内容正文:
第41课时 植物生长调节剂的应用及环境因素参与调节植物的生命活动
课标要求
1.举例说明生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯等植物激素及其调节剂在生产上得到了广泛应用。2.概述环境因素参与植物生命活动的调节,如光、重力和温度等。
考情
分析
1.植物生长调节剂的类型和作用:2022·山东·T10 2022·辽宁·T11 2021·辽宁·T7 2021·重庆·T24
2.植物生长调节剂的施用:2025·广东·T15 2024·江苏·T5 2024·贵州·T9 2023·广东·T9 2023·湖北·T12 2022·湖北·T8 2022·北京·T13 2022·海南·T7 2022·辽宁·T10 2021·湖北·T6 2020·江苏·T11
3.环境因素参与调节植物的生命活动:2025·湖北·T8 2025·湖南·T12 2025·黑吉辽蒙·T13 2025·安徽·T9 2024·安徽·T9 2024·黑吉辽·T13 2023·广东·T15 2023·新课标·T2 2023·新课标·T31 2022·北京·T7 2021·湖北·T9
考点一 植物生长调节剂的应用
1.植物生长调节剂
2.植物生长调节剂的作用及施用
(1)作用:①提高作物产量、改善产品品质等。如延长或终止种子、芽及块茎的休眠,调节花的雌雄比例,促进或阻止开花,诱导或控制果实脱落,控制植株高度、形状等。
②减轻人工劳动,如减少园林植物的修剪次数。
(2)施用时注意事项:①选择恰当的植物生长调节剂;还要综合考虑施用目的、效果和毒性,调节剂残留、价格和施用是否方便等因素。
②影响施用效果的因素:施用浓度、时间、部位以及施用时植物的生理状态和气候条件等。
3.探索植物生长调节剂的应用
(1)预实验
①概念:在正式实验前预先做的实验。
②意义:为进一步的实验摸索条件,检验实验设计的科学性和可行性。
(2)探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
①实验原理:适宜浓度的生长素类调节剂可以促进插条生根,不同浓度的生长素类调节剂溶液处理后,插条生根的情况一般不同。
②实验过程
③注意区分本实验的三个变量
④注意事项
(3)尝试利用乙烯利催熟水果
(1)矮壮素是从植物体提取的具有调节作用的物质(2024·贵州,9)( × )
提示 矮壮素是人工合成的具有调节植物生长发育作用的植物生长调节剂。
(2)插条只能保留1个芽以避免养分竞争(2023·广东,9)( × )
提示 为提高扦插枝条的成活率,插条一般保留3~4个芽,因为芽能产生生长素,有利于插条生根。
(3)插条均应剪去多数叶片以避免蒸腾作用过度(2023·广东,9)( √ )
(4)插条的不同处理方法均应避免使用较高浓度NAA(2023·广东,9)( × )
提示 使用较高浓度的NAA可以选用沾蘸法,使用低浓度的NAA可以选用浸泡法。
(5)矮壮素处理后,小麦植株矮小、节间短,说明矮壮素的生理效应与赤霉素的相同(2022·海南,7)( × )
提示 赤霉素可促进细胞伸长,从而引起植株增高,节间变长,而矮壮素处理后,小麦植株矮小、节间短,说明矮壮素的生理效应与赤霉素的相反。
(6)用一定浓度的6-BA(细胞分裂素类)抑制马铃薯发芽,以延长贮藏期(2021·辽宁,7)( × )
提示 延长贮藏期的激素是脱落酸而非细胞分裂素类,6-BA可促进马铃薯发芽。
探究植物生长调节剂促进插条生根的最适浓度
生产上常用2,4-D、NAA等生长素类调节剂促进插条生根,某科研小组探究a、b、c三种不同浓度的2,4-D溶液对柳树枝条生根的影响,结果如图所示。回答下列问题:
(1)与植物激素相比,植物生长调节剂的作用效果更稳定的原因是植物体内可能没有相应分解它们的酶。
(2)植物枝条进行扦插时,去掉了一部分成熟叶片,其目的是降低蒸腾作用(或减少水分散失)。但在枝条上又保留了一定量的芽和幼叶,其作用是芽和幼叶可产生生长素,促进扦插枝条生根。
