高中生物单元测试——第5章 植物生命活动的调节(较难02)
2026-07-29
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摘要:
**基本信息**
高中生物第5章植物生命活动的调节单元卷,含单选20题(60分)和解答题3题(40分),以科学史、实验数据及农业应用为情境,覆盖激素作用及调控机制,适配单元复习,提升科学思维与探究实践能力。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|20题/60分|涵盖生长素发现史(第1题)、运输(第2题)、作用(第4题)及其他激素调控(第6题ABA、第8题赤霉素)|结合人工智能(第5题)、失重环境(第12题)等情境,考查生命观念与科学思维|
|解答题|3题/40分|聚焦激素相互作用(第21题ABA与IAA)、实验设计(第21题验证GA对PIN蛋白影响)|通过实验数据表格(第21题)、机制图(第22题)考查分析与探究能力,契合高考命题趋势|
内容正文:
高中生物单元测试 —— 第5章 植物生命活动的调节(较难02)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.(本题3分)1946年,科学家从高等植物中分离出了生长素,在这之前有很多科学家采用不同的方法进行了生长素相关内容的探讨。下列关于生长素发现史的叙述,错误的是( )
A.达尔文通过实验确定感光部位在尖端,弯曲生长部位在尖端以下
B.鲍森·詹森的实验证明生长素可以通过琼脂片传递到尖端下部
C.拜尔的实验在黑暗中进行,避免了光照因素对实验结果的影响
D.温特实验中放置空白琼脂块是为了证明琼脂块不是影响实验的因素
2.(本题3分)取一段玉米胚芽鞘,切去顶端使胚芽鞘不再产生生长素,同时准备含有生长素的琼脂块和空白琼脂块。应选取下图中①和( )组别进行实验,可以证明生长素的运输是极性运输。
A.① B.② C.③ D.④
3.(本题3分)植物生长素的发现凝聚了几代科学家的心血,下图是该科学史中比较具有代表性的3组实验,下列叙述正确的是( )
A.只有甲组能证明胚芽鞘尖端产生的物质作用于尖端下部
B.甲、乙组都能证明胚芽鞘尖端是感光部位,丙组不能
C.甲、乙、丙三组都能证明胚芽鞘尖端产生的化学物质向下运输促进向光性弯曲
D.据甲、乙、丙三组实验可推测,胚芽鞘向光生长与两侧生长素分布不均有关
4.(本题3分)在探究单侧光对水稻根向光性影响的实验中,研究人员将生理状况相同的水稻根置于黑暗环境中,分别给予不同强度单侧光处理。一段时间后,测定根尖弯曲角度(α)以及向光侧与背光侧生长素(IAA)含量,结果如图1和图2所示。下列叙述正确的是( )
A.生长素是植物细胞以色氨酸为原料合成的一类蛋白质激素
B.若增加单侧光的光照强度,则图中α角的数值会逐渐增加
C.水稻根的向光侧与背光侧IAA含量不同是由于运输引起的
D.水稻根的背光生长体现了IAA低浓度促进,而高浓度抑制
5.(本题3分)近年来,人工智能技术正在迅速改变我们的学习方式。某同学复习植物生命活动调节时,想利用人工智能大模型检索,自主学习一些学科问题。他检索的问题中不科学的是( )
A.为什么摘除棉花的顶芽,使其多开花多结果与生长素作用的特点有关
B.为什么阴雨天导致传粉受影响时可通过喷洒生长素类似物防止油菜减产
C.为什么决定植物器官生长发育的是不同激素的相对含量
D.为什么冬小麦需要经过春化作用才能开花
6.(本题3分)干旱条件下,植物通过激素调控增强抗旱性。某植物TS蛋白可与BG酶特异性结合并抑制其活性;BG酶能催化ABA-葡萄糖苷(ABA的储存形式)水解为有活性的脱落酸(ABA)。据此分析,下列叙述正确的是( )
A.干旱时ABA含量升高,可通过促进气孔开放增强抗旱能力
B.TS蛋白通过抑制BG酶活性,促进活性ABA的生成
C.TS基因缺失突变体在干旱下,活性ABA含量高于野生型
D.ABA只在植物根冠合成,在叶片发挥抗旱调节作用
7.(本题3分)果实成熟是一个复杂的生理过程,主要由乙烯和脱落酸调控,其他激素直接或间接地与这两种激素相互作用,共同调控果实成熟的进程,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.果实发育是由多种激素相互作用共同调控的结果
B.果实成熟过程中乙烯和IAA的作用表现为相抗衡
C.脱落酸分解代谢受抑制将会促进脱落酸的自循环
D.赤霉素可能影响相关基因表达进而影响果实成熟
8.(本题3分)在葡萄种植过程中,合理施用人工合成的赤霉素、细胞分裂素类物质,可以提高葡萄单果质量和果实无核化程度。但若施用不当,会造成果实空心等问题。下列相关说法正确的是( )
A.赤霉素、细胞分裂素类物质均属于植物激素
B.细胞分裂素类物质可直接参与葡萄细胞内的代谢反应
C.合理施用外源赤霉素类物质可调控葡萄生长发育进程
D.施用赤霉素、细胞分裂素类物质造成果实无核的原理是染色体变异
9.(本题3分)植物的开花受内在基因、激素和外界环境因素的共同调控。研究发现赤霉素对植物开花有调节作用,其作用机制如图所示。结合该机制及环境因素对植物生长的影响知识,下列叙述正确的是( )
A.赤霉素通过抑制SOC编码基因的转录和翻译来促进植物开花
B.若某植物体内DEL蛋白结构稳定、不易被降解,则会持续促进其开花
C.即使有SOC编码基因的存在及赤霉素的作用,植物也不一定开花
D.该调控机制表明,脱落酸与赤霉素在促进植物开花方面具有协同作用
10.(本题3分)不良环境中种子往往维持休眠状态。种子从休眠到萌发受光和多种植物激素的共同调控,如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.光为种子萌发提供能量
B.光直接激发油菜素内酯的合成
C.脱落酸与赤霉素比值较低时,有利于种子休眠
D.种子休眠是植物抵御不良环境的一种适应
11.(本题3分)为探究“植物激素对小麦抗倒伏能力的影响”,科研人员用一定浓度的赤霉素(GA)和油菜素内酯(BR)处理小麦幼苗,测定茎秆纤维素含量及茎秆直径,结果如下表所示。下列叙述错误的是( )
实验处理
茎秆纤维素含量(mg/g)
茎秆直径(mm)
蒸馏水对照组
28.6
4.2
GA
22.3
3.8
BR
35.1
5.1
GA+BR
29.8
4.5
A.植物生长发育的调节是由基因控制、激素调节和环境因素共同完成
B.GA能促进细胞伸长而引起植株增高,还能促进细胞的分裂与分化
C.植物激素GA与BR在调节小麦抗倒伏能力方面表现为相抗衡
D.实践中为降低小麦的倒伏率,最佳方案为喷施含GA和BR的溶液
12.(本题3分)在国际空间站的失重环境中,科学家对燕麦胚芽鞘进行单侧蓝光照射处理。一段时间后,观察到胚芽鞘表现出向光弯曲生长。下列关于该现象的解释,错误的是( )
A.单侧蓝光照射可能引起胚芽鞘尖端生长素由向光侧向背光侧运输
