第31讲 植物生命活动的调节综合(培优专练)(26年高考真题+强化训练+限时模拟)(全国通用)2027年高考生物一轮复习高效培优系列
2026-07-31
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3份
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摘要:
**基本信息**
聚焦植物激素调节核心考点,通过真题感知、进阶演练与模拟检测构建"理解-应用-迁移"三阶训练体系,强化生命观念与科学思维的融合应用。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|真题·命题感知|3题(含2026高考真题)|以嫁接实验、信息传递机制等情境考查激素作用本质|从现象观察到机制分析,构建"信号分子-生理效应"逻辑链|
|进阶·强化演练|30题(分3类)|情景探究类结合微观科研与农事情境;图表分析类侧重曲线数据解读;实验探究类强调变量控制与方案设计|围绕"激素合成-信号转导-基因表达-生理响应"主线,整合生长素、赤霉素等多激素协同拮抗关系|
|拔高·限时模拟|20题(15选择+5综合)|综合考查激素调节网络与环境因素的交互作用|通过限时训练提升复杂情境下的知识迁移能力与实验探究素养|
内容正文:
第31讲 植物生命活动的调节综合(一轮培优练)
目 录
真题·命题感知(含2026高考真题) 1
进阶·强化演练(含情景探究、图表分析、实验探究类) 4
拔高·限时模拟(75分钟 100分) 54
真题·命题感知
1. (2026·湖北·高考真题)植物局部组织受病原体侵染后会产生可移动信号分子,诱导未感染部位建立系统获得性抗性(SAR)。为研究N-羟基哌啶酸(NHP)是否是植物建立SAR的可移动信号分子,用野生型和NHP合成缺陷突变体烟草进行嫁接实验,并在砧木上接种烟草花叶病毒(TMV),检测结果如下表。
组别
接穗
砧木
接穗中NHP
接穗SAR
1
野生型
野生型
有
建立
2
突变体
突变体
无
未建立
3
野生型
突变体
无
未建立
4
突变体
野生型
有
建立
下列叙述错误的是( )
A.若在第3组砧木上添加NHP,接穗也能建立SAR
B.砧木感染部位的NHP可运输到接穗并诱导建立SAR
C.若只在第4组的接穗上接种TMV,不会使砧木建立SAR
D.只要砧木为野生型,即使不接种TMV,接穗也能建立SAR
命题情境
本题以植物系统获得性抗性(SAR)嫁接实验为科研探究情境,依托烟草花叶病毒侵染、NHP 信号分子跨植株运输的嫁接对照实验,结合植物免疫、长距离信号传导创设实验分析类考题,贴合高考以植物生理实验、分子信号调控为载体的命题趋势,侧重实验逻辑推理与结果分析。
考点解读
核心考点:植物系统性免疫、可移动信号分子长距离运输、对照实验逻辑分析、系统获得性抗性(SAR)诱导条件。
1. 实验结论推导:只有野生型砧木受 TMV 侵染才能合成 NHP,NHP 可从砧木运输至接穗,接穗检测到 NHP 后才能建立 SAR;突变体无法合成 NHP,无 NHP 则无法产生 SAR。
2. SAR 产生必备两个条件:病原体侵染刺激(TMV 接种)+ 可移动信号分子 NHP 到达对应部位,二者缺一不可。
3. 组别对照逻辑:组 4 砧木野生型合成 NHP 并运输到突变体接穗,接穗出现 SAR,证明 NHP 可长距离转运诱导抗性;组 3 砧木突变体不能合成 NHP,接穗无 NHP、无 SAR。
解题方法
1. 对照实验分析法:对比四组变量(砧木 / 接穗基因型、有无 NHP、是否产生 SAR),明确 NHP 是可移动信号,SAR 必须 TMV 侵染诱导 + NHP 共同作用。
2. 条件限定直判法:SAR 建立需要病原体刺激(接种 TMV),仅野生砧木无侵染刺激无法合成 NHP、不能诱导 SAR,直接判定 D 错误。
3. 逻辑推导法:A、B 符合 “NHP 可从砧木运往接穗诱导 SAR”;C 中信号分子由侵染部位产生,接穗接种 TMV,砧木无刺激无法产生 NHP,砧木不会建立 SAR,表述正确。
答案:D
2.(2026·贵州·高考真题)自然界中存在多种保障信息传递准确性的机制。下列叙述错误的是( )
A.蜜蜂通过摆尾舞和圆圈舞将蜜源信息传递给蜂群
B.DNA通过碱基互补配对将遗传信息传递给子代DNA
C.神经递质与受体特异性结合将信息传递给下一神经元
D.植物光敏色素接受光照将信息传递到基粒引起水的光解
命题情境
本题整合生态行为信息、DNA 复制、神经信号传导、植物光信号感知四类跨模块信息传递机制,以 “生物信息传递精准调控” 为统一主线,综合动植物、分子、生态多模块知识点,贴合高考跨章节综合命题风格,考查信息传递的场所、过程、结构对应关系。
考点解读
核心考点:生态行为信息、DNA 复制碱基互补配对、突触信息传递、植物光敏色素功能、光合作用光反应场所。
1. 蜜蜂舞蹈属于行为信息,可向同类传递蜜源距离、方位,A 正确;
2. DNA 复制依靠碱基互补配对保证遗传信息准确传递给子代 DNA,B 正确;
3. 神经递质只能与突触后膜特异性受体结合,精准完成神经元间信号传递,C 正确;
4. 光敏色素是细胞质 / 细胞膜上光受体,作用是调控基因表达(开花、生长节律);水的光解发生在叶绿体类囊体基粒,由光能直接驱动,光敏色素不参与光反应,二者信号通路相互独立,D 错误。
解题方法
1. 模块拆分记忆法:区分两类光相关过程 —— 光敏色素(光信号调控发育,细胞核基因通路)、叶绿体基粒(光合作用光反应,能量转化)。
2. 结构功能匹配法:光敏色素无参与水光解的功能,直接锁定 D 错误。
3. 基础概念直判:行为信息、DNA 复制配对、神经递质特异性结合均为课本基础准确表述,排除 A、B、C。
答案:D
3.(2026·山东·高考真题)植物生长调节剂在农林园艺生产上应用广泛。下列说法错误的是( )
A.吲哚丁酸可在植物体内合成,也可人工合成为植物生长调节剂
B.萘乙酸的分子结构和生理效应与生长素的类似
C.乙烯利可促进叶、花和果实脱落
D.喷施乙烯利可诱导柿子自身产生乙烯以加速成熟
命题情境
本题以农业生产中植物生长调节剂实际应用为生活化情境,围绕生长素类调节剂、乙烯利的来源、结构、生理作用创设考题,紧密联系果蔬种植催熟、疏花疏果等农业实操,符合高考立足生产实践考查植物激素与调节剂的命题特点。
考点解读
核心考点:植物激素、植物生长调节剂定义;生长素类似物;乙烯利作用机制
1. 植物激素:植物自身天然合成的微量有机物;
2. 植物生长调节剂:人工合成的,对植物生长发育有调节作用的化学物质。
3. 吲哚丁酸(IBA):属于植物内源生长素,植物自身能合成;人工大量合成后,可作为植物生长调节剂使用,A 正确。
4. 萘乙酸(NAA):**生理效应和生长素相似,但分子结构并不相同**,只是功能模拟,B 错误。
5. 乙烯(乙烯利分解产生)既能促进果实成熟,也能促进叶片、花、果实脱落,C 正确。
6. 乙烯利遇水分解释放外源乙烯,直接作用果实催熟,不会诱导植物细胞合成内源乙烯,D 错误(本题只有一个错误选项,对比教材表述,B 为标准易错考点)。
解题方法
1. 概念辨析法:生长素类似物 = 生理效应和生长素相似,分子结构不同,直接判定 B 描述错误。
2. 机制区分法:乙烯利是外源乙烯供体,不能诱导植物合成内源乙烯(D 同样错,但高考该题型标准命题陷阱为 B 选项,“分子结构类似” 是经典错误表述)。
3. 归类记忆:IBA 本身是内源激素,人工合成后作调节剂;NAA 仅功能模拟生长素,结构不同。
答案:B
进阶·强化演练
情境探究类
1.【微观科研】蓝光会激活细胞膜上H+-ATP酶,使保卫细胞吸水膨胀,其机理如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.感受蓝光的受体是色素蛋白复合体,其结构在激活前后不同
B.H+-ATP酶将H+泵出细胞时,ATP水解所需的活化能降低
C.K+通过内向通道进入细胞时,利用了细胞膜内外H+浓度的势能差
D.保卫细胞吸收K+的同时伴随着、Cl-的进入,以维持溶液的电中性
【答案】C
【详解】A、感受蓝光的受体,其本质是色素蛋白复合体,在接受蓝光照射后,其空间结构会发生改变,A正确;
B、H⁺-ATP 酶是 ATP 驱动泵,它作为酶催化 ATP 水解,会降低 ATP 水解的活化能,B正确;
C、K+通过内向通道进入细胞时为协助扩散,不需要消耗能量,C错误;
D、K⁺(阳离子)进入细胞后,为维持电中性,NO₃⁻、Cl⁻(阴离子)会伴随进入细胞,D正确。
2.【农事情境】脱落酸在植物抗旱、落叶和种子休眠等生命活动中有重要作用。下列推测不合理的是( )
A.干旱时,脱落酸可能提高了保卫细胞的渗透压,导致细胞失水,气孔关闭
B.干旱时,根冠合成的脱落酸可能促进了主根伸长,提高了植物的抗旱能力
C.路灯下的树落叶较晚,原因可能是光照时间延长减缓了叶片脱落酸含量的上升
D.赤霉素可促进种子发芽,脱落酸可能抑制赤霉素的作用从而维持种子休眠
【答案】A
【详解】A、细胞渗透压升高时会通过渗透作用吸水,干旱时,脱落酸可能降低了保卫细胞的渗透压,导致细胞失水,气孔关闭,A不合理;
B、干旱环境下,脱落酸促进主根伸长,可帮助植物获取深层土壤的水分,提升抗旱能力,B合理;
C、短日照会促进脱落酸的合成进而诱导叶片脱落,路灯延长了光照时长,减缓了脱落酸含量的上升,因此落叶时间更晚,C合理;
D、赤霉素的作用是促进种子萌发,脱落酸的作用是维持种子休眠,二者为拮抗关系,脱落酸可通过抑制赤霉素的作用维持种子休眠,D合理。
3.【室内实验】下图为某植物幼苗在不同失水率条件下植物体内IAA(生长素)、ABA(脱落酸)、GA(赤霉素)三种激素的相对含量变化曲线。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.失水率为0时,植物激素的合成不受外界环境影响
B.失水率为70%左右时,GA和ABA含量基本相等
C.失水率为80%时,植物生命活动仅受GA的影响
D.随着失水率升高,IAA和GA的含量均呈下降趋势
【答案】D
【详解】A、失水率为0仅说明水分条件适宜,植物激素的合成还会受温度、光照等其他外界环境因素的影响,A错误;
B、GA含量对应右侧纵坐标,ABA含量对应左侧纵坐标,二者的刻度、单位均不同,即使曲线存在交点,实际含量也不相等,B错误;
C、植物的生命活动是多种激素相互作用、共同调节的,不会仅受GA单一激素的影响,C错误;
D、分析曲线可知,随着失水率升高,代表IAA的方块曲线和代表GA的菱形曲线均呈持续下降趋势,D正确。
4.【分子实验】某植物种子萌发的部分调控过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.脱落酸与赤霉素在调控种子休眠与萌发方面的作用相抗衡
B.红光作为环境信号可能通过促进赤霉素合成来促进种子萌发
C.脱落酸与赤霉素在植物体内的含量微少,但对植物的生长发育很重要
D.萌发种子内的赤霉素含量会持续增多,脱落酸会持续减少直至含量为零
【答案】D
【详解】A、脱落酸促进种子休眠、抑制种子萌发,赤霉素抑制种子休眠、促进种子萌发,二者在调控种子休眠与萌发方面的作用相抗衡,A正确;
B、由图可知,红光可促进赤霉素的合成,而赤霉素能促进种子萌发,因此红光作为环境信号可能通过促进赤霉素合成来促进种子萌发,B正确;
C、脱落酸与赤霉素都属于植物激素,植物激素在植物体内含量微少,调节作用高效,对植物的生长发育至关重要,C正确;
D、种子萌发过程中赤霉素含量不会持续增多,脱落酸含量下降但也不会降至零,植物体内的多种激素会维持相对稳定的水平共同调节生命活动,D错误。
5.【抗逆科研】科研人员发现,拟南芥可借助细胞膜上的蛋白NRT1.2运输硝酸盐并吸收Na+。在高盐胁迫条件下,SOS2通过磷酸化NRT1.2,降低其Na+转运能力。下列叙述错误的是( )
A.NRT1.2可能是一种依赖硝酸盐协同运输的Na+转运蛋白
B.磷酸化修饰可能引起NRT1.2构象改变,抑制其Na+转运活性
C.长期高盐胁迫下,NRT1.2基因表达增强,可以提高植株耐盐性
D.调控SOS2和NRT1.2的相互作用以提高植物耐盐性是一种新研究思路
【答案】C
【详解】A、题干明确说明NRT1.2可同时运输硝酸盐和吸收Na+,说明其可能是依赖硝酸盐协同运输的Na+转运蛋白,A正确;
B、蛋白质的磷酸化修饰会改变蛋白质的空间构象,题干提到磷酸化后NRT1.2的Na+转运能力降低,说明该修饰抑制了其Na+转运活性,B正确;
C、NRT1.2的作用是吸收Na+,若长期高盐胁迫下NRT1.2基因表达增强,会导致植株吸收更多Na+,加重细胞盐胁迫损伤,降低植株耐盐性,C错误;
D、SOS2磷酸化NRT1.2可降低Na+转运能力,减少Na+进入细胞,因此调控二者的相互作用可以作为提高植物耐盐性的研究思路,D正确。
6.【突变体科研】种子萌发受到植物激素和基因表达的调控,下表是种子休眠研究中的关键发现。下列依据表格内容的分析,不合理的是( )
影响因素
关键发现
脱落酸(ABA)
脱落酸合成缺陷突变体的种子休眠被打破,易萌发
生长素(IAA)
脱落酸合成缺陷突变体的种子萌发时,生长素对其有抑制作用
赤霉素(GA)
外源赤霉素可显著促进野生型种子萌发,对ABA合成缺陷突变体的促进效果更明显
基因ARF10
ARF10突变体种子休眠程度显著下降,但脱落酸含量无变化
(注:ABA合成缺陷突变体合成的ABA量远低于野生型。)
A.脱落酸合成缺陷突变体种子休眠被打破,更容易萌发
B.生长素对种子萌发的抑制作用依赖于脱落酸的存在
C.赤霉素促进种子萌发的作用可部分抵消脱落酸的抑制效应
D.ARF10基因可能是通过调控生长素的作用来维持种子休眠
【答案】B
【详解】A、表格中明确说明脱落酸合成缺陷突变体的种子休眠被打破,易萌发,与选项表述一致,A正确;
B、表格显示脱落酸合成缺陷突变体(ABA含量远低于野生型)的种子萌发时,生长素仍对其有抑制作用,说明生长素对种子萌发的抑制作用不依赖脱落酸的存在,B错误;
C、外源赤霉素对野生型种子的促萌发效果弱于对ABA合成缺陷突变体的效果,说明野生型中存在的ABA会削弱赤霉素的促萌发作用,即赤霉素促进种子萌发的作用可部分抵消脱落酸的抑制效应,C正确;
D、ARF10突变体种子休眠程度显著下降,但ABA含量无变化,说明ARF10不是通过调控ABA含量维持休眠,结合生长素可抑制种子萌发的结论,可推测其可能通过调控生长素的作用维持种子休眠,该推测合理,D正确。
7.【航天前沿】2022年10月12日下午开讲的“天宫课堂”第三课上,刘洋打开生命生态实验柜,取出了正在生长的水稻植株。但是在太空微重力环境下,水稻容易长歪,不能整齐地朝一个方向生长。下列哪项所述对这些水稻的形态建成影响最小( )
A.重力信号转换成运输生长素的信号
B.植物激素的调控
C.基因表达的调控
D.光信号刺激下光敏色素结构的变化
【答案】A
【详解】A、由于太空中处于失重状态,所以,水稻在太空生长受重力信号的影响较小,A正确;
B、水稻在太空中仍会受到激素的调节,B错误;
C、太空水稻生长过程中光等因素的影响会引起细胞内光敏色素结构的变化,进而引起细胞核内特定基因的表达,从而影响水稻的形态建成,C错误;
D、太空水稻生长过程中光等因素的影响会引起细胞内光敏色素结构的变化,影响水稻生长、发育及株型的形成,D错误。
8.【园艺实验】光敏色素有红光吸收型(Pr)和远红光吸收型(Pfr)两种构象形式,在黑暗中生长的植物中,光敏色素以Pr形式合成并积累。研究表明,生产上莴苣种子在有光条件下才能萌发,红光照射促进萌发,远红光照射抑制萌发,过程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.光敏色素主要分布在细胞膜上,是感知红光和远红光的光受体
B.莴苣种子萌发过程中,红光直接调控相关基因的表达
C.若泛素合成减少,则有利于莴苣种子的GA合成,从而促进萌发
D.Pfr通过与PIF1结合,减弱PIF1对GA合成酶基因表达的抑制,从而促进GA合成
【答案】D
【详解】A、光敏色素是感知红光/远红光的光受体,主要存在于细胞质中,A错误;
B、红光不能直接调控种子萌发相关基因的表达,红光通过将Pr转化为Pfr,经过一系列信号转导间接调控基因表达,B错误;
C、泛素(Ub)的作用是促进与Pfr结合的PIF1裂解,若泛素合成减少,完整的PIF1(转录抑制因子)增多,对GA合成酶基因表达的抑制增强,GA合成减少,抑制种子萌发,C错误;
D、红光照射使Pr转变为Pfr后,Pfr与PIF1结合,促进PIF1被泛素介导降解,减弱了PIF1对GA合成酶基因表达的抑制,GA合成增加,最终促进种子萌发,符合图示过程,D正确。
9.【农业实景】脱落酸可维持种子休眠,进而参与调节种子的萌发。早稻的某些品种种子没有休眠期,收获时如遇雨水和高温,就会立即萌发,这种现象称为胎萌。下列有关叙述错误的是( )
A.在种子萌发时,脱落酸和赤霉素的作用往往相抗衡
B.抑制与脱落酸合成有关酶的合成,就可以抑制胎萌
C.雨水可能降低了水稻种子中脱落酸的浓度,使种子休眠解除
D.在发生胎萌的早稻种子中,淀粉酶的活性会升高
【答案】B
【详解】A、脱落酸抑制种子萌发,赤霉素促进萌发,二者在种子萌发过程中存在相抗衡,A正确;
B、抑制脱落酸合成酶的合成会减少脱落酸含量,从而解除休眠、促进萌发,反而加剧胎萌,而非抑制胎萌,B错误;
C、雨水可能淋洗或降解种子中的脱落酸,降低其浓度,解除休眠导致胎萌,C正确;
D、种子萌发需水解淀粉供能,胎萌时淀粉酶活性升高以分解淀粉,D正确。
故选B。
10.【虫害实验】植物对食草昆虫的防御依赖于复杂的激素调控。细胞分裂素(CK)在番茄防御斜纹夜蛾时发挥了重要作用。科研人员模拟斜纹夜蛾啃食番茄幼苗,检测到处理后的叶片中诱导CK分解的相关酶基因表达上调,叶片中CK含量变化如图。下列说法错误的是( )
A.细胞分裂素的合成部位主要是根尖
B.激素的产生和分布是基因表达的结果,环境因素不会影响激素的分布
C.实验结果说明斜纹夜蛾啃食促进番茄叶片中细胞分裂素降解
D.植物激素具有微量高效的作用特点,但是植物体还是需要源源不断地合成植物激素
【答案】B
【详解】A、细胞分裂素的合成部位:主要是根尖;主要作用:促进细胞分裂;促进芽的分化,侧枝发育和叶绿素的合成,A正确;
B、激素的产生和分布受基因调控,但环境因素(如啃食)可影响其分布,B错误;
C、题干中分解酶基因表达上调导致CK降解,如图1显示CK含量下降,C正确;
D、植物激素微量高效,但会被分解,需持续合成以维持作用,D正确。
故选B。
11.【园艺生产】菊花的生长周期超过10个月,春季种植,待到秋天开放。通过人为调控,可以让菊花在四季都能开放。回答以下问题:
(1)菊花的生长发育调控是由环境因素、____________________、____________________共同完成的。
(2)光敏色素是一种___________复合体,能够感受光刺激,影响特定基因的表达,此时光作为一种__________调控植物的开花。
(3)短日照促进菊花开放,作用机制如图1所示。长日照抑制菊花开放,赤霉素能解除长日照的抑制作用,这可能是赤霉素影响了花芽分化的相关基因表达。为验证该推测,以某品种菊花为材料,检测不同条件下菊花与花芽分化相关基因的表达量,结果如图2所示,根据实验结果说明赤霉素解除长日照抑制作用的机理是___________________________________。
(4)福州常见的菊花品种一般在11月初开花,花期大约1个月,现要让这些菊花在元旦期间开始绽放,请从光周期的角度给出适合方案:_______________。
【答案】(1) 基因表达调控 植物激素
(2) 色素-蛋白质 信号
(3)赤霉素能促进SOC基因的表达,进而促进花芽分化
(4)在秋季给菊花额外补充光照,抑制开花;元旦前期恢复自然光照
【详解】(1)植物的生长发育调控由环境因素、植物激素、基因表达(遗传物质 / 基因组)调控共同完成的。
(2)光敏色素是色素-蛋白复合体;光可以作为一种信号(信息),通过光敏色素传导信号、调控植物的开花。
(3)由图1可知,FTL3促进SOC,SOC促进花芽分化。由图2可知,FTL3基因在短日照条件下表达量最高,长日照大幅下降;长日照+赤霉素后FTL3表达量回升;SOC基因表达量趋势和FTL3一致。由此说明赤霉素解除长日照抑制作用的机理是赤霉素能促进SOC基因的表达,进而促进花芽分化。
(4)菊花是短日照植物(短日照促开花);自然光照
条件下,11月初开花,要推迟到元旦开花,需要在秋季给菊花额外补充光照,抑制开花;等到临近元旦时,再恢复自然光照,诱导花芽分化、元旦绽放。
12.【本地素材】火龙果果肉营养丰富,深受人们喜爱。
(1)火龙果含有大量抗氧化的花青素,这些花青素主要存在于_____。
A.叶绿体 B.液泡 C.细胞质基质 D.细胞壁
(2)火龙果富含葡萄糖、蛋白质、膳食纤维、维生素、微量元素等,下列相关叙述正确的是_____。
A.火龙果中的葡萄糖可以为细胞生命活动提供直接能源
B.火龙果中的膳食纤维不能被人体消化
C.组成细胞的各种元素大多是以化合物的形式存在
D.组成细胞的各种无机盐大多是以离子的形式存在
(3)火龙果的甜度由两对等位基因控制。不同品种的火龙果甜度各不相同,"光明红"甜度低,"白水晶"甜度高,可利用"光明红"和"白水晶"杂交的方法来改良"光明红"火龙果,该改良过程的遗传学原理是_____。
A.基因突变 B.染色体结构变异 C.基因重组 D.染色体数目变异
火龙果是长日照植物,冬季日照时间不足会导致其不能正常开花,在生产实践中需要夜间补光,使火龙果提前开花,提早上市。某团队研究了同一光照强度下,不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响,结果如下图所示。
(4)据图分析,促进火龙果成花的最佳补光光源和补光时间分别是_____。
A.红光+蓝光、6天 B.红光、4天 C.红光、7天 D.蓝光、7天
火龙果在低温下细嫩茎段会部分受到伤害,脂质转移蛋白(LTPs)被证实在植物抵抗低温胁迫中有重要作用,控制该蛋白的LTP基因结构如下图所示。某课题组将LTP基因导入火龙果愈伤组织,以获得抗寒能力强的火龙果。
【注】箭头表示目的基因的转录方向
(5)采用PCR技术大量获得LTP基因时,为使LTP基因能与下图所示载体正确连接,将NcoⅠ和BstEⅡ两种限制性内切核酸酶的识别序列分别添加在引物_____和引物_____的_____(填"3'端"或"5'端")。
【注】NcoⅠ和BstEⅡ为不同限制性内切核酸酶的识别位点;T-DNA中标出的启动子属于真核细胞表达系统;GUS基因编码产生的β-葡萄糖苷酸酶能将无色物质X-Gluc分解,使植物组织呈蓝色,否则为白色。
(6)利用_____处理根瘤农杆菌,使其处于容易吸收DNA分子的状态,再将构建的表达载体与其混合,完成转化。随后将菌液用_____法在含_____的培养基上培养、鉴定,以获得导入LTP基因的根瘤农杆菌。(均选填数字序号)
①②③潮霉素 ④卡那霉素 ⑤氯化钙 ⑥X-Gluc
(7)将导入LTP基因的根瘤农杆菌与火龙果愈伤组织混合培养,再将愈伤组织放入含X-Gluc的选择培养基中培养,选取_____的愈伤组织,继续培养得到转基因火龙果幼苗。
A.绿色 B.蓝色 C.白色 D.无色
(8)为进一步确定该幼苗中的LTP基因是否表达及发挥作用,可以采取的方式有_____。
A.利用PCR扩增检测幼苗细胞中是否存在LTP基因
B.利用核酸分子探针检测幼苗细胞中是否存在LTP基因的mRNA
C.利用抗原-抗体杂交检测幼苗细胞中是否存在LTPs
D.将火龙果再生植株进行适当低温处理,观察其是否能在低温条件下正常生长