(3)根据图示的结果,a、b两种浓度的大小关系是a>b。为进一步探究2,4-D促进柳树枝条生根的最适浓度,若b>c,某学习小组在c~b浓度间配制一系列浓度梯度的2,4-D溶液,重复题述实验,结果发现在c、b浓度之间未出现峰值,分析其原因是c浓度大于最适浓度,实验改进的思路是在0~c浓度的范围内配制一系列浓度梯度的2,4-D溶液,重新进行实验。
考向一 植物生长调节剂的作用
1.(2024·江苏,5)关于“探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用”的实验,下列叙述正确的是( )
A.选用没有芽的枝条进行扦插,以消除枝条中原有生长素对生根的影响
B.扦插枝条应保留多个大叶片,以利用蒸腾作用促进生长调节剂的吸收
C.对照组的扦插基质用珍珠岩,实验组的扦插基质用等体积的泥炭土
D.用不同浓度的生长调节剂处理扦插枝条,也能获得相同的生根数
答案 D
解析 本实验的自变量是植物生长调节剂的浓度,选用扦插的枝条长势和带有幼芽数量应大致相同,即保持无关变量相同且适宜,通常不用没有芽的枝条,因为芽能产生生长素促进扦插枝条生根,A错误;扦插枝条应保留少量叶片,这样可以确保植物在扦插初期能够获得足够的光合作用产物,同时避免因叶片过多导致的蒸腾作用过强,使枝条中水分过快减少,不利于生根,B错误;对照组的扦插基质用珍珠岩,实验组的扦插基质也应该用等体积的珍珠岩,保证无关变量相同且适宜,C错误。
2.(2023·福建,8)为探究植物生长调节剂对橄榄生长的影响,科研人员分别用不同浓度的吲哚丁酸(IBA)和萘乙酸(NAA)对橄榄幼苗根系进行不同时长的浸泡处理,移栽一段时间后,测定生长指标,部分结果如图所示。
下列叙述错误的是( )
A.对照组应采用未添加植物生长调节剂的清水对橄榄幼苗根系进行浸泡
B.低浓度IBA处理时,延长浸泡时间会抑制幼苗地上部分鲜重的积累
C.相同浓度浸泡1 h的情况下,NAA促进地上部分生长的效果优于IBA
D.用高浓度IBA或NAA处理时,适当缩短浸泡时间有利于地上部分生长
答案 B
解析 要探究植物生长调节剂的生理效应,需要用未添加植物生长调节剂的清水处理植物作为对照,A正确;实验结果表明,与对照组的实验数据比较,低浓度IBA的处理都体现出促进生长作用,浸泡3 h的促进作用大于浸泡1 h的,B错误;实验结果表明,相同浓度的NAA和IBA分别处理幼苗1 h,NAA处理组的地上部分鲜重均大于IBA处理组,C正确;与对照组比较,高浓度IBA或NAA处理时,1 h处理具有促进作用,3 h与5 h处理都表现为抑制作用,说明适当缩短浸泡时间有利于地上部分生长,D正确。
考点二 环境因素参与调节植物的生命活动
1.光对植物生长发育的调节
点拨 植物体内除了光敏色素,还有感受蓝光的受体。光既能作为植物细胞的能量来源,又能通过影响光敏色素等蛋白质的结构,引起光信号传导,改变细胞激素水平和基因表达水平。
2.参与调节植物生命活动的其他环境因素
(1)温度
(2)重力
训练 (1)有的植物需要经过春化作用才能开花,这对于它们适应所生存的环境有什么意义?可以避免出现在冬季来临之前开花而无法结果的情况。
(2)自然状态下,根向地生长,茎背地生长,这对于植物的生长发育有何意义?根向地生长,可以深扎根,有利于吸收水分和无机盐;茎背地生长,可以将枝条伸向天空,有利于吸收阳光进行光合作用。
3.植物生长发育的整体调控
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。
探究光对种子萌发的影响
科学家用红光和红外光依次照射的方法,对一批莴苣种子进行处理,然后置于暗处。一段时间后,这些莴苣种子的发芽情况如表所示。
组别
光照射处理方式
发芽情况
对照组
无光照
不发芽
组1
红光
发芽
组2
红光→红外光
不发芽
组3
红光→红外光→红光
发芽
组4
红光→红外光→红光→红外光
不发芽
(1)由上述实验结果可以得出什么结论?
提示 红光促进莴苣种子发芽,红外光抑制莴苣种子发芽。
(2)莴苣种子对红光的反应远比红外光敏感,如果经过红光和红外光处理后,将莴苣种子置于自然光下而不是黑暗条件下,莴苣种子的发芽情况会如何?
提示 莴苣种子会发芽,因为自然光包含红光和红外光,莴苣种子对红光更敏感,因此在自然光照射下会发芽。
(3)需要光才能萌发的种子是需要光照给种子萌发提供能量吗?
