5.4 环境因素参与调节植物的生命活动（提升讲义）生物人教版选择性必修1

本讲义聚焦环境因素参与调节植物生命活动核心知识点，系统梳理光（光敏色素、光周期）、温度（春化作用）、重力（向性运动）等环境信号的调节机理，搭建“课标锚定-导图梳理-教材拆解-难点突破-限时训练”学习支架，衔接基因、激素与环境的综合调控脉络。 资料以科学思维为导向，通过难点强化的4大命题角度（如光周期判定、多因子综合影响）培养学生分析复杂情境能力，结合探究实践设计实验分析题（如光对开花影响的实验）引导证据推理，融入生命观念中的结构与功能观（光敏色素结构与信号传导）。课中辅助教师系统授课，课后通过限时训练和要点回眸帮助学生巩固知识，提升解题能力。

第5章 植物生命活动的调节 第4节 环境因素参与调节植物的生命活动 01 课程标准 以课标为纲，锚定学习核心方向 02 核心导图 梳理知识脉络，搭建系统知识体系 03 教材梳理 拆解教材知识点，夯实学习根基 知识一 光对植物生长发育的调节 知识二 参与调节植物生命活动的其他环境因素 04 难点强化 突破学习难点，强化解题能力 难点一 光对植物开花的影响（4大命题角度） 难点二 比较不同环境因素对植物生命活动的调节（4大命题角度） 05 限时必刷 限时45min训练，精准查漏补缺 5.4.1认识光、温度、重力、水分等多种环境信号均可参与调节植物生长发育；掌握光敏色素、光周期、春化作用、向性运动相关机理。 5.4.2能综合植物激素、环境信号、基因调控等跨章节知识，能分析多环境因子共同作用的复杂情境。 知识一 光对植物生长发育的调节 1．光的作用：光作为一种__________，影响、调控植物生长、发育的全过程。 2．调控机理 (1)信号：________。 (2)信号受体：接收光信号的分子，如________________　。 ①本质：________(色素—蛋白复合体)。 ②分布：植物的各个部位，其中在________的细胞内比较丰富。 ③吸收光谱：主要吸收________________和________________。 (3)调节过程：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________________传导到细胞核内，影响核内特定____________，从而表现出生物学效应。 [答案自填] 信号　光　光敏色素　蛋白质分生组织　红光　远红光　信息传递系统基因的表达 [例1]下列关于植物生命活动调节的说法，正确的是(　　) A.对于植物来说，光既是能量来源，也是一种信号 B.植物激素是基因表达的直接产物 C.植物生长调节剂的分子结构和生理效应都与植物激素的类似 D.光敏色素和光合色素都是色素—蛋白复合体，主要吸收红光和蓝紫光 【答案】A 【详解】选A。对于植物来说，光合作用的能量来源是光能，植物体内有光敏色素，光可作为一种信号调控植物生长发育，A正确；植物激素不是基因表达的直接产物，B错误；从分子结构来看，植物生长调节剂主要有两大类：一类分子结构和生理效应与植物激素的类似，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，C错误；光敏色素是色素—蛋白复合体，主要吸收红光和远红光，光合色素主要吸收红光和蓝紫光，D错误。 [例2]科研人员研究了日照长短对菊花开花的影响，实验分组处理与结果如下图所示。下列叙述错误的是 (　　) A.菊花感受光照时间长短的部位是叶片 B.持续每天光照总时长超过临界日长，菊花不能开花 C.持续每天光照总时长小于临界日长，菊花一定能开花 D.该研究表明，可通过人工花期调控技术实现夏季赏菊 【答案】C 【详解】选C。植株下部的叶片接受短日照开花，植株的顶端接受短日照不开花，说明菊花感受光照时间长短的部位是植株下部的叶片，A正确；植株接受长日照不开花，接受短日照开花，说明菊花是短日照植物，若持续每天光照总时长超过临界日长，则菊花不能开花，B正确；在短日照的情况下，光照打断暗期植株不开花，说明持续每天光照总时长小于临界日长，菊花不一定能开花，C错误；该研究表明，菊花的开花和不开花与光照时间长短有关，可通过调控菊花的光照时间，人工调控花期实现夏季赏菊，D正确。 必会知识二 参与调节植物生命活动的其他环境因素 1．温度 (1)通过影响种子萌发、植株生长、____________________和叶的衰老、________________等生命活动，从而参与调节植物的生长发育。 (2)植物分布的____________很大程度上就是由温度决定的。 2．重力 (1)重力是调节植物生长发育和__________的重要环境因素。 (2)植物的根、茎中具有感受重力的________和________，可以将重力信号转换成__________________的信号，造成生长素分布的________，从而调节植物的生长方向。 (3)“淀粉—平衡石假说” ①植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞，即__________细胞来实现的。 ②当重力方向发生改变时，平衡石细胞中的“淀粉体”就会沿着________方向沉降，引起植物体内一系列信号分子的改变。 3．植物生长发育的整体调控 (1)植物生长发育的调控，是由基因____________________、____________________和__________________共同完成的。 (2)激素作为信息分子，会影响细胞的________________，从而起到调节作用。 (3)激素的产生和分布是基因表达调控的结果，也受到____________的影响。 [答案自填] 开花结果　脱落　地域性　形态建成　物质　细胞　运输生长素　不均衡　平衡石　重力　表达调控　激素调节 环境因素调节　基因表达　环境因素 [例1]下列关于温度对植物生命活动调节的叙述，错误的是(　　) A.年轮是由不同季节的温度不同引起植物细胞分裂快慢和细胞体积大小不同而产生的 B.一些植物在生长期需要经过一段时期的低温诱导之后才能开花的现象称为春化作用 C.温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果等生命活动参与调节植物的生长发育 D.植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行的，植物分布的地域性由光照决定 【答案】D 【详解】选D。植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行的，植物分布的地域性很大程度上是由温度决定的，D错误。 [例2]根尖处于垂直状态时，茎、芽中合成的生长素(IAA)通过中柱运输到根尖后，均等地分布在根冠的各个方向；根尖处于水平状态时，幼根会弯向下方生长，如下图所示。下列相关叙述错误的是 (　　) A.平衡石细胞是一类富含“淀粉体”的细胞 B.向伸长区运输的生长素由平衡石细胞合成 C.平衡石细胞能将重力信号转换成运输生长素的信号 D.幼根弯曲生长过程中，远地侧的伸长区细胞比近地侧的生长得更快 【答案】B 【详解】选B。