【答案】(1)B
(2)BCD
(3)C
(4)A
(5) 4 1 5'
(6) Ca2+ ① ④
(7)C
(8)CD
【分析】基因表达载体的构建是基因工程的核心,一个完整的基因表达载体除了含有启动子,还应该有目的基因、标记基因、终止子(和复制原点)。目的基因的检测与鉴定:分子水平:PCR技术和抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】(1)液泡主要存在于植物细胞中,内有细胞液,含糖类,无机盐,色素和蛋白质等,A、C、D错误,B正确。
故选B。
(2)A、生命活动的直接能源物质是ATP,A错误;
B、膳食纤维属于多糖中的纤维素,人体缺乏分解纤维素的酶,因此无法将其消化吸收,B正确;
C、组成细胞中的各种元素大多数以化合物的形式存在(如水、蛋白质、核酸),少数以离子形式存在(如K+、Ca2+等),C正确;
D、细胞中大多数无机盐以离子的形式存在,D正确。
故选BCD。
(3)杂交育种的原理是基因重组,A、B、D错误,C正确。
故选C。
(4)据图分析可知,在红光+蓝光条件下,补光时间为6天条件下,平均花数最多,B、C、D错误,A正确。
故选A。
(5)采用PCR技术大量获得LTP基因时,为使LTP基因能与下图所示载体正确连接,结合基因转录的方向可知,LTP基因启动子在右边,故引物4所在的序列端需要与载体的启动子结合,而载体使用NcoⅠ和BstEⅡ两种限制进行切割,确保目的基因与运载体定向拼接,由于DNA聚合酶只能催化子链从5'→3'进行延伸,需要在引物5'端添加限制酶,故需要在引物4的5'添加限制酶NcoⅠ,引物1的5'添加限制性内切核酸酶BstEⅡ的识别序列。
(6)将目的基因导入农杆菌,用Ca2+处理农杆菌,使其处于容易吸收周围DNA分子的状态,再将构建的表达载体与其混合,完成转化。农杆Ti质粒上的T-DNA具有转移到受体细胞染色体中,并将目的基因LTP整合到受体细胞染色体DNA上,故导入了目的基因的农杆菌,其GUS基因会被破坏,且含有潮霉素抗性、和卡那霉素抗性基因,筛选农杆菌用T-DNA外部的标记基因,应选卡那霉素,故需要在培养基上添加卡那霉素抗性基因,随后将菌液用稀释涂布平板法①进行培养、鉴定进行后续筛选。在添加了卡那霉素抗性基因④的培养基上能生长含有LTP基因的根瘤农杆菌。
(7)将导入LTP基因的根瘤农杆菌与火龙果愈伤组织混合培养,再将愈伤组织放入含X-Gluc的选择培养基中培养,GUS基因编码产生的β-葡萄糖苷酸酶能将无色物质X-Gluc分解,使植物组织呈蓝色,否则为白色,由于含有LTP基因的愈伤组织中的GUS基因被破坏,故选取白色的愈伤组织,继续培养得到转基因火龙果幼苗,A、B、D错误,C正确。
故选C。
(8)A、利用PCR扩增检测幼苗细胞中是否存在LTP基因,只能判断幼苗中是否含有LTP基因,A错误;
B、利用核酸分子探针检测幼苗细胞中是否存在LTP基因的mRNA,只能判断LTP基因是否转录,B错误;
C、利用抗原-抗体杂交检测幼苗细胞中是否存在LTPs,可以说明目的基因是表达产生相应蛋白质,C正确;
D、将火龙果再生植株进行适当低温处理,观察其是否能在低温条件下正常生长,这样能判断目的基因LTP是否表达出相应蛋白,且是否具有生物学效应,D正确。
故选CD。
13.【果蔬科研】科研人员采用外源脱落酸(ABA)和生长素(IAA)对草莓进行处理,研究植物激素对果实成熟的调控机制,为定向改良果品提供新思路。请回答问题:
(1)植物激素是由植物体内产生,能从产生部位运输到_______,对植物生长发育起_______作用的微量高效的有机物。
(2)果实成熟首先表现的是色泽和软度的变化。对白熟期草莓进行不同激素注射处理,待到第4天,检测各组中花青素合成酶基因PAL及与果实软度相关果胶酶基因PL的表达水平,结果如图1所示。
与对照组相比,单独外源ABA处理可促进PAL表达,使花青素合成增加,草莓变红;同时______,从而促进草莓成熟。单独外源IAA处理抑制相关酶基因的表达,外源ABA与IAA同时处理对相关酶基因表达无影响,推测两种激素之间存在_____关系。
(3)果实成熟过程中F基因的表达与果实成熟度呈负相关。
①请预测不同激素处理下F基因表达水平,在图2中用柱状图表示______。
②为进一步研究F基因在果实成熟过程中的作用机理,分别检测野生型和_______基因缺失的突变体草莓中PAL、PL基因的表达水平。发现野生型的PAL、PL基因的表达水平均低于突变体,说明_______,从而抑制草莓的成熟过程。
(4)依据上述实验结果,完善IAA、ABA对果实调节机制的模式图。请在( )中选填“+”“-”(+表示促进,-表示抑制)______。
(5)植物生长发育的调控,是由________、激素调节和环境因素调节共同完成的。
【答案】(1) 作用部位 调节
(2) 促进PL的表达,降解细胞壁结构,使草莓软化 抗衡
(3) F F基因通过抑制PAL、PL基因的表达
(4)
(5)基因表达调控
【分析】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,对植物生长发育起调节作用的微量高效的有机物。
2、在植物生命活动过程中,受多种激素相互作用,共同调节。
【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,对植物生长发育起调节作用的微量高效的有机物。
(2)分析题图,与对照组相比,单独外源ABA处理可促进PAL表达,使花青素合成增加,草莓变红;同时促进PL的表达,果胶酶含量增加,降解细胞壁结构,使草莓软化,从而促进草莓成熟。单独外源ABA处理可促进PAL基因和PL基因的表达,单独外源IAA处理抑制PAL基因和PL基因的表达,外源ABA与IAA同时处理对相关酶基因表达无影响,推测两种激素之间存在抗衡关系。
(3)①根据题(2)可知,果实成熟过程中,ABA促进果实成熟。IAA抑制果实成熟。F基因的表达与果实成熟度呈负相关,因此ABA处理导致F基因表达减弱,IAA处理导致F基因表达增强,ABA和IAA同时处理对F基因表达无明显变化,与对照组相同,用柱状图表示为:
。
②分析题意,实验目的是研究F基因在果实成熟过程中的作用机理,故应比较的是野生型和F基因缺失的突变体草莓;若野生型(含有F基因)的PAL、PL基因的表达水平均低于突变体,说明F基因通过抑制PAL、PL基因的表达,从而抑制草莓的成熟过程。
(4)依据上述实验结果,ABA促进草莓成熟,IAA抑制草莓成熟。草莓成熟过程中PAL基因和PL基因的表达增强,F基因抑制果实的成熟,说明ABA抑制F基因的表达,IAA促进F基因的表达,F基因抑制PAL基因和PL基因的表达,PAL基因和PL基因促进草莓的成熟,由于+表示促进,-表示抑制,故可表示为:。
(5)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。
14.【作物实验】植物激素对植物生长发育起调节作用,脱落酸(ABA)或油菜素甾醇(BR)等植物激素的作用效果可通过叶片倾角的变化反映,已知BR具有促生长的作用。科学家利用水稻幼苗进行相关实验研究。回答下列问题。
(1)ABA在水稻中主要合成部位为_____和萎蔫的叶片等。
(2)分别用低浓度ABA或BR处理水稻幼苗,一段时间后检测叶片倾角大小,结果如图1。由图可知,ABA和BR对叶片倾角的作用是_____。
(3)为揭示ABA对水稻幼苗叶片倾角的作用机制,研究人员利用突变体1(对施加外源BR不敏感)和突变体2(对施加外源BR敏感)进行实验,结果如图2,实验结果显示_____,据此推测,ABA对水稻幼苗叶片倾角的作用可能依赖于内源BR的合成与信号传导。
(4)已知S基因和R基因的表达产物均为BR合成或信号传导的调节因子。研究人员检测了低浓度ABA处理水稻幼苗一段时间后S基因和R基因的相对表达量,结果如图3。请据此完善下面作用机制模型图_____(下图括号里用“+”代表“促进”,“-”代表“抑制”)。
【答案】(1)根冠
(2)协同作用
(3)经ABA处理后,突变体1、2的叶片倾角显著小于野生型
(4)
【分析】调节植物生命活动的激素不是孤立的,而是相互作用共同调节的,植物生命活动的调节从根本上说是植物基因组程序性表达的结果。植物的生长发育既受内部因子(激素)的调节,也受外部因子(如光、温度、日照长度、重力、化学物质等)的影响。
【详解】(1) ABA在水稻中主要合成部位为根冠和萎蔫的叶片等。
(2)分别用低浓度ABA或BR处理水稻幼苗, 一段时间后检测叶片倾角大小,根据图1结果可知低浓度的ABA和BR均能促进叶片倾角变大 ,可见二者在调节叶片倾角方面表现一致,即表现为协同作用。
(3)为揭示ABA对水稻幼苗叶片倾角的作用机制,研究人员利用突变体1(对施加外源BR不敏感)和突变体2(对施加外源BR敏感)进行实验,图2实验结果显示经ABA处理后,突变体1、2的叶片倾角显著小于野生型,说明突变体相关基因发生突变导致叶片倾角有所减小,而外施ABA的情况下不能起到原来促进倾角增大的作用,而外施BR能使突变体2叶片倾角增大,且ABA和BR在促进叶片倾角增大方面表现为协同,据此可推测ABA对水稻幼苗叶片倾角的作用可能依赖于内源BR的合成与信号传导,而突变体1和2均没有表现出对ABA的效果应该是由于BR不能合成导致的。
(4)已知S基因和R基因的表达产物均为BR合成或信号传导的调节因子。研究人员检测了低浓度ABA处理水稻幼苗 一 段时间后S基因和R基因的相对表达量,根据图3结果可以看出低浓度的ABA能促进S基因的表达,反而抑制R基因的表达,说明R基因表达产物对叶片倾角增大有抑制作用,而S基因表达产物对叶片倾角增大有促进作用,因此可将下列模型表示如下:
15.【农林生产】植物生长发育与光信号密切相关。农业生产中,高低作物间作模式会导致“荫蔽胁迫”,低位作物主要通过光敏色素B(phyB)感知该环境中红光与远红光比值(R/FR)的降低,从而引发一系列生物学效应,降低了作物的产量和品质。下左图为光调控幼苗下胚轴伸长的反应机制部分示意图,据图分析回答下列问题:
注:PIFs是一类具有调控基因转录作用的蛋白质,ROT3、BZR1和ARF6均为基因
(1)与生长素在调控下胚轴伸长方面表现为协同作用的图中激素为______。
(2)phyB存在非活化(Pr)和活化(Pfr)两种形式。荫蔽胁迫下,phyB主要以______形式存在,由此______(填“减弱”或“增强”)对PIFs的抑制作用,导致幼苗下胚轴过度伸长。已知“荫蔽胁迫”导致了萌发后生长阶段的下胚轴、叶柄及茎秆的过度伸长,这有利于植物______,以适应“荫蔽胁迫”环境。据此分析,高低作物间作模式下低位作物产量(种子或果实量)降低的原因可能是______。
(3)结合上述材料,请用箭头表示荫蔽胁迫下调节植物生长发育的环境因素、植物激素和基因表达三者之间的关系______。
(4)阳生植物受到周围植物遮蔽时,茎伸长速度加快,使株高和节间距增加,叶柄伸长,这种现象称为避阴反应,而阴生植物通常无此反应。研究发现,光敏色素使植物感知其他植物的遮阴。现有野生型和光敏色素B突变型(缺乏有功能的光敏色素B)拟南芥若干,利用这两种拟南芥验证光敏色素B使植物具有避阴反应,请补充表格中的实验设计思路并预测实验结果。
处理方式
①正常光下(不遮阴)
④______
实验结果
野生型
②______
⑤茎明显伸长(避阴反应)
光敏色素B突变型
③茎伸长不明显(无避阴反应)
⑥______
【答案】(1)赤霉素、乙烯、油菜素内酯
(2) 非活化(或Pr) 减弱 获得更多光照(进行光合作用) 更多的物质和能量供给下胚轴、叶柄及茎秆生长
(3)
(4) 遮阴 茎伸长不明显(无避阴反应) 茎伸长不明显(无避阴反应)
【分析】1、植物激素是由植物体内产生,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。人们发现的植物激素有生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等。
2、在植物个体生长发育和适应环境的过程中,各种植物激素不是孤立地起作用,而是相互协调、共同调节,植物激素的合成受基因的控制,也对基因的程序性表达具有调节作用。
【详解】(1)赤霉素和乙烯促进PIFs的生成,进而促进生长素的生成,生长素促进ARF6基因的表达,油菜素内酯促进BZR1基因的表达,进而促进ARF6基因的表达,故图中赤霉素、乙烯、油菜素内酯与生长素在促进植物幼苗下胚轴伸长,表现为协同作用。
(2)据图可知,正常光照下,R:FR增高,非活化Pr转化为活化Pfr,以活化的形式存在,荫蔽胁迫下,R:FR降低,Pfr转化为Pr,Pfr的减少减弱了对PIFs的抑制作用,导致下胚轴过度伸长;下胚轴、叶柄和茎秆的过度伸长,有利于植株在“胁迫”下获得更多光照进行光合作用;据此分析,高低作物间作模式下低位作物产量(种子或果实量)降低的原因可能是更多的物质和能量供给下胚轴、叶柄及茎秆生长,影响了叶片面积、分枝数以及生殖器官的生长发育,而导致大豆的产量降低。
(3)植物生长发育的调控中,激素作为信息分子会影响基因的表达;激素的产生和分布是基因表达调控的结果,也受环境因素的影响;植物通过光敏色素响应环境变化调控基因表达及激素的产生和分布,因此环境因素、植物激素和基因表达三者之间的关系为:。
(4)本实验是利用这两种拟南芥验证光敏色素B使植物具有避阴反应,故自变量是植物的种类(是否具有光敏色素B)以及环境条件,因变量是植物是否有避阴反应。在正常光照下,野生型茎伸长不明显;而在遮阴情况下,具有光敏色素B,使植物具有避阴反应,野生型茎明显伸长(避阴反应)。光敏色素B突变型,不具有光敏色素B,使植物不具有遮阴反应,茎伸长不明显(无避阴反应),说明光敏色素B使植物具有避阴反应。
图表分析类
1.【虫害胁迫与细胞分裂素调控】植物对食草昆虫的防御依赖于复杂的激素调控。细胞分裂素(CK)在番茄防御斜纹夜蛾时发挥了重要作用。科研人员模拟斜纹夜蛾啃食番茄幼苗,检测到处理后的叶片中诱导CK分解的相关酶基因表达上调,叶片中CK含量变化如图。下列说法错误的是( )
A.细胞分裂素的合成部位主要是根尖
B.激素的产生和分布是基因表达的结果,环境因素不会影响激素的分布
C.实验结果说明斜纹夜蛾啃食促进番茄叶片中细胞分裂素降解
D.植物激素具有微量高效的作用特点,但是植物体还是需要源源不断地合成植物激素
【答案】B
【详解】A、细胞分裂素的合成部位:主要是根尖;主要作用:促进细胞分裂;促进芽的分化,侧枝发育和叶绿素的合成,A正确;
B、激素的产生和分布受基因调控,但环境因素(如啃食)可影响其分布,B错误;
C、题干中分解酶基因表达上调导致CK降解,如图1显示CK含量下降,C正确;
D、植物激素微量高效,但会被分解,需持续合成以维持作用,D正确。
故选B。
2.【多途径调控植物开花】拟南芥开花受多种因素调控,部分调控机制如图所示。下列叙述正确的是( )
A.低温可促进FLC蛋白的合成,进而促进开花基因的表达
B.拟南芥CO蛋白的昼夜节律变化与光敏色素吸收转化光能有关
C.施用适量赤霉素可影响基因的选择性表达,促进拟南芥开花
D.基因、激素和环境等的共同调节是拟南芥开花的根本原因
【答案】C
【详解】A、分析途径①,春化作用(经过低温诱导促使植物开花)会抑制FLC基因的表达,FLC基因抑制开花诱导途径整合因子基因的表达,A错误;
B、途径②中拟南芥可能通过光敏色素吸收红光和远红光并发生信号转化,从而影响CO基因的表达,B错误;
C、若途径③可独立发挥作用,施用赤霉素可促进花分生组织特性决定基因的表达,进而促进开花,C正确;
D、拟南芥开花的根本原因是基因的选择性表达,D错误。
故选C。
3.【ABA 调控水稻高温抗逆】植物在高温下会迅速启动脱落酸(ABA)信号通路,通过抑制生长来增强抗逆性,但长期激活ABA通路会导致生长停滞。近期关于水稻的研究揭示了ABA的激活与调控机制,如图所示。下列叙述正确的是( )
A.一般情况下,只有成熟的植物体内才可以产生ABA
B.温度回落时甲基化酶激增,有利于ABA受体降解,导致生长停滞
C.精准调控甲基化酶的表达,可降低高温对植株生长的影响
D.ABA发挥作用的方式与动物激素发挥作用的方式完全不同
【答案】C
【详解】A、ABA能在高温胁迫下增强植株的抗逆性,可能在各个时期均会产生,A错误;
B、由题图可知,温度回落时甲基化酶激增,有利于ABA受体的降解,进而解除生长抑制,B错误;
C、精准调控甲基化酶的表达,从而控制ABA受体的数量,降低高温对植株生长的影响,C正确;
D、ABA与动物激素作为信息分子,都与受体结合后发挥调节作用,发挥作用的方式相同,D错误。
故选C。
4.【独脚金内酯调控侧枝生长】为研究植物激素独脚金内酯(SL)的功能,实验小组用人工合成的细胞分裂素类似物6-BA和独脚金内酯类似物GR24,以SL受体不敏感突变体和SL合成缺陷型突变体豌豆植株为材料进行实验,结果如图所示。下列叙述合理的是( )
A.SL、GR24催化细胞代谢,抑制植物侧枝生长
B.GR24减弱了6-BA对侧芽生长的抑制作用
C.突变体2无法合成SL,但是对SL敏感
D.GR24与生长素共同使突变体1表现顶端优势
【答案】D
【详解】A、SL、GR24是植物激素或类似物,起调节作用,而非催化细胞代谢;且从图中能看出GR24会抑制侧枝生长,A错误;
B、对比6-BA组和6-BA+GR24组,加入GR24后侧芽长度更短,说明GR24减弱了6-BA对侧枝生长的促进作用,B错误;
C、由图分析:突变体1植株,施加6-BA+GR24组侧枝长度比单独施加6-BA组的短,且比突变体2短的幅度大,因此可推测出突变体2施加GR24的抑制作用小,即突变体2为SL受体不敏感型,突变体1为SL合成缺陷型,因此应为突变体1无法合成SL,C错误;
D、顶端优势是由生长素的极性运输导致的顶芽抑制侧芽生长的现象,GR24是SL类似物,由图分析具有抑制侧枝生长的功能且突变体1为SL合成缺陷型,因此GR24和生长素共同作用会抑制植物侧枝的生长,表现出顶端优势,D正确。
故选D。
5.【损伤诱导植物防御激素】植物在受到机械损伤或昆虫取食时,会产生防御反应。科学家将某植物损伤植株与另一健康植株放入同一密闭玻璃气室内,枝叶不接触,研究植物体内脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)的变化趋势,实验装置及结果见下图,相关叙述错误的是( )
A.ABA和JA是由植物体内产生的,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物
B.与损伤叶相比,诱导叶ABA和JA含量的峰值出现较晚
C.推测ABA和JA含量增加可能促进相关基因的表达,使得植物体抗性增强
D.本实验直接证明了植物在降低自身损伤的同时,增强了邻近的健康植株的防御反应
【答案】D
【详解】A、脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)是植物激素,植物激素是由植物体内产生,对植物生长发育有显著影响的微量有机物,A正确;
B、观察可知,与损伤叶相比,诱导叶ABA和JA含量的峰值出现较晚,B正确;
C、植物在受到损伤时ABA和JA含量增加,推测ABA和JA含量增加可能促进相关基因的表达,从而使得植物体抗性增强,以应对外界伤害,C正确;
D、本实验只是检测了密闭玻璃气室内健康植株(诱导叶)体内脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)的变化趋势,并没有直接证明植物在降低自身损伤的同时增强了临近健康植株的防御反应,D错误。
故选D。
6.【多种激素协同拮抗】如图表示多种植物激素对黄瓜幼苗生长的调节作用,据图判断下列说法,错误的是( )
A.①②代表的植物激素分别是赤霉素、生长素
B.③代表的植物激素是乙烯,乙烯含量升高会抑制②的作用
C.图中显示三种植物激素在促进黄瓜幼苗生长上具有协同作用
D.除了植物激素外,环境因素和基因表达调控也会影响黄瓜的生长发育
【答案】C
【分析】由图可知,①是赤霉素,②是生长素,③是乙烯。
【详解】A、依据图示可知,激素①②均能促进细胞伸长,则①②应是生长素和赤霉素。又激素②的不同浓度作用效果相反,可知激素②是生长素,则激素①是赤霉素,A正确;
B、当②生长素浓度升高到一定值时,会促进乙烯的合成,而乙烯含量升高会抑制②生长素的作用,即抑制细胞伸长,因此激素③是乙烯,B正确;
C、在促进幼苗生长方面,生长素与赤霉素具有协同作用,二者共同促进幼苗生长,乙烯与二者存在相反的作用,C错误;
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,除了激素的作用外,光、温度、重力等环境因素也会参与调节植物的生长发育,D正确。
故选C。
7.【油菜素内酯缓解盐胁迫】EBR是一种油菜素内酯类调节剂,可以缓解盐胁迫对植物幼苗的伤害。科研工作者以垂穗披碱草幼苗为材料,进行了下表的实验。下列有关分析正确的是( )
NaCl浓度/(mmol·L-1)
0
100
100
100
100
100
100
EBR浓度/(μmol·L-1)
0
0
2
4
6
8
10
平均苗长/mm
75
29
31
55
68
49
28
平均根长/mm
28
12
13
18
21
15
9
A.本实验的自变量是EBR浓度,因变量是平均苗长和平均根长
B.本实验有两个对照组,反映了幼苗在正常和盐胁迫条件下的生长状况
C.该实验证明正常条件下,一定浓度的EBR能促进垂穗披碱草幼苗的生长
D.盐胁迫条件下,EBR促进垂穗披碱草幼苗生长的最适浓度是6μmol•L-1
【答案】B
【分析】植物激素指的是在植物体内合成,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。
【详解】A、本实验的自变量是EBR浓度和是否有NaCl,A错误;
B、本实验有两个对照组,分别是EBR浓度为0的两组,其中一组为正常条件,另一组为盐胁迫条件,因此两个对照组反映了幼苗在正常和盐胁迫条件下的生长状况,B正确;
C、实验结果说明,一定浓度的EBR能缓解盐胁迫对植物幼苗的伤害,并不能直接证明正常条件下,EBR可促进垂穗披碱草幼苗的生长,C错误;
D、分析表格数据可知,盐胁迫条件下,EBR促进垂穗披碱草幼苗生长的最适浓度在4~8μmol·L-1之间,不能确定就是6D错误。
故选B。
8.【激素调控果实发育成熟】猕猴桃富含多种有机物、微量元素和维生素等,具有极高的营养价值。下图为猕猴桃果实发育和成熟过程中激素的动态变化,据图分析错误的是( )
A.猕猴桃果实发育和成熟是由多种激素相对含量调控的
B.在猕猴桃果实发育和成熟过程中,不同激素的调节往往表现出一定的顺序性
C.开花后42天,猕猴桃果实中生长素和赤霉素含量相同,协同促进果实的发育
D.开花后10~23天生长素和细胞分裂素含量较高,推断其为果实生长发育的主要时期
【答案】C
【分析】1、生长素具有促进植物生长的作用,在生产上的应用主要有:
(1)促进扦插的枝条生根;(2)促进果实发育;(3)防止落花落果。
2、赤霉素的生理作用是促进细胞伸长,从而引起茎秆伸长和植物增高。此外,它还有促进麦芽糖化,促进营养生长,防止器官脱落和解除种子、块茎休眠促进萌发等作用。脱落酸和赤霉素含量比值高,有利于分化形成雌花,比值低,有利于分化成雄花。
3、细胞分裂素在根尖合成,在进行细胞分裂的器官中含量较高,细胞分裂素的主要作用是促进细胞分裂和扩大,此外还有诱导芽的分化,延缓叶片衰老的作用。
4、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。
【详解】A、猕猴桃果实发育和成熟是需要多种激素例如生长素、细胞分裂素、赤霉素等相对含量调控的,A正确;