提示 不是,种子进行萌发时没有叶绿素,不能进行光合作用。光作为一种信号,影响、调控种子萌发。
归纳总结 辨析光合色素和光敏色素
考向二 环境因素参与调节植物的生命活动
3.(2025·湖北,8)科研人员对四种植物进行不同光照处理实验,记录开花情况如表。根据实验结果,以下推断合理的是( )
植物种类
长日照
短日照
甲
正常开花
不开花
乙
不开花
正常开花
丙
正常开花
正常开花
丁
延迟开花
正常开花
A.对植物丁进行人工补光延长光照时间,能使其更快开花
B.植物丙的开花不受环境因素影响,由自身遗传物质决定
C.表中植物甲和乙开花的差异,是因为它们对光照强度的敏感度不同
D.若在湖北同一地点种植,植物甲可能在夏季开花,植物乙可能在秋季开花
答案 D
解析 植物丁在长日照条件下延迟开花,短日照条件下正常开花,若人工补光延长光照时间(模拟长日照),反而会延迟开花,A不合理;植物丙在长、短日照条件下均正常开花,说明其开花不受光周期影响,属于日中性植物,但不一定不受环境因素影响,其他环境因素(如温度、水分)可能影响开花,B不合理;植物甲和植物乙开花差异源于对光照时间(光周期)的敏感度不同,C不合理;湖北夏季昼长(长日照),植物甲作为长日照植物可能在夏季开花,秋季昼短(短日照),植物乙作为短日照植物可能在秋季开花,D合理。
4.(2025·安徽,9)种子萌发受多种内外因素的调节。下列叙述错误的是( )
A.玉米种子萌发后,根冠中的细胞能够感受重力信号,从而引起根的向地生长
B.与休眠种子相比,萌发的种子细胞内自由水所占比例高,呼吸作用旺盛
C.红外光可促进莴苣种子萌发,而红光可逆转红外光的效应,抑制萌发
D.赤霉素可打破种子休眠,促进萌发;脱落酸可维持种子休眠,抑制萌发
答案 C
解析 根冠中的细胞能够感受重力信号,玉米种子萌发后,根冠细胞感受重力刺激,引起生长素的横向运输,导致近地侧生长素浓度高,抑制生长,从而使根向地生长,A正确;自由水与结合水的比值影响细胞代谢,自由水所占比例越高,细胞代谢越旺盛,与休眠种子相比,萌发的种子细胞内自由水所占比例高,呼吸作用旺盛,B正确;莴苣种子萌发受光的影响,红光可促进莴苣种子萌发,红外光可抑制莴苣种子萌发,且红光可逆转红外光的效应,C错误。
一、基础排查
1.判断下列有关植物生长调节剂应用的叙述
(1)植物生长调节剂是指人工合成的,只对植物的生长、发育有促进作用的有机物( × )
提示 植物生长调节剂是指人工合成的,对植物的生长、发育有调节作用的化学物质,有的对植物的生长、发育有促进作用,有的抑制植物生长、发育。
(2)植物生长调节剂的分子结构和生理效应都与植物激素类似( × )
提示 从分子结构分析,植物生长调节剂主要有两类:一类分子结构和生理效应与植物激素的相同或类似,如吲哚丁酸;另一类分子结构与植物激素的差别较大,但具有与植物激素类似的生理效应,如α-萘乙酸、矮壮素等。
(3)一些植物生长调节剂本身对人体是有毒的,如青鲜素等( √ )
(4)植物生长调节剂效果稳定可能跟植物体内没有相应的分解植物生长调节剂的酶有关( √ )
(5)用赤霉素类调节剂处理拔节期高粱可降低其株高,提高植株的抗倒伏性( × )
提示 赤霉素的作用是促进细胞的伸长,故用赤霉素类调节剂处理拔节期高粱可增加其株高。
(6)用适宜浓度的生长素处理未受粉的雌蕊,获得无子番茄( √ )
(7)植物生长调节剂的使用可减少人工劳动成本( √ )
(8)为探究2,4-D的最佳使用效果,往往需要先进行预实验再进行正式实验( √ )
(9)用沾蘸法探索NAA促进葡萄插条生根的最适浓度时,应避免使用较高浓度的NAA( × )
提示 浸泡法使用的药剂浓度较低,沾蘸法使用的药剂浓度较高。
(10)用2,4-D处理插条的任意一端不会影响插条生根的效果( × )
提示 为了有助于生根,应该用2,4-D处理插条的形态学下端。
(11)生长素类调节剂浓度越高,促进生根的作用越强( × )
提示 生长素类调节剂具有低浓度促进生长,高浓度抑制生长的生理作用。超过一定的浓度,可能会抑制生根。
2.判断下列有关环境因素对植物生长发育调节的叙述
(1)光作为一种物理信号,可调控植物生长、发育的全过程( √ )
(2)光敏色素是一类色素—蛋白复合体,只分布于植物的地上部分,受到光照射时,光敏色素的结构会发生变化( × )
提示 光敏色素分布于植物的各个部位。
(3)光敏色素主要通过吸收红光和蓝紫光接收光信号( × )
提示 光敏色素主要通过吸收红光和远红光接收光信号。