由题图可知，平衡石细胞是一类富含“淀粉体”的细胞，A正确；向伸长区运输的生长素在茎、芽中合成，B错误；植物体内的平衡石细胞感受重力信号的刺激，并将重力信号转变成运输生长素的信号，使近地侧生长素浓度高于远地侧，C正确；根在弯曲生长过程中，近地侧生长素浓度高，远地侧生长素浓度低，根对生长素比较敏感，根尖远地侧的伸长区细胞比近地侧的伸长区细胞生长得更快，D正确。 难点知识一 光对植物开花的影响 命题角度1 光敏色素感光与信号传导 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，下列有关植物生命活动调节的有关说法正确的是（    ） A．矮壮素是一类分子结构与生理效应与植物激素类似的植物生长调节剂 B．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 C．为促进黄瓜雌花分化，应提高脱落酸与赤霉素的比值 D．树干上颜色较深的年轮带与春夏季节气温较高有关 【答案】C 【详解】A、矮壮素属于人工合成的植物生长调节剂，其分子结构与植物激素完全不同，生理功能为抑制赤霉素的作用，和赤霉素生理效应相反，A错误； B、光敏色素是色素—蛋白复合体，分布在植物的各个部位，分生组织细胞内含量较高，并非只分布于地上部分，受到光照射时其结构会发生变化，进而调控基因表达，B错误； C、黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素比值升高时，有利于雌花分化，因此要促进黄瓜雌花分化需要提高二者的比值，C正确； D、春夏季节气温高、水分充足，形成层细胞分裂生长快，产生的木质部细胞体积大、细胞壁薄，形成的年轮带颜色浅；颜色较深的年轮带是秋冬低温、细胞生长慢形成的，D错误。 命题角度2 长 / 短日照植物判定逻辑 北方地区的某种植物正常需要光照16h／黑暗8h可以开花（昼夜周期为24h时，植物开花的临界日照长度通常为12~14h)，研究人员为实现反季节栽培，使用低温诱导使其开花，结果如表所示。下列叙述正确的是（    ） 1组 2组 3组 4组 5组 处理温度（℃） 2 5 10 15 20 开花所需天数（天） 85 62 78 110 开花率（%） 75 98 92 70 0 A．5℃是该植物的最佳低温诱导温度 B．该植物是短日照的植物，需较长黑暗期触发其开花 C．本实验的自变量是处理温度、开花所需天数和开花率 D．低温可能会打破休眠，激活植物体内的成花相关基因 【答案】D 【详解】A、实验中 5℃的开花率（98%）和开花天数（62 天）在当前温度梯度中表现较好，但实验仅设置了 2、5、10、15、20℃的梯度，未探究更细的温度（如 7℃），无法确定 5℃是 “最佳” 低温诱导温度，A 错误； B、短日照植物需日照长度短于临界日照长度（或较长黑暗期）才开花；而该植物正常在日照 16h（长于临界日照 12-14h）时开花，符合长日照植物的特点，并非短日照植物，B错误； C、实验的自变量是处理温度（人为控制的变量），开花所需天数、开花率是因变量（实验结果），并非自变量，C错误； D、反季节栽培时植物可能处于休眠状态，低温诱导后开花率显著提升，说明低温可能打破休眠、激活成花相关基因，逻辑合理，D正确。 故选D。 命题角度3 叶片感知光周期信号 在一天之中，白天与黑夜的相对长度，称为光周期。人们发现，植物开花与光周期有关，其中在24h昼夜周期中，日照长度长于一定时数才能开花的植物称为长日照植物，在日照长度短于临界时数才能正常开花的植物称为短日照植物。如图为光周期诱导某植物开花激素的产生以及影响开花的实验。图中植物均去掉了顶端的全部叶子，①④植株分别接受长日照、短日照（顶部花芽和下部叶片均处理）；②③植株方框内为受短日照处理的部位，结果如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．对照植株①④可说明该植物属于短日照植物 B．根据结果可知，该植物接受诱导产生开花激素的部位是顶部花芽 C．根据②③植株可知，该植物感受光周期的部位为下部的叶片 D．增加每天的光照时间可能会延迟该植物的开花时间 【答案】B 【详解】A、对照实验①④说明在短日照条件下，该植物才能产生开花激素并开花，故该植物属于短日照植物，A正确； BC、②植株下部的叶接受短日照开花，③植株的顶端接受短日照不开花，这表明短日照和长日照对花芽的分化不产生直接的影响，只有通过叶才能影响花芽的分化，是叶接受了短日照刺激后产生了开花激素，开花激素的作用部位是顶端，最终使植物开花，B错误，C正确； D、据①植物处理结果可知，长日照处理不能使其开花，故增加每天的光照时间（日照时间变长）可能会延迟该植物的开花时间，D正确。 命题角度4 光信号与激素联动调控 紫花苜蓿可通过感知光照时间变化来调节内源激素的相对含量。在秋冬短日照条件下，赤霉素与脱落酸的比值减小，进入休眠；在春夏长日照条件下，赤霉素与脱落酸的比值增大，加快生长。相关分析错误的是（    ） A．光既是光合能量来源又是调节生命活动的信号 B．赤霉素和脱落酸的产生是基因表达调控的结果 C．赤霉素与脱落酸协同调节紫花苜蓿的生长发育 D．植物生长发育既受激素调节也受环境因素影响 【答案】C 【分析】赤霉素的主要作用有：促进细胞伸长，从而引起植株增高；促进种子萌发、开花和果实发育等。脱落酸的主要作用：抑制细胞分裂等；促进叶和果实的衰老和脱落；维持种子休眠等。 【详解】A、光作为一种能源，为植物光合作用提供能量，结合题干，光也能作为一种信号可以参与植物生命活动的调节，A正确； B、赤霉素和脱落酸的产生是多种因素调控的结果，包括基因表达的调控，B正确； C、题意显示，在秋冬短日照条件下，赤霉素与脱落酸的比值减小，进入休眠；在春夏长日照条件下，赤霉素与脱落酸的比值增大，加快生长，据此推测，赤霉素与脱落酸对生长的调控表现为抗衡，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，所以植物的生长发育不仅受激素调节，还受环境因素影响，D正确。 故选C。 难点知识二 比较不同环境因素对植物生命活动的调节 因素 原理 表现 光 光照→光敏色素结构变化→信号传递系统→影响特定基因表达 影响种子萌发，植株生长、开花、衰老等都会受到光的调控 温度 温度可以通过影响光合、呼吸、蒸腾等代谢过程，也可以通过影响有机物的合成和运输等代谢过程来影响植物的生长，还可以直接影响土温、气温，通过影响水肥的吸收和输导来影响植物的生长 植物所有生理活动都是在一定温度范围内进行的，影响植物生命活动节奏、代谢、种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落 重力 重力→感受重力物质、细胞→重力信号转换成运输生长素的信号→生长素分布不均衡→调节植物的生长方向 调节植物生长发育和形态建成   命题角度1 春化作用低温调控机理 “闷麦法”是指将萌动的冬小麦种子置于低温(0~5℃)环境下处理40~50天，使其在春季播种后能正常抽穗开花。这种方法是利用春化作用原理调控植物生长发育的早期实践。下列叙述正确的是（　　） A．“闷麦”处理过程中，种子内的脱落酸含量显著增加 B．“闷麦”处理的主要目的是促进种子中乙烯的合成 C．“闷麦”处理后，种子中的赤霉素含量可能增加 D．