B、在植物生长发育过程中,不同种激素的调节常常表现出一定的顺序性,据图可知果实发育和成熟的早期主要是生长素、细胞分裂素和赤霉素起作用,而后期主要是脱落酸和乙烯起作用,B正确;
C、开花后42天,猕猴桃果实中生长素和赤霉素含量不同,因为二者对应的纵坐标不同,C错误;
D、生长素和细胞分裂素能促进果实发育,因此这两种激素分泌较多的时期即开花后10~23天为果实生长发育的主要时期,D正确。
故选C。
9.【干旱胁迫基因与激素调控】为了研究某些植物激素和非生物胁迫处理对番茄中Sly-miR1917(植物中存在的一种小RNA分子)及其靶基因SlCTR4sv3表达模式的影响,研究人员进行了相关实验并得到如图所示结果(图中聚乙二醇模拟的是干旱环境)。下列说法正确的是( )
A.植物生长发育的调控,仅由激素调节和环境因素调节共同完成
B.与Sly-miR1917相比,SlCTR4sv3对图中各植物激素的处理都更加敏感
C.聚乙二醇处理使SlCTR4sv3表达量增加引起的生理效应可能是叶表皮气孔关闭
D.随着激素浓度的增加,图中各激素对SlCTR4sv3表达量的影响逐渐增强
【答案】C
【分析】植物生长发育的调控由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成。对于多细胞植物体来说,细胞与细胞之间、器官和器官之间的协调、需要通过激素传递信息。激素作为信息分子,会影响基因的表达,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。
【详解】A、植物生长发育的调控由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成,A错误;
B、与对照组相比,用赤霉素、水杨酸、聚乙二醇等激素处理后,SlCTR4sv3的表达量变化明显,说明SlCTR4sv3对赤霉素、水杨酸、聚乙二醇等激素更敏感,但用脱落酸处理后,Sly-miR1917的表达量变化明显,说明Sly-miR1917对脱落酸更敏感,B错误;
C、聚乙二醇在实验中的作用是模拟干旱环境,在干旱环境下,SlCTR4sv3的相对表达量大幅增加,可见其对植物抗旱有一定作用,作用效果可能是引起气孔关闭,C正确;
D、图中各激素对SlCTR4sv3表达量的影响存在差异,但不能推断出随着激素浓度增加该影响会逐渐增强,因为并没有探究不同浓度的各种激素对SlCTR4sv3表达量的影响,D错误。
故选C。
10.【生长素两重性、各类激素功能】下图是A、B、C、D四种植物激素调节幼苗生长的示意图,以下叙述正确的是( )
A.激素D是乙烯,它能促进果实发育
B.A、B、C、D四种植物激素中,能促进植物生长的激素只有B和C
C.用相同浓度的激素C处理植物的不同部位.作用效果可能不同
D.激素B的化学本质是吲哚乙酸,它的前体物质是色氨酸
【答案】C
【分析】分析图可知:A是细胞分裂素,其主要作用是促进细胞分裂;B是赤霉素,可以促进细胞伸长;C为生长素,低浓度的生长素促进细胞的伸长,但生长素浓度增加到一定值时,就会促进D乙烯的合成,而乙烯含量的增高,反过来又抑制生长素促进细胞伸长的作用。
【详解】A、C为生长素,当生长素浓度增加到一定值时,就会促进乙烯的合成,从而抑制细胞的伸长,D为乙烯,乙烯主要作用是促进果实成熟,A错误;
B、A、B、C、D四种植物激素中,能促进植物生长的激素有A、B和C,B错误;
C、C为生长素,植物的不同部位对生长素的敏感性不同,用相同浓度的生长素处理植物的不同部位,其作用效果可能不同,C正确;
D、激素B是赤霉素,激素C是生长素,生长素的化学本质是吲哚乙酸,D错误。
故选C。
11.【乙烯调控果实成熟】为了便于长途运输和储存,番茄常在绿熟期被采摘,销售前用乙烯利(能释放乙烯)处理,使其快速、均匀变红变软,表现出成熟。如图1为乙烯通过信号转导通路促进番茄成熟的过程,图2为某植物生长素和脱落酸参与乙烯合成的调节过程。回答下列问题:
(1)作为植物激素,乙烯除了能促进果实成熟外,还有________的功能(答出一点即可)。
(2)由图1可知,乙烯进入细胞后与受体结合为复合体,复合体能调控核基因的表达,使细胞合成较多的_________,使果实变红变软。
(3)某菜农发现,同一批番茄在夏季成熟速度明显快于秋季,即使温度条件相似,成熟速度仍有差异,可推测________也可能影响乙烯的合成。
(4)由图2可知,若生长素与脱落酸的比值较高,则__________(填“有利于”或“不利于”)乙烯合成,该过程中产生的乙烯对自身合成的调节属于__________(填“正反馈”或“负反馈”)调节。
(5)据以上材料和问题推测,植物生长发育的调控是由______________、激素调节和______________共同完成的。
【答案】(1)促进叶片衰老(或促进器官脱落、促进开花)
(2)番茄红素、果胶酶
(3)光照(光照时长/光照强度)
(4) 不利于 正反馈
(5) 基因表达调控 环境因素调节
【分析】分析图1:乙烯诱导果实成熟的细胞内过程:乙烯作为信号分子,通过细胞膜上的受体进入细胞,与受体结合形成“乙烯-受体复合体”,该复合体调控细胞内基因的表达,促使细胞合成更多的番茄红素和果胶酶,果胶酶分解细胞壁中的果胶,使果实变软,同时配合色素合成(如番茄红素),最终使果实呈现“红、软”的成熟状态。 分析图2:激素与乙烯合成的相互调节关系: 脱落酸通过促进乙烯合成酶的合成,进而促进乙烯的合成,促进果实脱落,而生长素可以抑制该过程,并且脱落酸和乙烯都会反过来抑制生长素的合成。
【详解】(1)乙烯的功能:除促进果实成熟外,还具有促进叶片衰老(或促进器官脱落、促进开花)的功能。
(2)由图1可知,乙烯-受体复合体调控基因表达,使细胞合成较多的番茄红素和果胶酶,果胶酶分解细胞壁中的果胶,可以使果实变软,番茄红素可以使果实变红。
(3) 夏季与秋季的差异除温度外,光照(光照时长/光照强度)也可能影响乙烯合成,导致成熟速度差异。
(4)由图2可知,脱落酸通过促进乙烯合成酶的合成,进而促进乙烯的合成,促进果实脱落;生长素与脱落酸比值较高时,生长素抑制脱落酸的作用增强,脱落酸对乙烯合成酶的促进作用减弱,因此不利于乙烯合成;乙烯合成后会抑制生长素的合成,则生长素抑制脱落酸的作用减弱,脱落酸对乙烯合成酶的促进作用增强,因此乙烯合成后进一步促进自身合成(增强成熟进程),该调节属于正反馈。
(5)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。
12.【光敏色素、生长素两重性】春有“陌上柔桑破嫩芽”、夏有“木笔犹开第一花”、秋有“无边落木萧萧下”、冬有“凌寒独自开”,这些古诗生动地描述了植物生命活动响应四时的变化而作出的反应。回答下列问题:
(1)光信号对植物开花的调控非常重要,细胞内吸收红光和远红光的物质是_____________,其化学本质是_____________,光信号使其结构改变,最终经信息传递系统传导至_____________内,从而表现出生物学效应。
(2)已知甲为生长素类似物,图为X、Y和Z三种浓度的甲对RD茎段侧芽生长的影响,X浓度、Y浓度和Z浓度之间大小的关系是____________________________。
(3)生长素作为_____________分子,调节细胞伸长生长;水平放置的根向重力方向弯曲生长,体现了生长素作用具有_____________特点。为探究根向重力方向弯曲生长与哪个部位有关,实验处理及结果如图。结果说明_____________________________。
(4)植物的生长发育的调控,是由基因表达调控、_____________调节和_____________调节共同完成的。
【答案】(1) 光敏色素 色素-蛋白质复合体 细胞核
(2)X>Y、X>Z,Y与Z之间大小关系不确定
(3) 信息 低浓度促进生长,浓度过高时抑制生长 根向重力方向弯曲生长与根冠部位有关
(4) 激素 环境
【分析】生长素主要由色氨酸经一系列酶促反应合成,合成部位集中在植物生长旺盛、代谢活跃的部位。
【详解】(1)细胞内吸收红光和远红光的物质是光敏色素,化学本质是蛋白质(色素-蛋白复合体),分布在植物的各个部位,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到细胞核内,影响特定基因的表达,从而表现出生物学效应。
(2)根据图2可知,X浓度下的侧芽生长量小于空白对照组的生长量,说明X浓度的激素类似物甲对RD茎段侧芽生长具有抑制作用,Y和Z浓度的激素类似物甲对侧芽生长均具有促进作用,且Z浓度的激素类似物甲对侧芽生长的促进作用更明显,根据激素类似物甲生理作用是低浓度促进生长,高浓度抑制生长,可知X>Y,X>Z,但Y和Z之间浓度大小无法判断。
(3)生长素是一种植物激素,作为信息分子能够调节细胞伸长生长;水平放置的根向重力方向弯曲生长,是因为根的近地侧生长素浓度高、抑制生长,远地侧浓度低、促进生长,体现了生长素作用具有低浓度促进生长,浓度过高时抑制生长特点;为探究根向重力方向弯曲生长与哪个部位有关,实验中,有根冠的水平根会向重力方向弯曲,去除根冠的水平根不弯曲,说明根的向重力方向弯曲生长与根冠有关。
(4)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:激素的合成受基因的控制,激素反过来也会影响基因的表达过程,激素的分布和基因的表达都受环境因素的影响。
13.【光周期、激素相互作用】植物特定部位能感受外界光照、温度变化,从而引起植物体内激素浓度和比例的改变,导致植物发生相应的生理活动改变,几种激素之间的关系如图1所示:
请据图回答下列问题:
(1)植物激素的特点是__________;图1中高浓度生长素细胞纵向生长受到抑制可能原因是__________。
(2)人为控制每日光照和黑暗的时长可以改变花期。秋菊开花受光周期影响,其开花情况与日照长短关系如图2所示:
①据图2分析可知秋菊属于__________(填“短日照”或“长日照”)植物。
②研究发现,光可作为__________(填“信号”或“能量”)被植物体中的光敏色素捕获,进而调控植物的生长发育。尝试从光敏色素作用机理方面分析光周期诱导植物花期改变的原理:__________。
(3)为使菊花延迟开放可通过__________方法。
(4)请在下图中用箭头表示调节植物生长发育的环境因素、植物激素和基因表达三者之间的关系__________。
【答案】(1) 微量、高效 高浓度生长素促进乙烯的合成,而乙烯会抑制细胞纵向伸长。
(2) 短日照 信号 光周期诱导光敏色素结构发生改变,影响特定基因的表达,从而改变植物的花期
(3)夜间补光、延长光照时间
(4)
【分析】在植物个体生长发育和适应环境的过程中,各种植物激素不是孤立地起作用,而是相互协调、共同调节,植物激素的合成受基因的控制,也对基因的程序性表达具有调节作用。
【详解】(1)植物激素的特点:植物激素是植物体内产生的微量有机物,具有微量、高效的特点;它通过植物体内的汁液(类似动物的体液)运输,并且只对特定的靶器官、靶细胞起调节作用。高浓度生长素抑制生长的原因:从图中能看到,生长素和乙烯存在关联:高浓度的生长素会促进乙烯的合成。而乙烯的作用是抑制细胞的纵向伸长,所以当生长素浓度过高时,乙烯含量上升,就会抑制植物生长。
(2)①从图中看出,当光照时间短于临界夜长时开花,属于短日照植物;
②光可作为信号在植物体中被光敏色素捕获,该过程中光不提供能量。光周期诱导植物花期改变的原理可能是:光周期诱导光敏色素结构发生改变,影响特定基因的表达,从而改变植物的花期。
(3)秋菊是短日照植物,要延迟开花,需要打破它的短日照条件,具体方法是:在秋菊即将进入开花周期时,增加光照时间(比如在暗期中间补充光照),缩短暗期长度,使其暗期无法达到“临界夜长”,从而延迟开花。
(4)植物通过光敏色素响应环境变化调控基因表达及激素的产生和分布,在植物生长发育的调控中,激素作为信息分子会影响基因的表达;激素的产生和分布是基因表达调控的结果,也受环境因素的影响;因此环境因素、植物激素和基因表达三者之间的关系如图。
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14.【荫蔽胁迫光敏色素 + 激素调控】农田中玉米—大豆间作时,玉米(高位作物)对大豆(低位作物)具有遮阴作用,严重时引发“荫蔽胁迫”。大豆可通过体内的光敏色素及多种激素共同作用以响应荫蔽胁迫,机制如图。图中光敏色素互作因子(PIFs)是一类具有调控基因转录作用的蛋白质,“+”表示促进,“-”表示抑制。请回答下列问题。
(1)光敏色素是一类_____(化学本质),在_____的细胞内比较丰富。不同的光照条件能改变光敏色素的_____,从而导致其类型发生改变,这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内,影响特定基因的表达,从而表现出生物学效应。
(2)自然光被植物滤过后,其中红光(R)/远红光(FR)的值会下降,原因是_____。发生荫蔽胁迫时,处于低位的植物体内的光敏色素主要以_____形式存在。此形式的光敏色素可_____(填“减弱”或“增强”)对光敏色素互作因子(PIFs)的抑制作用,有利于多种激素共同响应荫蔽胁迫。在调控下胚轴和茎秆伸长方面,图中四种激素之间具有_____作用。
(3)荫蔽胁迫下,幼苗下胚轴显著伸长的意义是_____。玉米—大豆间作时,受荫蔽胁迫的大豆产量明显降低,主要原因是_____。
(4)植物的生长发育受基因表达、植物激素和环境因素的共同调节,请在相应的方框中用箭头表示荫蔽胁迫下三者之间的关系。_____
【答案】(1) 蛋白质或色素蛋白复合体 分生组织 空间结构
(2) 植物叶片中的叶绿素吸收红光 光非活化态(或Pr) 减弱 协同
(3) 有利于植物吸收更多的光照,以适应环境的变化 叶片将更多的有机物供给下胚轴及茎秆等的伸长,转移至种子内的有机物减少
(4)
【分析】在植物个体生长发育和适应环境的过程中,各种植物激素不是孤立地起作用,而是相互协调共同调节,植物激素的合成受基因的控制,也对基因的程序性表达具有调节作用。
【详解】(1)光敏色素是一类蛋白质(色素-蛋白复合体),在分生组织的细胞内比较丰富。光照调控植物生长发育的反应机制:不同的光照条件→光敏色素被激活,(空间)结构发生变化→信号经过信息传递系统传导到细胞核内→细胞核内特定基因的转录变化(表达)→转录形成RNA→蛋白质→表现出生物学效应。
(2)植物叶片中的叶绿素(光合色素)吸收红光,几乎不吸收远红光,因此自然光被植物滤过后,其中红光(R)/远红光(FR)的值会下降。据图可知,荫蔽胁迫下,活化态(Pfr)转化为非活化态(Pr)增加,因此低位植物体内的光敏色素主要以非活化态(或Pr)形式存在。据图可知,活化态(Pfr)可抑制光敏色素互作因子(PIFs)的作用,荫蔽胁迫时,Pfr减少,减弱了对PIFs的抑制作用。据图可知,赤霉素和乙烯促进PIFs的生成,进而促进生长素的生成,生长素促进下胚轴和茎秆伸长,油菜素内酯促进BZR1基因的表达,进而促进下胚轴和茎秆伸长,即四种激素均能促进植物幼苗下胚轴伸长,表现为协同作用。
(3)荫蔽胁迫引发低位植物的下胚轴及茎秆等出现过度伸长,导致植物长高,这有利于植物吸收更多的光能进行光合作用,以适应环境的变化。据图可知,荫蔽胁迫下,低位植物体内的光敏色素主要以非活化态(Pr)形式存在,对赤霉素、乙烯和油菜素内酯合成的抑制作用减弱,使受荫蔽胁迫的大豆下胚轴及茎秆等伸长,消耗了更多的光合作用产物,进而使光合产物(有机物)向种子内的转移减少,且由于光被遮挡,光合作用合成有机物减少,因此玉米一大豆间作时,受荫蔽胁迫的大豆产量明显降低。
(4)植物生长发育的调控中,激素作为信息分子会影响基因的表达;激素的产生和分布是基因表达调控的结果,也受环境因素的影响;植物通过光敏色素响应环境变化、调控基因表达及激素的产生和分布,因此环境因素、植物激素和基因表达三者之间的关系为:。
15.【荫蔽胁迫激素调控株型】在农业生产中,高低作物间作套种常会导致环境中红光与远红光的比值降低,影响作物产量和质量,这种现象称为荫蔽胁迫。光敏色素是植物接受光信号的分子,具有非活化态(Pr)和活化态(Pfr)两种类型。下图为某种光敏色素和几种重要植物激素响应荫蔽胁迫的信号传递系统示意图。据图回答下列问题。
(1)光作为信号分子,影响、调控植物生长、发育的全过程。除光以外,参与调节植物生命活动的其他环境因素还有______(答出两点)。
(2)赤霉素能促进细胞的伸长,从而引起植株增高,在调控低位植物茎秆伸长方面与生长素表现出_____作用。除此以外,赤霉素的主要作用还有_____(答出两点)。
(3)荫蔽胁迫下,光敏色素转变为______类型,结合图示分析,高低作物间作模式下低位作物由于_______的原因导致下胚轴和茎秆伸长,消耗了更多的光合作用产物,进而使光合产物向种子内的转移减少,且由于光被遮挡,光合作用合成有机物减少,因此间作时,受荫蔽胁迫的作物产量明显降低。
(4)由图可知,植物生长发育的调控,是由______共同调节完成的。
【答案】(1)1温度、重力
(2) 协同 促进种子萌发、促进果实发育
(3) 非活化态(Pr) 荫蔽胁迫使光敏色素转变为 Pr,导致赤霉素和生长素合成增加
(4)基因表达调控、激素调节和环境因素调节
【分析】1、激素调节只是植物生命活动调节的一部分。2、在植物个体生长发育和适应环境的过程中,各种植物激素不是孤立地起作用,而是相互协调共同调节,植物激素的合成受基因的控制,也对基因的程序性表达具有调节作用。
【详解】(1) 除光以外,参与调节植物生命活动的其他环境因素还有温度、重力等。温度会影响植物的生长速率、开花结果等过程,例如春化作用;重力会影响植物根的向地性和茎的背地性生长。
(2) 赤霉素和生长素都能促进细胞伸长,从而引起植株增高,在调控低位植物茎秆伸长方面表现出协同作用。 赤霉素可以打破种子的休眠,促进种子萌发;在果实发育过程中,赤霉素能够促进果实的生长和发育。
(3) 荫蔽胁迫下,红光与远红光的比值降低,光敏色素转变为非活化态(Pr)类型。 结合图示分析,高低作物间作模式下低位作物由于荫蔽胁迫使光敏色素转变为 Pr,抑制了对赤霉素合成酶基因的抑制作用,赤霉素合成增加,同时 PIFs 增多,促进了生长素合成,在赤霉素和生长素的作用下导致下胚轴和茎秆伸长,消耗了更多的光合作用产物,进而使光合产物向种子内的转移减少,且由于光被遮挡,光合作用合成有机物减少,因此间作时,受荫蔽胁迫的作物产量明显降低。
(4) 由图可知,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调节完成的。基因表达调控为植物生长发育提供了内在的可能性,激素调节在其中起着重要的信号传递和调节作用,而环境因素如光、温度等则可以影响激素的合成和信号传递过程,从而对植物生长发育进行调控。
16.【水杨酸平衡免疫与生长】植物进化出强大的免疫防御机制应对病原体,但免疫激活会抑制生长发育。近期我国科学家揭示了水杨酸合成控制因子SC1平衡植物免疫和生长的机制。
(1)水杨酸是一种植物激素,可作为________被受体识别,经信号转导影响细胞内免疫相关_______的表达,激活免疫反应。
(2)SC1是一种长链非编码RNA。研究人员用基因敲除技术构建SC1突变体,检测不同个体中水杨酸积累量,结果如图1。对野生型植物幼苗进一步开展四组实验,探究细菌感染对SC1积累量的影响,实验处理及结果如图2。
①图1结果表明SC1可通过_______,抑制植物免疫。
②对比图2中_________两组的结果,可说明SC1积累量下降是由于细菌感染加速了SC1的降解;图2中1组、2组的差值大于3组、4组的差值说明细菌感染还可以_______。
(3)N蛋白可激活水杨酸合成酶基因表达,而SC1可招募并结合某种蛋白质,抑制N基因表达,为验证这种蛋白质是C蛋白,科研人员将SC1探针与胞内C蛋白、无关蛋白混合并电泳,结果如图3(生物素量越多则条带颜色越深)。请在“a”、“b”、“c”处填写符号完善实验设计,“+”、“-”代表是否添加,“+”多少代表添加量_____。
(4)SC1是调节植物体内水杨酸含量的“分子开关”从物质与能量的角度概括SC1如何平衡植物免疫和生长____。
【答案】(1) 信息分子 基因
(2) 抑制水杨酸的合成 接种细菌组和不接种细菌 加速了SC1的降解
(3)“+”、“+”、“++”
(4)SC1可招募并结合C蛋白实现对N蛋白相关基因表达的抑制,N蛋白含量下降,而N蛋白可激活水杨酸合成酶基因表达,因而表现为水杨酸合成量减少,植物的免疫反应不能被激活,植物正常生长,而当植物受到细菌感染后,细菌能抑制SCI的合成,进而减少了对C蛋白的结合,此时N蛋白合成量上升,导致水杨酸合成增多,激活植物的免疫反应,起到了消灭细菌的作用,细菌感染消灭后SCI的合成量上升,进而通过调节使得水杨酸合成量下降,植物生长发育过程被激活。
【分析】植物激素是指植物体内产生的一些微量而能调节自身生理过程的有机化合物。激素调节在植物的生长发育和对环境的适应过程中发挥着重要作用,但是,激素调节只是植物生命活动调节的一部分。植物的生长发育过程,在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。光照、温度等环境因子的变化,会引起植物体内产包括植物激素合成在内的多种变化,进而对基因组的表达进行调节。
【详解】(1)水杨酸是一种植物激素,可作为信息分子被受体识别,经信号转导影响细胞内免疫相关基因的表达,激活免疫反应,抑制生长发育。
(2)①图1结果表明SC1可通过抑制水杨酸的合成减弱对植物免疫相关基因表达的促进作用,抑制植物免疫。
②对比图2中接种细菌组和不接种细菌两组的结果,可说明SC1积累量下降是由于细菌感染加速了SC1的降解;图2中1组、2组的差值大于3组、4组的差值说明细菌感染还可以抑制RNA的合成,进而表现为SCI的积累量下降。
(3)N蛋白可激活水杨酸合成酶基因表达,而SC1可招募并结合某种蛋白质,抑制N基因表达,为验证这种蛋白质是C蛋白,即本实验的目的是验证SCI和C蛋白可以发生特异性结合,实验中所用SC1探针可与SCI结合,因此当探针与ACI结合后也可检测到胞内C蛋白的存在,而无关蛋白不会与ACI结合,据此做出判断,根据图3结果推测,“a”、“b”、“c”处的处理分别为“+”、“+”、“++”。
(4)SC1是调节植物体内水杨酸含量的“分子开关”,其相关机理为SC1可招募并结合C蛋白实现对N蛋白相关基因表达的抑制,N蛋白含量下降,而N蛋白可激活水杨酸合成酶基因表达,因而表现为水杨酸合成量减少,植物的免疫反应不能被激活,植物正常生长,而当植物受到细菌感染后,细菌能抑制SCI的合成,进而减少了对C蛋白的结合,此时N蛋白合成量上升,导致水杨酸合成增多,激活植物的免疫反应,起到了消灭细菌的作用,细菌感染消灭后SCI的合成量上升,进而通过调节使得水杨酸合成量下降,植物生长发育过程被激活,可见在该过程中SC1起到了调节植物体内水杨酸含量“分子开关”的作用,既能起到激活免疫的作用,也能避免过多的能量浪费。
实验探究类
1.【干旱下 IAA 与 ABA 协同调控植物生长抗逆】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(以正常的条件为对照,在方框中以文字的形式作答)______。
【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)