(4)年轮、春化作用都能说明温度参与植物生长发育的调节( √ )
(5)树干上颜色较深的年轮带与春夏季节气温较高有关( × )
提示 年轮的形成是由于在春夏季节细胞分裂快、细胞体积大,在树干上形成颜色较浅的带;在秋冬季节细胞分裂慢、细胞体积小,在树干上形成颜色较深的带。
(6)重力可能通过影响生长素的运输进而影响植物的生长( √ )
(7)“淀粉—平衡石假说”是一种解释光对植物生长调节的机制( × )
提示 “淀粉—平衡石假说”是一种解释重力对植物生长调节的机制。
(8)环境因素和植物激素对植物生命活动都具有重要的影响,二者单独发挥作用( × )
提示 环境因素和植物激素对植物生命活动的影响是相互联系的,对植物都具有重要的影响。
二、要语必背
1.(选择性必修1 P100)植物生长调节剂:由人工合成的,对植物的生长、发育有调节作用的化学物质。植物生长调节剂具有原料广泛、容易合成、效果稳定等优点。
2.(选择性必修1 P102)预实验可以为进一步的实验摸索条件,也可以检验实验设计的科学性和可行性。
3.(选择性必修1 P106)光作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程。
4.(选择性必修1 P106)光敏色素是一类蛋白质(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。光敏色素主要吸收红光和远红光。
5.(选择性必修1 P106)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。
6.(选择性必修1 P107)植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行。植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。
7.(选择性必修1 P107)植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞,可以将重力信号转换成运输生长素的信号,造成生长素分布的不均衡,从而调节植物的生长方向。
8.(选择性必修1 P108)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。
课时精练
[分值:100分]
[1~2题,每题5分;3~12题,每题6分。共70分]
一、选择题
1.(2023·广东,15)种植和欣赏水仙是广东的春节习俗。当室外栽培的水仙被移入室内后,其体内会发生一系列变化,导致徒长甚至倒伏。下列分析正确的是( )
A.水仙光敏色素感受的光信号发生改变
B.水仙叶绿素传递的光信号发生改变
C.水仙转入室内后不能发生向光性弯曲
D.强光促进了水仙花茎及叶的伸长生长
答案 A
解析 当室外栽培的水仙被移入室内后,光信号发生变化,光敏色素(光信号的受体)感受的光信号发生改变,影响特定基因的表达,进而导致水仙徒长甚至倒伏,A正确;叶绿素可以吸收、传递和转化光能,叶绿素本身不传递光信号,B错误;植物的向光性是由生长素分布不均匀造成的,单侧光照射后,胚芽鞘向光侧的生长素浓度低于背光侧,因而引起两侧的生长不均匀,从而造成向光性弯曲;水仙转入室内后,若给以单侧光,仍可以发生向光性弯曲,C错误;室外栽培的水仙被移入室内后,光照强度减弱,D错误。
2.(2025·清远一模)植物激素和植物生长调节剂在农业生产中有着广泛的应用。下列叙述错误的是( )
A.在黄瓜的雌、雄花分化期施用适宜浓度的乙烯利能提高黄瓜产量
B.外施赤霉素、细胞分裂素有助于提高葡萄的结果率和无核化程度
C.收获后喷施适宜浓度的青鲜素能够延长马铃薯、洋葱的储存时间
D.喷施低浓度的2,4-D有助于解除棉花的顶端优势,实现增产
答案 D
解析 乙烯利是乙烯类植物生长调节剂,能促进果实成熟,所以在黄瓜的雌、雄花分化期施用适宜浓度的乙烯利能提高黄瓜产量,A正确;赤霉素可以促进细胞分裂与分化,促进种子萌发、开花和果实发育,而细胞分裂素可以促进细胞分裂,所以外施赤霉素、细胞分裂素有助于提高葡萄的结果率和无核化程度,B正确;青鲜素能够抑制发芽,可以延长马铃薯、洋葱的储藏期,C正确;2,4-D是生长素类植物生长调节剂,对棉花喷洒一定浓度的2,4-D会抑制侧芽的生长,并不能解除顶端优势,D错误。
3.为提高农作物产量,科研人员研究不同环境因素及植物激素对农作物生长发育的影响。下列关于农作物生长调节的叙述,正确的是( )