B.胚芽鞘背光侧生长素浓度较高,对细胞生长的促进作用更强
C.失重条件下生长素无法进行极性运输,导致弯曲生长现象减弱
D.该实验说明生长素的横向运输不一定需要重力作为动力
13.(本题3分)生长素可促进植物细胞伸长生长,其作用机制之一是通过激活质膜酶,导致细胞壁酸化,活化细胞壁代谢相关的酶。拟南芥跨膜激酶TMK参与了这一过程,它与生长素受体、质膜酶的关系如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.TMK功能缺失突变体的生长较野生型快
B.生长素促进细胞伸长生长的过程与呼吸作用有关
C.生长素受体可以结合吲哚乙酸
D.碱性条件下生长素促进细胞伸长生长的作用减弱
14.(本题3分)为明确外源激素对某禾本科植物分蘖形成及生长的影响,研究人员采用1μmol/L生长素(IAA)、赤霉素(GA)和细胞分裂素(CTK)分别处理该植物,实验结果如下表所示。下列有关叙述错误的是( )
时间
第3天
第6天
第9天
处理组
CK
IAA
GA
CTK
CK
IAA
GA
CTK
CK
IAA
GA
CTK
分蘖数(个)
2.53
2.46
2.53
2.6
2.8
2.93
3
3.33
2.8
2.93
3.6
3.26
株高(cm)
5.3
3.76
4.73
5.84
6.96
6.52
7.12
8.4
9.12
8.95
10.24
11.04
根长(cm)
11.5
7.81
9.56
10.97
10.43
11.76
11.84
12.89
11.91
15.34
18.67
13.65
注:CK组为对照组
A.生长素处理初期抑制该植物根部生长和分蘖数增加
B.赤霉素处理第6天该植物分蘖数增加、根部生长加快
C.细胞分裂素可缓解第9天生长素和赤霉素对株高的抑制作用
D.生长素和赤霉素在细胞水平上均能起到促进细胞伸长的作用
15.(本题3分)水杨酸(SA)是一种酚类植物激素,它与乙烯、生长素之间具有如下图所示的相互关系。下列叙述合理的是( )
A.SA由特定内分泌腺分泌,作为信使对植物生长发育产生显著影响
B.图示乙烯合成过程存在负反馈调节机制,能显著放大调节效应
C.SA可减少生长素的积累,从而能缓解高浓度生长素的抑制作用
D.施用适宜浓度SA或提高ACC氧化酶活性,可延长果实储存时间
16.(本题3分)石蒜地下鳞茎的产量与鳞茎内淀粉的积累量呈正相关。为研究植物生长调节剂对石蒜鳞茎产量的影响,将适量赤霉素和植物生长调节剂多效唑的粉末分别溶于少量甲醇后用清水稀释,处理长势相同的石蒜幼苗,鳞茎中合成淀粉的关键酶AGPase的活性如图。下列说法正确的是( )
A.赤霉素和多效唑通过影响AGPase活性直接参与细胞代谢
B.对照组应使用等量清水处理与实验组长势相同的石蒜幼苗
C.喷施赤霉素能促进石蒜植株的生长,提高鳞茎产量
D.该实验设计遵循了实验变量控制中的“加法原理”
17.(本题3分)萌发是种子植物生命周期的起点,其精准调控对选择适宜萌发条件至关重要。光敏色素phyB作为红光/远红光受体,在光诱导种子萌发中起重要作用。强光条件下,转录因子BP通过与phyB直接互作,促进自身蛋白的积累,并通过影响脱落酸合成关键基因NCED6/9的表达及组蛋白的修饰水平调控种子萌发,具体机制见下图。下列分析正确的是( )
注:光敏色素有Pr型和Pfr型两种构象,在红光照射下,Pr型转化为Pfr型;在远红光照射下,Pfr型转化为Pr型。蛋白质连接上泛素的过程称为泛素化,泛素化后会被蛋白酶体降解。
A.phyB与BP结合促进了BP的泛素化,能有效避免BP被蛋白酶体降解
B.BP蛋白积累量增加,会调节组蛋白的修饰并抑制基因NCED6/9的表达
C.在红光条件下,phyB主要以Pr型存在于细胞核,从而促进BP蛋白积累
D.在远红光条件下,BP降解增加使得脱落酸合成增多,促进了种子的萌发
18.(本题3分)草莓果实的发育与成熟受多种植物激素共同调控。研究发现草莓幼果期的生长素(IAA)、赤霉素(GA)含量较高,促进果实膨大;成熟期乙烯含量上升,启动果实成熟相关基因表达,同时乙烯会抑制生长素的合成,其调控机理如图所示。下列说法错误的是( )
A.在草莓幼果阶段,生长素与赤霉素通过协同作用促进果实发育
B.乙烯通过调控基因表达促进果实成熟,该过程受基因组程序性控制
C.成熟期喷施适宜浓度的生长素类调节剂,可延缓草莓成熟软化
D.乙烯抑制生长素合成,避免生长素促进果实继续膨大,属于正反馈调节
19.(本题3分)为研究外源激素和内源激素对植物生长发育的影响,科研人员研究了不同浓度赤霉素(GA3)对月季种子萌发过程中细胞分裂素、脱落酸含量及种子萌发率的影响,结果如下图。相关推断不合理的是( )
A.外源激素和内源激素都可影响种子的萌发
B.外源激素可通过改变内源激素的含量影响种子萌发
C.内、外源激素对种子萌发的影响均表现为低浓度促进高浓度抑制
D.生产实践中用150mg·L⁻1赤霉素处理,更有利于月季种子萌发
20.(本题3分)研究人员取带叶的某植物茎段,切去叶片,保留叶柄,然后将茎段培养在含一定浓度乙烯的空气中,分别在不同时间用一定浓度IAA(生长素)处理切口。在不同时间测定叶柄脱落所需的折断强度,实验结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.IAA和乙烯的主要合成部位都是芽、幼嫩的叶和发育中的种子
B.IAA可能通过调节乙烯含量来调控叶柄的脱落
C.IAA处理时间越晚,IAA抑制叶柄脱落的作用效果越弱
D.IAA与乙烯对该植物叶柄脱落的作用相抗衡
二、解答题
21.(本题13分)科研人员为探究脱落酸(ABA)与生长素(IAA)对番茄果实成熟的调控作用,以同一品种、生长状态一致的番茄植株为材料,设置对照组(喷施清水)、ABA处理组(喷施适宜浓度ABA)、IAA处理组(喷施适宜浓度IAA)、ABA+IAA混合处理组(喷施对应激素等浓度ABA与IAA),每组30株,其他条件相同且适宜的情况下培养各组植株,自然生长至果实成熟,测定果实成熟启动时间、乙烯释放量(果实成熟关键激素)及可溶性固形物含量(果实品质指标),结果如下表。回答下列问题:
组别
果实成熟启动时间
(天)
乙烯释放量
(μL·kg-1·h-1)
可溶性固形物含量
(%)
对照组
45
28.6
8.2
ABA处理组
32
45.3
9.5
IAA处理组
53
19.8
7.3
ABA+IAA混合处理组
38
36.7
9.1
(1)植物激素是由植物体内产生,能从______________部位,对植物生长发育有________作用的微量有机物。
(2)乙烯对果实除具有促进其成熟的作用外,还对果实具有的作用是________________,表格中ABA处理组乙烯释放量显著高于对照组,推测ABA可能通过________________调控果实成熟。可溶性固形物含量与果实甜度相关,由数据可知,________处理组果实品质最优。