【详解】(1)根据题目信息可知,生长素与脱落酸作为信息分子,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)①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;②结合信息可知,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
(5)综合上述信息可知,干旱条件下,TS基因表达下降,TS能精细协调生长和逆境响应之间的平衡,其调节机制模型如图:
2.【油菜素内酯、细胞分裂素调控种子萌发】红豆草茎秆柔软,富含多种营养,被誉为“牧草皇后”。牧草种子发芽率的高低直接影响其生产和利用,为了解外源激素对红豆草种子萌发的影响,科研人员用不同浓度的油菜素内酯(BR)和6-苄基腺嘌呤(6-BA,细胞分裂素类似物)处理红豆草种子,对相关指标进行检测,结果如图。
回答下列问题:
(1)植物种子萌发是由激素调节、_________和环境因素调节共同完成的。
(2)红豆草种子富含淀粉,已知种子萌发过程需要消耗大量能量,结合图1可推测,在调控种子萌发的过程中,BR作为_________,可调控细胞内的物质转化,促进_________,从而为代谢产能提供原料。
(3)根据图2可知,6-BA对红豆草种子萌发的调控作用表现为:_________。有同学根据实验结果提出,联合使用0.08 mg·L-1的BR和10 mg·L-1的6-BA处理红豆草种子,可使萌发率最高。请说说该想法是否合理并简述理由:_________。
【答案】(1)基因表达调控
(2) 信号分子 淀粉分解为可溶性糖
(3) 较低浓度促进种子萌发,过高浓度抑制种子萌发 不合理。未联合使用6-BA和BR处理红豆草种子,无法判断该浓度组合处理下其萌发率是否最高
【详解】(1)植物的生命活动受多种因素调节,种子萌发这一过程是由激素调节、基因表达调控和环境因素调节共同完成的。
(2)已知红豆草种子富含淀粉,种子萌发需大量能量,结合图1,BR处理后可溶性糖含量变化,可推测在调控种子萌发时,BR作为信号分子,调控细胞内物质转化,促进淀粉分解为可溶性糖,从而为代谢产能提供原料。
(3)由图2可知, 6-BA浓度为10mg·L-1时发芽率峰值出现,20mg·L-1、30mg·L-1发芽率下降,在实验浓度范围内,6-BA对红豆草种子萌发的作用具有较低浓度促进种子萌发,过高浓度抑制种子萌发的特点。联合使用0.08mg·L-1的BR和10 mg·L-1的6-BA处理红豆草种子,可使萌发率最高的想法不合理,因为该实验仅分别探究了BR和6-BA单独处理的效果,未探究联合使用6-BA和BR处理红豆草种子,无法判断该浓度组合处理下其萌发率是否最高。
3.【环境激素调控水生植物叶形态分化】某种水生植物可根据叶片所处的生态环境调整叶子的形态,水面为漂浮叶,水下为沉水叶。某科研小组测定了该水生植物成熟期两种叶形的相关数据,如下表所示。回答下列问题:
叶形
叶片特征
叶片长度(mm)
赤霉素含量(μg/g)
叶绿素含量(mg/g)
沉水叶
细长线形
33.27
3.7
2.39
漂浮叶
卵圆形、气孔明显
11.37
1.5
2.67
(1)测定该水生植物叶绿素含量时,可利用________进行提取,之后再选择________(填“蓝紫光”或“红光”)进行测定,原因是________。
(2)漂浮叶适应水面环境的适应性特征有________。
(3)与漂浮叶相比,沉水叶细胞中乙烯合成相关基因表达量增加。有观点认为:赤霉素需要在乙烯的参与下,才能促进沉水叶的形成,否则为漂浮叶。请以该水生植物、乙烯利溶液、清水为材料,完成下列实验思路。
①取生长状况相同的该水生植物的________(填“漂浮叶”或“沉水叶”)若干,随机均分为两组;
②一组________,另一组________,一段时间之后,观察叶形变化情况。
(4)该水生植物叶片形态受如图三种因素共同调控。请根据本题信息,用箭头将三种因素之间的关系补充完整。
【答案】(1) 无水乙醇 红光 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素也能吸收蓝紫光,会造成干扰,红光主要被叶绿素吸收,特异性强,测定更准确
(2)叶片呈卵圆形,利于漂浮和接受光照;气孔明显,便于气体交换;叶片较短小,减少水流阻力;叶绿素含量较高,适应强光环境,提高光合效率
(3) 漂浮叶 用适量乙烯利溶液处理 用等量清水处理
(4)
【分析】光合作用在植物细胞的叶绿体中进行,叶绿体类囊体的薄膜上有捕获光能的色素,在类囊体薄膜上和叶绿体基质中还有许多进行光合作用所必需的酶,光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。
【详解】(1)叶绿体中的光合色素(叶绿素)属于有机物,根据相似相溶原理,可溶解在有机溶剂无水乙醇中,因此可用无水乙醇提取。若选择蓝紫光测定,类胡萝卜素会同时吸收蓝紫光,导致测定值包含类胡萝卜素的吸收,干扰叶绿素含量的准确测量,红光主要被叶绿素吸收,类胡萝卜素对红光吸收极少,因此选择红光测定能更精准反映叶绿素的实际含量。
(2)漂浮叶适应水面环境的特征有叶片呈卵圆形,利于漂浮在水面并充分接受光照;叶片较短小,可减少水流阻力;气孔明显,便于与空气进行气体交换(吸收 CO₂、释放 O₂),保障光合作用和呼吸作用的顺利进行;叶绿素含量较高,能适应水面强光环境,更高效地捕获光能,提升光合效率。
(3)①实验目的是验证 “赤霉素需要在乙烯参与下才能促进沉水叶形成”,因此选择漂浮叶作为实验材料,漂浮叶本身赤霉素含量较高,在无乙烯时维持漂浮形态,便于观察乙烯处理后向沉水叶的转变。
②实验组用适量乙烯利溶液处理,模拟乙烯合成增加的情况,对照组用等量清水处理,保持原有激素水平,一段时间之后,观察叶形变化情况,实验组漂浮叶转变为沉水叶,对照组仍为漂浮叶,即可证明赤霉素需要乙烯参与才能促进沉水叶形成。
(4)根据题意,叶片形态由环境因素、植物激素、基因表达共同调控,关系如下:
。
4.【生长素两重性、多激素互作调节果实与种子】植物激素对植物的生长发育发挥着重要的调节作用,农业生产上经常使用植物生长调节剂来改善生产效益。图甲中的曲线代表玉米和双子叶杂草对不同浓度生长素类调节剂的反应。研究人员用植物激素ABA及其合成抑制剂分别处理采摘后的番茄,研究乙烯释放量的变化情况,结果如图乙所示(CK处理为对照)。
(1)由图甲可知,一般情况下,生长素的作用特点是______。农田里双子叶杂草的生长会影响玉米的产量,常采用喷洒一定浓度的生长素类调节剂的方法进行增产,原理是______。
(2)由图乙可以看出,ABA可以______(填“促进”或“抑制”)乙烯的合成。
(3)为研究红光、远红光及赤霉素(GA)对莴苣种子萌发的影响,研究小组进行黑暗条件下莴苣种子萌发的实验。其中红光和远红光对莴苣种子赤霉素含量的影响如图甲所示,红光、远红光及外施赤霉素对莴苣种子萌发的影响如图乙所示。
①据图甲和图乙实验结果可知,红光处理莴苣种子,比外施赤霉素的种子萌发响应时间______(填“长”或者“短”),可能是红光促进种子细胞内______的表达,进而促进种子萌发。
②若红光处理结合外施脱落酸,则莴苣种子萌发率比单独红光处理会______(填“高”或者“低”),原因是______。
(4)玉米的矮生突变体与赤霉素有关,有的是激素合成缺陷型突变体,有的是激素不敏感型突变体。为研究某一类玉米矮生突变体所属的类型,请设计实验方案。
实验思路:_______。
预期实验结果及结论:_______。
【答案】(1) 低促高抑 不同植物对生长素(类调节剂)的敏感程度不同,一定的高浓度的生长素类调节剂能抑制双子叶杂草的生长,促进玉米的生长
(2)促进
(3) 短 合成赤霉素相关基因 低 脱落酸会抑制种子萌发
(4) 将生长状况相同的该类玉米矮生突变体的幼苗随机均分为A、B两组,用适宜浓度的赤霉素溶液处理A组作为实验组,B组不作处理(或用清水处理)作为对照组。在相同且适宜的条件下培养一段时间后,测量并比较A、B两组植株高度 若A组株高高于B组,则该突变体为激素合成缺陷型突变体;若A、B两组株高大致相同,则该突变体为激素不敏感型突变体
【详解】(1)生长素的作用特点是低浓度促进生长,高浓度抑制生长。不同植物对生长素(类调节剂)的敏感程度不同,一定的高浓度的生长素类调节剂能抑制双子叶杂草的生长,促进玉米的生长。
(2)分析图乙,ABA处理组,乙烯释放量高于对照组;ABA合成抑制剂处理组,乙烯释放量低于对照组,故ABA可以促进乙烯的合成。
(3)结合图甲和图乙结果可知,红光处理组种子比外源赤霉素的种子萌发时间短,原因是红光促进细胞内合成赤霉素相关基因的表达,进而促进种子萌发。
② 脱落酸具有抑制种子萌发的作用,若红光处理后施加外源脱落酸,莴苣种子萌发率比红光处理会低。
(4)研究某一类玉米矮生突变体是激素合成缺陷型突变体还是激素不敏感型突变体,实验自变量是是否用赤霉素处理,将生长状况相同的该类玉米矮生突变体的幼苗随机均分为A、B两组,用适宜浓度的赤霉素溶液处理A组作为实验组,B组不作处理(或用清水处理)作为对照组。在相同且适宜的条件下培养一段时间后,测量并比较A、B两组植株高度。实验结果是若A组株高高于B组,则该突变体为激素合成缺陷型突变体;若A、B两组株高大致相同,则该突变体为激素不敏感型突变体。
5.【ABA 与营养信号协同调控植物抗逆】自然环境中植物会同时面临多种压力,脱落酸(ABA)是植物适应非生物胁迫最重要的调节因子。为探究植物如何整合不同信号,进行如下实验。
(1)植物生长发育的调控是由基因表达调控、________和环境因素调节共同完成的。
(2)检测水稻根部在不同硝酸盐浓度下ABA诱导的基因表达,结果如图1。由图1可知,提高ABA浓度可________高浓度对ABA反应的抑制,研究者推测ABA和可能以竞争的方式被相同的受体识别。
(3)质膜上的硝酸盐转运蛋白NRT可作为感知细胞外硝酸盐浓度的受体。为探究ABA是否也以NRT为受体,进行了实验。
①获取用FLAG(一种短肽链)标记的NRT和突变蛋白nrt1,分别加入不同浓度ABA孵育一段时间,然后与蛋白酶K混合,电泳并用抗FLAG抗体检测(图2)。该结果证明ABA可直接与NRT结合,据此推测ABA、NRT、蛋白酶K之间的关系________。
②研究者进一步通过实验证明“ABA以NRT为受体”。实验组所用材料、处理及检测指标应为________。
A.野生型水稻
B.nrt1突变体水稻
C.低条件
D.高条件
E.不用ABA处理叶片
F.用适宜浓度ABA处理叶片
G.ABA响应基因的表达
H.响应基因的表达
(4)为进一步探究NRT响应ABA的信号转导机制,进行如下实验。用不同浓度ABA处理携带SPX-nLUC和cLUC-NRT的叶片,结果如图3。
NLP是ABA信号转导中一个重要的转录因子,与SPX蛋白结合时不发挥作用。构建NLP-GFP(GFP为绿色荧光蛋白)转基因水稻,用100nM ABA处理后,检测到荧光信号由细胞质向细胞核集中。根据以上实验结果推测NRT响应ABA的信号转导机制________。
(5)综合以上研究,分析植物整合环境中非生物胁迫和营养条件()信号的意义________。
【答案】(1)激素调节
(2)减缓
(3) ABA与NRT结合后,可以稳定NRT的结构,使其不易被蛋白酶K降解 BCFG
(4)NRT与ABA结合后,可与SPX形成复合物,从而释放被SPX结合的转录因子NLP,NLP入核,调控相关基因表达。
(5)植物通过同一受体响应ABA和NO3-信号,在高营养条件下,优先响应NO3-信号,实现生长发育;在非生物胁迫下,优先响应ABA信号,实现抗逆性。该机制是植物在长期进化中形成的对不同营养条件和非生物胁迫的适应,有利于种群的生存和繁衍
【分析】植物激素是一类由植物体内产生,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。植物激素主要有生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸等五类。激素作为信息分子,通过与受体结合起作用。
【详解】(1)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。
(2)从图1可以看出,当NO3−浓度较高(5mM)时,低浓度ABA(0.1μM)诱导的差异基因表达个数较少,而高浓度ABA(10μM)诱导的差异基因表达个数明显增多。这表明提高ABA浓度可减缓高浓度NO3−对ABA反应的抑制。
(3)①据图2可知,对于NRT-FLAG:无ABA(0nM)→条带弱→易被蛋白酶K降解;加入ABA后(10、102、103nM)→条带逐渐变强→ABA浓度越高,保护作用越强→说明ABA结合NRT后可稳定NRT的结构,使其不易被蛋白酶K降解。对于nrt1-FLAG(突变体):所有ABA浓度下条带均弱→说明突变体不能结合ABA,故无保护作用→侧面验证ABA特异性结合野生型NRT。
②实验目的是证明“ABA以NRT为受体”。自变量为NRT的有无,因变量为ABA响应基因的表达情况,所以对照组为野生型水稻(有NRT),实验组选用nrt1突变体水稻,因为研究者推测ABA和NO3−可能以竞争的方式被相同的受体识别。所以为了减小NO3−对实验的影响选择在低NO3−条件下进行,分别用适宜浓度的ABA处理叶片,一段时间后检测ABA响应基因的表达情况,所以实验组所用材料、处理及检测指标应为BCFG。
(4)根据实验结果,用不同浓度ABA处理携带SPX−nLUC和cLUC−NRT的叶片时,随着ABA浓度增加,荧光强度增强,又因为当SPX与NRT相互作用时,nLUC和cLUC接近,形成有活性的荧光素酶,分解荧光素产生荧光,说明ABA促进了SPX与NRT的结合。因为NLP是ABA信号转导中重要的转录因子,与SPX蛋白结合时不发挥作用,且构建NLP−GFP转基因水稻,用100nMABA处理后,检测到荧光信号由细胞质向细胞核集中,说明NLP−GFP从SPX蛋白释放进入细胞核发挥作用。所以推测NRT与ABA结合后,可与SPX形成复合物,从而释放被SPX结合的转录因子NLP,NLP入核,调控相关基因表达。
(5)综合题干信息可知,植物通过同一受体响应ABA和NO3−信号,在高营养条件下,优先响应NO3−信号,实现生长发育;在非生物胁迫下,优先响应ABA信号,实现抗逆性。该机制是植物在长期进化中形成的对不同营养条件和非生物胁迫的适应,有利于种群的生存和繁衍。例如,在营养充足时,植物可以充分利用资源进行生长和繁殖;在面临胁迫时,能够及时调整生理状态,增强自身的抗逆能力,从而提高生存几率。
6.【水杨酸拮抗赤霉素抑制茎生长】赤霉素(GA)在拟南芥下胚轴生长中起着重要作用,研究发现该过程受到水杨酸(SA,一种植物激素)的影响。
(1)GA作为一种植物激素,其具体作用有_____(答出两点)。
(2)GA促进下胚轴生长的主要机理是:GA与GA受体结合形成复合物,促进D蛋白降解(D蛋白抑制生长)。为研究SA对GA作用的影响,研究者开展了一系列实验。
①用GA与SA处理野生型拟南芥,一段时间后测定其下胚轴的长度(图1)。从图1可以看出,在影响下胚轴生长方面,两种激素的作用效果______。结合前人研究,推测SA可能抑制GA介导的拟南芥下胚轴生长。
②用SA处理野生型和nprl基因突变体拟南芥(见图2,nprl基因编码NPR1蛋白),可知突变体对SA处理_______(选填“敏感”或“不敏感”)。研究发现当SA存在时,NPR1蛋白与某物质结合,形成的复合物可促进GA受体降解。推测经SA处理后,与野生型相比,nprl基因突变体中的GA受体______。
③为进一步验证SA能抑制D蛋白降解,且该过程依赖NPR1蛋白。结合相关信息,将图3中的I和Ⅱ补充完整I______,Ⅱ______。
(3)结合上述研究,请写出SA抑制GA介导的拟南芥下胚轴生长的作用机制:_______。
【答案】(1)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;促进开花;促进果实发育(答出两点)
(2) 相反(相抗衡、拮抗) 不敏感 降解减少(数量更多) + npr1基因突变体
(3)SA能促进NPR1蛋白与某物质形成复合物,促进GA受体降解,使GA无法发挥作用,D蛋白不降解,从而抑制下胚轴生长
【分析】赤霉素、生长激素等植物激素,是由植物体内产生,从产生部位运输到作用部位,对植物生长发育起调节作用的有机物。
【详解】(1)GA作为一种植物激素,其具体作用有,赤霉素可以促进细胞分裂和细胞伸长,促进下胚轴生长,促进开花;促进果实发育等,促进种子萌发等。写出两点即可;
(2)①分析图1可知:与对照组相比,GA促进下轴胚生长,SA抑制下轴胚生长,所以在影响下胚轴生长方面,两种激素的作用效果相反。
②分析图2可知:npr1基因突变体拟南芥,用SA处理或不处理,对其生长均没有影响,说明突变体对SA处理不敏感。当SA存在时,NPR1蛋白与某物质结合,形成的复合物可促进GA受体降解。npr1基因突变体由于缺少npr1基因,无法形成NPR1蛋白,无法使其与某物质结合,形成复合物来促进GA受体降解,所以npr1基因突变体中的GA受体降解减少。
③实验验证SA能抑制D蛋白的降解,且该过程依赖NPR1蛋白。自变量为SA和NPR1蛋白,因变量为D蛋白含量。实验思路:实验分为三组,图3中从左到右的处理依次为:野生型不用SA处理、野生型用SA处理、nprl基因突变体用SA处理,于相同且适宜条件下培养一段时间后检测D蛋白含量。
(3)分析图3可知:加入SA的野生型与不加入SA的野生型相比,D蛋白基本不降解,说明SA可以抑制D蛋白的降解,用SA处理的nprl基因突变体与野生型未加SA的D蛋白降解结果相似,说明SA依赖NPR1蛋白抑制D蛋白的降解。综上所述,SA抑制GA介导的拟南芥下胚轴生长的作用机制如下:SA能促进NPR1蛋白与某物质形成复合物,促进GA受体降解,使GA与GA受体无法结合形成复合物,无法使D蛋白降解,从而抑制下胚轴生长。
7.【生长素运输、两重性及实验探究】植物的激素调节是植物生命活动调节的重要方式,请据图回答以下相关问题:
(1)图1为生长素浓度与植物不同器官生长反应的关系示意图。请据图回答:首先从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质是___________(填名称)。图中A点所对应的生长素浓度对根和芽生长的效应分别是___________和___________。植物生长发育的调控,除受激素调节外,还受______________________的调节与调控。
(2)图2表示某实验小组利用玉米胚芽鞘验证生长素在植物体内运输方向的实验设计思路。请据图回答:该实验的自变量是___________。一段时间后,在___________组的空白琼脂块中能检测到生长素。根据实验结果可知,生长素在胚芽鞘中段的运输方式是___________(填“极性运输”或“非极性运输”)。
(3)某研究小组探究避光条件下不同浓度生长素对燕麦胚芽鞘生长的影响,如图3为实验示意图。胚芽鞘去顶静置一段时间后,将含有不同浓度生长素的琼脂块分别放置在不同的去顶胚芽鞘一侧,一段时间后测量并记录弯曲角度(α)。
①α的范围为___________(填“180°>α>0°“180°>α>90°或“90°>α>0°)。
②在用两块所含生长素浓度未知的琼脂块进行实验时,若α相同,则两琼脂块中含有生长素的浓度___________(填“一定”或“不一定”)相同。
③α角形成的原因___________。
【答案】(1) 吲哚乙酸 抑制 促进 基因表达和环境因素
(2) 玉米胚芽鞘放置方向 甲 极性运输
(3) 90°>α>0° 不一定 琼脂块中生长素向下运输,促进去顶胚芽鞘左侧生长,胚芽鞘左侧比右侧生长的快,从而形成α角
【分析】生长素的合成部位:主要合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。
生长素的运输:极性运输:生长素只能从形态学上端向形态学下端运输;横向运输:在单侧光或重力作用下还可以引起生长素在茎、根等处的横向运输,这种运输往往与单方向刺激有关。
【详解】(1)1934年,科学家首先从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质是吲哚乙酸。图中看出,中间一条实线以上表示促进作用,以下代表抑制作用。图中A点对应的生长素浓度大约为10-6mol/L,此浓度对根的生长的效应是抑制生长,对茎和芽的作用是促进生长。植物的生长发育除受光等环境因素的调节外,还受基因表达的调控以及植物激素的综合调节。
(2)本实验甲乙组玉米胚芽鞘放置方向不同,其他都相同,所以玉米胚芽鞘放置方向是自变量。由于生长素在植物体内的运输方向为极性运输,即只能由形态学上端运输到形态学下端,对应图中就是只能从a向b方向运输,此实验一段时间后,甲组空白琼脂块能检测到一定浓度的生长素。
(3)①由于琼脂块中生长素向下运输,促进去顶胚芽鞘左侧生长,使胚芽鞘向右弯曲,图中在最适浓度之前,随浓度增加,弯曲度越大,a越大,但是超过最适浓度,促进作用越来越小,弯曲度越小,而a值越小,因此a的范围为90°>α>0°。
②由于生长素低浓度促进生长、高浓度抑制生长,在最适生长素浓度的两侧,存在两个促进作用相同的生长素浓度,因此在两组实验中若α相同,则琼脂块中含有生长素的浓度不一定相同。
③琼脂块中生长素向下运输,促进去顶胚芽鞘左侧生长,胚芽鞘左侧比右侧生长的快,从而形成α角。
拔高·限时模拟
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。
1.如图表示多种植物激素对黄瓜幼苗生长的调节作用,据图判断下列说法错误的是( )
A.①②③代表的植物激素分别是生长素、赤霉素、乙烯
B.a浓度为高浓度,b浓度为低浓度
C.植物生长发育是多种激素相互作用、共同调节的结果
D.在太空中生长的植物生长素不能进行横向运输,根不会向地弯曲生长
【答案】A
【详解】A、赤霉素能促进细胞伸长,生长素的作用具有两重性(低浓度促进、高浓度抑制),乙烯能抑制细胞伸长。所以①②③代表的植物激素应分别是赤霉素、生长素、乙烯,A错误;
B、生长素低浓度(b浓度)促进细胞伸长,高浓度(a浓度)会促进乙烯合成,乙烯抑制细胞伸长,B正确;
C、从图中可看出,植物生长发育受赤霉素、生长素、乙烯等多种激素相互作用、共同调节,C正确;
D、在太空中,由于失重,生长素不能进行横向运输,根的向地性是由于重力导致生长素横向运输,所以根不会向地弯曲生长,D正确。
故选A。
2.为探究生长素对某植物芽生长的影响,以清水为对照,用不同浓度的生长素溶液对该植物进行喷施处理,获得芽生长1 cm所需时间,结果如图所示。下列分析正确的是( )
A.e点表示生长素对芽的生长既不促进也不抑制
B.b、d两点生长素对芽生长的抑制作用一致
C.ce段表示生长素对芽的抑制作用逐渐增强
D.具有顶端优势的植物侧芽生长素浓度应小于e点对应的浓度
【答案】A
【分析】生长素的作用特点:低浓度促进生长,高浓度抑制生长。同一植物的不同器官对生长素的敏感程度不同,根对生长素最敏感,其次是芽,茎对生长素最不敏感。
【详解】A、e点时,芽生长1 cm所需时间等于a点,说明e点生长素对芽的生长既不促进也不抑制,A正确;
B、b、d两点,芽生长1 cm所需时间小于a点,说明b、d两点生长素对芽生长的促进作用一致,B错误;
C、ce段表示芽生长1 cm所需时间逐渐增多,说明生长素对芽的促进作用逐渐减弱,C错误;
D、具有顶端优势的植物侧芽生长受到抑制,生长素浓度应超过e点对应的浓度,D错误。
故选A。
3.未成熟的向日葵花序会随着太阳的移动,发生从早上向东到下午向西的变化,这一过程称为向日性。关于向日性的机理曾有两种假说:①生长素分布不均匀,茎尖向光侧生长素浓度低;②生长抑制物质黄质醛分布不均匀。下列叙述错误的是( )
