内容正文:
课时3 植物生命活动的调节
[自我校对] ①芽、幼嫩的叶和发育中的种子 ②生长旺盛的部分 ③抑制 ④分裂与分化 ⑤种子萌发、开花 ⑥叶绿素合成 ⑦气孔关闭 ⑧环境 ⑨基因表达 ⑩激素
1.判断下列有关生长素叙述的正误
(1)(2024·天津卷)突变体是研究植物激素功能的常用材料,无侧根突变体可用于研究生长素促进植物生根。(√)
(2)(2024·全国甲卷)单侧光下生长素的极性运输不需要载体蛋白。(×)
(3)(2023·全国甲卷)生长素可以从产生部位运输到其他部位发挥作用。(√)
(4)(2023·广东卷)插条的不同处理方法均应避免使用较高浓度NAA。(×)
(5)(2022·海南卷)高浓度2,4-D能杀死双子叶植物杂草,可作为除草剂使用。(√)
2.判断下列有关其他植物激素与环境因素叙述的正误
(1)(2024·天津卷)突变体是研究植物激素功能的常用材料,无果实突变体可用于研究乙烯促进果实的成熟。(×)
(2)(2024·广西卷)为探究百香果健壮枝条生根的最适2,4-D浓度,应随机选择生长状况不同的枝条作为实验材料。(×)
(3)(2024·全国甲卷)植物生长发育受植物激素的调控,赤霉素可以诱导某些酶的合成促进种子萌发。(√)
(4)(2024·新课标卷)干旱缺水条件下,植物可通过减小气孔开度减少水分散失,叶片萎蔫时叶片中脱落酸的含量会降低。(×)
(5)(2024·江苏卷)用不同浓度的生长调节剂处理扦插枝条,也能获得相同的生根数。(√)
(6)(2024·江西卷)植物体中光敏色素结构的改变影响细胞核基因的表达。(√)
保分点一 生长素
1.(2024·河北卷)水稻在苗期会表现出顶端优势,其分蘖相当于侧枝。AUX1是参与水稻生长素极性运输的载体蛋白之一。下列分析错误的是( )
A.AUX1缺失突变体的分蘖可能增多
B.分蘖发生部位生长素浓度越高越有利于分蘖增多
C.在水稻的成熟组织中,生长素可进行非极性运输
D.同一浓度的生长素可能会促进分蘖的生长,却抑制根的生长
答案:B
解析:AUX1缺失突变体不能产生AUX1(生长素极性运输的载体蛋白之一),导致生长素极性运输减弱,顶端优势减弱,分蘖(侧枝)可能增多,A正确;分蘖发生部位生长素浓度过高时,会对分蘖产生抑制,导致分蘖减少,B错误;在水稻的成熟组织中,生长素可以通过输导组织进行非极性运输,C正确;根对生长素的敏感程度高于芽,同一浓度的生长素可能会促进分蘖的生长,却抑制根的生长,D正确。
2.(2024·黑吉辽卷)为研究土壤中重金属砷抑制拟南芥生长的原因,研究者检测了高浓度砷酸盐处理后拟南芥根的部分指标。据图分析,下列推测错误的是( )
A.砷处理6 h,根中细胞分裂素的含量会减少
B.砷处理抑制根的生长可能与生长素含量过高有关
C.增强LOG2蛋白活性可能缓解砷对根的毒害作用
D.抑制根生长后,植物因吸收水和无机盐的能力下降而影响生长
答案:A
解析:由题图1可知,砷处理6 h,细胞分裂素合成酶基因相对表达量增加,且细胞分裂素水解酶基因相对表达量下降,根中细胞分裂素的含量会增加,A错误;由图2、3可知,与空白组相比,砷处理组的生长素含量高、根长短,且生长素在浓度较低时促进生长,在浓度过高时抑制生长,推测砷处理抑制根的生长可能与生长素含量过高有关,B正确;由图1可知,随着砷处理时间的延长,LOG2基因相对表达量下降,细胞分裂素水解受阻,推测可能通过增强LOG2蛋白活性促进细胞分裂素的分解,缓解砷对根的毒害作用,C正确;根能吸收水分、无机盐,抑制根的生长后,其功能会受到影响,进而影响植物生长,D正确。
◎(2025·四川广安二模)生长素(IAA)是调节果实生长、发育的重要植物激素之一。以番茄为实验材料,分组处理花蕾期的花,一段时间后检测各组果实平均质量,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.发育中的种子可将色氨酸转变为生长素,促进子房发育成果实
B.观察实验结果,甲组的果实为有子果实,丙组的果实为无子果实
C.比较甲组和乙组的实验结果,表明生长素可促进子房发育成果实
D.比较丙组和丁组的实验结果,表明生长素不能从花柄运输到子房
答案:C