“闷麦”通过显著降低种子的呼吸速率来发挥作用 【答案】C 【详解】A、脱落酸具有抑制种子萌发、维持种子休眠的作用，“闷麦”处理的是萌动种子，后续需要正常生长发育，因此种子内脱落酸含量会下降，A错误； B、乙烯的主要生理作用是促进果实成熟，与春化作用促进植物抽穗开花的功能无关，“闷麦”的目的是诱导种子完成春化，B错误； C、赤霉素具有促进种子萌发、诱导植物开花的作用，可代替低温完成春化作用，因此“闷麦”低温处理后，种子中的赤霉素含量可能增加，为后续抽穗开花提供条件，C正确； D、“闷麦”处理的是萌动的活种子，若显著降低呼吸速率会导致种子代谢异常甚至死亡，无法完成正常发育，该过程中呼吸作用不会显著降低，D错误。 故选C。 命题角度2 淀粉平衡石重力假说 不同处理对拟南芥根向重力性生长的影响如表所示，下列分析错误的是（    ） 处理 根是否具有向重力性生长 野生型 有 ABA合成缺失突变体 有 ABA合成缺失突变体＋去除根冠 无 生长素运输缺陷突变体 无 A．根向重力性生长与根冠有关 B．生长素的运输影响了根向重力性生长 C．若对生长素运输缺陷突变体施用ABA，结果不变 D．根应垂直放置而非水平放置便于准确观察实验结果 【答案】D 【分析】根据表格中“ ABA合成缺失突变体 ”处理组的根具有向重力性生长，和“ ABA合成缺失突变体＋去除根冠 ”处理组的根无有向重力性生长结果对比可知：根向重力性生长与根冠有关；根据表格中“ 野生型 ”组根具有向重力性生长，而“ 生长素运输缺陷突变体 ”处理组根无有向重力性生长结果对比可知：生长素的运输影响了根向重力性生长。 【详解】A、根据表格中“ ABA合成缺失突变体 ”处理组的根具有向重力性生长，和“ ABA合成缺失突变体＋去除根冠 ”处理组的根无有向重力性生长结果对比可知：根向重力性生长与根冠有关，A正确； B、根据表格中“ 野生型 ”组根具有向重力性生长，而“ 生长素运输缺陷突变体 ”处理组根无有向重力性生长结果对比可知：生长素的运输影响了根向重力性生长，B正确； C、根据表格中“ 野生型 ”组根具有向重力性生长，而“ABA合成缺失突变体”处理组根仍然具有向重力性生长结果对比可知：ABA缺失与否并不影响根的向重力生长特性，而结合B选项的分析，综合来判断：若对生长素运输缺陷突变体施用ABA，结果不变，即根仍然无向重力性生长，C正确； D、若根不水平放置，而是垂直放置，那么所有组不论根是否具有向重力性都会呈现垂直状态，就无法确定谁有向重力性谁没有，因此根不能垂直放置，应该水平放置，方便观察现象，D错误。 故选D。 命题角度3 多环境因子综合影响 我国北部秋季雨水减少，气温明显下降。树叶变黄干燥后在重力或风力的作用下，从叶柄基部的离层区与茎分离而脱落，下列叙述错误的是（    ） A．叶色变黄是由于叶绿素被破坏且不能再合成，类胡萝卜素显色所致 B．脱落前离层区细胞细胞壁溶解变薄，推测乙烯能促进纤维素酶的合成 C．落叶是由环境因素和植物激素的变化引起的，与细胞中基因的表达无关 D．没有叶片会减少水分丢失，落叶是树木对冬季从冻土中吸收水分减少的适应 【答案】C 【分析】秋天叶片变黄是低温使叶绿素遭到破坏，呈现出类胡萝卜素的颜色，变红则是液泡中花青素的颜色。 【详解】A、秋季雨水减少，气温明显下降，叶色变黄是由于叶绿素被破坏且不能再合成，类胡萝卜素显色所致，A正确； B、植物细胞壁主要成分是纤维素和果胶，故脱落前离层区细胞细胞壁溶解变薄，推测乙烯能促进纤维素酶的合成，B正确； C、落叶与细胞中基因的表达有关，C错误； D、没有叶片会减少水分丢失，增强植物的抗逆性，故落叶是树木对冬季从冻土中吸收水分减少的适应，D正确。 故选C。 命题角度4 基因 — 激素 — 环境调控网络 桃子果实的成熟伴随着颜色、质地和风味的变化，该过程还受到植物激素、转录因子和表观遗传因子等调控。桃果实成熟过程中全基因组DNA甲基化水平呈现下降趋势，DNA去甲基化酶（PpDML1）表达水平与DNA甲基化水平呈负相关。研究发现，PpNAC1（一种蛋白质）可以直接结合PpDMLI基因的启动子并激活其表达。下列相关叙述正确的是（    ） A．桃果实的成熟受到激素与基因的调控，与环境无关 B．DNA甲基化能改变桃果实细胞中基因的碱基序列 C．提高DNA甲基化水平可能会促进桃果实成熟 D．PpNAC1基因表达水平增加可能导致DNA甲基化平降低 【答案】D 【分析】DNA的甲基化、组蛋白的甲基化、组蛋白的乙酰化等修饰都属于表观遗传。表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。 【详解】A、桃果实的成熟受到激素与基因的调控，与环境如温度、降水等也有一定关系，A错误； B、DNA甲基化不改变桃果实细胞中基因的碱基序列，但基因的表达却发生了可遗传的改变，B错误； C、桃果实成熟过程中全基因组DNA甲基化水平呈现下降趋势，所以提高DNA甲基化水平不能促进桃果实成熟，C错误； D、DNA甲基化水平与DNA去甲基化酶PpDMLl基因表达水平呈负相关，PpNAC1可以直接结合PpDMLI基因的启动子并激活其表达，因此PpNACl基因表达水平增加可能导致DNA甲基化水平降低，D正确。 故选D。 [要点回眸] [答题必备] 1．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．温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动，从而参与调节植物的生长发育。 3．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。 一、单选题 1．植物体中存在多种激素共同调节植物的生长发育，不同季节，同一植株不同器官中，起主导作用的激素往往不同。自然界中也有众多因素参与对植物生长发育的调节，随着研究的进行，人们已经可以合成各种植物生长调节剂用于生产。下列相关叙述正确的是（　　） A．黄瓜茎端脱落酸与赤霉素的比值较低，有利于分化出更多的雄花 B．生长素主要促进细胞质分裂，而细胞分裂素主要促进细胞核分裂 C．光通过提供能量来调控种子萌发和植株生长、开花、衰老等过程 D．植物生长调节剂的分子结构和生理学效应均与植物内源激素相似 【答案】A 【分析】1、生长素：合成部位：幼嫩的芽、叶和发育中的种子。主要生理功能：生长素的作用表现为两重性，即：低浓度促进生长，高浓度抑制生长。 2、细胞分裂素：合成部位：正在进行细胞分裂的幼嫩根尖。主要生理功能：促进细胞分裂；诱导芽的分化；防止植物衰老。 【详解】A、黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较高时有利于分化形成雌花，比值低时，有利于分化形成雄花，A正确； B、在促进细胞分裂时，生长素主要促进细胞核的分裂，而细胞分裂素主要促进细胞质的分裂，B错误； C、光是植物进行光合作用的能量来源，但对植物而言，光不只是起提供能量的作用，在自然界中，种子萌发、植株生长、开花、衰老等等，都会受到光的调控，该过程中光也可作为信号起作用，C错误； D、植物生长调节剂的分子结构不一定与植物内源激素相似，但生理功能通常相同，D错误。 故选A。 2．研究表明，镉胁迫作为一种环境信号，会诱导构树根、茎、叶中BpbZIP1基因表达（根中表达量最高）来增强其对镉的耐受性。