(3)请结合实验数据推测,ABA与IAA在调控番茄果实成熟过程中表现出________(填“协同”或“相抗衡”)的作用。实验结果显示,ABA+IAA混合处理组的可溶性固形物含量低于单独ABA处理组,试分析可能的原因:__________________(提示:从“可溶性固形物含量的积累可能与乙烯释放量相关”的角度思考)。
(4)农业生产中,能不能单独喷施IAA来延长番茄果实的储存期?请结合实验数据说明理由:_______。
(5)进一步研究发现,GA(赤霉素)可上调PIN蛋白(IAA转运蛋白)的表达水平,进而改变IAA的分布。为验证这一结论,请选择合适的实验材料、试剂并根据预期实验结果补充完整下列实验思路。
实验材料、试剂:野生型拟南芥、生长素合成缺陷型拟南芥、PIN缺陷型拟南芥(不能合成PIN蛋白)、GA溶液、清水、生长素溶液等。
实验思路:对照组:选择适量野生型拟南芥植株,用适量清水处理植株(具体的处理方法不做要求);实验组a:__________;实验组b:______,在相同且适宜的条件下培养一段时间后,检测三组植株PIN蛋白的相对表达水平、生长素的分布情况。
预期实验结果:与对照组相比,实验组a中PIN的表达水平上升,生长素分布在更靠近韧皮部一侧;实验组b无PIN蛋白,相对于实验组a与对照组的显著变化,对照组与实验组b的生长素分布无显著差异。
22.(本题13分)干旱是威胁粮食安全的主要环境因子之一,干旱胁迫会导致植物体内脱落酸(ABA)含量上升,促进叶片气孔关闭。NCED蛋白是ABA合成的关键酶。
(1)脱落酸是一类重要的植物激素,植物激素与动物激素在调节生命活动过程中的共同点有___________(答出两点即可)。在促进叶和果实脱落方面,脱落酸与激素E具有协同作用,激素E为___________,其合成部位是___________。
(2)研究发现,拟南芥根系感知土壤干旱后,细胞会产生多肽CLE25,通过细胞间的___________(填结构)运输,然后进入维管束运至叶片,增强抗旱能力。用CLE25或ABA处理拟南芥根部,检测叶片气孔开度,结果如表。分析CLE25和ABA增强植株抗旱能力的机制是___________。
(3)为进一步探究CLE25的作用机理,在正常和干旱环境下处理拟南芥植株,结果如图。经干旱处理后,基因缺失突变体中的基因表达量和ABA含量均___________(填“高于”或“低于”)野生型,干旱条件下野生型植株中ABA含量增加的机理为___________。基因缺失突变体在干旱环境中体内的ABA含量仍高于正常组,原因可能是___________。
(4)激素的产生和分布是___________的结果,也受到环境因素的影响。
23.(本题14分)草莓的果实由花托膨大发育而成,草莓的种子是受精的子房(胚珠)形成的瘦果,附着在膨大花托的表面(如图1)。研究人员研究生长素(IAA)对草莓果实发育的影响,其研究结果如图2所示。回答下列问题:
(1)科学家通过植物的向光性研究发现了生长素。达尔文父子的向光性实验提出,感受单侧光刺激的部位是_____。
(2)据图分析,相对于开花期,草莓果实发育初期花托与瘦果中IAA含量都明显_____(填“升高”或“降低”),且瘦果中IAA含量明显高于花托中IAA含量,但花托的生长速度明显大于瘦果的原因可能是_____。
(3)研究发现,草莓的花芽分化需经历一段时间低温处理,该现象称为_____,接受低温处理的部位,赤霉素前体物质的含量显著增加,赤霉素能促进草莓开花。据此推测,在农业生产中为使草莓提前开花,可采取的措施是_____(写出2点)。
(4)图a表示将植物横放后,植物表现出根的向地性、茎的背地性生长,测量根和茎生长素浓度与其生长状况的关系如图b所示,图b曲线上S点最可能对应图a中的_____点。
试卷第1页,共3页
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高中生物单元测试 —— 第5章 植物生命活动的调节(较难02)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.(本题3分)1946年,科学家从高等植物中分离出了生长素,在这之前有很多科学家采用不同的方法进行了生长素相关内容的探讨。下列关于生长素发现史的叙述,错误的是( )
A.达尔文通过实验确定感光部位在尖端,弯曲生长部位在尖端以下
B.鲍森·詹森的实验证明生长素可以通过琼脂片传递到尖端下部
C.拜尔的实验在黑暗中进行,避免了光照因素对实验结果的影响
D.温特实验中放置空白琼脂块是为了证明琼脂块不是影响实验的因素
【答案】B
【分析】1、达尔文根据实验提出,单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种物质,这种物质传递到下部的伸长区时,会造成背光面比向光面生长快,因而出现向光性弯曲;
2、詹森通过实验证明胚芽鞘尖端产生的“刺激”可透过琼脂片传递给下部;
3、拜尔的实验证明胚芽鞘的弯曲生长是“刺激”在尖端下部分布不均匀造成的;
4、温特的实验证明造成胚芽鞘弯曲的“刺激”确实是一种化学物质,并命名为生长素。
【详解】A、达尔文根据实验提出,胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后,向下面的伸长区传递了某种“影响”,造成伸长区背光面比向光面生长快,即达尔文通过实验确定感光部位在尖端,弯曲生长部位在尖端以下,A正确;
B、鲍森·詹森通过实验证明胚芽鞘尖端产生的“影响”可透过琼脂片传递给下部,此时还没提出“生长素”的概念,B错误;
C、拜尔的实验证明,胚芽鞘的弯曲生长,是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀;拜尔的实验是在黑暗条件下进行的,避免了光照因素对实验结果的影响,C正确;
D、温特的实验证明造成胚芽鞘弯曲的“刺激”确实是一种化学物质,并命名为生长素;温特实验中放置空白琼脂块是为了证明琼脂块不是影响实验的因素,D正确。
故选B。
2.(本题3分)取一段玉米胚芽鞘,切去顶端使胚芽鞘不再产生生长素,同时准备含有生长素的琼脂块和空白琼脂块。应选取下图中①和( )组别进行实验,可以证明生长素的运输是极性运输。
A.① B.② C.③ D.④
【答案】D
【详解】要证明生长素的极性运输(只能从形态学上端→形态学下端,不能反向运输),实验需设置“正向运输”与“反向运输”的对照:①组:胚芽鞘切段保持形态学上端在上、下端在下的正常方向,含生长素的琼脂块置于形态学上端,空白琼脂块置于下端。若生长素能极性运输,空白琼脂块会检测到生长素(证明“形态学上端→下端”的运输可行)。④组:胚芽鞘切段倒置(形态学下端在上、上端在下),含生长素的琼脂块置于形态学下端(当前“上方”),空白琼脂块置于形态学上端(当前“下方”)。若生长素不能反向运输,空白琼脂块不会检测到生长素(证明“形态学下端→上端”的运输不可行)。通过①和④的对照,可直接验证生长素只能从形态学上端运输到下端,不能反向运输,即极性运输的特点,ABC错误,D 正确。