解析:生长素的主要合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子,在这些部位,色氨酸经过一系列反应可转变为生长素,A正确;甲组经过了授粉处理,即经过了受精作用,所以甲组的果实为有子果实,而丙组未授粉,没有经过受精作用,是在IAA的作用下,子房发育成果实,所以丙组的果实为无子果实,B正确;甲组和乙组对比,其自变量为是否授粉,IAA为无关变量,其实验结果表明,授粉可以促进子房发育成果实,C错误;丙组与丁组对比,其自变量为IAA的涂抹部位不同,其实验结果表明,生长素不能从花柄运输到子房,进而促进子房发育成果实,D正确。
1.纠正与生长素相关的三个易混淆认知
(1)混淆生长素的非极性运输和极性运输
生长素由形态学上端到形态学下端的运输为极性运输;在成熟组织中,生长素可进行非极性运输。
(2)混淆抑制生长和不生长
所谓“抑制”或“促进”均是相对于“对照组”(自然生长或加蒸馏水处理的组别)而言的,生长状况差于对照组的称为抑制生长,生长状况好于对照组的称为促进生长。
(3)混淆无子番茄与无子西瓜培育的原理
无子番茄是用一定浓度的生长素溶液处理未授粉的番茄雌蕊获得的,其原理是生长素促进果实发育,属于不遗传变异;无子西瓜是通过多倍体育种方法培育成的,其原理是染色体变异,属于可遗传变异。
2.辨析生长素的作用特点疑点
保分点二 其他植物激素与环境因素
1.(2025·山东卷)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
答案:D
解析:据图分析可知,脱落酸通过促进乙烯的合成来发挥作用,而乙烯能促进果实的脱落,A正确。分析果实脱落的调控机制:脱落酸促进乙烯合成,乙烯促进果实脱落;生长素通过抑制脱落酸合成,进而抑制果实脱落,因此脱落酸和生长素在果实脱落方面作用相反,二者含量的比值影响该植物果实的脱落,B正确。由B项分析可知,生长素具有抑制果实脱落的作用,外源喷施与其生理功能相似的生长素类调节剂,在适宜浓度下有利于防止该植物果实脱落,C正确。由图可知,该植物果实脱落过程中产生的乙烯会促进植物合成更多的乙烯,属于正反馈调节,D错误。
2.(2025·黑吉辽内卷)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
答案:D
解析:光敏色素是一类蛋白质(色素—蛋白复合体),不是脂质化合物,分布在植物的各个部位,A错误。结合图示分析,赤霉素能促进种子萌发、开花和果实发育,脱落酸能维持种子休眠,因此激素①是脱落酸,激素②是赤霉素,B错误。由图可知,EBR抑制蛋白2的合成,蛋白2可促进激素①(脱落酸)的合成,激素①抑制种子萌发,所以EBR能解除激素①对种子萌发的抑制作用;赤霉素能促进种子萌发,故两者之间存在协同作用,C错误。红光促进无活性光敏色素转化为有活性光敏色素,有活性光敏色素抑制蛋白1的合成,进而减少蛋白2和蛋白3的合成,蛋白2和蛋白3的含量减少均会使激素①的含量减少,进而减弱激素①对种子萌发的抑制作用,蛋白3的含量减少会减弱对激素②的抑制作用,从而促进种子萌发,因此红光能诱导种子萌发;由C项分析可知,EBR也能诱导种子萌发,D正确。
◎(2025·河南安阳二模)在植物体内,褪黑素(MT)是重要的抗氧化剂,其一条生物合成途径是从色氨酸开始的,MT和脱落酸(ABA)都是种子萌发的调控因子。科研人员用一定浓度的外源MT和ABA对某植物的种子进行处理,一段时间后测得结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.MT与生长素的合成原料可以相同
B.MT能减少自由基产生、延缓细胞衰老
C.外源MT对种子萌发的抑制作用强于ABA
D.外源MT能延缓种子萌发且减弱ABA的作用
答案:D
解析:色氨酸可以作为MT的合成原料,A正确;MT是一种抗氧化剂,可减少自由基产生,进而延缓细胞衰老,B正确;MT降低种子的发芽率的作用强于ABA,C正确;施加外源MT后种子发芽时间推迟,MT与ABA起协同作用,抑制种子萌发,D错误。
1.纠正对其他植物激素与环境因素的三个易混淆认知
(1)混淆组织培养不同阶段的细胞分裂素与生长素浓度比