下列相关叙述正确的是（    ） A．镉胁迫会诱导构树所有细胞BpbZIP1基因表达 B．环境信号能够调控构树体内特定基因的表达水平 C．镉胁迫也可能导致构树基因组DNA序列发生定向突变 D．BpbZIP1基因的表达水平变化不会影响构树的生存能力 【答案】B 【详解】A、题意显示，镉胁迫作为一种环境信号，会诱导构树根、茎、叶中BpbZIP1基因表达，即并未表明该基因在所有细胞中表达，A错误； B、当环境如镉发生变化时，植物体内特定基因的表达水平随之改变，从而调整性状以适应环境，该事实说明环境信号能够调控构树体内特定基因的表达水平，B正确； C、基因突变具有不定向性，环境信号（如镉胁迫）只能对已发生的变异进行选择，无法诱导DNA序列发生定向突变，C错误； D、题意显示，镉胁迫会诱导构树中BpbZIP1基因表达来增强其耐受性，据此可推测，BpbZIP1基因的表达水平变化会影响构树的生存能力，D错误。 3．CO是响应日照长度的重要基因；AP2是种子发育的调控基因。为探究CO和AP2在光周期调控种子大小中的作用，研究人员以野生型拟南芥、CO缺失突变型拟南芥、AP2缺失突变型拟南芥开展相关实验，实验结果如图所示。下列相关叙述正确的是（    ） A．CO能响应长日照，并抑制种子的发育 B．短日照能够抑制拟南芥体内AP2的表达 C．AP2的表达产物可能会抑制拟南芥种子的生长 D．长日照下，CO表达增强，其表达产物能促进AP2的表达 【答案】C 【分析】光是一种信号，光照通过激活光敏色素，使其结构发生变化，从而产生特异信号，使细胞核基因的转录发生特定变化，从而引起生物学效应。由左图可知，CO缺失突变型拟南芥、AP2缺失突变型拟南芥在长日照、短日照时，种子大小没有变化，故研究结果表明，光周期调控种子大小与CO、AP2均有关。根据左右图结果可知，光周期调控种子大小与CO、AP2均有关，短日照会抑制CO表达，从而AP2表达不受影响，AP2表达产物会抑制种子发育，短日照时，种子变小。长日照会促进CO表达，CO表达产物会抑制AP2表达，从而解除AP2表达产物对种子发育的抑制，长日照时，种子变大。 【详解】A、由图可知，长日照会促进CO表达，CO表达产物会抑制AP2表达，从而解除AP2表达产物对种子发育的抑制，长日照时，种子变大，A错误； B、由图可知，短日照后野生型AP2相对表达量增加，所以短日照能够促进拟南芥体内 AP2的表达，B错误； C、短日照会抑制CO表达，而AP2表达不受影响，AP2表达产物会抑制种子发育，短日照时，种子变小，C正确； D、长日照会促进CO表达，CO表达产物会抑制AP2表达，D错误。 故选C。 4．光敏色素是植物光周期反应中的重要光受体之一。它具有两种形式：红光吸收型（Pr）和远红光吸收型（Pfr），二者的转化如下图所示。当光期处理结束时，光敏色素主要呈Pfr型，进入暗期处理后，Pfr逐渐转化为Pr。Pfr/Pr的比值影响植物开花，在连续的黑暗中，Pfr/Pr的比值降低到一定的阈值水平就可促进短日照植物开花，而长日照植物需要Pfr/Pr的比值较高时才能开花。下列分析错误的是（    ） A．光敏色素的合成过程中需要核糖体的参与 B．光期处理结束时，Pfr/Pr的比值相对较高 C．长日照植物需要较长的暗期处理才能开花 D．用远红光照射短日照植物，会促进其开花 【答案】C 【详解】A、光敏色素是一类色素-蛋白复合体，其合成需要核糖体参与，A正确； B、由题干可知“光期处理结束时，光敏色素主要呈Pfr型”，此时Pfr占比高，故Pfr/Pr比值较高，B正确； C、长日照植物需要 Pfr/Pr 的比值较高时才能开花，而较长的暗期处理会使 Pfr 大量转化为 Pr，导致 Pfr/Pr 比值降低，无法满足长日照植物开花的条件，因此长日照植物不需要较长的暗期处理才能开花，C错误； D、远红光照射促进Pfr→Pr转化，降低Pfr/Pr比值，而短日照植物开花需低比值，故远红光会促进其开花，D正确。 故选C。 5．光对烟草种子的萌发和幼苗的生长都具有十分重要的调节作用。已知光对烟草幼苗生长的调控需要IAA作为中介，用不同光照条件处理烟草幼苗，得到如图所示结果，下列相关说法正确的是（    ） A．烟草幼苗体内的光敏色素作为一种受体，主要吸收蓝光 B．蓝光会促进烟草幼苗中IAA氧化酶活性增强，导致其IAA含量下降 C．光照条件为烟草种子的萌发提供了ATP和NADPH D．烟草幼苗的生长发育仅由环境因素和激素共同调节 【答案】B 【分析】1、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。 2、光不仅是植物进行光合作用的能量来源，还可以作为一种信号，影响、调控植物生长发育的全过程。光敏色素主要接收红光和远红光。 【详解】A、光敏色素主要吸收红光和远红光，A错误； B、由图可知，与白光组和黑暗组相比，蓝光组烟草幼苗内的IAA氧化酶活性增强，因此蓝光会促进烟草幼苗中IAA氧化酶活性增强，氧化分解IAA，造成IAA含量下降，B正确； C、ATP和NADPH是光反应的产物，烟草种子萌发时不进行光合作用，C错误； D、植物的生长发育受基因表达调控，还受激素和环境因素共同调节，D错误。 故选B。 6．研究发现野生型水稻白天蒸腾作用比夜间更强，而突变体水稻变化不大，进一步探究发现突变体水稻发生了PlL15基因的功能缺失，该基因促进脱落酸分泌调控气孔开度，总结出光影响水稻的两条通路，下列相关叙述正确的是（    ） 注：（＋）表示正相关，（-）表示负相关 A．细胞中①和②吸收光的物质相同，都是光合色素 B．光在细胞中的作用只是提供能量，合成有机物 C．图中②所介导的通路为：②PlL15基因脱落酸信号通路气孔开放程度 D．光对气孔开放程度的调控是一种负反馈调节 【答案】C 【详解】A、①是叶绿体中吸收光能的光合色素；②是细胞中感受光信号的光受体（本质为蛋白质，不是光合色素），二者吸收光的物质不同，A错误； B、光除了为光合作用提供能量合成有机物外，还可作为信号分子，通过调控基因表达调节气孔开度，作用不只是提供能量，B错误； C、结合题干信息：PlL15促进脱落酸分泌，脱落酸的功能是抑制气孔开放，结合野生型白天光照强、气孔开度大、蒸腾作用更强的特点，推导通路为：光被②接收后，②抑制PlL15基因表达，脱落酸减少，气孔开放程度增大，C正确； D、负反馈调节是调节结果反过来抑制调节过程，光对气孔开放的调控是光作为信号启动生理过程，不属于负反馈调节，D错误。 7．在植物腋芽处特异性表达的转录因子BRC1是侧芽生长的核心调控因子，生长素、细胞分裂素（CK）、独脚金内酯（SL）、油菜素内酯（BR）等多种植物激素和D53、PIFs、SPL、BZR1等多种信号分子之间的相互作用会影响BRC1的含量，从而调控侧芽生长，相关过程如图1所示。为探究重力和单侧光对幼苗中生长素分布的影响，科研人员进行了图2所示实验，已知A盒下侧有开口，可以进光。下列分析错误的是（    ）    A．光敏色素的化学本质是蛋白质，在受到光照射时，其结构会发生改变 B．据图1分析，远红光条件下，侧芽处生长素的含量升高，抑制侧芽生长 C．据图1分析，在调节侧芽生长过程中，SL与CK的作用相抗衡 D．