故选D。
3.(本题3分)植物生长素的发现凝聚了几代科学家的心血,下图是该科学史中比较具有代表性的3组实验,下列叙述正确的是( )
A.只有甲组能证明胚芽鞘尖端产生的物质作用于尖端下部
B.甲、乙组都能证明胚芽鞘尖端是感光部位,丙组不能
C.甲、乙、丙三组都能证明胚芽鞘尖端产生的化学物质向下运输促进向光性弯曲
D.据甲、乙、丙三组实验可推测,胚芽鞘向光生长与两侧生长素分布不均有关
【答案】D
【分析】分析题图:甲组能证明,尖端能产生促进生长的物质,胚芽鞘的感光部位在尖端;乙组能证明,尖端能产生的物质能通过明胶促进尖端下部的生长,该物质不能透过云母片;丙组能证明弯曲是由于尖端产生的物质在下部分布不均匀造成的。
【详解】A、乙、丙组能证明胚芽鞘尖端产生的物质作用于尖端下部,A错误;
B、只有甲组能证明尖端是感光部位,乙组不能证明,B错误;
C、甲组只能证明胚芽鞘的感光部位在尖端,不能证明尖端有化学物质向下传递,C错误;
D、据甲、乙、丙三组实验可推测,胚芽鞘向光生长与两侧生长素分布不均有关,D正确。
故选D。
4.(本题3分)在探究单侧光对水稻根向光性影响的实验中,研究人员将生理状况相同的水稻根置于黑暗环境中,分别给予不同强度单侧光处理。一段时间后,测定根尖弯曲角度(α)以及向光侧与背光侧生长素(IAA)含量,结果如图1和图2所示。下列叙述正确的是( )
A.生长素是植物细胞以色氨酸为原料合成的一类蛋白质激素
B.若增加单侧光的光照强度,则图中α角的数值会逐渐增加
C.水稻根的向光侧与背光侧IAA含量不同是由于运输引起的
D.水稻根的背光生长体现了IAA低浓度促进,而高浓度抑制
【答案】D
【详解】A、生长素的化学本质是吲哚乙酸,不是蛋白质,不属于蛋白质类激素,A错误;
B、实验仅设置黑暗、弱光、强光三个处理组,无法证明光照强度持续增加时α角会逐渐增加,且生长素作用具有两重性,过高光照强度下α角不一定继续增大,B错误;
C、对比黑暗条件下根尖两侧生长素总含量可知,单侧光处理后向光侧生长素含量明显降低,说明向光侧部分生长素被分解,因此两侧IAA含量不同不只是运输导致的,C错误;
D、根对生长素敏感度高,背光侧生长素浓度更高,抑制根的生长,向光侧生长素浓度较低,促进根的生长,因此水稻根背光生长,体现了IAA低浓度促进、高浓度抑制的作用特点,D正确。
5.(本题3分)近年来,人工智能技术正在迅速改变我们的学习方式。某同学复习植物生命活动调节时,想利用人工智能大模型检索,自主学习一些学科问题。他检索的问题中不科学的是( )
A.为什么摘除棉花的顶芽,使其多开花多结果与生长素作用的特点有关
B.为什么阴雨天导致传粉受影响时可通过喷洒生长素类似物防止油菜减产
C.为什么决定植物器官生长发育的是不同激素的相对含量
D.为什么冬小麦需要经过春化作用才能开花
【答案】B
【详解】A、顶端优势的原理是生长素作用的两重性,摘除棉花顶芽可解除顶端优势,降低侧芽处生长素浓度,促进侧枝发育,进而多开花多结果,该问题符合生物学原理,A正确;
B、油菜的收获产物是种子,种子由受精卵发育而来,阴雨天传粉受阻时无法完成受精,即使喷洒生长素类似物也只能促进子房发育为无子果实,无法获得种子,不能防止油菜减产,该问题不科学,B错误;
C、植物生长发育是多种激素共同调控的结果,不同激素的相对含量决定了植物器官的生长发育方向,该问题符合生物学原理,C正确;
D、春化作用指低温诱导促使植物开花的作用,冬小麦必须经过一段时间的低温处理(春化作用)才能开花,该问题符合生物学原理,D正确。
6.(本题3分)干旱条件下,植物通过激素调控增强抗旱性。某植物TS蛋白可与BG酶特异性结合并抑制其活性;BG酶能催化ABA-葡萄糖苷(ABA的储存形式)水解为有活性的脱落酸(ABA)。据此分析,下列叙述正确的是( )
A.干旱时ABA含量升高,可通过促进气孔开放增强抗旱能力
B.TS蛋白通过抑制BG酶活性,促进活性ABA的生成
C.TS基因缺失突变体在干旱下,活性ABA含量高于野生型
D.ABA只在植物根冠合成,在叶片发挥抗旱调节作用
【答案】C
【详解】A、脱落酸(ABA)的生理作用是促进气孔关闭,减少水分蒸腾散失以增强抗旱能力,而非促进气孔开放,A错误;
B、BG酶可催化生成有活性的ABA,TS蛋白抑制BG酶活性,会减少活性ABA的生成,B错误;
C、TS基因缺失突变体无法合成TS蛋白,不能抑制BG酶活性,BG酶可催化更多ABA-葡萄糖苷水解为活性ABA,因此干旱条件下其活性ABA含量高于野生型,C正确;
D、ABA的合成部位包括根冠、萎蔫的叶片等,D错误。
7.(本题3分)果实成熟是一个复杂的生理过程,主要由乙烯和脱落酸调控,其他激素直接或间接地与这两种激素相互作用,共同调控果实成熟的进程,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.果实发育是由多种激素相互作用共同调控的结果
B.果实成熟过程中乙烯和IAA的作用表现为相抗衡
C.脱落酸分解代谢受抑制将会促进脱落酸的自循环
D.赤霉素可能影响相关基因表达进而影响果实成熟
【答案】B
【详解】A、植物生长发育过程中,各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素共同调控,A正确;
B、乙烯和IAA分别通过激活转录因子和生长素响应因子进而促进果实成熟,应表现为协同作用,B错误;
C、果实成熟阶段脱落酸代谢分解基因的表达受到抑制,进而促进脱落酸的自循环,C正确;
D、赤霉素可能影响乙烯合成酶、ACC合成酶、ACC氧化酶、YUCCA基因表达,进而影响果实成熟,D正确。
8.(本题3分)在葡萄种植过程中,合理施用人工合成的赤霉素、细胞分裂素类物质,可以提高葡萄单果质量和果实无核化程度。但若施用不当,会造成果实空心等问题。下列相关说法正确的是( )
A.赤霉素、细胞分裂素类物质均属于植物激素
B.细胞分裂素类物质可直接参与葡萄细胞内的代谢反应
C.合理施用外源赤霉素类物质可调控葡萄生长发育进程
D.施用赤霉素、细胞分裂素类物质造成果实无核的原理是染色体变异
【答案】C
【详解】A、赤霉素、细胞分裂素类物质是人工合成的,对植物的生长、发育具有调节作用的化学物质,属于植物生长调节剂,A错误;
B、细胞分裂素类物质属于植物生长调节剂,不直接参与细胞代谢,而是通过信号转导网络调控基因表达,进而影响细胞的生理过程,只起调节作用,B错误;
C、合理施用外源赤霉素类物质可调控果实的无核化程度,定向调控葡萄的生长发育,提高葡萄质量,C正确;
D、施用赤霉素类物质可通过影响胚珠的发育,使其不能形成种子,从而实现无核化,施用细胞分裂素类物质可促进细胞分裂和组织分化,有助于果实细胞的增殖和膨大,提高果实的发育程度,该过程不涉及染色体变异,D错误。