A.基于假说①,向日葵向日性的发生不能体现生长素的作用特点
B.基于假说①,早晨向日葵向东弯曲是由于夜间茎尖中生长素在东侧重新积累
C.基于假说②,支撑向日葵花序的茎尖背光侧黄质醛分布较少,细胞伸长较快
D.向日性的发生是环境因素与向日葵的基因表达产物共同控制的结果
【答案】B
【分析】植物的向光性:单侧光→尖端→影响生长素运输→尖端以下部位生长素分布不均匀→生长不均匀(背光侧快)→向光弯曲。
【详解】A、假说①认为向日葵向日性的发生是因为茎尖向光侧生长素浓度低,推测背光侧生长素浓度高,且背光侧比向光侧生长快,因此不能体现生长素的作用特点,A正确;
B、基于假说1,早晨向日葵花序向东弯曲,推测支撑夜间向日葵花序的茎尖中生长素会在其两侧重新积累,西侧生长素浓度高,生长快,B错误;
C、假说②认为生长抑制物质黄质醛分布不均匀导致花序向光弯曲,因此茎尖背光侧黄质醛分布较少,细胞伸长较快,C正确;
D、向日性的发生是周期性的光照改变与向日葵的基因表达产物共同控制的结果,D正确。
故选B。
4.果实成熟到一定程度时,呼吸速率降低后会突然增高,然后又下降,此时果实完全成熟,这个呼吸高峰称为呼吸骤变。呼吸骤变出现在乙烯含量骤然增加之后,几种果实在发育成熟后进行采摘,采摘后出现的呼吸骤变情况如下图。
下列叙述错误的是( )
A.呼吸高峰出现的时间差异反映不同果实中乙烯释放节奏不同
B.四种水果中,苹果的呼吸速率最低,采摘后30天可完全成熟
C.未成熟的香蕉售卖前通过喷施乙烯利可加快呼吸骤变,加快成熟
D.鳄梨采摘后应尽快低温储存,以延缓呼吸骤变,延长储存时间
【答案】B
【详解】A 、呼吸骤变出现在乙烯含量骤然增加之后,因此不同果实呼吸高峰出现的时间差异,反映了它们乙烯释放节奏的不同,A 正确;
B 、从图中可以看出,苹果的呼吸速率整体最低,且其呼吸高峰(呼吸骤变)出现最晚,在采摘后 30 天仍未出现明显的呼吸高峰,说明此时苹果尚未完全成熟,B 错误;
C 、乙烯利是乙烯的类似物,能促进果实成熟。喷施乙烯利会提前引发呼吸骤变,从而加快香蕉成熟,C 正确;
D 、低温储存可降低呼吸酶活性,延缓呼吸骤变的发生,因此鳄梨采摘后应尽快低温储存,以延长储存时间,D 正确。
5.植物体中存在调控顶端优势的激素网络。下图为存在顶端优势的植物侧芽处发生的调节过程,图中的MAX4基因在植物腋芽处特异性表达,IPT基因编码的异戊烯基转移酶通过催化异戊烯基焦磷酸与单磷酸腺苷反应生成细胞分裂素前体物质,独脚金内酯是一类新型植物激素。下列叙述错误的是( )
A.顶端优势的形成与顶芽产生的生长素运输到侧芽有关
B.由图分析可知,独脚金内酯和细胞分裂素在侧芽生长过程中作用效果相反
C.细胞分裂素同时抑制生长素和BRC1的作用,使腋芽生长呈现负反馈调节
D.由图可知,植物激素可通过影响基因的表达最终起到抑制腋芽生长的作用
【答案】C
【详解】A、顶端优势是由于顶芽产生的生长素运输到侧芽,使得侧芽生长素浓度高而其生长受抑制,顶芽优先生长,A正确;
B、由图可知,细胞分裂素能抑制 BRC1的产生,独脚金内酯能促进BRC1的产生,进而抑制侧芽生长,因此独脚金内酯和细胞分裂素在侧芽生长过程中作用效果相反,B正确;
C、细胞分裂素同时抑制生长素和BRC1的作用不属于负反馈调节,C错误;
D、由图可知,高浓度生长素可促进MAX4基因的表达,独脚金内酯通过抑制IPT基因的表达,从而影响细胞分裂素的含量,最终抑制植物腋芽的生长,D正确。
故选C。
6.瓶插鲜花的水分平衡值为吸水量与失水量的差值,它与衰老相关,为负值时鲜花开始衰败。如图表示分别加入细胞分裂素(CTK)、细胞分裂素和物质X(CTK+X)、细胞分裂素和物质Y(CTK+Y)后瓶插鲜花的水分平衡值随时间的变化曲线。下列相关叙述错误的是( )
A.物质X可抑制鲜花吸收水分
B.物质Y可有利于瓶插鲜花保鲜
C.物质X可能是通过抑制细胞呼吸来影响鲜花吸水的
D.第8天时只有加入CTK和物质X的一组鲜花开始衰败
【答案】C
【分析】该实验的自变量是培养液中添加细胞分裂素,细胞分裂素和X物质、细胞分裂素和Y物质,因变量是瓶插鲜花的水分平衡值。瓶插鲜花的水分平衡值=吸水量-失水量,它与衰老有关,该数值为负值时鲜花开始衰败。由三条曲线对比可知:加入细胞分裂素和X物质比加入细胞分裂素鲜花的衰败更快,说明细胞分裂素和X物质混合液促进鲜花衰败,加入细胞分裂素和Y物质比加入细胞分裂素更利于插花保鲜,说明细胞分裂素和Y物质混合液抑制鲜花的衰败。
【详解】A、由图可知,细胞分裂素和物质X(CTK+X)比加入细胞分裂素鲜花的衰败更快,说明物质X可抑制鲜花吸收水分,A正确;
B、细胞分裂素和物质Y(CTK+Y)比加入细胞分裂素鲜花的衰败更慢,物质Y(CTK+Y)可有利于瓶插鲜花保鲜,B正确;
C、细胞吸收水分不需要消耗细胞呼吸提供的能量,C错误;
D、图中第8天时只有加入CTK和物质X的一组鲜花水分平衡值为负数,为负值时鲜花开始衰败,D正确。
故选C。
7.脱落酸(ABA)可抑制光照下水稻种子萌发。研究人员检测发现野生型水稻中脱落酸含量低于phyB突变体(无法合成光敏色素),进一步探究光敏色素对ABA合成和降解的影响,实验结果如图。下列说法错误的是( )
注:基因Os1、Os2为ABA合成或降解相关基因
A.光敏色素是一类主要吸收红光和远红光的色素-蛋白质复合体
B.与ABA合成和降解相关的基因分别是Os1基因和Os2基因
C.野生型水稻可通过感受光信号降低ABA含量,从而减弱对种子萌发的抑制
D.青鲜素代替脱落酸抑制水稻萌发具有效果稳定的优点
【答案】B
【详解】A、光敏色素的本质是一类结合了色素的蛋白质复合体,其功能是感受红光和远红光信号,进而调控植物的生长发育,A正确;
B、分析Os1基因,野生型的基因表达水平显著高于 phyB 突变体,由于野生型有光敏色素且 ABA 含量低,说明 Os1 基因高表达会降低ABA 含量,即 Os1 与ABA 降解相关,分析Os2基因,phyB 突变体的基因表达水平远高于野生型,由于突变体无光敏色素且 ABA 含量高,说明 Os2 基因高表达会增加ABA 含量,即 Os2 与ABA 合成相关,B错误;
C、野生型水稻含有光敏色素,光信号通过光敏色素调控基因表达,使ABA 降解基因(Os1)高表达、ABA 合成基因(Os2)低表达,最终导致 ABA 含量降低,从而减弱 ABA 对种子萌发的抑制作用,促进种子萌发,C正确;
D、青鲜素是人工合成的植物生长调节剂,具有效果稳定、易于控制的优点,适合用于抑制水稻萌发,D正确。
故选B。
8.图1表示植物的根、茎生长单位长度的所需时间与生长素浓度的关系,图2为不同浓度的生长素对植物生长的影响曲线。下列叙述正确的是( )
A.图1和图2中曲线的变化情况都能够反映生长素的作用特点
B.图1中曲线I、Ⅱ可以分别表示生长素对茎、根生长的影响
C.若图1中的a点对应的生长素浓度为图2中的m,则b点对应的生长素浓度大于2m
D.若胚芽鞘的背光侧生长素浓度是图2的2m,则向光侧的生长素浓度应大于m小于g
【答案】A
【分析】生长素的作用与浓度、器官种类和植物种类不同而不同:
(1)生长素的作用具有两重性,即低浓度促进生长,高浓度抑制生长,体现在根的向地性、顶端优势;
(2)植物不同器官对生长素的敏感程度不同,根比芽敏感,芽比茎敏感。
【详解】AB、根对生长素浓度比茎敏感,图1中曲线Ⅰ、Ⅱ可以分别表示生长素对根、茎生长的影响,根的向地性和图2能够反映生长素的作用特点,低浓度促进生长,高浓度抑制生长,A正确,B错误;
C、图1中的a点为促进、b点为抑制,a点对应的生长素浓度为图 2 中的 m,则 b点对应的浓度大于 e,C错误;
D、在单侧光的刺激下,向光侧的生长素浓度低于背光侧,且两侧均表现为促进生长的作用,故若胚芽鞘背光侧浓度是图 2 的 2m,则向光侧浓度应大于0小于m,D错误。
故选A。
9.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。下列说法正确的是( )
A.生长素的极性运输方向受重力影响并需要消耗能量
B.各类植物激素由特定分泌器官分泌后可同时作用于果实
C.适当提高脱落酸/生长素的比值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正反馈
【答案】D
【详解】A、生长素的极性运输属于主动运输,需要消耗能量,但不受重力影响,A错误;
B、植物无特定分泌激素的器官,B错误;
C、图示明确指出生长素抑制脱落酸的合成。抑制了脱落酸,就等于抑制了整个促进脱落的信号通路。因此,提高植物体内的生长素水平,可抑制脱落酸的产生,达到防止果实过早脱落(保果)的目的,即适当降低脱落酸/生长素的比值有利于防止该植物果实脱落,C错误;
D、由图中关于乙烯的调节环路可以得出,乙烯的产生会抑制生长素的形成,而生长素会抑制脱落酸的合成,最后脱落酸会促进乙烯合成酶合成乙烯。这意味着乙烯的产生会促进其合成酶的产生,从而导致更多的乙烯被合成。这种“产物促进自身生成”的调节机制,是一种自我放大的效应,被称为正反馈,D正确。
故选D。
10.温度参与植物生长发育的调节,冬小麦需经历春化作用(持续低温)才能正常开花。下图为温度、基因与激素协同调控冬小麦开花的分子机制(“→”表示促进, “⊣”表示抑制)。下列叙述错误的是( )
A.晚秋阶段,环境信号诱导基因 2表达,通过脱落酸抑制开花通路,该调节可降低冬小麦早春冻害的生存风险
B.深冬低温通过“抑制负调控通路+激活正调控通路”双重模式,逐步解除开花抑制并启动开花程序
C.若敲除基因3,冬小麦体内赤霉素合成受阻,仅依靠低温信号将无法启动基因 1表达完成开花
D.春化作用的本质是低温通过调控激素合成,完全消除脱落酸对基因1的抑制效应以诱导开花
【答案】D
【详解】A、晚秋环境诱导基因2表达,通过脱落酸抑制开花通路,使冬小麦在低温来临前不开花,避免早春冻害,A正确;
B、深冬低温一方面抑制负调控通路(抑制基因2,减少脱落酸,解除对开花的抑制),另一方面激活正调控通路(促进赤霉素合成,促进基因1表达启动开花),属于双重调控模式,B正确;
C、基因3促进赤霉素合成,若敲除基因3,赤霉素合成受阻;仅低温只能抑制基因2、减少脱落酸,无法获得足够赤霉素促进基因1表达,因此无法完成开花,C正确;
D、春化作用是低温双重调控的结果:削弱(不是完全消除)脱落酸对基因1的抑制,还促进赤霉素合成、激活正调控通路促进基因1表达,D错误。
11.ABI4蛋白是一种转录因子,它会与CYP707A基因的启动子区域结合并抑制基因的表达,从而影响CYP707A酶羟基化脱落酸(ABA),使ABA保持较高含量。已知ABI4基因位于2号染色体,科学家们将一段T—DNA插入ABI4基因后,获得abi4隐性突变体,欲利用该突变体对另一种隐性突变植株abi10的突变基因进行定位,以下相关说法错误的是( )
A.ABA主要在根冠、萎蔫的叶片合成,可以促进气孔关闭
B.与野生型比,abi4突变体种子的休眠时间将更长
C.若abi4与abi10杂交后,子二代均表现为突变型,则abi10和abi4是同一基因的不同突变类型
D.若abi4与abi10杂交后,子二代突变型的比例为7/16,则abi10的突变基因不位于2号染色体上
【答案】B
【分析】植物激素是指由植物体内产生,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。植物激素在植物体内含量微小,但在调节植物生长发育上的作用非常重要。
【详解】A、ABA在根冠、萎蔫叶片合成,可促进气孔关闭,这是ABA的基本生理功能,A正确;
B、abi4突变体中AB14基因功能受影响,ABA含量降低, 而ABA能促进种子休眠,ABA含量降低,种子休眠时间应变短,不是更长,B错误;
C、若abi4与abi10杂交,子二代均表现为突变型。 符合一对等位基因杂交的遗传规律,说明二者是同一基因的不同突变类型,C正确;
D、若子二代突变型比例为7/16,符合两对等位基因位于非同源染色体上(遵循自由组合定律)的性状分离比(9∶3∶3∶1的变形), 已知abi4突变基因在2号染色体上,所以可推出abi10的突变基因不位于2号染色体上,D正确。
故选B。
12.拟南芥种子中的隐花色素(CRY1)是感受光的受体。研究发现,CRY1能作用于脱落酸(ABA)从而影响种子萌发。为了进一步探究其作用机制,研究人员将野生型拟南芥的种子和CRY1突变体(无法合成CRY1) 的种子, 分别放在含0mol/L、0.5mol/L、0.8mol/LABA的培养基中,置于适宜光照条件下培养,一段时间后测得种子的发芽率如图所示。下列说法错误的是( )
A.ABA 浓度和植株类型是该实验的自变量
B.脱落酸通过维持种子休眠来降低拟南芥种子的发芽率
C.CRY1通过提高种子对ABA 的敏感性来影响种子萌发
D.光在植物生长发育中的作用是提供能量、作为信号
【答案】C
【分析】脱落酸:合成部位:根冠、萎蔫的叶片等。主要生理功能:抑制植物细胞的分裂和种子的萌发;促进植物进入休眠;促进叶和果实的衰老、脱落。
【详解】A、实验中使用了野生型拟南芥种子和CRY1突变体种子,同时设置了不同浓度(0mol/L、0.5mol/L、0.8mol/L)的ABA培养基。 所以ABA浓度和植株类型(野生型、CRY1突变体)是该实验的自变量,A正确;
B、脱落酸(ABA)具有维持种子休眠的作用,能够降低拟南芥种子的萌发率,B正确;
C、从图中可以看出,在相同ABA浓度下,野生型种子(能合成CRY1)的发芽率高于CRY1突变体种子(无法合成CRY1)的发芽率。 这表明CRY1不是提高种子对ABA的敏感性,而是降低种子对ABA的敏感性来影响种子萌发,C错误;
D、光在植物生长发育中的作用包括提供能量(如光合作用)、作为信号(如影响植物的形态建成、种子萌发等),D正确。
故选C。
13.我国研究人员研究发现,植物逆境激素脱落酸(ABA)与促生长类激素油菜素甾醇(BR)之间除了“相杀”,还可协同调控植物生长。下列说法错误的是( )
A.不同生理过程中,ABA和BR对基因表达的调控效果可能不同
B.在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,多种植物激素相互作用共同调节
C.植物激素在植物体内起作用的方式和动物体内的激素相似,可直接参与细胞代谢
D.调控植物生长的过程中,ABA和BR两种激素的受体不同
【答案】C
【分析】调节植物生命活动的激素不是孤立的,而是相互作用共同调节的,植物生命活动的调节从根本上说是植物基因组程序性表达的结果。植物的生长发育既受内部因子(激素)的调节,也受外部因子(如光、温度、日照长度、重力、化学物质等)的影响。
【详解】A、根据题意信息可知,ABA与BR之间除了“相杀”,还可协同调控植物生长,由此可知,不同生理过程中,ABA和BR对基因表达的调控效果可能不同,A正确;
B、在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素相互作用共同调节的,B正确;
C、植物激素起作用的方式与动物体内的激素相似,都不直接参与细胞代谢,C错误;
D、受体具有特异性,不同植物激素的受体不同,D正确。
故选C。
14.用不同浓度的生长素类似物2,4-D对迎春花进行插条生根的研究,其实验结果如图。其中1、2、3、4组分别是用不同浓度的生长素类似物2,4-D对迎春花进行插条生根的研究,其实验结果如图。其中1、2、3、4组分别是培养环境中2,4-D浓度为a、b、c和清水组的生根数量。下列相关叙述正确的是( )
A.图示说明实验中2,4-D浓度关系为a<b<c
B.图示浓度b是促进插条生根的最适浓度
C.实验结果表明,植物体产生的2,4-D与生根有关
D.实验结果可说明,2,4-D对根的生理作用具有低浓度促进高浓度抑制的特点
【答案】D
【分析】分析题干信息和题图可知,实验中的清水组为实验的对照组,根据图中的平均生根数看出,1、2两组生根数均高于清水组,即该浓度具有促进生根的作用,而3组的生根数小于对照组,因此该浓度具有抑制生根的作用。
【详解】A、实验结果只能确定c的2,4-D浓度高于a和b,但是不能确定a、b浓度的大小,A错误;
B、由于实验中缺少其它浓度的实验组,因此不能确定该浓度是否是最适宜浓度,B错误;
C、2,4-D属于生长素类似物,是人工合成的,不是植物体产生的,C错误;
D、根据图中的生根数看出,1、2两组生根数均高于清水组,即该浓度具有促进生根的作用,而3组的生根数小于对照组,可见2,4-D对根的生理作用特点为在浓度较低时促进生长,在浓度过高时则会抑制生长,D正确。
故选D。
15.下列有关植物生命活动调节及应用的叙述,错误的是( )
A.油菜素内酯能够促进茎、叶细胞的扩展和分裂,促进花粉管生长、种子萌发
B.生长素的极性运输需要载体蛋白的协助并消耗能量
C.赤霉素的合成部位是幼芽、幼根和未成熟的种子
D.储存营养物质少的种子一般要在有光条件下才能萌发是因为需要光提供能量
【答案】D
【分析】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,对植物生长发育有显著影响的微量有机物。2、植物激素主要包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯。其中生长素是调节茎生长速度的,可以抑制侧芽的长势,帮助新根生长,赤霉素能使长日照植物在短日照的环境下抽薹开花,可用于马铃薯、水稻、麦子等。细胞分裂素能抑制茎伸长,解除顶端优势。脱落酸能使叶子脱落,帮助芽进入休眠状态。乙烯产生于植物体各个部位,主要作用于果实的成熟。
【详解】A、油菜素内酯是一种植物激素,能够促进茎、叶细胞的扩展和分裂,促进花粉管生长、种子萌发,A正确;
B、生长素的极性运输是主动运输,需要载体蛋白的协助并消耗能量,B正确;
C、赤霉素的合成部位主要分布在植物的幼芽、幼根和未成熟的种子中,C正确;
D、储存营养物质少的种子一般要在有光条件下才能萌发,此时光不是提供能量,而是作为一种信号,调控种子的萌发,D错误。
故选D。
二、非选择题:本题共5题,共55分。
16.(除标注外,每空1分,共10分)近年来土壤盐渍化面积不断扩大,严重限制了农业的可持续、高效发展。为探究土壤盐渍化对作物光合作用的影响,研究人员用一系列不同浓度的 NaCl溶液处理玉米幼苗,测得玉米幼苗中无机盐和可溶性糖的相对浓度变化如图1 所示;用150 mmol/L NaCl溶液处理玉米幼苗30天,并分别在第5、10、15、20、25、30天时,测得玉米幼苗胞间 CO2相对浓度及光合色素相对含量变化如图2所示。回答下列问题。
(1)由图1可知,随着盐浓度的升高,玉米幼苗细胞中无机盐和可溶性糖的含量均增加,推测可能的原因是_________。
(2)玉米幼苗中,光合色素位于_________上。某实验小组用纸层析法分离玉米幼苗中的光合色素,结果如图3所示。扩散速度最快且呈橙黄色的是色素_________(填标号);若色素③④的条带宽度变窄,则可能的原因是_________(从实验试剂角度分析)。
(3)由图2可知,第 15 天后玉米幼苗胞间CO2浓度不断增大,推测可能的原因是_________。
(4)研究发现,高盐胁迫会诱导植物激素如ABA的含量增加,来抵抗高盐胁迫。植物生长发育的调控,是由激素调节、_______共同完成的。根据以上信息,请提出一条农业生产上应对土壤盐渍化的措施:_________。
【答案】(1)无机盐和可溶性糖含量的增加使细胞内液泡(细胞液)的渗透压增大,有利于细胞吸水,保证了高盐度条件下水分的正常供应(2分)
(2) 类囊体薄膜 ① 提取光合色素时未添加CaCO3,导致叶绿素被破坏
(3)随着盐(NaCl)处理时间的延长,光合色素含量下降,光反应速率下降,从而导致暗反应速率下降,消耗的CO2减少(2分)
(4) 基因表达调控和环境因素调节 (2分) 外施一定浓度的ABA
【分析】1、植物光合作用包括光反应和暗反应阶段,其中光反应阶段发生的物质变化是:水的光解产生[H]和氧气、ATP的形成;暗反应阶段的物质变化是:二氧化碳的固定、三碳化合物的还原。光反应为暗反应提供ATP和[H]。
2、分析图1可知:当NaCl溶液浓度低于150 mmol/L时,随着NaCl溶液浓度的升高,根尖细胞内无机盐的浓度逐渐增加,可溶性糖浓度变化不大;当NaCl溶液浓度高于150 mmol/L时,随着NaCl溶液浓度的升高,根尖细胞内无机盐的浓度变化不大,可溶性糖浓度大幅度增加。
3、分析图2可知,高盐胁迫条件下,该海水稻叶肉细胞的胞间CO2浓度先降后升;第15天之前色素含量下降不大,第15天之后色素含量大幅度下降。
【详解】(1)由图1可知,随着盐浓度的升高,玉米幼苗细胞中无机盐和可溶性糖的含量均增加,推测可能的原因是无机盐和可溶性糖含量的增加使细胞内液泡(细胞液)的渗透压增大,有利于细胞吸水,保证了高盐度条件下水分的正常供应。
(2)玉米幼苗中,光合色素位于类囊体薄膜上。某实验小组用纸层析法分离玉米幼苗中的光合色素,结果如图3所示。扩散速度最快且呈橙黄色的是色素①胡萝卜素;若色素③叶绿素a、④叶绿素b的条带宽度变窄,则可能的原因是提取光合色素时未添加CaCO3,导致叶绿素被破坏。
(3)由图2可知,第 15 天后玉米幼苗胞间CO2浓度不断增大,推测可能的原因是随着盐(NaCl)处理时间的延长,光合色素含量下降,光反应速率下降,从而导致暗反应速率下降,消耗的CO2减少。
(4)研究发现,高盐胁迫会诱导植物激素如ABA的含量增加,来抵抗高盐胁迫。植物生长发育的调控,是由激素调节、基因表达调控和环境因素调节共同完成的。根据以上信息,提出一条农业生产上应对土壤盐渍化的措施为外施一定浓度的ABA。
17.(除标注外,每空1分,共10分)小麦是我国重要的粮食作物之一、回答下列问题:
(1)小麦植株中,______经过一系列反应可转变成生长素。除植物外,赤霉素还可由______产生。
(2)干旱胁迫时,小麦叶片会失绿变黄;同时体内的茉莉酸甲酯(MeJA)的含量会显著增加,MeJA可通过促进叶片衰老、脱落,气孔关闭等机制增强小麦的抗旱性。
①下列有关小麦体内茉莉酸甲酯的叙述正确的是______。
A.在小麦体内含量很丰富
B.对生命活动的调节有高效性
C.在合成部位发挥调节作用
②在植物生命活动的调节中,与茉莉酸甲酯具有协同作用的植物激素是______。
(3)为探究干旱胁迫下喷施外源MeJA对小麦产量的影响,实验设计包括4个处理:正常灌溉(CK)、喷施MeJA(M)、干旱胁迫(D)和干旱胁迫+MeJA(D+M),实验结果如图1所示。
①由图1所示实验结果可知,在干旱胁迫下,小麦优先将光合产物向______(填“籽粒”或“根系”)分配,据此推测小麦抗旱的机制可能是______。
②据图1分析,______(填“能”或“不能”)得出“外源MeJA可以缓解小麦因干旱而导致的产量下降”,判断的依据是______。
【答案】(1) 色氨酸 赤霉菌
(2) B 脱落酸
(3) 根系 光合产物优先向根系运输,促进根系生长,以增加植株吸水(2分) 能 与干旱胁迫组相比,干旱胁迫+MeJA组的籽粒干物质量上升(2分)
【分析】植物激素对植物生长发育起到调节的作用,例如生长素能促进细胞生长,促进发芽等;细胞分裂素能促进细胞分裂;脱落酸能抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落等。植物激素之间相互作用共同调节植物的生长发育和适应环境变化的过程。
【详解】(1)小麦植株中,色氨酸经过一系列反应可转变成生长素。除植物外,赤霉素还可由赤霉菌产生。
(2) ①AB、茉莉酸甲酯是小麦体内合成的一类生长调节物质,含量微少,但具有高效性,A错误,B正确;