A.用适宜浓度的乙烯利处理未成熟的番茄果实,可促进其发育,使果实提前成熟上市
B.给处于花期的油菜喷洒适宜浓度的生长素类似物,能提高油菜籽的产量
C.干旱条件下,农作物体内合成的细胞分裂素减少、脱落酸增多,以适应缺水环境
D.用一定浓度的生长素类似物处理插条,浸泡法比沾蘸法使用的浓度高,处理时间长
答案 C
解析 乙烯利释放乙烯,乙烯的主要作用是促进果实成熟,而非促进发育,A错误;生长素类似物可促进子房发育为果实,但油菜籽的形成需要受精,喷洒生长素类似物并不能代替受精作用,B错误;干旱时,脱落酸增多促进气孔关闭减少水分散失,细胞分裂素减少延缓生长,符合植物对逆境的适应,C正确;浸泡法通常使用较低浓度的药物且处理时间长,沾蘸法则用高浓度的药物短时间处理,D错误。
4.(2025·梅州二模)Ca2+在根的向地性反应中起着重要作用,科研人员以玉米根为实验材料进行了4组实验,甲、乙、丙组实验结果及丁组实验处理如图所示。EDTA可以去除与其接触部位的Ca2+。下列叙述错误的是( )
A.本实验应在温度适宜的暗室中进行
B.甲、乙两组对自变量的控制运用了“减法原理”
C.由乙、丙两组推测Ca2+的分布不均匀可导致玉米根弯曲生长
D.推测丁组玉米根一定会出现向地性反应
答案 D
解析 本实验的目的为探究Ca2+在根向地性反应中的作用,自变量为Ca2+,光可能会干扰根的生长方向,为排除光对实验的影响,本实验应在温度适宜的暗室中进行,A正确;与常态比较,人为去除某种影响因素的称为“减法原理”,相对于甲组,乙组用EDTA去除根冠部位的Ca2+,运用了“减法原理”,B正确;乙组根冠两侧均用含EDTA的琼脂块处理,丙组的根冠一侧使用含EDTA的琼脂块,导致根冠上侧含Ca2+,下侧不含,结果显示,丙组玉米根向上弯曲生长,乙组水平生长,说明Ca2+的分布不均匀可导致玉米根弯曲生长,C正确;由甲、乙、丙三组实验对照可知,含Ca2+少的一侧生长效果更好,自然水平放置下,远地侧生长效果更好,丁组的远地侧含Ca2+较多,无法比较其带来的抑制效果与远地侧带来的促进效果大小,故丁组玉米根不一定会出现向地性反应,D错误。
5.(2025·云南,6)云南省是著名的鲜花产地,所产鲜花花色鲜艳与其独特的自然环境息息相关。花青素苷是决定被子植物色彩呈现的主要色素物质,花冠中糖类或被紫外光激活的紫外光受体均可促进相关基因表达,从而增加花青素苷的合成。下列说法错误的是( )
A.云南平均海拔高,紫外光强,能够促进花青素苷的合成
B.鲜切花中花青素苷会缓慢降解,在浸泡液中添加适量糖可延缓鲜花褪色
C.云南平均海拔高,昼夜温差大,有利于呈色
D.鲜花中花青素苷的含量,与紫外光受体基因表达水平呈负相关
答案 D
解析 云南海拔高,紫外光强,被紫外光激活的紫外光受体可促进相关基因表达,增加花青素苷合成,A正确;鲜切花褪色与花青素苷降解相关,糖类可促进相关基因表达,增加花青素苷合成,故在浸泡液中添加适量糖可延缓褪色,B正确;昼夜温差大时,白天高温促进光合作用,夜间低温减少细胞呼吸消耗,积累更多糖类,糖类可促进相关基因表达,从而增加花青素苷的合成,花青素苷是决定被子植物色彩呈现的主要色素物质,所以昼夜温差大,有利于呈色,C正确;紫外光受体被激活后,可促进相关基因表达,增加花青素苷合成,所以紫外光受体基因表达水平越高,花青素苷合成量应越多,两者关系应呈正相关,D错误。
6.(2025·湛江二模)低温诱导促使某些植物开花的作用叫春化作用。春化作用是通过低温感知来“通知”一些特有基因,调控开花诱导进程以保障植物开花坐果期免受低温损害的主动式低温反应,也叫做需求型低温反应。如图为植物拟南芥开花过程的部分调节示意图。下列叙述错误的是( )
A.图中基因FRI及FLC都能抑制拟南芥开花
B.基因VRN1、VRN2、VRN3都能感受低温刺激,使拟南芥产生春化作用
C.直接使用赤霉素处理而不经低温刺激也可促进拟南芥开花
D.拟南芥的开花过程是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的
答案 B
解析 据图分析可知,基因FRI能够通过促进基因FLC的表达,进而抑制植物的营养生长向生殖生长的转变,所以基因FRI、FLC都能抑制拟南芥开花,A正确;据图可知,只有基因VRN3能够直接感受低温刺激而被激活,从而促进开花,B错误;据图分析可知,赤霉素途径可以不经过春化作用,直接抑制基因FLC的表达而促进开花,C正确;图中拟南芥的开花,由营养生长向生殖生长的转化,既与环境因素有关,也与基因的表达调控有关,还跟赤霉素等激素的调节有关系,D正确。