9.(本题3分)植物的开花受内在基因、激素和外界环境因素的共同调控。研究发现赤霉素对植物开花有调节作用,其作用机制如图所示。结合该机制及环境因素对植物生长的影响知识,下列叙述正确的是( )
A.赤霉素通过抑制SOC编码基因的转录和翻译来促进植物开花
B.若某植物体内DEL蛋白结构稳定、不易被降解,则会持续促进其开花
C.即使有SOC编码基因的存在及赤霉素的作用,植物也不一定开花
D.该调控机制表明,脱落酸与赤霉素在促进植物开花方面具有协同作用
【答案】C
【详解】A、赤霉素通过促进DEL蛋白降解,解除DEL对SPL的抑制,从而促进SOC编码基因的转录和翻译来促进开花,A错误;
B、若DEL蛋白结构稳定、不易被降解,DEL会持续阻止SPL的激活作用,导致SOC蛋白合成减少,抑制植物开花,B错误;
C、植物开花受内在基因、激素和外界环境等多种因素共同调控,仅具备SOC编码基因和赤霉素的作用,若环境条件不适宜或其他相关调控基因异常,植物也不一定开花,C正确;
D、脱落酸主要发挥抑制生长、促进休眠的作用,与赤霉素在生长调节中为拮抗关系,不存在促进开花的协同作用,D错误。
10.(本题3分)不良环境中种子往往维持休眠状态。种子从休眠到萌发受光和多种植物激素的共同调控,如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.光为种子萌发提供能量
B.光直接激发油菜素内酯的合成
C.脱落酸与赤霉素比值较低时,有利于种子休眠
D.种子休眠是植物抵御不良环境的一种适应
【答案】D
【详解】A、种子萌发过程中还不能进行光合作用,因此光不能为种子萌发提供能量,A错误;
B、光不能直接激发油菜素内酯的合成,而是光敏色素在接受光刺激后,结构发生变化,进而影响细胞核内特定基因的表达,从而影响油菜素内酯的合成,B错误;
C、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比值较低时,有利于种子萌发,C错误;
D、不良环境中种子往往维持休眠状态,这样可以使植物在不适宜生长的条件下保存自身,等待环境适宜时再萌发,这是植物抵御不良环境的一种适应,D正确。
11.(本题3分)为探究“植物激素对小麦抗倒伏能力的影响”,科研人员用一定浓度的赤霉素(GA)和油菜素内酯(BR)处理小麦幼苗,测定茎秆纤维素含量及茎秆直径,结果如下表所示。下列叙述错误的是( )
实验处理
茎秆纤维素含量(mg/g)
茎秆直径(mm)
蒸馏水对照组
28.6
4.2
GA
22.3
3.8
BR
35.1
5.1
GA+BR
29.8
4.5
A.植物生长发育的调节是由基因控制、激素调节和环境因素共同完成
B.GA能促进细胞伸长而引起植株增高,还能促进细胞的分裂与分化
C.植物激素GA与BR在调节小麦抗倒伏能力方面表现为相抗衡
D.实践中为降低小麦的倒伏率,最佳方案为喷施含GA和BR的溶液
【答案】D
【详解】A、植物的生长发育是基因组程序性表达、激素调节以及环境因素(如光照、温度等)共同作用的结果,A正确;
B、赤霉素(GA)的生理作用包括促进细胞伸长从而引起植株增高,同时也可促进细胞的分裂与分化,还具有促进种子萌发、果实发育的作用,B正确;
C、由表格数据可知:GA处理后小麦茎秆纤维素含量低于对照组、茎秆直径小于对照组,会降低抗倒伏能力;BR处理后小麦茎秆纤维素含量高于对照组、茎秆直径大于对照组,会提升抗倒伏能力,二者调节抗倒伏能力的作用效果相反,表现为相抗衡,C正确;
D、对比各组数据可知,单独喷施BR时小麦茎秆纤维素含量最高、茎秆最粗,抗倒伏能力最强,喷施GA和BR混合溶液的抗倒伏效果远弱于单独喷施BR,因此降低小麦倒伏率的最佳方案不是喷施二者的混合溶液,D错误。
12.(本题3分)在国际空间站的失重环境中,科学家对燕麦胚芽鞘进行单侧蓝光照射处理。一段时间后,观察到胚芽鞘表现出向光弯曲生长。下列关于该现象的解释,错误的是( )
A.单侧蓝光照射可能引起胚芽鞘尖端生长素由向光侧向背光侧运输
B.胚芽鞘背光侧生长素浓度较高,对细胞生长的促进作用更强
C.失重条件下生长素无法进行极性运输,导致弯曲生长现象减弱
D.该实验说明生长素的横向运输不一定需要重力作为动力
【答案】C
【详解】A、单侧蓝光可诱导生长素在尖端发生横向运输,使向光侧生长素向背光侧转移,该过程与重力无关,A正确;
B、背光侧生长素浓度升高,促进细胞伸长作用更强,导致向光弯曲,B正确;
C、生长素极性运输指从形态学上端向下端的运输,依赖载体蛋白和能量,属于主动运输,与重力无关,失重条件下仍可进行,C错误;
D、该实验在失重环境下仍发生向光性,证明生长素横向运输的动力来自单侧光刺激而非重力,D正确。
故选C。
13.(本题3分)生长素可促进植物细胞伸长生长,其作用机制之一是通过激活质膜酶,导致细胞壁酸化,活化细胞壁代谢相关的酶。拟南芥跨膜激酶TMK参与了这一过程,它与生长素受体、质膜酶的关系如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.TMK功能缺失突变体的生长较野生型快
B.生长素促进细胞伸长生长的过程与呼吸作用有关
C.生长素受体可以结合吲哚乙酸
D.碱性条件下生长素促进细胞伸长生长的作用减弱
【答案】A
【详解】A、由于TMK参与生长素促进细胞伸长的过程,TMK功能缺失突变体无法正常进行这一过程,其生长会比野生型慢,A错误;
B、从图中可知,生长素激活质膜H⁺-ATP酶需要消耗能量,而细胞中的能量主要由呼吸作用提供,所以生长素促进细胞伸长生长的过程与呼吸作用有关,B正确;
C、生长素的化学本质是吲哚乙酸,生长素受体可以结合吲哚乙酸来发挥作用,C正确;
D、因为生长素通过激活质膜H⁺-ATP酶导致细胞壁酸化来促进细胞伸长,碱性条件会抑制这一酸化过程,所以碱性条件下生长素促进细胞伸长生长的作用减弱,D正确。
故选A。
14.(本题3分)为明确外源激素对某禾本科植物分蘖形成及生长的影响,研究人员采用1μmol/L生长素(IAA)、赤霉素(GA)和细胞分裂素(CTK)分别处理该植物,实验结果如下表所示。下列有关叙述错误的是( )
时间
第3天
第6天
第9天
处理组
CK
IAA
GA
CTK
CK
IAA
GA
CTK
CK
IAA
GA
CTK
分蘖数(个)
2.53
2.46
2.53
2.6
2.8
2.93
3
3.33
2.8
2.93
3.6
3.26
株高(cm)
5.3
3.76
4.73
5.84
6.96
6.52
7.12
8.4
9.12
8.95
10.24
11.04
根长(cm)
11.5
7.81
9.56
10.97
10.43
11.76
11.84
12.89
11.91
15.34
18.67
13.65
注:CK组为对照组
A.生长素处理初期抑制该植物根部生长和分蘖数增加
B.赤霉素处理第6天该植物分蘖数增加、根部生长加快