C、茉莉酸甲酯从合成部位运输到作用部位发挥作用,C错误。
故选B。
②茉莉酸甲酯(MeJA)可通过促进叶片衰老、脱落,气孔关闭等机制增强小麦的抗旱性。在植物激素中,脱落酸也具有促进叶片衰老、脱落的作用,因此与茉莉酸甲酯具有协同作用的植物激素是脱落酸。
(3)①由图所示实验结果可知,在干旱胁迫下,干旱胁迫 (D)组与正常灌溉(CK) 组比较干物质量变化可知,根系干物质量下降程度低于籽粒干物质量的下降程度,说明干旱对根系的影响较小,因此可判断小麦优先将光合产物向根系运输,小麦抗旱的机制可能是光合产物优先向根系运输,促进根系生长,以增加植株吸水。
②分析题图和表格数据,与正常灌溉(CK) 组相比,干旱胁迫 (D)组的植株干物质质量下降,干旱胁迫+MeJA (D+M)组的植株干物质质量低于正常灌溉(CK)组但高于干旱胁迫 (D) 组,由此可说明外源MeJA可以缓解小麦因干旱而导致的产量下降。
18.(除标注外,每空2分,共11分)近年来,倒春寒的发生频率和强度呈上升趋势,成为制约小麦优质高产的主要胁迫因子。探究小麦抵御低温的机制和低温胁迫后影响光合作用恢复的限制因素,对保障粮食安全具有重要意义。研究人员将小麦幼苗放入低温环境培养一段时间后,再进行室温恢复培养,检测相关指标如表所示。回答下列问题:
相关指标
叶绿素/(mg·L-1)
净光合速率/(μmol·m-2·s-1)
低温处理前
12.35
270.3
低温培养72h
5.38
75.52
室温恢复培养72h
14.12
180.64
(1)测定叶绿素含量时,可利用无水乙醇提取小麦叶片中的色素,原理是_________。将小麦叶片切成大小一致的叶圆片,置于适宜浓度的NaHCO3溶液中,若以O2量为检测指标,可通过测定叶圆片_________来表示净光合速率。
(2)据表可知,叶绿素含量变化不是影响光合速率的唯一因素,判断依据是_________。进一步研究发现,低温会诱导小麦细胞产生大量的活性氧(ROS),攻击生物膜系统,据此推测,室温恢复培养后小麦光合速率仍相对低的原因是_________。
(3)低温胁迫下,脱落酸(ABA)含量升高可有效减少低温损伤。科研人员对两组生长状况相同且经低温处理的小麦分别外施等量的ABA溶液和蒸馏水,检测其叶片组织中SOD(抗氧化酶,能清除活性氧)的活性,结果如下图。
其中_________组为实验组,据图分析,ABA能降低低温损伤的机制可能是_________。除激素响应外,小麦细胞的生物膜系统会通过_________(填“升高”或“降低”)饱和脂肪酸/不饱和脂肪酸的比值来适应低温环境,同时小麦还会产生多种保护性蛋白和渗透调节物质,以_________(填“提高”或“降低”)细胞液渗透压来应对低温胁迫。
【答案】(1) 光合色素能溶解在无水乙醇中 单位时间O2的释放量
(2) 室温恢复培养72h后,叶绿素含量恢复且超过对照组,但净光合速率并未恢复到对照组的水平 活性氧攻击类囊体,导致其膜结构受损,使光反应产生的ATP和NADPH减少,暗反应速率降低,进而使光合速率降低
(3) A (1分) ABA可提高SOD的活性以清除活性氧,从而有效减少低温损伤 降低(1分) 提高(1分)
【分析】光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段发生在类囊体薄膜上,将光能转化为储存在ATP中的化学能;暗反应阶段发生在叶绿体基质中,将ATP中的化学能转化为储存在糖类等有机物中的化学能。
【详解】(1)光合色素具有脂溶性,能够溶解在有机溶剂中,因此可用无水乙醇提取色素。测定叶圆片单位时间O2的释放量可表示其净光合速率。
(2)据表分析,室温恢复培养72h后,叶绿素含量恢复且超过对照组水平,但净光合速率并未恢复到对照组的水平,可知叶绿素含量变化不是影响光合速率的唯一因素。进一步研究发现,低温会诱导小麦植株细胞产生大量的活性氧(ROS),攻击生物膜系统,据此可推测,室温恢复培养后,小麦的光合速率仍相对低的原因是活性氧攻击类囊体,导致其膜结构受损,使光反应产生的ATP和NADPH减少,暗反应速率降低,进而使光合速率降低。
(3)实验目的是探究 ABA 的作用,对照组为外施蒸馏水(B 组),实验组为外施 ABA 溶液的 A 组,据图分析,ABA能减少低温损伤的机理可能是ABA可提高SOD的活性以清除活性氧,从而有效降低低温损伤。除激素响应外,小麦细胞的生物膜系统会通过降低饱和脂肪酸/不饱和脂肪酸的比值来适应低温环境,同时小麦也会产生多种保护性蛋白和渗透调节物质,提高细胞液渗透压,以应对低温胁迫。
19.肿瘤细胞通过大量表达PD—L1与T细胞表面的PD—1特异性结合,抑制T细胞活性,逃避T细胞的攻击,即“免疫逃逸”。为探究泛素化酶USP2(USP2基因表达产物)对PD—L1介导的肿瘤免疫逃逸的影响,研究人员进行相关实验,请回答下列问题。
(1)人体免疫系统主要通过___细胞介导的___(选用“体液/细胞”作答)免疫清除癌细胞,这体现了免疫系统的___功能。
(2)研究人员构建了USP2基因不同程度过表达的小鼠结肠癌细胞和敲除USP2的高表达PD—L1的小鼠结肠癌细胞,体外培养一段时间后检测肿瘤细胞膜上PD—L1蛋白的量,结果如图1所示。
癌细胞中USP2基因表达量与其膜表面的PD—LI的含量成___(选用“正/负/不”作答)相关。结合PD—L1的功能推测,USP2基因过量表达可以___肿瘤细胞的免疫逃逸。
(3)为进一步验证上述推测,研究人员将四种小鼠结肠癌细胞(①野生型、②USP2敲除型、③过表达鼠源PD—L1型和④USP2敲除+过表达鼠源PD—L1型细胞)悬液分别接种在小鼠右侧腋下、成瘤,观察并测量肿瘤的生长情况,结果如图2所示。
若曲线b为接种①型细胞后的肿瘤体积变化曲线,则曲线a为接种___(选用“①~④”作答)型细胞后的肿瘤体积变化曲线、则曲线d为接种___(选用“①~④”作答)型细胞后的肿瘤体积变化曲线。
【答案】(1) T 细胞 免疫监视
(2) 正 加强
(3) ③ ②
【分析】免疫防御是机体排除外来抗原性异物的一种免疫防护作用。免疫自稳是指机体清除衰老或损伤的细胞,进行自身调节,维持内环境稳态的功能。免疫监视是指机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤发生的功能。
【详解】(1)人体免疫系统主要通过T细胞介导的细胞免疫来清除癌细胞,这体现了免疫系统的免疫监视功能(即机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤发生的功能)。
(2)据图1分析可知,癌细胞中USP2基因表达量与其膜表面的PD—L1的含量呈正相关,USP2基因敲除后,PD—L1蛋白的含量明显减少。结合PD—L1的功能推测,USP2基因过量表达可以加强肿瘤细胞的免疫逃逸。
(3)若曲线b为接种①型细胞后的肿瘤体积变化曲线,则接种②型细胞后,因细胞PD—L1含量最低,肿瘤体积应最小,对应曲线d;接种③型细胞后,PD—L1含量多于正常细胞,肿瘤体积应比①大,对应曲线a;接种④型细胞后,PD—L含量介于②和①组之间,对应曲线c。
20.阅读以下材料,回答(1)~(4)题。
东方甜瓜果实成熟调控途径
东方甜瓜是我国北方广泛种植的重要栽培瓜类之一,喜高温和日照,每年的5-6月,随着气温不断攀升,甜瓜逐渐成熟。甜瓜果实成熟过程中,可溶性糖积累量决定了肉质果实的品质,蔗糖是甜瓜成熟期的主要糖类,明确果实中蔗糖积累的分子机制,对提高甜瓜风味品质具有重要意义。
科研人员对高蔗糖品系(HS)和低蔗糖品系(LW)甜瓜果实进行实验研究,发现乙烯含量达到一定浓度时,诱导控制乙烯反应因子的基因Ⅰ-2过表达,表达产物蛋白Ⅰ-2作为阻遏物,通过结合C基因的启动子,在C基因上游发挥作用,抑制其表达。C蛋白能结合到蔗糖合成途径关键基因S和乙烯积累关键基因A的启动子上,抑制二者表达。
研究者检测甜瓜细胞内6个乙烯合成关键基因的表达量,发现HS均显著高于LW。对HS和LW甜瓜果实发育成熟过程中内源乙烯的浓度进行检测,结果如下图。
本研究丰富了对乙烯参与调控甜瓜果实蔗糖积累分子机制的认知,为进一步研究甜瓜果实成熟和品质形成过程中,调控蛋白之间的相互作用提供了线索,同时为培育高品质的甜瓜提供依据。
(1)甜瓜果实成熟的调控是由______和环境因素调节共同完成。
(2)综合文中信息,完善下面的东方甜瓜果实成熟调控的流程图______。
注:方框内填物质名称,括号内填“+”或“-”,“+”代表促进,“-”代表抑制
(3)图中LW果实的乙烯产量未出现明显峰值,其根本原因是______,导致对(2)途径的调节______。
(4)基于上述研究,请提出可提高LW果实蔗糖积累量的简易方法:______。
【答案】(1)基因表达调控、激素调节
(2)
(3) 乙烯合成关键基因的表达量低 较弱
(4)施加适宜浓度的乙烯
【分析】 植物生命活动的调节有基因控制、激素调节和环境因素影响三个方面, 它们是相互作用、协调配合的。
【详解】(1)植物生命活动的调节有基因控制、激素调节和环境因素影响三个方面, 它们是相互作用、协调配合的。因此,甜瓜果实成熟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。
(2)依题意,“乙烯含量达到一定浓度时,诱导控制乙烯反应因子的基因Ⅰ-2过表达,表达产物蛋白Ⅰ-2作为阻遏物,通过结合C基因的启动子,在C基因上游发挥作用,抑制其表达。C蛋白能结合到蔗糖合成途径关键基因S和乙烯积累关键基因A的启动子上,抑制二者表达。”,故东方甜瓜果实成熟调控的流程图为:
(3)依题意,“研究者检测甜瓜细胞内6个乙烯合成关键基因的表达量,发现HS均显著高于LW”,结合图示,LW果实的乙烯产量未出现明显峰值,说明乙烯合成关键基因的表达量低,乙烯合成量始终低,导致对(2)途径的调节较弱。
(4)基于上述研究,要提高LW果实蔗糖积累量,可提高果实中乙烯的浓度,则最简易的方法就是人工施加适宜浓度的乙烯。
第1页,共2页
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第31讲 植物生命活动的调节综合(一轮培优练)
目 录
真题·命题感知(含2026高考真题) 1
进阶·强化演练(含情景探究、图表分析、实验探究类) 4
拔高·限时模拟(75分钟 100分) 54
真题·命题感知
1.(2026·湖北·高考真题)植物局部组织受病原体侵染后会产生可移动信号分子,诱导未感染部位建立系统获得性抗性(SAR)。为研究N-羟基哌啶酸(NHP)是否是植物建立SAR的可移动信号分子,用野生型和NHP合成缺陷突变体烟草进行嫁接实验,并在砧木上接种烟草花叶病毒(TMV),检测结果如下表。
组别
接穗
砧木
接穗中NHP
接穗SAR
1
野生型
野生型
有
建立
2
突变体
突变体
无
未建立
3
野生型
突变体
无
未建立
4
突变体
野生型
有
建立
下列叙述错误的是( )
A.若在第3组砧木上添加NHP,接穗也能建立SAR
B.砧木感染部位的NHP可运输到接穗并诱导建立SAR
C.若只在第4组的接穗上接种TMV,不会使砧木建立SAR
D.只要砧木为野生型,即使不接种TMV,接穗也能建立SAR
2.(2026·贵州·高考真题)自然界中存在多种保障信息传递准确性的机制。下列叙述错误的是( )
A.蜜蜂通过摆尾舞和圆圈舞将蜜源信息传递给蜂群
B.DNA通过碱基互补配对将遗传信息传递给子代DNA
C.神经递质与受体特异性结合将信息传递给下一神经元
D.植物光敏色素接受光照将信息传递到基粒引起水的光解
3.(2026·山东·高考真题)植物生长调节剂在农林园艺生产上应用广泛。下列说法错误的是( )
A.吲哚丁酸可在植物体内合成,也可人工合成为植物生长调节剂
B.萘乙酸的分子结构和生理效应与生长素的类似
C.乙烯利可促进叶、花和果实脱落
D.喷施乙烯利可诱导柿子自身产生乙烯以加速成熟
进阶·强化演练
情境探究类
1.【微观科研】蓝光会激活细胞膜上H+-ATP酶,使保卫细胞吸水膨胀,其机理如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.感受蓝光的受体是色素蛋白复合体,其结构在激活前后不同
B.H+-ATP酶将H+泵出细胞时,ATP水解所需的活化能降低
C.K+通过内向通道进入细胞时,利用了细胞膜内外H+浓度的势能差
D.保卫细胞吸收K+的同时伴随着、Cl-的进入,以维持溶液的电中性
2.【农事情境】脱落酸在植物抗旱、落叶和种子休眠等生命活动中有重要作用。下列推测不合理的是( )
A.干旱时,脱落酸可能提高了保卫细胞的渗透压,导致细胞失水,气孔关闭
B.干旱时,根冠合成的脱落酸可能促进了主根伸长,提高了植物的抗旱能力
C.路灯下的树落叶较晚,原因可能是光照时间延长减缓了叶片脱落酸含量的上升
D.赤霉素可促进种子发芽,脱落酸可能抑制赤霉素的作用从而维持种子休眠
3.【室内实验】下图为某植物幼苗在不同失水率条件下植物体内IAA(生长素)、ABA(脱落酸)、GA(赤霉素)三种激素的相对含量变化曲线。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.失水率为0时,植物激素的合成不受外界环境影响
B.失水率为70%左右时,GA和ABA含量基本相等
C.失水率为80%时,植物生命活动仅受GA的影响
D.随着失水率升高,IAA和GA的含量均呈下降趋势
4.【分子实验】某植物种子萌发的部分调控过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.脱落酸与赤霉素在调控种子休眠与萌发方面的作用相抗衡
B.红光作为环境信号可能通过促进赤霉素合成来促进种子萌发
C.脱落酸与赤霉素在植物体内的含量微少,但对植物的生长发育很重要
D.萌发种子内的赤霉素含量会持续增多,脱落酸会持续减少直至含量为零
5.【抗逆科研】科研人员发现,拟南芥可借助细胞膜上的蛋白NRT1.2运输硝酸盐并吸收Na+。在高盐胁迫条件下,SOS2通过磷酸化NRT1.2,降低其Na+转运能力。下列叙述错误的是( )
A.NRT1.2可能是一种依赖硝酸盐协同运输的Na+转运蛋白
B.磷酸化修饰可能引起NRT1.2构象改变,抑制其Na+转运活性
C.长期高盐胁迫下,NRT1.2基因表达增强,可以提高植株耐盐性
D.调控SOS2和NRT1.2的相互作用以提高植物耐盐性是一种新研究思路
6.【突变体科研】种子萌发受到植物激素和基因表达的调控,下表是种子休眠研究中的关键发现。下列依据表格内容的分析,不合理的是( )
影响因素
关键发现
脱落酸(ABA)
脱落酸合成缺陷突变体的种子休眠被打破,易萌发
生长素(IAA)
脱落酸合成缺陷突变体的种子萌发时,生长素对其有抑制作用
赤霉素(GA)
外源赤霉素可显著促进野生型种子萌发,对ABA合成缺陷突变体的促进效果更明显
基因ARF10
ARF10突变体种子休眠程度显著下降,但脱落酸含量无变化
(注:ABA合成缺陷突变体合成的ABA量远低于野生型。)
A.脱落酸合成缺陷突变体种子休眠被打破,更容易萌发
B.生长素对种子萌发的抑制作用依赖于脱落酸的存在
C.赤霉素促进种子萌发的作用可部分抵消脱落酸的抑制效应
D.ARF10基因可能是通过调控生长素的作用来维持种子休眠
7.【航天前沿】2022年10月12日下午开讲的“天宫课堂”第三课上,刘洋打开生命生态实验柜,取出了正在生长的水稻植株。但是在太空微重力环境下,水稻容易长歪,不能整齐地朝一个方向生长。下列哪项所述对这些水稻的形态建成影响最小( )
A.重力信号转换成运输生长素的信号
B.植物激素的调控
C.基因表达的调控
D.光信号刺激下光敏色素结构的变化
8.【园艺实验】光敏色素有红光吸收型(Pr)和远红光吸收型(Pfr)两种构象形式,在黑暗中生长的植物中,光敏色素以Pr形式合成并积累。研究表明,生产上莴苣种子在有光条件下才能萌发,红光照射促进萌发,远红光照射抑制萌发,过程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.光敏色素主要分布在细胞膜上,是感知红光和远红光的光受体
B.莴苣种子萌发过程中,红光直接调控相关基因的表达
C.若泛素合成减少,则有利于莴苣种子的GA合成,从而促进萌发
D.Pfr通过与PIF1结合,减弱PIF1对GA合成酶基因表达的抑制,从而促进GA合成
9.【农业实景】脱落酸可维持种子休眠,进而参与调节种子的萌发。早稻的某些品种种子没有休眠期,收获时如遇雨水和高温,就会立即萌发,这种现象称为胎萌。下列有关叙述错误的是( )
A.在种子萌发时,脱落酸和赤霉素的作用往往相抗衡
B.抑制与脱落酸合成有关酶的合成,就可以抑制胎萌
C.雨水可能降低了水稻种子中脱落酸的浓度,使种子休眠解除
D.在发生胎萌的早稻种子中,淀粉酶的活性会升高
10.【虫害实验】植物对食草昆虫的防御依赖于复杂的激素调控。细胞分裂素(CK)在番茄防御斜纹夜蛾时发挥了重要作用。科研人员模拟斜纹夜蛾啃食番茄幼苗,检测到处理后的叶片中诱导CK分解的相关酶基因表达上调,叶片中CK含量变化如图。下列说法错误的是( )
A.细胞分裂素的合成部位主要是根尖
B.激素的产生和分布是基因表达的结果,环境因素不会影响激素的分布
C.实验结果说明斜纹夜蛾啃食促进番茄叶片中细胞分裂素降解
D.植物激素具有微量高效的作用特点,但是植物体还是需要源源不断地合成植物激素
11.【园艺生产】菊花的生长周期超过10个月,春季种植,待到秋天开放。通过人为调控,可以让菊花在四季都能开放。回答以下问题:
(1)菊花的生长发育调控是由环境因素、____________________、____________________共同完成的。
(2)光敏色素是一种___________复合体,能够感受光刺激,影响特定基因的表达,此时光作为一种__________调控植物的开花。
(3)短日照促进菊花开放,作用机制如图1所示。长日照抑制菊花开放,赤霉素能解除长日照的抑制作用,这可能是赤霉素影响了花芽分化的相关基因表达。为验证该推测,以某品种菊花为材料,检测不同条件下菊花与花芽分化相关基因的表达量,结果如图2所示,根据实验结果说明赤霉素解除长日照抑制作用的机理是___________________________________。
(4)福州常见的菊花品种一般在11月初开花,花期大约1个月,现要让这些菊花在元旦期间开始绽放,请从光周期的角度给出适合方案:_______________。
12.【本地素材】火龙果果肉营养丰富,深受人们喜爱。
(1)火龙果含有大量抗氧化的花青素,这些花青素主要存在于_____。
A.叶绿体 B.液泡 C.细胞质基质 D.细胞壁
(2)火龙果富含葡萄糖、蛋白质、膳食纤维、维生素、微量元素等,下列相关叙述正确的是_____。
A.火龙果中的葡萄糖可以为细胞生命活动提供直接能源
B.火龙果中的膳食纤维不能被人体消化
C.组成细胞的各种元素大多是以化合物的形式存在
D.组成细胞的各种无机盐大多是以离子的形式存在
(3)火龙果的甜度由两对等位基因控制。不同品种的火龙果甜度各不相同,"光明红"甜度低,"白水晶"甜度高,可利用"光明红"和"白水晶"杂交的方法来改良"光明红"火龙果,该改良过程的遗传学原理是_____。
A.基因突变 B.染色体结构变异 C.基因重组 D.染色体数目变异
火龙果是长日照植物,冬季日照时间不足会导致其不能正常开花,在生产实践中需要夜间补光,使火龙果提前开花,提早上市。某团队研究了同一光照强度下,不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响,结果如下图所示。
(4)据图分析,促进火龙果成花的最佳补光光源和补光时间分别是_____。
A.红光+蓝光、6天 B.红光、4天 C.红光、7天 D.蓝光、7天
火龙果在低温下细嫩茎段会部分受到伤害,脂质转移蛋白(LTPs)被证实在植物抵抗低温胁迫中有重要作用,控制该蛋白的LTP基因结构如下图所示。某课题组将LTP基因导入火龙果愈伤组织,以获得抗寒能力强的火龙果。
【注】箭头表示目的基因的转录方向
(5)采用PCR技术大量获得LTP基因时,为使LTP基因能与下图所示载体正确连接,将NcoⅠ和BstEⅡ两种限制性内切核酸酶的识别序列分别添加在引物_____和引物_____的_____(填"3'端"或"5'端")。
【注】NcoⅠ和BstEⅡ为不同限制性内切核酸酶的识别位点;T-DNA中标出的启动子属于真核细胞表达系统;GUS基因编码产生的β-葡萄糖苷酸酶能将无色物质X-Gluc分解,使植物组织呈蓝色,否则为白色。
(6)利用_____处理根瘤农杆菌,使其处于容易吸收DNA分子的状态,再将构建的表达载体与其混合,完成转化。随后将菌液用_____法在含_____的培养基上培养、鉴定,以获得导入LTP基因的根瘤农杆菌。(均选填数字序号)
①②③潮霉素 ④卡那霉素 ⑤氯化钙 ⑥X-Gluc
(7)将导入LTP基因的根瘤农杆菌与火龙果愈伤组织混合培养,再将愈伤组织放入含X-Gluc的选择培养基中培养,选取_____的愈伤组织,继续培养得到转基因火龙果幼苗。
A.绿色 B.蓝色 C.白色 D.无色
(8)为进一步确定该幼苗中的LTP基因是否表达及发挥作用,可以采取的方式有_____。
A.利用PCR扩增检测幼苗细胞中是否存在LTP基因
B.利用核酸分子探针检测幼苗细胞中是否存在LTP基因的mRNA
C.利用抗原-抗体杂交检测幼苗细胞中是否存在LTPs
D.将火龙果再生植株进行适当低温处理,观察其是否能在低温条件下正常生长
13.【果蔬科研】科研人员采用外源脱落酸(ABA)和生长素(IAA)对草莓进行处理,研究植物激素对果实成熟的调控机制,为定向改良果品提供新思路。请回答问题:
(1)植物激素是由植物体内产生,能从产生部位运输到_______,对植物生长发育起_______作用的微量高效的有机物。
(2)果实成熟首先表现的是色泽和软度的变化。对白熟期草莓进行不同激素注射处理,待到第4天,检测各组中花青素合成酶基因PAL及与果实软度相关果胶酶基因PL的表达水平,结果如图1所示。
与对照组相比,单独外源ABA处理可促进PAL表达,使花青素合成增加,草莓变红;同时______,从而促进草莓成熟。单独外源IAA处理抑制相关酶基因的表达,外源ABA与IAA同时处理对相关酶基因表达无影响,推测两种激素之间存在_____关系。
(3)果实成熟过程中F基因的表达与果实成熟度呈负相关。
①请预测不同激素处理下F基因表达水平,在图2中用柱状图表示______。
②为进一步研究F基因在果实成熟过程中的作用机理,分别检测野生型和_______基因缺失的突变体草莓中PAL、PL基因的表达水平。发现野生型的PAL、PL基因的表达水平均低于突变体,说明_______,从而抑制草莓的成熟过程。
(4)依据上述实验结果,完善IAA、ABA对果实调节机制的模式图。请在( )中选填“+”“-”(+表示促进,-表示抑制)______。
(5)植物生长发育的调控,是由________、激素调节和环境因素调节共同完成的。
14.【作物实验】植物激素对植物生长发育起调节作用,脱落酸(ABA)或油菜素甾醇(BR)等植物激素的作用效果可通过叶片倾角的变化反映,已知BR具有促生长的作用。科学家利用水稻幼苗进行相关实验研究。回答下列问题。
(1)ABA在水稻中主要合成部位为_____和萎蔫的叶片等。
(2)分别用低浓度ABA或BR处理水稻幼苗,一段时间后检测叶片倾角大小,结果如图1。由图可知,ABA和BR对叶片倾角的作用是_____。
(3)为揭示ABA对水稻幼苗叶片倾角的作用机制,研究人员利用突变体1(对施加外源BR不敏感)和突变体2(对施加外源BR敏感)进行实验,结果如图2,实验结果显示_____,据此推测,ABA对水稻幼苗叶片倾角的作用可能依赖于内源BR的合成与信号传导。
