高温处理时间、水稻幼苗数量、水稻种植时间均会对水稻最终产量产生影响,所以都应相同。地上部分生长量为本实验的因变量,不需保持相同。
(2)从图中能看到,高温信号首先作用于 T1,所以水稻感受高温信号的是 T1 ;同时,图中呈现 T2 作用的目标细胞器是叶绿体,即被 T2 破坏的细胞器是叶绿体。
(3)观察图可知,在相同高温条件下,水稻 S 与水稻 W 相比,进入液泡内的 T2 更多。T2 在液泡中被降解,使得细胞质基质内 T2 减少,减轻了 T2 对叶绿体的破坏,保障光合作用正常进行,进而实现增产,CD正确,AB错误。
(4)A、水稻 S 中更多 T2 进入液泡被降解,对叶绿体破坏小,光合作用能较好进行,所以净光合速率较高,A正确;
B、图中未体现呼吸作用产生 ATP 量的差异,B错误;
C、水稻 S 光合作用受影响小,糖类输出量应较多,C错误;
D、水稻 S 叶绿体受 T2 破坏小,能更好地进行光合作用,转换光能效率较高 ,D正确。
故选AD。
(5)对比水稻 W 和水稻 S 的机制图,水稻 S 中 T1 和 T2 结合后进入液泡的量更多,且 T2 对叶绿体破坏小,推测可能是改变了 T1 的结构(⑤),让 T1 能更有效地结合 T2 并转运至液泡降解。要进一步提升水稻 S 抗高温能力,可降低 T2 的量(④),减少其对叶绿体的潜在破坏;改变 T2 的结构(⑥),使其失去破坏叶绿体的能力;还能提高 T1 的量(①),促进更多 T2 转运到液泡降解;也可以继续改变优化T1 的结构(⑤),让 T1 能更有效地结合 T2 并转运至液泡降解。
2.(2022·上海·高考真题)用生长素运输抑制剂SPL处理拟南芥,统计光照和黑暗中拟南芥的生根情况,得到如图数据,据图分析下列证明拟南芥生根与生长素有关的两组实验数据是( )
A.Ⅰ和Ⅱ B.Ⅰ和Ⅲ C.Ⅱ和Ⅲ D.Ⅱ和Ⅳ
【答案】B
【分析】生长素作用具有两重性,即低浓度促进生长,高浓度抑制生长,主要表现为:既能促进生长,也能抑制生长;既可以疏花蔬果,也可以防止落花落果;既能促进生根,也能抑制生根。
【详解】根据题图分析,在光照条件下,无SPL时拟南芥生根率(Ⅰ组)与有SPL时的生根率(Ⅲ组)存在显著差异;黑暗条件下Ⅱ组生根率大于Ⅳ组,但二者差异并不显著,可以排除光照的干扰。由此可知,实验Ⅰ、Ⅲ组对照可以证明拟南芥生根与生长素有关,B正确。
故选B。
3.(2021·上海·高考真题)植物生理:豌豆植株的芽对不同浓度生长素的响应不同(表)。现有一株具有顶端优势的豌豆植株,生长于适宜条件下(图)。
生长素浓度(mmol/L)
促进
抑制
10-10-10-5
10-10-10-3
(1)在豌豆植株中,对①生长素浓度的推测正确的是______
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)分析同一时刻,豌豆①、②处细胞的状态,下列正确的是______(多选)
A.①处的细胞分裂比②处活跃 B.①处的细胞分化能力高于②处
C.①、②均发生蛋白质合成 D.①的纤维素合成比②活跃
(3)关于①处发育过程中所需的能量和物质,下列正确的是______(多选)
A.少部分能量来自于①处细胞三羧酸循环
B.物质中的Mg2+主要来自于②处细胞中被分解的化合物
C.部分能量来自于③处细胞的光反应
D.物质中的碳原子可能来自③细胞中的CO2
(4)研究发现一种植物激素SLs,由根细胞合成,可抑制侧芽处的生长素向侧芽外运输。生长素促进SLs的合成。若去除该豌豆植物图的顶芽,接下来的一段时间内,②处生长素含量 (减少/增加/不变)。据此可知SLs对侧芽的发育影响应是 (抑制/促进/无关)。
(5)据图和题意,下列外界环境因素中,会影响豌豆植株SLs合成量的是 (填写编号)
①光质 ②光照强度 ③光照时间 ④土壤pH ⑤土壤中O2浓度
【答案】(1)A
(2)ABCD
(3)AD
(4)减少 抑制
(5)①②③④⑤
【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】(1)据图可知,图中的①是尖端,植物尖端生长旺盛,由于10-10~10-5范围内表现为促进,而10-5~10-3范围内表现为抑制,故图中植株①处生长素浓度可能小于10-5mol/L 。
故选A。
(2)A、①处为顶芽,该处的细胞分裂比②侧芽处活跃,因而会表现出顶端优势,A正确;
B、①处细胞分裂旺盛,分化程度低,因而该处细胞分化能力高于②侧芽处,B正确;
C、蛋白质的合成是活细胞具有的基本特征,即①、②均发生蛋白质合成,C正确;
D、①顶芽部位细胞分裂旺盛,而纤维素是植物细胞壁的主要成分,因此该处的纤维素合成比②活跃,D正确。
故选ABCD。
(3)A、三羧酸循环属于有氧呼吸第二阶段,该过程可产生少量ATP, 因此,①处发育过程中所需的能量少部分自于①处细胞的三羧酸循环,A正确;
B、物质中的Mg2+主要来自于根部细胞的吸收,B错误;
C、①处发育过程中所需的能量不会来自于③处细胞的光反应,因为光反应产生的ATP和NADPH用于暗反应,C错误;
D、①处发育过程中所需物质的碳原子可能来自于③处细胞吸收的二氧化碳,因为二氧化碳通过光合作用转移到有机物中,而后有机物可用于①处发育消耗,D正确。
故选AD。
(4) 题意显示,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,导致侧芽部位生长素含量上升,而高浓度生长素抑制生长,故SLs对侧芽发育的影响是抑制。若去除该豌豆植物图的顶芽,接下来的一段时间内,由于没有顶芽产生的生长素源源不断运输到侧芽部位积累,因而②处生长素含量减少。
(5) 题意显示,新型植物激素SLs是由根细胞合成的,其合成过程需要相应的代谢过程 ,代谢过程离不开酶的催化,因而可能会影响豌豆SLs合成的是①光质 ②光照强度、③光照时间 (均可通过影响光合作用影响SLs的合成)、 ④土壤pH 、⑤土壤中O2浓度(影响细胞呼吸影响能量供应影响SLs的合成)。故选①②③④⑤。
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