若图2中A、B幼苗都向上弯曲生长，且B弯曲程度较大，则说明重力对生长素分布的影响小于单侧光 【答案】D 【详解】A、光敏色素是一类蛋白质，在受到光照射时，光敏色素的结构会发生改变，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，A正确； B、据图1可知，远红光条件下，光敏色素的活性被抑制，导致侧芽处生长素的含量升高，从而促进SL的合成；SL可抑制D53的合成，进而促进SPL的合成，抑制BZR1的合成，导致BRC1的含量升高，从而抑制侧芽生长，即远红光条件下，侧芽处生长素的含量升高，抑制侧芽生长，B正确； C、CK通过促进糖及BR的生成，进而促进D53及BZR1的合成，导致BRC1的含量降低，从而促进侧芽生长。因此，在调节侧芽生长过程中，SL与CK的作用相抗衡，C正确； D、图2中，A中幼苗生长素的分布同时受重力及单侧光的影响，B幼苗中生长素的分布仅受重力的影响。若A、B中幼苗都向上弯曲生长，且B向上弯曲的程度较大，则说明重力对生长素分布的影响大于单侧光，D错误。 8．关于环境因素对生命活动的影响，下列叙述正确的是（　　） A．荒漠植物通常具有发达的根系以适应缺水环境 B．处于高温环境中的正常人体产热量会大于寒冷环境中 C．重力通过影响生长素的合成导致植物根向地性生长 D．寒冷环境下，人体通过下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴增加肾上腺素分泌 【答案】A 【详解】A、荒漠环境缺水，植物需要更高效地吸收水分，发达的根系可增大吸水面积，是对缺水环境的适应性特征，A正确； B、正常人体产热量与散热量相平衡，寒冷环境中散热量加大，产热量也增加，大于高温环境，B错误； C、重力引起生长素分布不均匀，从而导致根向地生长，C错误； D、下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴调控分泌的是肾上腺皮质激素，D错误。 9．研究发现有些植物需经历低温诱导之后才能开花，进一步深入研究，发现植物感受低温的部位是茎端分生组织或其他某些能进行细胞分裂的部位。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（5℃）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鲜重）及开花情况如下表所示。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 赤霉素含量 90.2 215.3 / / 15 赤霉素含量 126.4 632.0 113.8 582.0 50 开花情况 不开花 开花 不开花 开花 A．本实验的自变量是低温处理时间和处理部位不同 B．低温处理诱导油菜开花不仅仅只有赤霉素参与催化该过程 C．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 D．常温处理的接穗与低温处理的砧木组植株能开花，推测该砧木中有感受低温信号的分生组织 【答案】D 【详解】A、据题干信息可知，本实验的自变量包括是否对植株进行低温处理、嫁接的砧木处理类型、低温处理结束后的天数，并不是低温处理时间和处理部位，A错误； B、赤霉素属于植物激素，功能是调节植物生命活动，不具有催化作用，B错误； C、外源赤霉素可代替低温促进开花，仅能说明赤霉素是诱导开花的信号分子之一，无法证明二者的代谢途径相同，C错误； D、题干明确植物感受低温的部位是茎端分生组织或可进行细胞分裂的部位，常温处理的接穗嫁接到低温处理的砧木后可开花，说明低温处理的砧木中存在能感受低温信号的分生组织，产生相关信号传递至接穗诱导开花，D正确。 10．光敏色素存在可相互转化的两种形式以适应光周期变化（如图）。在森林底层，幼苗变得细高以争夺阳光，这是由于林冠层吸收较多红光，使林下富集远红光所致。推测幼苗体内光敏色素主要的变化及生理响应是（　　） A．Pr含量升高，促进节间伸长 B．Pfr含量升高，促进节间伸长 C．Pr含量升高，抑制节间伸长 D．Pfr含量升高，抑制节间伸长 【答案】A 【详解】根据题图分析，红光可使生理失活型Pr转变为生理激活型Pfr，远红光可使生理激活型Pfr转变为生理失活型Pr。 题干提到林冠层吸收大量红光，导致林下富集远红光，因此光敏色素的平衡向Pfr转化为Pr方向移动，幼苗体内Pr含量升高；而幼苗表现为细高伸长以争夺阳光，说明该变化的生理响应是促进节间伸长，A正确，BCD错误。 二、多选题 11．冬小麦需要经历春化作用，即长时间的低温条件处理才具备开花条件。冬小麦的春化机理如图所示，VRN1、VRN2、VRN3为调控春化途径的关键基因，“—”表示抑制作用，“+”表示促进作用。研究发现低温能促进冬小麦体内赤霉素含量的增加。下列叙述错误的是（    ） A．VRN2抑制开花，VRN1和VRN3促进开花 B．低温处理，VRN1间接影响VRN3，最终调控VRN1的表达，属于负反馈调节 C．推测未经低温处理的冬小麦，如果施用适宜浓度的赤霉素也能诱导开花 D．赤霉素能促进种子萌发、开花和果实的成熟 【答案】BD 【分析】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。 【详解】A、据图分析，VRN1促进开花；VRN3促进VRN1的表达，VRN3也促进开花；VRN2抑制VRN3的表达，则VRN2抑制开花，A正确； B、低温处理，促进VRN1的表达，VRN2抑制VRN3基因的表达，VRN1通过抑制VRN2的表达解除VRN2对VRN3的抑制作用，使VRN3进一步促进VRN1的表达，属于正反馈调节，B错误； C、研究发现低温能促进冬小麦体内赤霉素含量的增加，推测未经低温处理的冬小麦，如果施用适宜浓度的赤霉素也能诱导开花，C正确； D、赤霉素能促进种子萌发、开花、果实发育，不能促进果实成熟，乙烯能促进果实的成熟，D错误。 故选BD。 12．光敏色素Pr型吸收红光后转变为Pfr型，Pfr型可解除种子休眠，促进种子萌发，Pfr型吸收远红光后又可以转化为Pr型。下列叙述正确的是（    ） A．光敏色素是一类色素一蛋白质复合体，存在于植物各个部位细胞的细胞质基质中 B．莴苣种子的萌发需要光提供能量，红光更有利于莴苣种子的萌发 C．红光引起光敏色素的结构由Pr型转化为Pfr型，进而引起特定核基因的表达 D．Pfr型光敏色素引起的生物学效应可抵消赤霉素维持种子休眠的效应 【答案】AC 【详解】A、光敏色素是一类色素-蛋白质复合体，分布在植物的各个部位细胞的细胞质基质中，其可感知光信号并传递信息，A正确； B、莴苣种子萌发需要光作为信号（而非能量），红光使光敏色素由Pr型转为Pfr型，从而解除休眠促进萌发，B错误； C、红光使光敏色素由Pr型转化为Pfr型，活化的Pfr型可进入细胞核，通过调节转录因子激活特定核基因的表达，进而调控种子萌发等生理反应，符合题干描述，C正确； D、Pfr型可解除种子休眠、促进萌发，而赤霉素的作用也是促进种子萌发（如打破休眠），不是维持种子休眠，两者效应一致，而非抵消，D错误。 故选AC。 13．隐花色素（CRY1）是植物细胞中存在的一种能吸收蓝光的分子。