(4)已知S基因和R基因的表达产物均为BR合成或信号传导的调节因子。研究人员检测了低浓度ABA处理水稻幼苗一段时间后S基因和R基因的相对表达量,结果如图3。请据此完善下面作用机制模型图_____(下图括号里用“+”代表“促进”,“-”代表“抑制”)。
15.【农林生产】植物生长发育与光信号密切相关。农业生产中,高低作物间作模式会导致“荫蔽胁迫”,低位作物主要通过光敏色素B(phyB)感知该环境中红光与远红光比值(R/FR)的降低,从而引发一系列生物学效应,降低了作物的产量和品质。下左图为光调控幼苗下胚轴伸长的反应机制部分示意图,据图分析回答下列问题:
注:PIFs是一类具有调控基因转录作用的蛋白质,ROT3、BZR1和ARF6均为基因
(1)与生长素在调控下胚轴伸长方面表现为协同作用的图中激素为______。
(2)phyB存在非活化(Pr)和活化(Pfr)两种形式。荫蔽胁迫下,phyB主要以______形式存在,由此______(填“减弱”或“增强”)对PIFs的抑制作用,导致幼苗下胚轴过度伸长。已知“荫蔽胁迫”导致了萌发后生长阶段的下胚轴、叶柄及茎秆的过度伸长,这有利于植物______,以适应“荫蔽胁迫”环境。据此分析,高低作物间作模式下低位作物产量(种子或果实量)降低的原因可能是______。
(3)结合上述材料,请用箭头表示荫蔽胁迫下调节植物生长发育的环境因素、植物激素和基因表达三者之间的关系______。
(4)阳生植物受到周围植物遮蔽时,茎伸长速度加快,使株高和节间距增加,叶柄伸长,这种现象称为避阴反应,而阴生植物通常无此反应。研究发现,光敏色素使植物感知其他植物的遮阴。现有野生型和光敏色素B突变型(缺乏有功能的光敏色素B)拟南芥若干,利用这两种拟南芥验证光敏色素B使植物具有避阴反应,请补充表格中的实验设计思路并预测实验结果。
处理方式
①正常光下(不遮阴)
④______
实验结果
野生型
②______
⑤茎明显伸长(避阴反应)
光敏色素B突变型
③茎伸长不明显(无避阴反应)
⑥______
图表分析类
1.【虫害胁迫与细胞分裂素调控】植物对食草昆虫的防御依赖于复杂的激素调控。细胞分裂素(CK)在番茄防御斜纹夜蛾时发挥了重要作用。科研人员模拟斜纹夜蛾啃食番茄幼苗,检测到处理后的叶片中诱导CK分解的相关酶基因表达上调,叶片中CK含量变化如图。下列说法错误的是( )
A.细胞分裂素的合成部位主要是根尖
B.激素的产生和分布是基因表达的结果,环境因素不会影响激素的分布
C.实验结果说明斜纹夜蛾啃食促进番茄叶片中细胞分裂素降解
D.植物激素具有微量高效的作用特点,但是植物体还是需要源源不断地合成植物激素
2.【多途径调控植物开花】拟南芥开花受多种因素调控,部分调控机制如图所示。下列叙述正确的是( )
A.低温可促进FLC蛋白的合成,进而促进开花基因的表达
B.拟南芥CO蛋白的昼夜节律变化与光敏色素吸收转化光能有关
C.施用适量赤霉素可影响基因的选择性表达,促进拟南芥开花
D.基因、激素和环境等的共同调节是拟南芥开花的根本原因
3.【ABA 调控水稻高温抗逆】植物在高温下会迅速启动脱落酸(ABA)信号通路,通过抑制生长来增强抗逆性,但长期激活ABA通路会导致生长停滞。近期关于水稻的研究揭示了ABA的激活与调控机制,如图所示。下列叙述正确的是( )
A.一般情况下,只有成熟的植物体内才可以产生ABA
B.温度回落时甲基化酶激增,有利于ABA受体降解,导致生长停滞
C.精准调控甲基化酶的表达,可降低高温对植株生长的影响
D.ABA发挥作用的方式与动物激素发挥作用的方式完全不同
4.【独脚金内酯调控侧枝生长】为研究植物激素独脚金内酯(SL)的功能,实验小组用人工合成的细胞分裂素类似物6-BA和独脚金内酯类似物GR24,以SL受体不敏感突变体和SL合成缺陷型突变体豌豆植株为材料进行实验,结果如图所示。下列叙述合理的是( )
A.SL、GR24催化细胞代谢,抑制植物侧枝生长
B.GR24减弱了6-BA对侧芽生长的抑制作用
C.突变体2无法合成SL,但是对SL敏感
D.GR24与生长素共同使突变体1表现顶端优势
5.【损伤诱导植物防御激素】植物在受到机械损伤或昆虫取食时,会产生防御反应。科学家将某植物损伤植株与另一健康植株放入同一密闭玻璃气室内,枝叶不接触,研究植物体内脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)的变化趋势,实验装置及结果见下图,相关叙述错误的是( )
A.ABA和JA是由植物体内产生的,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物
B.与损伤叶相比,诱导叶ABA和JA含量的峰值出现较晚
C.推测ABA和JA含量增加可能促进相关基因的表达,使得植物体抗性增强
D.本实验直接证明了植物在降低自身损伤的同时,增强了邻近的健康植株的防御反应
6.【多种激素协同拮抗】如图表示多种植物激素对黄瓜幼苗生长的调节作用,据图判断下列说法,错误的是( )
A.①②代表的植物激素分别是赤霉素、生长素
B.③代表的植物激素是乙烯,乙烯含量升高会抑制②的作用
C.图中显示三种植物激素在促进黄瓜幼苗生长上具有协同作用
D.除了植物激素外,环境因素和基因表达调控也会影响黄瓜的生长发育
7.【油菜素内酯缓解盐胁迫】EBR是一种油菜素内酯类调节剂,可以缓解盐胁迫对植物幼苗的伤害。科研工作者以垂穗披碱草幼苗为材料,进行了下表的实验。下列有关分析正确的是( )
NaCl浓度/(mmol·L-1)
0
100
100
100
100
100
100
EBR浓度/(μmol·L-1)
0
0
2
4
6
8
10
平均苗长/mm
75
29
31
55
68
49
28
平均根长/mm
28
12
13
18
21
15
9
A.本实验的自变量是EBR浓度,因变量是平均苗长和平均根长
B.本实验有两个对照组,反映了幼苗在正常和盐胁迫条件下的生长状况
C.该实验证明正常条件下,一定浓度的EBR能促进垂穗披碱草幼苗的生长
D.盐胁迫条件下,EBR促进垂穗披碱草幼苗生长的最适浓度是6μmol•L-1
8.【激素调控果实发育成熟】猕猴桃富含多种有机物、微量元素和维生素等,具有极高的营养价值。下图为猕猴桃果实发育和成熟过程中激素的动态变化,据图分析错误的是( )
A.猕猴桃果实发育和成熟是由多种激素相对含量调控的
B.在猕猴桃果实发育和成熟过程中,不同激素的调节往往表现出一定的顺序性
C.开花后42天,猕猴桃果实中生长素和赤霉素含量相同,协同促进果实的发育
D.开花后10~23天生长素和细胞分裂素含量较高,推断其为果实生长发育的主要时期
9.【干旱胁迫基因与激素调控】为了研究某些植物激素和非生物胁迫处理对番茄中Sly-miR1917(植物中存在的一种小RNA分子)及其靶基因SlCTR4sv3表达模式的影响,研究人员进行了相关实验并得到如图所示结果(图中聚乙二醇模拟的是干旱环境)。下列说法正确的是( )
A.植物生长发育的调控,仅由激素调节和环境因素调节共同完成
B.与Sly-miR1917相比,SlCTR4sv3对图中各植物激素的处理都更加敏感
C.聚乙二醇处理使SlCTR4sv3表达量增加引起的生理效应可能是叶表皮气孔关闭
D.随着激素浓度的增加,图中各激素对SlCTR4sv3表达量的影响逐渐增强
10.【生长素两重性、各类激素功能】下图是A、B、C、D四种植物激素调节幼苗生长的示意图,以下叙述正确的是( )
A.激素D是乙烯,它能促进果实发育
B.A、B、C、D四种植物激素中,能促进植物生长的激素只有B和C
C.用相同浓度的激素C处理植物的不同部位.作用效果可能不同
D.激素B的化学本质是吲哚乙酸,它的前体物质是色氨酸
11.【乙烯调控果实成熟】为了便于长途运输和储存,番茄常在绿熟期被采摘,销售前用乙烯利(能释放乙烯)处理,使其快速、均匀变红变软,表现出成熟。如图1为乙烯通过信号转导通路促进番茄成熟的过程,图2为某植物生长素和脱落酸参与乙烯合成的调节过程。回答下列问题:
(1)作为植物激素,乙烯除了能促进果实成熟外,还有________的功能(答出一点即可)。
(2)由图1可知,乙烯进入细胞后与受体结合为复合体,复合体能调控核基因的表达,使细胞合成较多的_________,使果实变红变软。
(3)某菜农发现,同一批番茄在夏季成熟速度明显快于秋季,即使温度条件相似,成熟速度仍有差异,可推测________也可能影响乙烯的合成。
(4)由图2可知,若生长素与脱落酸的比值较高,则__________(填“有利于”或“不利于”)乙烯合成,该过程中产生的乙烯对自身合成的调节属于__________(填“正反馈”或“负反馈”)调节。
(5)据以上材料和问题推测,植物生长发育的调控是由______________、激素调节和______________共同完成的。
12.【光敏色素、生长素两重性】春有“陌上柔桑破嫩芽”、夏有“木笔犹开第一花”、秋有“无边落木萧萧下”、冬有“凌寒独自开”,这些古诗生动地描述了植物生命活动响应四时的变化而作出的反应。回答下列问题:
(1)光信号对植物开花的调控非常重要,细胞内吸收红光和远红光的物质是_____________,其化学本质是_____________,光信号使其结构改变,最终经信息传递系统传导至_____________内,从而表现出生物学效应。
(2)已知甲为生长素类似物,图为X、Y和Z三种浓度的甲对RD茎段侧芽生长的影响,X浓度、Y浓度和Z浓度之间大小的关系是____________________________。
(3)生长素作为_____________分子,调节细胞伸长生长;水平放置的根向重力方向弯曲生长,体现了生长素作用具有_____________特点。为探究根向重力方向弯曲生长与哪个部位有关,实验处理及结果如图。结果说明_____________________________。
(4)植物的生长发育的调控,是由基因表达调控、_____________调节和_____________调节共同完成的。
13.【光周期、激素相互作用】植物特定部位能感受外界光照、温度变化,从而引起植物体内激素浓度和比例的改变,导致植物发生相应的生理活动改变,几种激素之间的关系如图1所示:
请据图回答下列问题:
(1)植物激素的特点是__________;图1中高浓度生长素细胞纵向生长受到抑制可能原因是__________。
(2)人为控制每日光照和黑暗的时长可以改变花期。秋菊开花受光周期影响,其开花情况与日照长短关系如图2所示:
①据图2分析可知秋菊属于__________(填“短日照”或“长日照”)植物。
②研究发现,光可作为__________(填“信号”或“能量”)被植物体中的光敏色素捕获,进而调控植物的生长发育。尝试从光敏色素作用机理方面分析光周期诱导植物花期改变的原理:__________。
(3)为使菊花延迟开放可通过__________方法。
(4)请在下图中用箭头表示调节植物生长发育的环境因素、植物激素和基因表达三者之间的关系__________。
14.【荫蔽胁迫光敏色素 + 激素调控】农田中玉米—大豆间作时,玉米(高位作物)对大豆(低位作物)具有遮阴作用,严重时引发“荫蔽胁迫”。大豆可通过体内的光敏色素及多种激素共同作用以响应荫蔽胁迫,机制如图。图中光敏色素互作因子(PIFs)是一类具有调控基因转录作用的蛋白质,“+”表示促进,“-”表示抑制。请回答下列问题。
(1)光敏色素是一类_____(化学本质),在_____的细胞内比较丰富。不同的光照条件能改变光敏色素的_____,从而导致其类型发生改变,这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内,影响特定基因的表达,从而表现出生物学效应。
(2)自然光被植物滤过后,其中红光(R)/远红光(FR)的值会下降,原因是_____。发生荫蔽胁迫时,处于低位的植物体内的光敏色素主要以_____形式存在。此形式的光敏色素可_____(填“减弱”或“增强”)对光敏色素互作因子(PIFs)的抑制作用,有利于多种激素共同响应荫蔽胁迫。在调控下胚轴和茎秆伸长方面,图中四种激素之间具有_____作用。
(3)荫蔽胁迫下,幼苗下胚轴显著伸长的意义是_____。玉米—大豆间作时,受荫蔽胁迫的大豆产量明显降低,主要原因是_____。
(4)植物的生长发育受基因表达、植物激素和环境因素的共同调节,请在相应的方框中用箭头表示荫蔽胁迫下三者之间的关系。_____
15.【荫蔽胁迫激素调控株型】在农业生产中,高低作物间作套种常会导致环境中红光与远红光的比值降低,影响作物产量和质量,这种现象称为荫蔽胁迫。光敏色素是植物接受光信号的分子,具有非活化态(Pr)和活化态(Pfr)两种类型。下图为某种光敏色素和几种重要植物激素响应荫蔽胁迫的信号传递系统示意图。据图回答下列问题。
(1)光作为信号分子,影响、调控植物生长、发育的全过程。除光以外,参与调节植物生命活动的其他环境因素还有______(答出两点)。
(2)赤霉素能促进细胞的伸长,从而引起植株增高,在调控低位植物茎秆伸长方面与生长素表现出_____作用。除此以外,赤霉素的主要作用还有_____(答出两点)。
(3)荫蔽胁迫下,光敏色素转变为______类型,结合图示分析,高低作物间作模式下低位作物由于_______的原因导致下胚轴和茎秆伸长,消耗了更多的光合作用产物,进而使光合产物向种子内的转移减少,且由于光被遮挡,光合作用合成有机物减少,因此间作时,受荫蔽胁迫的作物产量明显降低。
(4)由图可知,植物生长发育的调控,是由______共同调节完成的。
16.【水杨酸平衡免疫与生长】植物进化出强大的免疫防御机制应对病原体,但免疫激活会抑制生长发育。近期我国科学家揭示了水杨酸合成控制因子SC1平衡植物免疫和生长的机制。
(1)水杨酸是一种植物激素,可作为________被受体识别,经信号转导影响细胞内免疫相关_______的表达,激活免疫反应。
(2)SC1是一种长链非编码RNA。研究人员用基因敲除技术构建SC1突变体,检测不同个体中水杨酸积累量,结果如图1。对野生型植物幼苗进一步开展四组实验,探究细菌感染对SC1积累量的影响,实验处理及结果如图2。
①图1结果表明SC1可通过_______,抑制植物免疫。
②对比图2中_________两组的结果,可说明SC1积累量下降是由于细菌感染加速了SC1的降解;图2中1组、2组的差值大于3组、4组的差值说明细菌感染还可以_______。
(3)N蛋白可激活水杨酸合成酶基因表达,而SC1可招募并结合某种蛋白质,抑制N基因表达,为验证这种蛋白质是C蛋白,科研人员将SC1探针与胞内C蛋白、无关蛋白混合并电泳,结果如图3(生物素量越多则条带颜色越深)。请在“a”、“b”、“c”处填写符号完善实验设计,“+”、“-”代表是否添加,“+”多少代表添加量_____。
(4)SC1是调节植物体内水杨酸含量的“分子开关”从物质与能量的角度概括SC1如何平衡植物免疫和生长____。
实验探究类
1.【干旱下 IAA 与 ABA 协同调控植物生长抗逆】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(以正常的条件为对照,在方框中以文字的形式作答)______。
2.【油菜素内酯、细胞分裂素调控种子萌发】红豆草茎秆柔软,富含多种营养,被誉为“牧草皇后”。牧草种子发芽率的高低直接影响其生产和利用,为了解外源激素对红豆草种子萌发的影响,科研人员用不同浓度的油菜素内酯(BR)和6-苄基腺嘌呤(6-BA,细胞分裂素类似物)处理红豆草种子,对相关指标进行检测,结果如图。
回答下列问题:
(1)植物种子萌发是由激素调节、_________和环境因素调节共同完成的。
(2)红豆草种子富含淀粉,已知种子萌发过程需要消耗大量能量,结合图1可推测,在调控种子萌发的过程中,BR作为_________,可调控细胞内的物质转化,促进_________,从而为代谢产能提供原料。
(3)根据图2可知,6-BA对红豆草种子萌发的调控作用表现为:_________。有同学根据实验结果提出,联合使用0.08 mg·L-1的BR和10 mg·L-1的6-BA处理红豆草种子,可使萌发率最高。请说说该想法是否合理并简述理由:_________。
3.【环境激素调控水生植物叶形态分化】某种水生植物可根据叶片所处的生态环境调整叶子的形态,水面为漂浮叶,水下为沉水叶。某科研小组测定了该水生植物成熟期两种叶形的相关数据,如下表所示。回答下列问题:
叶形
叶片特征
叶片长度(mm)
赤霉素含量(μg/g)
叶绿素含量(mg/g)
沉水叶
细长线形
33.27
3.7
2.39
漂浮叶
卵圆形、气孔明显
11.37
1.5
2.67
(1)测定该水生植物叶绿素含量时,可利用________进行提取,之后再选择________(填“蓝紫光”或“红光”)进行测定,原因是________。
(2)漂浮叶适应水面环境的适应性特征有________。
(3)与漂浮叶相比,沉水叶细胞中乙烯合成相关基因表达量增加。有观点认为:赤霉素需要在乙烯的参与下,才能促进沉水叶的形成,否则为漂浮叶。请以该水生植物、乙烯利溶液、清水为材料,完成下列实验思路。
①取生长状况相同的该水生植物的________(填“漂浮叶”或“沉水叶”)若干,随机均分为两组;
②一组________,另一组________,一段时间之后,观察叶形变化情况。
(4)该水生植物叶片形态受如图三种因素共同调控。请根据本题信息,用箭头将三种因素之间的关系补充完整。
4.【生长素两重性、多激素互作调节果实与种子】植物激素对植物的生长发育发挥着重要的调节作用,农业生产上经常使用植物生长调节剂来改善生产效益。图甲中的曲线代表玉米和双子叶杂草对不同浓度生长素类调节剂的反应。研究人员用植物激素ABA及其合成抑制剂分别处理采摘后的番茄,研究乙烯释放量的变化情况,结果如图乙所示(CK处理为对照)。
(1)由图甲可知,一般情况下,生长素的作用特点是______。农田里双子叶杂草的生长会影响玉米的产量,常采用喷洒一定浓度的生长素类调节剂的方法进行增产,原理是______。
(2)由图乙可以看出,ABA可以______(填“促进”或“抑制”)乙烯的合成。
(3)为研究红光、远红光及赤霉素(GA)对莴苣种子萌发的影响,研究小组进行黑暗条件下莴苣种子萌发的实验。其中红光和远红光对莴苣种子赤霉素含量的影响如图甲所示,红光、远红光及外施赤霉素对莴苣种子萌发的影响如图乙所示。
①据图甲和图乙实验结果可知,红光处理莴苣种子,比外施赤霉素的种子萌发响应时间______(填“长”或者“短”),可能是红光促进种子细胞内______的表达,进而促进种子萌发。
②若红光处理结合外施脱落酸,则莴苣种子萌发率比单独红光处理会______(填“高”或者“低”),原因是______。
(4)玉米的矮生突变体与赤霉素有关,有的是激素合成缺陷型突变体,有的是激素不敏感型突变体。为研究某一类玉米矮生突变体所属的类型,请设计实验方案。
实验思路:_______。
预期实验结果及结论:_______。
5.【ABA 与营养信号协同调控植物抗逆】自然环境中植物会同时面临多种压力,脱落酸(ABA)是植物适应非生物胁迫最重要的调节因子。为探究植物如何整合不同信号,进行如下实验。
(1)植物生长发育的调控是由基因表达调控、________和环境因素调节共同完成的。
(2)检测水稻根部在不同硝酸盐浓度下ABA诱导的基因表达,结果如图1。由图1可知,提高ABA浓度可________高浓度对ABA反应的抑制,研究者推测ABA和可能以竞争的方式被相同的受体识别。
(3)质膜上的硝酸盐转运蛋白NRT可作为感知细胞外硝酸盐浓度的受体。为探究ABA是否也以NRT为受体,进行了实验。
①获取用FLAG(一种短肽链)标记的NRT和突变蛋白nrt1,分别加入不同浓度ABA孵育一段时间,然后与蛋白酶K混合,电泳并用抗FLAG抗体检测(图2)。该结果证明ABA可直接与NRT结合,据此推测ABA、NRT、蛋白酶K之间的关系________。
②研究者进一步通过实验证明“ABA以NRT为受体”。实验组所用材料、处理及检测指标应为________。
A.野生型水稻
B.nrt1突变体水稻
C.低条件
D.高条件
E.不用ABA处理叶片
F.用适宜浓度ABA处理叶片
G.ABA响应基因的表达
H.响应基因的表达
(4)为进一步探究NRT响应ABA的信号转导机制,进行如下实验。用不同浓度ABA处理携带SPX-nLUC和cLUC-NRT的叶片,结果如图3。
NLP是ABA信号转导中一个重要的转录因子,与SPX蛋白结合时不发挥作用。构建NLP-GFP(GFP为绿色荧光蛋白)转基因水稻,用100nM ABA处理后,检测到荧光信号由细胞质向细胞核集中。根据以上实验结果推测NRT响应ABA的信号转导机制________。
(5)综合以上研究,分析植物整合环境中非生物胁迫和营养条件()信号的意义________。
6.【水杨酸拮抗赤霉素抑制茎生长】赤霉素(GA)在拟南芥下胚轴生长中起着重要作用,研究发现该过程受到水杨酸(SA,一种植物激素)的影响。
(1)GA作为一种植物激素,其具体作用有_____(答出两点)。
(2)GA促进下胚轴生长的主要机理是:GA与GA受体结合形成复合物,促进D蛋白降解(D蛋白抑制生长)。为研究SA对GA作用的影响,研究者开展了一系列实验。
①用GA与SA处理野生型拟南芥,一段时间后测定其下胚轴的长度(图1)。从图1可以看出,在影响下胚轴生长方面,两种激素的作用效果______。结合前人研究,推测SA可能抑制GA介导的拟南芥下胚轴生长。
②用SA处理野生型和nprl基因突变体拟南芥(见图2,nprl基因编码NPR1蛋白),可知突变体对SA处理_______(选填“敏感”或“不敏感”)。研究发现当SA存在时,NPR1蛋白与某物质结合,形成的复合物可促进GA受体降解。推测经SA处理后,与野生型相比,nprl基因突变体中的GA受体______。
③为进一步验证SA能抑制D蛋白降解,且该过程依赖NPR1蛋白。结合相关信息,将图3中的I和Ⅱ补充完整I______,Ⅱ______。
(3)结合上述研究,请写出SA抑制GA介导的拟南芥下胚轴生长的作用机制:_______。
7.【生长素运输、两重性及实验探究】植物的激素调节是植物生命活动调节的重要方式,请据图回答以下相关问题:
(1)图1为生长素浓度与植物不同器官生长反应的关系示意图。请据图回答:首先从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质是___________(填名称)。图中A点所对应的生长素浓度对根和芽生长的效应分别是___________和___________。植物生长发育的调控,除受激素调节外,还受______________________的调节与调控。
(2)图2表示某实验小组利用玉米胚芽鞘验证生长素在植物体内运输方向的实验设计思路。请据图回答:该实验的自变量是___________。一段时间后,在___________组的空白琼脂块中能检测到生长素。根据实验结果可知,生长素在胚芽鞘中段的运输方式是___________(填“极性运输”或“非极性运输”)。
(3)某研究小组探究避光条件下不同浓度生长素对燕麦胚芽鞘生长的影响,如图3为实验示意图。胚芽鞘去顶静置一段时间后,将含有不同浓度生长素的琼脂块分别放置在不同的去顶胚芽鞘一侧,一段时间后测量并记录弯曲角度(α)。
①α的范围为___________(填“180°>α>0°“180°>α>90°或“90°>α>0°)。
②在用两块所含生长素浓度未知的琼脂块进行实验时,若α相同,则两琼脂块中含有生长素的浓度___________(填“一定”或“不一定”)相同。
③α角形成的原因___________。