7.(2026·惠州惠东质检)种子休眠是植物抵御不良环境的一种适应性现象。种子从休眠到萌发的转变可受光和多种植物激素的共同调节,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.光通过调节相关基因的表达来调节植物种子的萌发
B.在调节种子萌发过程中,油菜素内酯和乙烯具有协同作用
C.光敏色素主要吸收红光和蓝紫光,可为莴苣种子的萌发提供能量
D.赤霉素与脱落酸含量的比值较高时,有利于种子的萌发
答案 C
解析 光作为一种信号,通过影响植物细胞内相关基因的表达,来调控植物种子的萌发过程,A正确;图中油菜素内酯和乙烯均能促进种子萌发,二者在调节种子萌发过程中,具有协同作用,B正确;光敏色素主要吸收红光和远红光,它是一种光受体,能感受光信号并传导信号来调节植物的生命活动,但不能为莴苣种子的萌发提供能量,C错误;脱落酸抑制种子萌发,赤霉素促进种子萌发,当赤霉素与脱落酸含量的比值较高时,赤霉素占比高,有利于种子的萌发,D正确。
8.(2025·黑吉辽蒙,13)光照、植物激素EBR、脱落酸和赤霉素均参与调节拟南芥种子的萌发,部分作用关系如图。下列叙述正确的是( )
A.光敏色素是一类含有色素的脂质化合物
B.图中激素①是赤霉素,激素②是脱落酸
C.EBR和赤霉素是相抗衡的关系
D.红光和EBR均能诱导拟南芥种子萌发
答案 D
解析 光敏色素是一类蛋白质(色素—蛋白复合体),而非脂质化合物,A错误;赤霉素促进种子萌发,脱落酸抑制种子萌发,据图分析,图中激素①是脱落酸,激素②是赤霉素,B错误;分析题图,EBR抑制蛋白2形成,减少激素①的产生,进而促进种子萌发,因此EBR和赤霉素是协同的关系,C错误;红光使光敏色素从无活性转变为有活性,促进种子萌发,因此红光和EBR均能诱导拟南芥种子萌发,D正确。
9.(2025·湖南,12)在常温(20 ℃)、长日照条件下栽培某油菜品种,幼苗生长至4~5叶时,将部分植株置于低温处理6周后,立即进行嫁接。然后将所有植株常温栽培。不同处理植株茎尖中赤霉素含量(ng·g-1鲜重)及开花情况如表所示。下列叙述正确的是( )
低温处理
结束后(天)
检测
指标
常温
处理
植株
低温
处理
植株
常温处
理接穗
常温处
理接穗
常温处
理砧木
低温处
理砧木
0
赤霉素
90.2
215.3
/
/
15
赤霉素
126.4
632.0
113.8
582.0
50
开花情况
不开花
开花
不开花
开花
A.除赤霉素外,低温处理诱导油菜开花不需要其他物质参与
B.赤霉素直接参与油菜开花生理代谢反应的浓度需达到某临界值
C.将油菜幼苗的成熟叶片置于低温下,其余部位置于常温,不能诱导开花
D.若外源赤霉素代替低温也能促进油菜开花,则两者诱导开花的代谢途径相同
答案 C
解析 由表格可知,低温处理植株(与常温处理植株相比)和低温处理砧木(与常温处理砧木相比)均能诱导油菜开花,且赤霉素含量显著提高,说明低温诱导油菜开花与赤霉素有关,但不能说明低温处理诱导油菜开花不需要其他物质参与,A错误;植物激素起着调节生命活动的作用,不直接参与代谢反应,B错误;结合表中常温处理接穗/低温处理砧木能诱导油菜开花,说明开花信号可由砧木传至接穗,若只对油菜幼苗的成熟叶片进行低温处理,可能因缺乏低温信号感知和传递机制而无法诱导油菜开花,C正确;施用外源赤霉素后,直接增加赤霉素(外源+内源赤霉素)的量,使其达到对开花的促进作用的临界值,从而使植物开花,而低温诱导是在低温的作用下,植物体通过代谢过程使体内赤霉素含量升高,进而促进开花,二者途径不同,D错误。
10.(2025·江门一模)研究发现,当烟草受到病原菌入侵时,被感染的细胞中茉莉酸等植物激素信号通路激活,MYC2、EIN3和WRKY70等因子调控相关基因表达,合成植保素等起防御作用的物质,机理如图。下列叙述错误的是( )
A.WRKY70因子既能促进脱落酸合成也能够促进脱落酸降解
B.在该调控过程中存在正反馈调节
C.敲除WRKY70基因的植株比敲除植保素基因的植株易感病
D.茉莉酸和乙烯协同作用有利于增强植物对病原菌的防御作用
答案 A