C.细胞分裂素可缓解第9天生长素和赤霉素对株高的抑制作用
D.生长素和赤霉素在细胞水平上均能起到促进细胞伸长的作用
【答案】C
【详解】A、第3天IAA组根长(7.81cm)显著低于CK组(11.5cm),分蘖数(2.46)略低于CK组(2.53),说明生长素处理初期抑制了根部生长和分蘖增加,A正确;
B、第6天GA组分蘖数(3.0)高于CK组(2.8),根长(11.84cm)高于CK组(10.43cm),表明赤霉素促进了分蘖形成和根部生长,B正确;
C、第9天IAA处理组株高为8.95cm,GA处理组株高为10.24cm,CTK处理组株高为11.04cm,CK株高为9.12cm。细胞分裂素(CTK)处理组株高高于生长素(IAA)和赤霉素(GA)处理组,说明细胞分裂素可缓解第9天生长素对株高的抑制作用,加强赤霉素对株高的促进作用,C错误;
D、生长素通过促进细胞伸长影响株高(如IAA组株高增长),赤霉素也通过促进细胞伸长和分裂提高株高(如GA组株高持续增加),二者在细胞水平上均促进细胞伸长,D正确。
故选C。
15.(本题3分)水杨酸(SA)是一种酚类植物激素,它与乙烯、生长素之间具有如下图所示的相互关系。下列叙述合理的是( )
A.SA由特定内分泌腺分泌,作为信使对植物生长发育产生显著影响
B.图示乙烯合成过程存在负反馈调节机制,能显著放大调节效应
C.SA可减少生长素的积累,从而能缓解高浓度生长素的抑制作用
D.施用适宜浓度SA或提高ACC氧化酶活性,可延长果实储存时间
【答案】C
【详解】A、植物没有内分泌腺,植物激素是由植物特定部位产生的,A错误;
B、图示中,生长素积累促进乙烯合成,乙烯又反过来促进生长素积累,该过程属于正反馈调节,正反馈会放大调节效应,B错误;
C、SA促进ACC脱氨酶,使更多ACC被分解,导致生成乙烯的ACC减少;乙烯减少后,乙烯对生长素积累的促进作用减弱,因此生长素积累减少,可缓解高浓度生长素对生长的抑制作用,C正确;
D、乙烯促进果实成熟,延长果实储存时间需要降低乙烯含量。SA可减少乙烯生成,能延长储存时间,但提高ACC氧化酶活性会促进ACC转化为乙烯,乙烯增多会加快果实成熟,缩短储存时间,D错误。
16.(本题3分)石蒜地下鳞茎的产量与鳞茎内淀粉的积累量呈正相关。为研究植物生长调节剂对石蒜鳞茎产量的影响,将适量赤霉素和植物生长调节剂多效唑的粉末分别溶于少量甲醇后用清水稀释,处理长势相同的石蒜幼苗,鳞茎中合成淀粉的关键酶AGPase的活性如图。下列说法正确的是( )
A.赤霉素和多效唑通过影响AGPase活性直接参与细胞代谢
B.对照组应使用等量清水处理与实验组长势相同的石蒜幼苗
C.喷施赤霉素能促进石蒜植株的生长,提高鳞茎产量
D.该实验设计遵循了实验变量控制中的“加法原理”
【答案】D
【详解】A、赤霉素和多效唑通过影响AGPase的活性,间接参与细胞代谢,而不是直接参与,A错误;
B、该实验的目的是研究赤霉素和多效唑对石蒜鳞茎产量的影响,对照组应使用等量的甲醇溶液处理与实验组长势相同的石蒜幼苗,保证单一变量,B错误;
C、由曲线图可知,相对于对照组,赤霉素处理组降低AGPase的活性,进而抑制鳞茎中淀粉的积累,根据石蒜地下鳞茎的产量与鳞茎内淀粉的积累量呈正相关,喷施赤霉素不能提高鳞茎产量,反而使得鳞茎产量减少,C错误;
D、与常态比较,人为增加某种影响因素的称为“加法原理”,用外源激素赤霉素和植物生长调节剂多效唑处理遵循了实验变量控制中的“加法原理”,D正确。
故选D。
17.(本题3分)萌发是种子植物生命周期的起点,其精准调控对选择适宜萌发条件至关重要。光敏色素phyB作为红光/远红光受体,在光诱导种子萌发中起重要作用。强光条件下,转录因子BP通过与phyB直接互作,促进自身蛋白的积累,并通过影响脱落酸合成关键基因NCED6/9的表达及组蛋白的修饰水平调控种子萌发,具体机制见下图。下列分析正确的是( )
注:光敏色素有Pr型和Pfr型两种构象,在红光照射下,Pr型转化为Pfr型;在远红光照射下,Pfr型转化为Pr型。蛋白质连接上泛素的过程称为泛素化,泛素化后会被蛋白酶体降解。
A.phyB与BP结合促进了BP的泛素化,能有效避免BP被蛋白酶体降解
B.BP蛋白积累量增加,会调节组蛋白的修饰并抑制基因NCED6/9的表达
C.在红光条件下,phyB主要以Pr型存在于细胞核,从而促进BP蛋白积累
D.在远红光条件下,BP降解增加使得脱落酸合成增多,促进了种子的萌发
【答案】B
【详解】A、从图中可知,phyB与BP结合后,BP不会被泛素化,说明phyB与BP结合是抑制了BP的泛素化,从而避免其被蛋白酶体降解,而非促进泛素化,A错误;
B、BP蛋白积累量增加后,会通过促进组蛋白的修饰来抑制基因NCED6/9的表达,B正确;
C、在红光条件下,光敏色素phyB主要以Pfr型存在于细胞核,而非Pr型,C错误;
D、在远红光条件下,BP降解增加,解除了对脱落酸合成关键基因NCED6/9的抑制,使得脱落酸合成增多,从而抑制了种子的萌发,D错误。
18.(本题3分)草莓果实的发育与成熟受多种植物激素共同调控。研究发现草莓幼果期的生长素(IAA)、赤霉素(GA)含量较高,促进果实膨大;成熟期乙烯含量上升,启动果实成熟相关基因表达,同时乙烯会抑制生长素的合成,其调控机理如图所示。下列说法错误的是( )
A.在草莓幼果阶段,生长素与赤霉素通过协同作用促进果实发育
B.乙烯通过调控基因表达促进果实成熟,该过程受基因组程序性控制
C.成熟期喷施适宜浓度的生长素类调节剂,可延缓草莓成熟软化
D.乙烯抑制生长素合成,避免生长素促进果实继续膨大,属于正反馈调节
【答案】D
【详解】A、草莓幼果期生长素(IAA)和赤霉素(GA)都能促进果实细胞伸长与分裂,进而共同促进果实膨大,二者生理作用方向一致,属于协同作用,A正确;
B、乙烯通过启动果实成熟相关基因的表达促进果实成熟,植物的生长、发育、成熟等过程都是基因组程序性表达的结果,该过程受基因组程序性控制,B正确;
C、成熟期乙烯含量升高会促进果实成熟软化,同时乙烯会抑制生长素合成,喷施适宜浓度的生长素类调节剂可补充生长素的效应,促进果实细胞的伸长分裂,延缓草莓成熟软化的进程,C正确;
D、正反馈调节的特点是系统的作用效果会反过来促进该过程,使效应不断强化;负反馈调节的作用是使系统趋于稳定。乙烯抑制生长素合成,避免生长素持续促进果实膨大,该过程是负反馈调节,不属于正反馈调节,D错误。
19.(本题3分)为研究外源激素和内源激素对植物生长发育的影响,科研人员研究了不同浓度赤霉素(GA3)对月季种子萌发过程中细胞分裂素、脱落酸含量及种子萌发率的影响,结果如下图。相关推断不合理的是( )
A.外源激素和内源激素都可影响种子的萌发
B.外源激素可通过改变内源激素的含量影响种子萌发
C.内、外源激素对种子萌发的影响均表现为低浓度促进高浓度抑制
D.生产实践中用150mg·L⁻1赤霉素处理,更有利于月季种子萌发
【答案】C