为研究蓝光通过CRY1对植物下胚轴的生长产生的影响，研究人员用野生型、突变体A（无法合成CRY1）、突变体B（CRY1过量表达）三种不同品种的拟南芥幼苗进行实验，结果如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．植物可以通过CRY1等结构接受光信号刺激 B．X是突变体A，其无法合成CRY1，能接受蓝光的刺激 C．Y中的CRY1过量表达，导致蓝光的促进作用更强 D．蓝光能通过CRY1促进拟南芥下胚轴的生长 【答案】BCD 【分析】从图中可以看出，随着蓝光强度的增加，野生型和Y下胚轴伸长生长受到抑制，X基本不受影响。 【详解】A、隐花色素（CRY1）是指能够感受蓝光和近紫外光区域的光的一种受体，能接受光信号的分子，A正确； BC、随着光照增强，野生型和Y的下胚轴伸长长度减小，且Y的下降程度更大，而X基本不变，说明X是突变体A（无法合成CRY1，不能接受蓝光的刺激），Y中的CRY1过量表达，导致蓝光的抑制作用更强，BC错误； D、从图中看出，结合BC的解析，X缺少CRY1，不能接受蓝光的刺激，下胚轴基本不受影响，而Y由于CRY1过量表达，导致蓝光的抑制作用更强，可以得出结论蓝光通过隐花色素对拟南芥下胚轴生长具有抑制作用，并且蓝光强度越强抑制作用越强，D错误。 故选BCD。 14．水稻OsCRW1蛋白缺失突变体的根部感应重力能力下降，在水中出现卷曲生长。图1为水稻根卷曲生长的调控过程。图2为机械阻力影响该突变体根生长的实验结果。下列叙述错误的是（    ） A．根可将重力信号转变成运输生长素的信号，从而调节根的生长 B．机械阻力可通过减弱胞质钙信号来降低根尖中ROS含量 C．野生型水稻中OsCRW1蛋白通过促进信号转导过程使根向地生长 D．根的向地生长是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同作用的结果 【答案】BC 【详解】A、根可以通过重力感应将重力信号转化为运输生长素的信号，从而调节根的生长（如根的向地性），这是植物感受重力并调节生长的基本机制，A正确； B、由图2可知，有机械阻力（b组）时根卷曲程度减轻，结合图1中信号转导过程，可推测机械阻力是通过增强胞质钙信号来降低根尖中ROS含量，而不是减弱，B错误； C、图 1 显示，野生型水稻中 OsCRW1 蛋白会促进胞质 Ca²⁺信号的产生，进而引发根冠脱落和根系弯曲；而题干中说明 “OsCRW1 蛋白缺失突变体根部感应重力能力下降，在水中出现卷曲生长”，说明野生型的 OsCRW1 蛋白是通过促进胞质Ca2+信号来抑制信号转导，从而降低根尖中ROS含量，维持根的正常向地生长，C错误； D、根的向地生长是基因表达调控（如 OsCRW1 基因）、激素调节（如生长素）和环境因素（如重力、机械阻力）共同作用的结果，D正确。 故选BC。 15．某些植物需要经过低温诱导才能开花的现象称为春化作用，春化作用与FRI蛋白和FLC基因有关。温暖条件下，FRI蛋白与FLC基因结合使其表达，抑制植物开花；低温条件下，FRI蛋白在细胞内凝聚成团不与FLC基因结合，同时通过组蛋白修饰的调整抑制FLC基因的表达。下列说法正确的是（    ） A．春化作用的原理是低温通过抑制FLC基因的表达，解除对开花过程的抑制 B．组蛋白的乙酰化、甲基化不改变FLC基因的碱基序列，都能促进该基因表达 C．低温诱导使组蛋白去泛素化，细胞中FRI蛋白的含量升高 D．低温诱导后升高温度，不会立即解除对FLC基因表达的抑制作用 【答案】AD 【分析】经典遗传学是指由于基因序列改变（如基因突变等）所引起的基因功能的变化，从而导致表型发生可遗传的改变；而表观遗传学则是指在基因的DNA序列没有发生改变的情况下，基因功能发生了可遗传的变化，并最终导致了表型的变化。 【详解】A、温暖条件下，FRI蛋白与FLC基因结合使其表达，抑制植物开花，低温条件下，FRI蛋白在细胞内凝聚成团不与FLC基因结合，同时通过组蛋白修饰的调整抑制FLC基因的表达，从而解除对开花过程的抑制。可见，春化作用的原理可能是低温抑制FLC基因的表达，A正确； B、组蛋白的乙酰化、甲基化不改变FLC基因的碱基序列。与温暖条件下相比，低温条件下的组蛋白去乙酰化、去泛素化并且不同位点进行甲基化修饰，FLC基因的表达受到抑制，说明组蛋白的乙酰化能促进该基因表达，但组蛋白的甲基化会抑制该基因表达，B错误； C、由题意和题图可知，低温条件下，FRI蛋白在细胞内凝聚成团不与FLC基因结合，使组蛋白去泛素化，但无法推知低温诱导是否会使细胞中FRI蛋白的含量升高，C错误； D、春化作用是指某些植物需要经过低温诱导才能开花的现象，而FLC基因表达会抑制植物开花，所以低温诱导后升高温度，不会立即解除对FLC基因表达的抑制作用，D正确。 故选AD。 三、解答题 16．蚕豆是人类最早栽培的豆类作物之一，在其生长过程中多种激素相互作用调节。图甲表示根和茎生长素浓度与其生长状况的关系，图乙是蚕豆种子萌发后根茎的生长情况，图丙表示不同浓度生长素与植物生长的关系，请据图回答问题： (1)能体现生长素作用特点：低浓度促进生长，高浓度抑制生长的是______（填“芽的向光性”或“茎的背地性”或“根的向地性”）。 (2)图甲中的P、Q点最可能分别对应图乙中的______点（填图乙中的字母）。 (3)在蚕豆植物开花结果的关键时期，在未授粉的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的α-萘乙酸，______（填“能”或“不能”）达到增加蚕豆产量的目的。 (4)光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。植物体内的光敏色素，化学本质是_______，主要吸收_______光，经过信息传递系统最终表现生物学效应。 (5)科研人员测定了野生型植株和光受体缺失突变体中ABA的含量，结果如图1所示。据实验结果推测，光可能______。 (6)科研人员测定了不同处理下的种子萌发率，结果如图2所示。 ①实验结果表明，______条件下，种子对ABA处理更为敏感。 ②据实验结果可以推测，光信号减弱了ABA对种子萌发的抑制效果，其依据是______。 【答案】(1)根向地性 (2)d、b（唯一答案，顺序不能颠倒） (3)不能 (4) 蛋白质（色素-蛋白复合体） 红光和远红光 (5)抑制植物体内ABA的合成 (6) 黑暗 在光照条件下，野生型植株在不同浓度ABA处理下种子的萌发率都大于突变体种子的萌发率（或在不同浓度ABA处理下，野生型植株在光照条件下的种子萌发率都大于在黑暗条件下的） 【分析】由图1可知，野生型中ABA含量较光受体缺失突变体中低，说明光可能抑制了ABA的合成。图2中，自变量是ABA浓度、有无光照和植株本身是野生型还是光受体缺失突变体；因变量是种子的萌发率。 【详解】（1）因为根的近地侧生长素浓度高，远地侧浓度低，向地性表现为低浓度促进生长，高浓度抑制生长，所以能体现生长素作用在高浓度下抑制生长的是根的向地性。 （2）由图甲分析可知，NP两个点，随着生长素浓度的增加，生长1cm所需时间变长，这说明生长素对其生长有抑制作用，而MQ两个点，随着生长素的浓度增加，生长1cm所需时间变短，说明生长素对其生长有促进作用，同时由于根对生长素浓度的敏感度大于茎，则N、P两个点所在的曲线代表根的生长曲线，M、Q两个点所在的曲线代表茎的生长曲线，故图甲中的M、N、P和Q点最可能分别对应图乙中的a、c、d、b。