解析 分析题图,一方面WRKY70因子能促进脱落酸合成,另一方面抑制脱落酸降解酶的作用,从而抑制脱落酸降解,A错误。图中正反馈途径:MYC2→WRKY70→合成茉莉酸,茉莉酸进一步作用于MYC2,进而促进茉莉酸的合成,B正确。WRKY70通过调控茉莉酸、脱落酸和植保素的合成,增强植物的防御作用,敲除WRKY70基因的植株比敲除植保素基因的植株易感病,C正确。病原体入侵烟草细胞时,茉莉酸信号通路和乙烯信号通路被激活,最终促进茉莉酸、脱落酸、植保素合成,增强对病原菌的防御作用,D正确。
11.(2025·佛山三模)基底茎节生长素浓度会影响水稻分蘖(基底茎节处长出分枝,类似侧芽萌发)。研究人员研究不同磷浓度下(LP:低磷,NP:正常供磷)水稻分蘖数的变化,以及施加外源生长素类调节剂萘乙酸(NAA)、生长素运输抑制剂NPA对水稻分蘖的影响,实验操作及结果如表所示。下列叙述错误的是( )
组别
①
②
③
④
⑤
处理
NP
NP+NAA
NP+NPA
LP
LP+NPA
平均每株
分蘖数(个)
2.8
1.6
4.3
1.5
1.6
A.正常磷条件下,施用外源生长素可抑制水稻分蘖
B.低磷胁迫下,生长素是抑制水稻分蘖的主要因素
C.水稻通过减少分蘖降低磷的需求以响应低磷胁迫
D.生长素与低磷胁迫通过调控基因的表达影响分蘖
答案 B
解析 与①组(NP)相比,②组(NP+NAA)分蘖数(1.6)显著低于①组(2.8),说明正常磷条件下,施用外源生长素类调节剂抑制分蘖,A正确;与①组(NP)相比,④组(LP)分蘖数为1.5,显著低于①组(2.8),说明低磷胁迫抑制水稻分蘖,但⑤组(LP+NPA)分蘖数与④组(LP)无显著差异,说明低磷胁迫下抑制生长素运输并未缓解分蘖减少,说明生长素并非主要抑制因素,B错误;④组分蘖数低于①组,说明低磷胁迫导致分蘖减少,可能是水稻通过减少分蘖降低磷需求以响应胁迫,C正确;生长素通过信号转导调控基因表达,低磷胁迫也可能通过信号通路影响基因表达,从而共同调控分蘖,D正确。
12.(2025·茂名二模)植物细胞被病原体感染后,产生的环核苷酸会打开细胞膜上的Ca2+通道蛋白,导致胞内Ca2+浓度升高,上调NADPH氧化酶基因表达后引发H2O2积累,最终造成细胞损伤。已知受体激酶BAK1被油菜素内酯激活后可关闭Ca2+通道。下列处理不能减轻感染引起的细胞损伤的是( )
A.阻断环核苷酸的合成,降低细胞内Ca2+的浓度
B.施加油菜素内酯,抑制NADPH氧化酶基因表达
C.激活BAK1的活性,提高H2O2分解酶的活性
D.不施加油菜素内酯,施加BAK1活性抑制剂
答案 D
解析 植物细胞感染病原体后引起的细胞损伤的机制如图:
若阻断环核苷酸的合成(①过程),抑制细胞膜上的Ca2+通道蛋白的打开,降低细胞内Ca2+的浓度,最终可减轻感染引起的细胞损伤,A不符合题意;施加油菜素内酯,激活受体激酶BAK1,关闭Ca2+通道,降低细胞内Ca2+的浓度,进而抑制NADPH氧化酶基因表达,提高H2O2分解酶的活性,使细胞内H2O2减少,减轻细胞损伤,B、C不符合题意;不施加油菜素内酯,施加BAK1活性抑制剂,抑制受体激酶BAK1活性,使Ca2+通道打开,导致胞内Ca2+浓度升高,导致细胞损伤,D符合题意。
二、非选择题
13.(14分)从某些植物的下胚轴中可提取出有效成分用于治疗疾病。科研人员以拟南芥为材料,通过实验发现:萌发拟南芥下胚轴的伸长量和乙烯、HY5蛋白(光形态建成关键蛋白)密切相关,且在黑暗中的伸长量显著高于正常光照条件下;与野生型相比,无论光照或黑暗条件下,乙烯过量生成突变体和HY5基因缺失突变体均表现出下胚轴明显伸长的表型,如图甲。回答下列问题:
(1)光照下野生型拟南芥幼苗下胚轴明显缩短,从光调控植物生长发育的反应机制角度来看,可能的原因是______________________________________。乙烯和HY5蛋白均参与拟南芥幼苗下胚轴生长的调控,它们对下胚轴的伸长分别起________作用。
(2)为探究乙烯和HY5蛋白对下胚轴生长中的调控关系,科研人员利用野生型拟南芥(WT)和HY5基因缺失突变体(hy5)进行实验,提出三种假设并设计以下实验方案。请将表中①②处的内容补充完整。
假设
假设内容
实验
植株
实验步骤
预期结果
甲
乙烯和HY5基因通过独立途径分别参与下胚轴生长的调控
WT
Ⅰ.使用适宜浓度乙烯处理植株;Ⅱ.测量植株下胚轴长度和测定HY5蛋白含量
乙烯处理后,HY5蛋白含量未发生变化
下胚轴伸长
乙
乙烯通过调控HY5蛋白的含量从而调控下胚轴的生长
②______________________
下胚轴伸长
丙
①__________________________