细胞分裂素与生长素浓度比值适中时,有利于愈伤组织的形成;细胞分裂素与生长素浓度比值较高时,有利于诱导生芽;细胞分裂素与生长素浓度比值较低时,有利于诱导生根。
(2)混淆乙烯与生长素的关系
(3)混淆长日照植物与短日照植物
长日照植物为白天长度超过临界值才能开花的植物,短日照植物为白天长度短于临界值才能开花的植物;夏季开花的植物大多数是长日照植物,秋季开花的植物通常是短日照植物。
2.区分光敏色素与光合色素
争分点 酸生长理论、油菜素内酯等
◎(2023·江苏卷)为研究油菜素内酯(BL)和生长素(IAA)对植物侧根形成是否有协同效应,研究者进行了如下实验:在不含BL、含有1 nmol·L-1 BL的培养基中,分别加入不同浓度IAA,培养拟南芥8天,统计侧根数目,结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.0~1 nmol·L-1 IAA浓度范围内,BL对侧根形成无影响
B.1~20 nmol·L-1 IAA浓度范围内,BL与IAA对侧根形成的协同作用显著
C.20~50 nmol·L-1 IAA浓度范围内,BL对侧根形成影响更显著
D.0~50 nmol·L-1 IAA浓度范围内,BL与IAA协同作用表现为低浓度抑制、高浓度促进
【思维路径】
第一步:“一看”(识图):图中的横坐标为IAA浓度,纵坐标为形成侧根的相对量,柱形图分为有BL和无BL两种情况。
第二步:“二找”(架桥):结合选项,先找到横坐标的范围,再依据有BL或无BL,观察纵坐标形成侧根的相对量的情况。
第三步:“三联”(渡桥):0~1 nmol·L-1 IAA浓度范围内,加入BL培养拟南芥时形成侧根的相对量都高于不加BL时,说明BL对侧根形成有影响;图中1~20 nmol·L-1 IAA浓度范围内,随IAA浓度的增加,加入BL培养拟南芥时形成侧根的相对量都高于不加BL时,说明此浓度范围内BL与IAA对侧根形成的协同作用显著;结合实验数据可知,20~50 nmol·L-1 IAA浓度范围内,BL对侧根形成的影响不如1~20 nmol·L-1 IAA浓度范围内对侧根形成的影响显著;由柱形图可知,在0~50 nmol·L-1 IAA浓度范围内,无论是低浓度还是高浓度IAA,BL与IAA协同作用都表现为促进。
答案:B
1.酸生长理论——生长素的作用机理
2.油菜素内酯
油菜素内酯已经被正式认定为第六类植物激素。油菜素内酯能促进茎、叶细胞的扩展和分裂,促进花粉管生长、种子萌发等。
在很低浓度下,油菜素内酯能显著地增加植物的营养体生长和促进受精作用;能有效增加叶绿素含量,提高光合作用效率,促根壮苗、保花保果;提高作物的抗寒、抗旱、抗盐碱等抗逆性,显著减少病害的发生;并能显著缓解药害的发生,使作物快速恢复生长,并能消除病斑。
◎(2025·湖北名校联盟联考)研究发现,正在生长的植物细胞具有“酸生长”特性,即pH值为4~5的溶液促进细胞伸长生长。为了研究这一现象的内在原因,研究者用黄瓜幼苗快速生长的下胚轴切段进行实验,实验操作及结果如下图。下列有关该实验的描述,错误的是( )
A.该实验的自变量是不同pH、切段是否加热以及处理时间
B.若将材料替换为成熟组织的细胞,实验结果可能不明显
C.由图2结果推测,决定黄瓜切断“酸生长”特性的物质最可能是蛋白质
D.加热处理后切段在pH=4.5的条件下增加不明显与高温导致细胞失去活性有关
答案:D
解析:由图1、图2中信息可知,切段部分加热、部分不加热,用不同pH的溶液处理,并在不同时间观察切段增加的长度,所以自变量包括不同pH、切段是否加热以及处理时间,A正确;“酸生长”是正在生长的植物细胞具有的特性,故用成熟组织的细胞做实验,结果可能不明显,B正确;由图2可知,加热处理组的切段失去“酸生长”特性,而不加热组在酸性条件下切段增加的长度较多,根据蛋白质在高温条件下容易变性可推测,决定黄瓜切段“酸生长”特性的物质最可能是蛋白质,C正确;本实验去除了细胞的原生质体,只保留了细胞的细胞壁,细胞已经失去活性,故加热处理后切段增加不明显应是加热处理导致了细胞壁某些成分的改变,D错误。
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