所以图甲中的P、Q点最可能分别对应图乙中的d、b。 （3）植物生长素类似物可以刺激子房产生无子果实，在蚕豆植物开花结果的关键时期，在未授粉的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的α-萘乙酸，可以获得无子果实，而种蚕豆的目的是收获种子，因此上述操作不能达到增产的目的。 （4）光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。植物体内的光敏色素，化学本质是蛋白质（色素-蛋白复合体），主要吸收红光和远红光，经过信息传递系统最终表现生物学效应。 （5）测定了野生型植株和光受体缺失突变体中ABA的含量，图1显示光受体缺失突变体中ABA的含量高于野生型，推测，光可能抑制植物体内ABA的合成。 （6）①由图2分析可知：对比图中的野生型黑暗和野生型光照，两条曲线的变化幅度，说明黑暗条件下，种子对ABA处理更为敏感。 ②该实验的自变量有光照和黑暗、野生型植株和光受体缺失突变体、ABA的有无和浓度。由于在光照条件下，野生型植株在不同浓度ABA处理下种子萌发率大于突变体种子的萌发率（或在不同浓度ABA处理下，野生型植株在光照条件下的种子萌发率都大于黑暗条件），可推测光信号减弱了ABA对种子萌发的抑制效果。 17．梭梭作为典型的C4植物，叶片退化，依靠具有花环状结构的同化枝进行光合作用。同化枝外围为栅栏状叶肉细胞，其叶绿体含有类囊体，是光反应的场所，如图甲；内侧紧接维管束鞘细胞，其叶绿体无类囊体，两类细胞协作完成光合作用，以提高梭梭在干旱环境下的光合效率。其固定CO2的机制及暗反应过程如图乙。回答下列问题。 (1)图甲光合磷酸化过程中水分解产生的电子，最终与___________结合形成NADPH；同时以该过程形成的___________作为动力，在ATP合成酶的作用下，完成ADP的磷酸化。 (2)接收红光、远红光信号的___________，将信息传导到细胞核，影响___________，从而表现出生物学效应。 (3)图乙为C4植物的CO2浓缩机制，据图知，其固定CO2的场所在___________。PEP固定CO2形成C4，由PEP羧化酶（对CO2有较强的亲和力）催化；Rubisco酶在CO2/O2高时，催化C5与CO2反应，在CO2/O2低时，催化C5与O2反应进行光呼吸（损耗光合产物的高耗能反应）。与C3植物相比，C4植物光呼吸强度较低的原因是___________。 【答案】(1) NADP+、H+ H+浓度梯度 (2) 光敏色素 特定基因的表达 (3) 叶肉细胞的细胞质基质和维管束鞘细胞的叶绿体基质 C4植物叶肉细胞中的PEP羧化酶通过CO2浓缩机制提高了维管束鞘细胞中的CO2浓度，故CO2/O2升高，从而抑制光呼吸 【详解】（1）光反应中，水分解产生的电子经电子传递链传递后，最终与NADP+和H+结合生成NADPH；电子传递过程中会建立类囊体膜两侧的H+浓度梯度（质子动力势），为ATP合成酶催化ADP磷酸化合成ATP提供动力。 （2）植物中接收红光、远红光信号的受体是光敏色素，光敏色素接受信号后将信息传入细胞核，调控特定基因的表达，最终产生对应生物学效应。 （3）由图乙可知，C4植物有两次CO2固定过程：第一次在叶肉细胞细胞质基质中PEP固定CO2，第二次在维管束鞘细胞叶绿体基质中C5固定CO2，因此固定场所为两处；C4植物PEP羧化酶对CO2亲和力高，叶肉细胞中的PEP羧化酶通过CO2浓缩机制，使维管束鞘细胞中Rubisco酶所处环境CO2浓度升高，故CO2/O2升高，抑制了Rubisco催化C5和O2反应的光呼吸，因此比C3植物光呼吸强度更低。 18．植物的生长不仅受到激素调节,还受到光等环境因素的调节。科研人员对光和脱落酸(ABA)如何影响某植物生长进行了研究。 (1)在光合作用和光调控植物体生长发育的过程中,光的作用分别是_____、_____。 (2)科研人员测定了光照条件下野生型植株和光受体缺失突变体中 ABA 的含量, 结果如图 1 所示。据实验结果推测,光可能_____(填“促进”或“抑制”)ABA 的合成。 (3)科研人员测定了不同处理下的种子萌发率,结果如图 2 所示。 ①该实验的目的是:探究 及 ABA 浓度对种子萌发(率)的影响。 ②实验结果表明,_____(填“光照”或“黑暗”)条件下,种子对 ABA 处理更为敏感。 ③比较不同浓度 ABA 对野生型种子在光照和黑暗条件下萌发率的影响,可以说明光信号_____(填“增强”或“减弱”)了 ABA 对种子萌发的_____(填 “促进”或“抑制”)作用。 (4)基因表达、植物激素和环境因素之间具有相互作用,共同调节植物的生长发育。 请结合所学知识,在方框内用箭头表示三者之间的关系。_____ 【答案】(1) 提供能量或能源 作为信号或调节 (2)抑制 (3) 光照的有无、光受体的有无 黑暗 减弱 (4) 【分析】题图分析：野生型植株ABA含量相对值低于光受体缺失突变体，说明光可能抑制植物ABA的合成。图2显示该实验的自变量有光照和黑暗、野生型植株和光受体缺失突变体、ABA的有无和浓度，因变量是种子萌发率。由于在光照条件下，野生型植株在不同浓度ABA处理下种子萌发率大于突变体种子的萌发率，因而可推测光信号减弱了ABA对种子萌发的抑制效果。 【详解】（1） 在光合作用中，光可以提供能量促使光反应的进行；在植物的生长发育过程中，光可作为信号在植物体中被光敏色素（一种蛋白）捕捉，进而调控植物的生长发育。 （2）由图1实验结果可知，光受体缺失突变体体内ABA含量明显高于野生型，推测光可能抑制植物体内ABA的合成。 （3） ①科研人员测定了不同处理下的种子萌发率，分析题意可知，实验的自变量包括光照的有无、光受体的有无、ABA的浓度。 ②实验结果表明，与光照条件相比，野生型植株在黑暗条件下种子的萌发率受ABA浓度变化的影响更大，故推测黑暗条件下，种子对ABA处理更为敏感。 ③由图2可知，在光照条件下，野生型植株在不同浓度ABA处理下种子的萌发率都大于突变体种子的萌发率，说明光信号减弱了ABA对种子萌发的抑制效果。 （4）基因表达、植物激素和环境因素之间具有相互作用，共同调节植物的生长发育，具体表现在植物的生长、发育和繁殖都会受到相关基因表达的调控，对于多细胞生物来说，细胞与细胞之间，器官与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细胞的基因表达，进而起到调节作用，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，即激素和基因表达的调控是相互的，环境因素不仅会调控基因表达，也会调节激素的合成，它们的相互关系可用下图表示：    19．我国科学家以不同植物为材料，在不同光质条件下探究光对植物的影响。测定了番茄的光合作用相关指标并拟合CO2响应曲线甲、乙（图a）；比较了突变体与野生型水稻水分消耗的差异（图b），鉴定到突变体发生了PILI5基因的功能缺失，并确定该基因参与脱落酸信号通路的调控。