拔高·限时模拟
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。
1.如图表示多种植物激素对黄瓜幼苗生长的调节作用,据图判断下列说法错误的是( )
A.①②③代表的植物激素分别是生长素、赤霉素、乙烯
B.a浓度为高浓度,b浓度为低浓度
C.植物生长发育是多种激素相互作用、共同调节的结果
D.在太空中生长的植物生长素不能进行横向运输,根不会向地弯曲生长
2.为探究生长素对某植物芽生长的影响,以清水为对照,用不同浓度的生长素溶液对该植物进行喷施处理,获得芽生长1 cm所需时间,结果如图所示。下列分析正确的是( )
A.e点表示生长素对芽的生长既不促进也不抑制
B.b、d两点生长素对芽生长的抑制作用一致
C.ce段表示生长素对芽的抑制作用逐渐增强
D.具有顶端优势的植物侧芽生长素浓度应小于e点对应的浓度
3.未成熟的向日葵花序会随着太阳的移动,发生从早上向东到下午向西的变化,这一过程称为向日性。关于向日性的机理曾有两种假说:①生长素分布不均匀,茎尖向光侧生长素浓度低;②生长抑制物质黄质醛分布不均匀。下列叙述错误的是( )
A.基于假说①,向日葵向日性的发生不能体现生长素的作用特点
B.基于假说①,早晨向日葵向东弯曲是由于夜间茎尖中生长素在东侧重新积累
C.基于假说②,支撑向日葵花序的茎尖背光侧黄质醛分布较少,细胞伸长较快
D.向日性的发生是环境因素与向日葵的基因表达产物共同控制的结果
4.果实成熟到一定程度时,呼吸速率降低后会突然增高,然后又下降,此时果实完全成熟,这个呼吸高峰称为呼吸骤变。呼吸骤变出现在乙烯含量骤然增加之后,几种果实在发育成熟后进行采摘,采摘后出现的呼吸骤变情况如下图。
下列叙述错误的是( )
A.呼吸高峰出现的时间差异反映不同果实中乙烯释放节奏不同
B.四种水果中,苹果的呼吸速率最低,采摘后30天可完全成熟
C.未成熟的香蕉售卖前通过喷施乙烯利可加快呼吸骤变,加快成熟
D.鳄梨采摘后应尽快低温储存,以延缓呼吸骤变,延长储存时间
5.植物体中存在调控顶端优势的激素网络。下图为存在顶端优势的植物侧芽处发生的调节过程,图中的MAX4基因在植物腋芽处特异性表达,IPT基因编码的异戊烯基转移酶通过催化异戊烯基焦磷酸与单磷酸腺苷反应生成细胞分裂素前体物质,独脚金内酯是一类新型植物激素。下列叙述错误的是( )
A.顶端优势的形成与顶芽产生的生长素运输到侧芽有关
B.由图分析可知,独脚金内酯和细胞分裂素在侧芽生长过程中作用效果相反
C.细胞分裂素同时抑制生长素和BRC1的作用,使腋芽生长呈现负反馈调节
D.由图可知,植物激素可通过影响基因的表达最终起到抑制腋芽生长的作用
6.瓶插鲜花的水分平衡值为吸水量与失水量的差值,它与衰老相关,为负值时鲜花开始衰败。如图表示分别加入细胞分裂素(CTK)、细胞分裂素和物质X(CTK+X)、细胞分裂素和物质Y(CTK+Y)后瓶插鲜花的水分平衡值随时间的变化曲线。下列相关叙述错误的是( )
A.物质X可抑制鲜花吸收水分
B.物质Y可有利于瓶插鲜花保鲜
C.物质X可能是通过抑制细胞呼吸来影响鲜花吸水的
D.第8天时只有加入CTK和物质X的一组鲜花开始衰败
7.脱落酸(ABA)可抑制光照下水稻种子萌发。研究人员检测发现野生型水稻中脱落酸含量低于phyB突变体(无法合成光敏色素),进一步探究光敏色素对ABA合成和降解的影响,实验结果如图。下列说法错误的是( )
注:基因Os1、Os2为ABA合成或降解相关基因
A.光敏色素是一类主要吸收红光和远红光的色素-蛋白质复合体
B.与ABA合成和降解相关的基因分别是Os1基因和Os2基因
C.野生型水稻可通过感受光信号降低ABA含量,从而减弱对种子萌发的抑制
D.青鲜素代替脱落酸抑制水稻萌发具有效果稳定的优点
8.图1表示植物的根、茎生长单位长度的所需时间与生长素浓度的关系,图2为不同浓度的生长素对植物生长的影响曲线。下列叙述正确的是( )
A.图1和图2中曲线的变化情况都能够反映生长素的作用特点
B.图1中曲线I、Ⅱ可以分别表示生长素对茎、根生长的影响
C.若图1中的a点对应的生长素浓度为图2中的m,则b点对应的生长素浓度大于2m
D.若胚芽鞘的背光侧生长素浓度是图2的2m,则向光侧的生长素浓度应大于m小于g
9.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。下列说法正确的是( )
A.生长素的极性运输方向受重力影响并需要消耗能量
B.各类植物激素由特定分泌器官分泌后可同时作用于果实
C.适当提高脱落酸/生长素的比值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正反馈
10.温度参与植物生长发育的调节,冬小麦需经历春化作用(持续低温)才能正常开花。下图为温度、基因与激素协同调控冬小麦开花的分子机制(“→”表示促进, “⊣”表示抑制)。下列叙述错误的是( )
A.晚秋阶段,环境信号诱导基因 2表达,通过脱落酸抑制开花通路,该调节可降低冬小麦早春冻害的生存风险
B.深冬低温通过“抑制负调控通路+激活正调控通路”双重模式,逐步解除开花抑制并启动开花程序
C.若敲除基因3,冬小麦体内赤霉素合成受阻,仅依靠低温信号将无法启动基因 1表达完成开花
D.春化作用的本质是低温通过调控激素合成,完全消除脱落酸对基因1的抑制效应以诱导开花
11.ABI4蛋白是一种转录因子,它会与CYP707A基因的启动子区域结合并抑制基因的表达,从而影响CYP707A酶羟基化脱落酸(ABA),使ABA保持较高含量。已知ABI4基因位于2号染色体,科学家们将一段T—DNA插入ABI4基因后,获得abi4隐性突变体,欲利用该突变体对另一种隐性突变植株abi10的突变基因进行定位,以下相关说法错误的是( )
A.ABA主要在根冠、萎蔫的叶片合成,可以促进气孔关闭
B.与野生型比,abi4突变体种子的休眠时间将更长
C.若abi4与abi10杂交后,子二代均表现为突变型,则abi10和abi4是同一基因的不同突变类型
D.若abi4与abi10杂交后,子二代突变型的比例为7/16,则abi10的突变基因不位于2号染色体上
12.拟南芥种子中的隐花色素(CRY1)是感受光的受体。研究发现,CRY1能作用于脱落酸(ABA)从而影响种子萌发。为了进一步探究其作用机制,研究人员将野生型拟南芥的种子和CRY1突变体(无法合成CRY1) 的种子, 分别放在含0mol/L、0.5mol/L、0.8mol/LABA的培养基中,置于适宜光照条件下培养,一段时间后测得种子的发芽率如图所示。下列说法错误的是( )
A.ABA 浓度和植株类型是该实验的自变量
B.脱落酸通过维持种子休眠来降低拟南芥种子的发芽率
C.CRY1通过提高种子对ABA 的敏感性来影响种子萌发
D.光在植物生长发育中的作用是提供能量、作为信号
13.我国研究人员研究发现,植物逆境激素脱落酸(ABA)与促生长类激素油菜素甾醇(BR)之间除了“相杀”,还可协同调控植物生长。下列说法错误的是( )
A.不同生理过程中,ABA和BR对基因表达的调控效果可能不同
B.在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,多种植物激素相互作用共同调节
C.植物激素在植物体内起作用的方式和动物体内的激素相似,可直接参与细胞代谢
D.调控植物生长的过程中,ABA和BR两种激素的受体不同
14.用不同浓度的生长素类似物2,4-D对迎春花进行插条生根的研究,其实验结果如图。其中1、2、3、4组分别是用不同浓度的生长素类似物2,4-D对迎春花进行插条生根的研究,其实验结果如图。其中1、2、3、4组分别是培养环境中2,4-D浓度为a、b、c和清水组的生根数量。下列相关叙述正确的是( )
A.图示说明实验中2,4-D浓度关系为a<b<c
B.图示浓度b是促进插条生根的最适浓度
C.实验结果表明,植物体产生的2,4-D与生根有关
D.实验结果可说明,2,4-D对根的生理作用具有低浓度促进高浓度抑制的特点
15.下列有关植物生命活动调节及应用的叙述,错误的是( )
A.油菜素内酯能够促进茎、叶细胞的扩展和分裂,促进花粉管生长、种子萌发
B.生长素的极性运输需要载体蛋白的协助并消耗能量
C.赤霉素的合成部位是幼芽、幼根和未成熟的种子
D.储存营养物质少的种子一般要在有光条件下才能萌发是因为需要光提供能量
二、非选择题:本题共5题,共55分。
16.(除标注外,每空1分,共10分)近年来土壤盐渍化面积不断扩大,严重限制了农业的可持续、高效发展。为探究土壤盐渍化对作物光合作用的影响,研究人员用一系列不同浓度的 NaCl溶液处理玉米幼苗,测得玉米幼苗中无机盐和可溶性糖的相对浓度变化如图1 所示;用150 mmol/L NaCl溶液处理玉米幼苗30天,并分别在第5、10、15、20、25、30天时,测得玉米幼苗胞间 CO2相对浓度及光合色素相对含量变化如图2所示。回答下列问题。
(1)由图1可知,随着盐浓度的升高,玉米幼苗细胞中无机盐和可溶性糖的含量均增加,推测可能的原因是_________。
(2)玉米幼苗中,光合色素位于_________上。某实验小组用纸层析法分离玉米幼苗中的光合色素,结果如图3所示。扩散速度最快且呈橙黄色的是色素_________(填标号);若色素③④的条带宽度变窄,则可能的原因是_________(从实验试剂角度分析)。
(3)由图2可知,第 15 天后玉米幼苗胞间CO2浓度不断增大,推测可能的原因是_________。
(4)研究发现,高盐胁迫会诱导植物激素如ABA的含量增加,来抵抗高盐胁迫。植物生长发育的调控,是由激素调节、_______共同完成的。根据以上信息,请提出一条农业生产上应对土壤盐渍化的措施:_________。
17.(除标注外,每空1分,共10分)小麦是我国重要的粮食作物之一、回答下列问题:
(1)小麦植株中,______经过一系列反应可转变成生长素。除植物外,赤霉素还可由______产生。
(2)干旱胁迫时,小麦叶片会失绿变黄;同时体内的茉莉酸甲酯(MeJA)的含量会显著增加,MeJA可通过促进叶片衰老、脱落,气孔关闭等机制增强小麦的抗旱性。
①下列有关小麦体内茉莉酸甲酯的叙述正确的是______。
A.在小麦体内含量很丰富
B.对生命活动的调节有高效性
C.在合成部位发挥调节作用
②在植物生命活动的调节中,与茉莉酸甲酯具有协同作用的植物激素是______。
(3)为探究干旱胁迫下喷施外源MeJA对小麦产量的影响,实验设计包括4个处理:正常灌溉(CK)、喷施MeJA(M)、干旱胁迫(D)和干旱胁迫+MeJA(D+M),实验结果如图1所示。
①由图1所示实验结果可知,在干旱胁迫下,小麦优先将光合产物向______(填“籽粒”或“根系”)分配,据此推测小麦抗旱的机制可能是______。
②据图1分析,______(填“能”或“不能”)得出“外源MeJA可以缓解小麦因干旱而导致的产量下降”,判断的依据是______。
18.(除标注外,每空2分,共11分)近年来,倒春寒的发生频率和强度呈上升趋势,成为制约小麦优质高产的主要胁迫因子。探究小麦抵御低温的机制和低温胁迫后影响光合作用恢复的限制因素,对保障粮食安全具有重要意义。研究人员将小麦幼苗放入低温环境培养一段时间后,再进行室温恢复培养,检测相关指标如表所示。回答下列问题:
相关指标
叶绿素/(mg·L-1)
净光合速率/(μmol·m-2·s-1)
低温处理前
12.35
270.3
低温培养72h
5.38
75.52
室温恢复培养72h
14.12
180.64
(1)测定叶绿素含量时,可利用无水乙醇提取小麦叶片中的色素,原理是_________。将小麦叶片切成大小一致的叶圆片,置于适宜浓度的NaHCO3溶液中,若以O2量为检测指标,可通过测定叶圆片_________来表示净光合速率。
(2)据表可知,叶绿素含量变化不是影响光合速率的唯一因素,判断依据是_________。进一步研究发现,低温会诱导小麦细胞产生大量的活性氧(ROS),攻击生物膜系统,据此推测,室温恢复培养后小麦光合速率仍相对低的原因是_________。
(3)低温胁迫下,脱落酸(ABA)含量升高可有效减少低温损伤。科研人员对两组生长状况相同且经低温处理的小麦分别外施等量的ABA溶液和蒸馏水,检测其叶片组织中SOD(抗氧化酶,能清除活性氧)的活性,结果如下图。
其中_________组为实验组,据图分析,ABA能降低低温损伤的机制可能是_________。除激素响应外,小麦细胞的生物膜系统会通过_________(填“升高”或“降低”)饱和脂肪酸/不饱和脂肪酸的比值来适应低温环境,同时小麦还会产生多种保护性蛋白和渗透调节物质,以_________(填“提高”或“降低”)细胞液渗透压来应对低温胁迫。
19.肿瘤细胞通过大量表达PD—L1与T细胞表面的PD—1特异性结合,抑制T细胞活性,逃避T细胞的攻击,即“免疫逃逸”。为探究泛素化酶USP2(USP2基因表达产物)对PD—L1介导的肿瘤免疫逃逸的影响,研究人员进行相关实验,请回答下列问题。
(1)人体免疫系统主要通过___细胞介导的___(选用“体液/细胞”作答)免疫清除癌细胞,这体现了免疫系统的___功能。
(2)研究人员构建了USP2基因不同程度过表达的小鼠结肠癌细胞和敲除USP2的高表达PD—L1的小鼠结肠癌细胞,体外培养一段时间后检测肿瘤细胞膜上PD—L1蛋白的量,结果如图1所示。
癌细胞中USP2基因表达量与其膜表面的PD—LI的含量成___(选用“正/负/不”作答)相关。结合PD—L1的功能推测,USP2基因过量表达可以___肿瘤细胞的免疫逃逸。
(3)为进一步验证上述推测,研究人员将四种小鼠结肠癌细胞(①野生型、②USP2敲除型、③过表达鼠源PD—L1型和④USP2敲除+过表达鼠源PD—L1型细胞)悬液分别接种在小鼠右侧腋下、成瘤,观察并测量肿瘤的生长情况,结果如图2所示。
若曲线b为接种①型细胞后的肿瘤体积变化曲线,则曲线a为接种___(选用“①~④”作答)型细胞后的肿瘤体积变化曲线、则曲线d为接种___(选用“①~④”作答)型细胞后的肿瘤体积变化曲线。
20.阅读以下材料,回答(1)~(4)题。
东方甜瓜果实成熟调控途径
东方甜瓜是我国北方广泛种植的重要栽培瓜类之一,喜高温和日照,每年的5-6月,随着气温不断攀升,甜瓜逐渐成熟。甜瓜果实成熟过程中,可溶性糖积累量决定了肉质果实的品质,蔗糖是甜瓜成熟期的主要糖类,明确果实中蔗糖积累的分子机制,对提高甜瓜风味品质具有重要意义。
科研人员对高蔗糖品系(HS)和低蔗糖品系(LW)甜瓜果实进行实验研究,发现乙烯含量达到一定浓度时,诱导控制乙烯反应因子的基因Ⅰ-2过表达,表达产物蛋白Ⅰ-2作为阻遏物,通过结合C基因的启动子,在C基因上游发挥作用,抑制其表达。C蛋白能结合到蔗糖合成途径关键基因S和乙烯积累关键基因A的启动子上,抑制二者表达。
研究者检测甜瓜细胞内6个乙烯合成关键基因的表达量,发现HS均显著高于LW。对HS和LW甜瓜果实发育成熟过程中内源乙烯的浓度进行检测,结果如下图。
本研究丰富了对乙烯参与调控甜瓜果实蔗糖积累分子机制的认知,为进一步研究甜瓜果实成熟和品质形成过程中,调控蛋白之间的相互作用提供了线索,同时为培育高品质的甜瓜提供依据。
(1)甜瓜果实成熟的调控是由______和环境因素调节共同完成。
(2)综合文中信息,完善下面的东方甜瓜果实成熟调控的流程图______。
注:方框内填物质名称,括号内填“+”或“-”,“+”代表促进,“-”代表抑制
(3)图中LW果实的乙烯产量未出现明显峰值,其根本原因是______,导致对(2)途径的调节______。
(4)基于上述研究,请提出可提高LW果实蔗糖积累量的简易方法:______。
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第31讲 植物生命活动的调节综合(一轮培优练)参考答案
真题·命题感知
题号
1
2
3
答案
D
D
B
进阶·强化演练
情境探究类
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
A
D
D
C
B
A
D
B
B
11.(1) 基因表达调控 植物激素
(2) 色素-蛋白质 信号
(3)赤霉素能促进SOC基因的表达,进而促进花芽分化
(4)在秋季给菊花额外补充光照,抑制开花;元旦前期恢复自然光照
12.(1)B
(2)BCD
(3)C
(4)A
(5) 4 1 5'
(6) Ca2+ ① ④
(7)C
(8)CD
13.(1) 作用部位 调节
(2) 促进PL的表达,降解细胞壁结构,使草莓软化 抗衡
(3) F F基因通过抑制PAL、PL基因的表达
(4)
(5)基因表达调控
14.(1)根冠
(2)协同作用
(3)经ABA处理后,突变体1、2的叶片倾角显著小于野生型
(4)
15.(1)赤霉素、乙烯、油菜素内酯
(2) 非活化(或Pr) 减弱 获得更多光照(进行光合作用) 更多的物质和能量供给下胚轴、叶柄及茎秆生长
(3)
(4) 遮阴 茎伸长不明显(无避阴反应) 茎伸长不明显(无避阴反应)
图表分析类
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
C
D
D
C
B
C
C
C
11(1)促进叶片衰老(或促进器官脱落、促进开花)
(2)番茄红素、果胶酶
(3)光照(光照时长/光照强度)
(4) 不利于 正反馈
(5) 基因表达调控 环境因素调节
12(1) 光敏色素 色素-蛋白质复合体 细胞核
(2)X>Y、X>Z,Y与Z之间大小关系不确定
(3) 信息 低浓度促进生长,浓度过高时抑制生长 根向重力方向弯曲生长与根冠部位有关
(4) 激素 环境
13(1) 微量、高效 高浓度生长素促进乙烯的合成,而乙烯会抑制细胞纵向伸长。
(2) 短日照 信号 光周期诱导光敏色素结构发生改变,影响特定基因的表达,从而改变植物的花期
(3)夜间补光、延长光照时间
(4)
14.(1) 蛋白质或色素蛋白复合体 分生组织 空间结构
(2) 植物叶片中的叶绿素吸收红光 光非活化态(或Pr) 减弱 协同
(3) 有利于植物吸收更多的光照,以适应环境的变化 叶片将更多的有机物供给下胚轴及茎秆等的伸长,转移至种子内的有机物减少
(4)
15.(1)1温度、重力
(2) 协同 促进种子萌发、促进果实发育
(3) 非活化态(Pr) 荫蔽胁迫使光敏色素转变为 Pr,导致赤霉素和生长素合成增加
(4)基因表达调控、激素调节和环境因素调节
16.(1) 信息分子 基因
(2) 抑制水杨酸的合成 接种细菌组和不接种细菌 加速了SC1的降解
(3)“+”、“+”、“++”
(4)SC1可招募并结合C蛋白实现对N蛋白相关基因表达的抑制,N蛋白含量下降,而N蛋白可激活水杨酸合成酶基因表达,因而表现为水杨酸合成量减少,植物的免疫反应不能被激活,植物正常生长,而当植物受到细菌感染后,细菌能抑制SCI的合成,进而减少了对C蛋白的结合,此时N蛋白合成量上升,导致水杨酸合成增多,激活植物的免疫反应,起到了消灭细菌的作用,细菌感染消灭后SCI的合成量上升,进而通过调节使得水杨酸合成量下降,植物生长发育过程被激活。
实验探究类
1(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)
2(1)基因表达调控
(2) 信号分子 淀粉分解为可溶性糖
(3) 较低浓度促进种子萌发,过高浓度抑制种子萌发 不合理。未联合使用6-BA和BR处理红豆草种子,无法判断该浓度组合处理下其萌发率是否最高
3.(1) 无水乙醇 红光 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素也能吸收蓝紫光,会造成干扰,红光主要被叶绿素吸收,特异性强,测定更准确
(2)叶片呈卵圆形,利于漂浮和接受光照;气孔明显,便于气体交换;叶片较短小,减少水流阻力;叶绿素含量较高,适应强光环境,提高光合效率
(3) 漂浮叶 用适量乙烯利溶液处理 用等量清水处理
(4)
4.(1) 低促高抑 不同植物对生长素(类调节剂)的敏感程度不同,一定的高浓度的生长素类调节剂能抑制双子叶杂草的生长,促进玉米的生长
(2)促进
(3) 短 合成赤霉素相关基因 低 脱落酸会抑制种子萌发
(4) 将生长状况相同的该类玉米矮生突变体的幼苗随机均分为A、B两组,用适宜浓度的赤霉素溶液处理A组作为实验组,B组不作处理(或用清水处理)作为对照组。在相同且适宜的条件下培养一段时间后,测量并比较A、B两组植株高度 若A组株高高于B组,则该突变体为激素合成缺陷型突变体;若A、B两组株高大致相同,则该突变体为激素不敏感型突变体
5.(1)激素调节
(2)减缓
(3) ABA与NRT结合后,可以稳定NRT的结构,使其不易被蛋白酶K降解 BCFG
(4)NRT与ABA结合后,可与SPX形成复合物,从而释放被SPX结合的转录因子NLP,NLP入核,调控相关基因表达。
(5)植物通过同一受体响应ABA和NO3-信号,在高营养条件下,优先响应NO3-信号,实现生长发育;在非生物胁迫下,优先响应ABA信号,实现抗逆性。该机制是植物在长期进化中形成的对不同营养条件和非生物胁迫的适应,有利于种群的生存和繁衍
6.(1)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;促进开花;促进果实发育(答出两点)
(2) 相反(相抗衡、拮抗) 不敏感 降解减少(数量更多) + npr1基因突变体
(3)SA能促进NPR1蛋白与某物质形成复合物,促进GA受体降解,使GA无法发挥作用,D蛋白不降解,从而抑制下胚轴生长
7.(1) 吲哚乙酸 抑制 促进 基因表达和环境因素
(2) 玉米胚芽鞘放置方向 甲 极性运输
(3) 90°>α>0° 不一定 琼脂块中生长素向下运输,促进去顶胚芽鞘左侧生长,胚芽鞘左侧比右侧生长的快,从而形成α角
拔高·限时模拟
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
A
B
B
C
C
B
A
D
D
题号
11
12
13
14
15
答案
B
C
C
D
D
16.(除标注外,每空1分,共10分)
(1)无机盐和可溶性糖含量的增加使细胞内液泡(细胞液)的渗透压增大,有利于细胞吸水,保证了高盐度条件下水分的正常供应(2分)
(2) 类囊体薄膜 ① 提取光合色素时未添加CaCO3,导致叶绿素被破坏
(3)随着盐(NaCl)处理时间的延长,光合色素含量下降,光反应速率下降,从而导致暗反应速率下降,消耗的CO2减少(2分)
(4) 基因表达调控和环境因素调节 (2分) 外施一定浓度的ABA
17.(除标注外,每空1分,共10分)
(1) 色氨酸 赤霉菌
(2) B 脱落酸
(3) 根系 光合产物优先向根系运输,促进根系生长,以增加植株吸水(2分) 能 与干旱胁迫组相比,干旱胁迫+MeJA组的籽粒干物质量上升(2分)
18.(除标注外,每空2分,共11分)
(1) 光合色素能溶解在无水乙醇中 单位时间O2的释放量
(2) 室温恢复培养72h后,叶绿素含量恢复且超过对照组,但净光合速率并未恢复到对照组的水平 活性氧攻击类囊体,导致其膜结构受损,使光反应产生的ATP和NADPH减少,暗反应速率降低,进而使光合速率降低
(3) A (1分) ABA可提高SOD的活性以清除活性氧,从而有效减少低温损伤 降低(1分) 提高(1分)
19.(每2分,共14分)
(1) T 细胞 免疫监视
(2) 正 加强
(3) ③ ②
20.(除标注外,每空2分,共10分)
(1)基因表达调控、激素调节
(2)
(3) 乙烯合成关键基因的表达量低 较弱
(4)施加适宜浓度的乙烯
答案第1页,共2页
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