WT、
hy5
测量植株下胚轴长度和测定乙烯含量
hy5体内乙烯含量较WT低
hy5下胚轴
较WT长
(3)科研人员检测三种植株HY5基因的表达水平,得到如图乙的实验结果(图A数据在统计学上没有明显差异)。
本实验结果表明乙烯与HY5基因、HY5蛋白的关系是________________________________。这一结果支撑(2)中的假设____________(填“甲”“乙”或“丙”)。
(4)根据以上信息,除了添加乙烯处理以外,试从分子水平提出促进植物下胚轴伸长的两个新思路:___________________________________________________________________
________________________________________________________________________
答案 (1)光敏色素在光照射时被激活,结构发生变化后诱导HY5基因表达 促进、抑制 (2)①HY5蛋白通过调节乙烯的含量从而调控下胚轴的生长
②乙烯处理后,HY5蛋白的含量发生显著变化 (3)乙烯不影响HY5基因的表达,但促进HY5蛋白的降解 乙 (4)敲除HY5基因、抑制HY5基因表达、添加HY5蛋白酶、添加HY5蛋白抑制剂
解析 (1)分析图甲,与野生型相比,无论光照或黑暗条件下,乙烯过量生成突变体和HY5基因缺失突变体均表现出下胚轴明显伸长的表型,说明乙烯促进下胚轴生长,HY5蛋白抑制下胚轴生长;与黑暗条件下相比,光照下野生型拟南芥幼苗下胚轴明显缩短,从光作为信号分子调控植物生长发育的反应机制角度来分析,即在受到光照射时,光敏色素的结构会发生变化,诱导HY5基因的表达,抑制下胚轴的生长。(2)本实验的目的为探究乙烯和HY5蛋白对下胚轴生长的调控关系,根据三种假设的逻辑关系,推出假设丙为HY5蛋白通过调节乙烯的含量从而调控下胚轴的生长;假设乙为乙烯通过调控HY5蛋白的含量从而调控下胚轴的生长,若假设乙是正确的,乙烯处理后,HY5蛋白的含量减少,使下胚轴伸长。(3)分析图乙A,乙烯过量生成突变体和乙烯信号阻断突变体(乙烯不能发挥作用)的HY5 mRNA的相对含量与野生型差不多,说明乙烯不影响HY5基因的转录或表达过程,HY5蛋白合成量差不多,分析图乙B,在一定范围内,随着乙烯浓度的升高,HY5蛋白含量逐渐减少,且乙烯作用时间越长,HY5蛋白含量越少,说明乙烯促进HY5蛋白的降解;本实验结果显示乙烯会使HY5蛋白含量减少来调控下胚轴的生长,支撑(2)中的假设乙。(4)从分子水平(DNA、RNA或蛋白质分子)提出促进植物下胚轴伸长的思路,根据前面结论,HY5蛋白抑制下胚轴伸长,乙烯通过水解HY5蛋白起作用,所以可通过降低HY5基因表达水平、敲除HY5基因、添加HY5蛋白酶、添加HY5蛋白抑制剂等来促进下胚轴伸长。
14.(16分)(2024·北京,18)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)(4分)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)(6分)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(从正常和干旱两种条件任选其一,以未选择的条件为对照,以文字和箭头的形式作答)。
答案 (1)信息 (2)IAA含量降低,生长减缓;干旱处理下,植株生存率提高 (3)在0~2 μg的浓度范围内,随着TS浓度的升高,BG活性逐渐降低
(4)如图所示
(5)如图所示
解析 (1)生长素和脱落酸都属于植物激素,因此两种植物激素均作为信息分子,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0~2 μg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)该实验的目的是证明TS通过抑制BG活性降低ABA水平,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,因为TS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组结果相同,相应示意图见答案。
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