【详解】A、从图中可以看出,随着赤霉素(一种外源激素,可视为外源激素对实验的干预)浓度的变化,细胞分裂素、脱落酸(内源激素)的含量以及种子的萌发率都发生了改变,这表明外源激素和内源激素都可影响种子的萌发,A正确;
B、外源激素赤霉素浓度的变化影响了内源激素细胞分裂素和脱落酸的含量,而细胞分裂素和脱落酸又与种子萌发相关,所以可以推断外源激素可通过改变内源激素的含量影响种子萌发,B正确;
C、由图可知,在实验浓度范围内,低浓度和高浓度的赤霉素处理下种子萌发率有差异,但发芽率都大于对照组(0浓度),所以没有表现出低浓度促进高浓度抑制,C错误;
D、从图中可以看出,当用150mg⋅L−1赤霉素处理时,种子的萌发率相对较高,所以在生产实践中用150mg⋅L−1赤霉素处理,更有利于月季种子萌发,D正确。
故选C。
20.(本题3分)研究人员取带叶的某植物茎段,切去叶片,保留叶柄,然后将茎段培养在含一定浓度乙烯的空气中,分别在不同时间用一定浓度IAA(生长素)处理切口。在不同时间测定叶柄脱落所需的折断强度,实验结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.IAA和乙烯的主要合成部位都是芽、幼嫩的叶和发育中的种子
B.IAA可能通过调节乙烯含量来调控叶柄的脱落
C.IAA处理时间越晚,IAA抑制叶柄脱落的作用效果越弱
D.IAA与乙烯对该植物叶柄脱落的作用相抗衡
【答案】A
【详解】A、IAA 的主要合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子,而乙烯的合成部位是植物各个器官,A错误;
B、IAA 可能通过抑制乙烯合成或拮抗乙烯作用调控叶柄脱落,因此 IAA 可能通过调节乙烯含量发挥作用,B正确;
C、由图可知,IAA 处理时间越晚,叶柄折断强度越接近未经处理组,说明 IAA 抑制叶柄脱落的作用效果越弱,C正确;
D、未经 IAA 处理的叶柄折断强度低(易脱落),经 IAA 处理后折断强度高(不易脱落),而乙烯促进叶柄脱落,说明 IAA 与乙烯的作用相抗衡,D正确。
故选A。
二、解答题
21.(本题13分)科研人员为探究脱落酸(ABA)与生长素(IAA)对番茄果实成熟的调控作用,以同一品种、生长状态一致的番茄植株为材料,设置对照组(喷施清水)、ABA处理组(喷施适宜浓度ABA)、IAA处理组(喷施适宜浓度IAA)、ABA+IAA混合处理组(喷施对应激素等浓度ABA与IAA),每组30株,其他条件相同且适宜的情况下培养各组植株,自然生长至果实成熟,测定果实成熟启动时间、乙烯释放量(果实成熟关键激素)及可溶性固形物含量(果实品质指标),结果如下表。回答下列问题:
组别
果实成熟启动时间
(天)
乙烯释放量
(μL·kg-1·h-1)
可溶性固形物含量
(%)
对照组
45
28.6
8.2
ABA处理组
32
45.3
9.5
IAA处理组
53
19.8
7.3
ABA+IAA混合处理组
38
36.7
9.1
(1)植物激素是由植物体内产生,能从______________部位,对植物生长发育有________作用的微量有机物。
(2)乙烯对果实除具有促进其成熟的作用外,还对果实具有的作用是________________,表格中ABA处理组乙烯释放量显著高于对照组,推测ABA可能通过________________调控果实成熟。可溶性固形物含量与果实甜度相关,由数据可知,________处理组果实品质最优。
(3)请结合实验数据推测,ABA与IAA在调控番茄果实成熟过程中表现出________(填“协同”或“相抗衡”)的作用。实验结果显示,ABA+IAA混合处理组的可溶性固形物含量低于单独ABA处理组,试分析可能的原因:__________________(提示:从“可溶性固形物含量的积累可能与乙烯释放量相关”的角度思考)。
(4)农业生产中,能不能单独喷施IAA来延长番茄果实的储存期?请结合实验数据说明理由:_______。
(5)进一步研究发现,GA(赤霉素)可上调PIN蛋白(IAA转运蛋白)的表达水平,进而改变IAA的分布。为验证这一结论,请选择合适的实验材料、试剂并根据预期实验结果补充完整下列实验思路。
实验材料、试剂:野生型拟南芥、生长素合成缺陷型拟南芥、PIN缺陷型拟南芥(不能合成PIN蛋白)、GA溶液、清水、生长素溶液等。
实验思路:对照组:选择适量野生型拟南芥植株,用适量清水处理植株(具体的处理方法不做要求);实验组a:__________;实验组b:______,在相同且适宜的条件下培养一段时间后,检测三组植株PIN蛋白的相对表达水平、生长素的分布情况。
预期实验结果:与对照组相比,实验组a中PIN的表达水平上升,生长素分布在更靠近韧皮部一侧;实验组b无PIN蛋白,相对于实验组a与对照组的显著变化,对照组与实验组b的生长素分布无显著差异。
【答案】(1) 产生部位运输到作用 调节
(2) 促进果实脱落 促进乙烯的合成 ABA处理组
(3) 相抗衡 IAA会降低乙烯的释放量,乙烯释放量减少会影响可溶性固形物的积累,导致混合处理组可溶性固形物含量低于单独ABA处理组
(4)不能,因为IAA处理组果实成熟启动时间更晚、乙烯释放量更低,可延缓果实成熟,但会降低果实可溶性固形物含量,对果实品质有不利影响。
(5) 选择等量野生型拟南芥植株,用适量GA溶液处理植株 选择等量PIN缺陷型拟南芥植株,用适量GA溶液处理植株
【详解】(1)植物激素,是由植物体内产生,能从产生部位运输到作用部位,对植物的生长发育有调节作用的微量有机物。
(2)乙烯的主要作用:促进果实成熟;促进叶、花、果实的脱落;促进雌花分化、开花,所以乙烯对果实还具有促进脱落的作用,表格中ABA处理组乙烯释放量显著高于对照组,推测ABA可能通过促进乙烯的合成来调控果实成熟。可溶性固形物含量与果实甜度相关,可溶性固形物含量越高,果实甜度越大,品质越高,ABA处理组可溶性固形物含量最高,因此ABA处理组果实品质最优。
(3)与对照组相比,ABA处理组果实成熟启动时间早,IAA处理组果实成熟启动时间迟;ABA处理组乙烯释放量大,IAA处理组乙烯释放量小,对于果实成熟过程中的表现,二者作用相反,因此二者具有相抗衡的作用。ABA+IAA混合处理组的可溶性固形物含量低于单独ABA处理组,从“可溶性固形物含量的积累可能与乙烯释放量相关”的角度思考,IAA会降低乙烯的释放量,乙烯释放量减少会影响可溶性固形物的积累,导致混合处理组可溶性固形物含量低于单独ABA处理组。
(4)由表格数据可知,与对照组相比,IAA处理组果实成熟启动时间更晚(53天>45天),乙烯释放量更低,说明单独喷施IAA可以延缓果实成熟,但与对照组相比,可溶性固形物含量降低,对果实品质有不利影响,因此在农业生产中,不能单独喷施IAA来延长储存期。
(5)实验为了验证GA(赤霉素)可上调PIN蛋白(IAA转运蛋白)的表达水平,进而改变IAA的分布,实验变量是PIN蛋白和处理的溶液,实验的因变量是PIN蛋白的相对表达水平、生长素的分布情况,根据对照组和预期实验结果,实验组a:选择等量野生型拟南芥植株,用适量GA溶液处理植株; 实验组b:选择等量PIN缺陷型拟南芥植株,用适量GA溶液处理植株 。
22.(本题13分)干旱是威胁粮食安全的主要环境因子之一,干旱胁迫会导致植物体内脱落酸(ABA)含量上升,促进叶片气孔关闭。NCED蛋白是ABA合成的关键酶。
(1)脱落酸是一类重要的植物激素,植物激素与动物激素在调节生命活动过程中的共同点有___________(答出两点即可)。在促进叶和果实脱落方面,脱落酸与激素E具有协同作用,激素E为___________,其合成部位是___________。
(2)研究发现,拟南芥根系感知土壤干旱后,细胞会产生多肽CLE25,通过细胞间的___________(填结构)运输,然后进入维管束运至叶片,增强抗旱能力。用CLE25或ABA处理拟南芥根部,检测叶片气孔开度,结果如表。分析CLE25和ABA增强植株抗旱能力的机制是___________。
(3)为进一步探究CLE25的作用机理,在正常和干旱环境下处理拟南芥植株,结果如图。经干旱处理后,基因缺失突变体中的基因表达量和ABA含量均___________(填“高于”或“低于”)野生型,干旱条件下野生型植株中ABA含量增加的机理为___________。基因缺失突变体在干旱环境中体内的ABA含量仍高于正常组,原因可能是___________。
(4)激素的产生和分布是___________的结果,也受到环境因素的影响。
【答案】(1) 都不直接参与细胞代谢,而是给细胞传达一种调节代谢的信息;发挥作用后都被灭活 乙烯 植物的各个部位
(2) 胞间连丝 通过降低叶片气孔开度,减少水分散失
(3) 低于 干旱条件下,CLE25基因表达量增加,促进NCED基因表达,进而促进ABA合成 存在其他途径可以合成ABA(或干旱可促进其他基因表达合成ABA)
(4)基因选择性表达
【分析】1、脱落酸在根冠和萎蔫的叶片中合成较多,在将要脱落和进入休眠期的器官和组织中含量较多。脱落酸是植物生长抑制剂,它能够抑制细胞的分裂和种子的萌发,还有促进叶和果实的衰老和脱落,促进休眠和提高抗逆能力等作用。
2、高等植物是由很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、细胞之间的协调和配合。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。
【详解】(1)植物激素与动物激素在调节生命活动过程中的共同点有:都不直接参与细胞代谢,而是给细胞传达一种调节代谢的信息;发挥作用后都被灭活;都具有微量高效的特点等。在促进叶和果实脱落方面,脱落酸与激素E具有协同作用,激素E为乙烯,其合成部位是植物的各个部位。
(2)细胞间进行信息交流和物质运输的结构是胞间连丝,所以拟南芥根系产生的多肽CLE25通过细胞间的胞间连丝运输。由表格数据可知,用CLE25或ABA处理拟南芥根部,随着处理时长增加,叶片气孔开度逐渐减小,且ABA处理组气孔开度小于CLE25处理组,所以CLE25和ABA增强植株抗旱能力的机制是通过降低叶片气孔开度,减少水分散失。
(3)由图可知,经干旱处理后,CLE25基因缺失突变体中的NCED基因表达量和ABA含量均低于野生型。因为NCED蛋白是ABA合成的关键酶,所以干旱条件下野生型植株中ABA含量增加的机理为干旱条件下,CLE25基因表达量增加,促进NCED基因表达,进而促进ABA合成。CLE25基因缺失突变体在干旱环境中体内的ABA含量仍高于正常组,原因可能是存在其他途径可以合成ABA(或干旱可促进其他基因表达合成ABA)。
(4)激素的产生和分布是基因选择性表达(基因组在时间和空间上的程序性表达)的结果,也受到环境因素的影响。
23.(本题14分)草莓的果实由花托膨大发育而成,草莓的种子是受精的子房(胚珠)形成的瘦果,附着在膨大花托的表面(如图1)。研究人员研究生长素(IAA)对草莓果实发育的影响,其研究结果如图2所示。回答下列问题:
(1)科学家通过植物的向光性研究发现了生长素。达尔文父子的向光性实验提出,感受单侧光刺激的部位是_____。
(2)据图分析,相对于开花期,草莓果实发育初期花托与瘦果中IAA含量都明显_____(填“升高”或“降低”),且瘦果中IAA含量明显高于花托中IAA含量,但花托的生长速度明显大于瘦果的原因可能是_____。
(3)研究发现,草莓的花芽分化需经历一段时间低温处理,该现象称为_____,接受低温处理的部位,赤霉素前体物质的含量显著增加,赤霉素能促进草莓开花。据此推测,在农业生产中为使草莓提前开花,可采取的措施是_____(写出2点)。
(4)图a表示将植物横放后,植物表现出根的向地性、茎的背地性生长,测量根和茎生长素浓度与其生长状况的关系如图b所示,图b曲线上S点最可能对应图a中的_____点。
【答案】(1)胚芽鞘尖端
(2) 升高 花托对生长素更敏感(或花托细胞对生长素的反应更强)
(3) 春化作用 低温处理、施用外源赤霉素或者赤霉素类似物
(4)b
【详解】(1) 达尔文父子的向光性实验提出,感受单侧光刺激的部位是胚芽鞘尖端。
(2)据图分析,相对于开花期,草莓果实发育初期花托与瘦果中IAA含量都明显升高。植物激素中生长素主要在幼嫩的芽、叶和发育中的种子等部位合成,瘦果属于发育中的种子,所以IAA主要在瘦果中合成,再运输到花托,导致瘦果中IAA含量明显高于花托中IAA含量,但花托的生长速度明显大于瘦果的原因可能是花托对生长素更敏感(或花托细胞对生长素的反应更强)。
(3)草莓开花需经历春化作用,花芽分化过程中赤霉素前体物质的合成会显著增加,即经过低温处理可促进赤霉素合成进而能促进花芽分化,促进开花,因此,在农业生产中,为使草莓提前开花,可采取的措施有低温处理、施用外源赤霉素或者赤霉素类似物等。
(4)图a中将植物横放后,由于受到重力影响,使植物近地侧生长素浓度大于远地侧生长素浓度,由于根对生长素较为敏感,高浓度的生长素抑制其生长。故对于根而言,远地侧比近地侧长得快,表现出根的向地性生长,而茎的近地侧比远地侧长得快,茎表现为背地性生长。结合图可知,a、b、c、d四点的生长素浓度大小为a<c(a表示促进作用,c表示抑制作用),d>b(b、d都表示促进作用,d促进作用更强);分析图b可知,S、N两点所在的曲线含义是:随生长素浓度的增大,生长1cm所需时间越短,即促进生长的作用越强(可表示茎的生长素浓度);M、T两点所在的曲线含义是:随生长素浓度的增大,生长1cm所需时间越长,即促进生长的作用越弱(可表示根的生长素浓度)。则曲线上S、M、T、N点最可能分别对应于图a中的位点情况是S对应b、M对应c、T对应a、N对应d。
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