回答下列问题： (1)图a中，当胞间CO2浓度在900-1200μmol·mol-1范围时，乙曲线光合速率的限制因素是________。 (2)图b中，突变体水稻在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，推测其原因是________。 (3)光影响植物的两条通路（图c）。通路1中，吸收的光能用于光合作用合成（CH2O），吸收光能的光合色素包括叶绿素和________两大类，细胞分裂素可以促进其中________的合成；通路2中，吸收的光是作为_________调控基因表达，影响植物生理过程，②中主要吸收红光和远红光的是________。 (4)请完成图c通路2中②所介导的通路，要求箭头上方 a、b、c用“+”或“－”标注前后两者间的作用，“+”表示正相关，“－”表示负相关。   a、b、c依次是________、________和________。 【答案】(1)红光（光质/光照强度） (2)突变体中 PILI5 基因功能缺失，阻断了脱落酸信号通路对气孔开放程度的调控 (3) 类胡萝卜素 叶绿素 信号 光敏色素 (4) - + - 【分析】植物叶绿体中色素的光吸收特点为：叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光；光敏色素主要吸收红光和远红光，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。 【详解】（1）当胞间CO2浓度在900~1200μmol⋅mol-1范围时，从图a中红光曲线来看，随着CO2浓度增加，光合速率不再上升，说明此时CO2浓度不是限制因子，而可能是红光因素限制了光合速率。 （2）已知红光下植物的相关反应与白天相似，远红光下植物的相关反应与夜间相似，突变体发生了PILI5基因的功能缺失，且该基因参与脱落酸信号通路的调控。在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，推测原因可能是突变体中PILI5基因功能缺失，阻断了（或不参与）脱落酸信号通路对气孔开放程度的调控（或感受不到远红刺激），使得气孔开放程度在远红光和红光条件下无明显差异，从而蒸腾速率接近。 （3）通路 1 是光合作用：光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素；细胞分裂素可促进叶绿素的合成（叶绿素是光合作用的关键色素）。 通路 2 是光作为信号调控基因表达；其中主要吸收红光和远红光的是光敏色素（光敏色素是植物感受红光 / 远红光的光受体）。 （4）结合题干 “PILI5 基因参与脱落酸信号通路的调控”，及通路逻辑：  日光作用于 PILI5 基因：已知突变体 PILI5 功能缺失后，脱落酸信号通路被阻断，推测日光抑制 PILI5 基因表达（a 为 “−”）； PILI5 基因作用于脱落酸信号：PILI5 功能缺失会阻断脱落酸通路，说明PILI5 基因促进脱落酸信号（b 为 “+”）； 脱落酸信号作用于气孔开放程度：脱落酸的作用是抑制气孔开放（c 为 “−”）（脱落酸是 “抗蒸腾激素”，会使气孔关闭）。 四、实验题 20．为探究干旱胁迫对植物生命活动的影响，研究人员敲除野生型番茄的slosca基因获得slosca突变体并进行相关实验，结果发现，slosca基因的功能缺失会影响脱落酸(ABA)的合成及相关信号通路的调控。研究人员以清水处理为对照组(CK)，用250mmol·L-1的山梨醇溶液对番茄叶片进行高渗胁迫处理，测量气孔孔径，结果如图1所示；用40% PEG溶液对番茄植株地下部分进行渗透胁迫处理，测量主茎干偏离重力方向的倾斜角度，结果如表所示。已知气孔孔径与气孔开度呈正相关，主茎干偏离重力方向的倾斜角度与植物萎蔫程度呈正相关。请回答下列问题： 组别 植物种类 叶面积/cm2 倾斜角度/度 CK 野生型 4.8 8 突变体 4.8 8 PEG 野生型 3.8 14 突变体 2.5 36 (1)据图1推测，野生型番茄突遇干旱，短时间内其叶绿体内C5含量___________(填“升高”或“降低”)；干旱条件下，slosca突变体ABA的合成较野生型___________(填“多”或“少”)；高渗胁迫下，与野生型番茄相比，slosca突变体的耐旱能力较___________(填“强”或“弱”)，判断依据是___________。 (2)据表可知，PEG溶液处理条件下，番茄根细胞可能发生了___________现象，依据是___________。PEG胁迫使番茄叶面积变小，进而导致光合速率降低，从光合作用的内因分析，原因可能是___________。 (3)水分影响番茄的两个通路如图2所示，其中SLOSCA蛋白是渗透压感受器和Ca2+通道蛋白，a～d、①～④均表示过程。过程①～④中，可以发生在生物膜上的是___________。欲在通路1中用“+”“-”标注相关过程，其中“+”表示促进，“-”表示抑制，推测a、b、c分别为___________。 【答案】(1) 升高 少 弱 高渗胁迫下，slosca突变体的气孔孔径比野生型大，蒸腾作用较强，水分散失更多 (2) 质壁分离 PEG处理后，番茄植株主茎干偏离重力方向的倾斜角度增大，说明植物萎蔫程度加重 由于失水导致叶肉细胞中光合色素含量减少，叶绿体数量减少，以及与光合作用有关的酶含量减少或活性降低，最终导致光合速率降低 (3) ①④ +、+、- 【详解】（1）野生型番茄突遇干旱，为减少水分散失，气孔开度减小，二氧化碳吸收减少，二氧化碳固定减弱，C5消耗减少，而短时间内C3的还原仍在进行，所以短时间内其叶绿体内C5含量升高。已知slosca基因的功能缺失会影响脱落酸(ABA)的合成，脱落酸可促进气孔关闭，由图1可知，相比于野生型，slosca突变体在高渗胁迫下气孔孔径更大，说明其ABA的合成较野生型少。从图1可知，高渗胁迫下，slosca突变体的气孔孔径比野生型大，蒸腾作用较强，水分散失更多，所以其耐旱能力较弱。 （2）PEG溶液处理条件下，番茄植株地下部分面对渗透胁迫，番茄根细胞因失水可能发生质壁分离现象，因为从表中可知，PEG处理后，番茄植株主茎干偏离重力方向的倾斜角度增大，说明植物萎蔫程度加重，可能是根细胞失水发生质壁分离导致的。PEG胁迫使番茄叶面积变小，可能是因失水影响叶绿体的形成和叶绿素的合成，所以从光合作用的内因分析，可能是叶肉细胞中光合色素含量减少，叶绿体数量减少或者与光合作用有关的酶含量减少或活性降低，从而导致光合速率降低。 （3）过程①需要水并产生氧气，说明是光反应阶段，场所在类囊体薄膜，过程②是二氧化碳进入叶绿体参与暗反应，发生在叶绿体基质上；过程③是有氧呼吸第一阶段，场所在细胞质基质；过程④需要消耗水，也产生水，是有氧呼吸第二、三阶段，场所在线粒体基质和线粒体内膜，所以①④可以发生在生物膜上。由于slosca突变体在高渗胁迫下气孔孔径更大，说明其ABA的合成较野生型少，slosca突变体的耐旱能力较弱，所以从图中分析，通路1中，水分减少时，SLOSCA蛋白激活，Ca2+内流增加，Ca2+与钙调素结合，促进slosca基因表达，而slosca基因表达产物促进ABA信号，ABA信号起作用抑制气孔开放，所以a、b为+；c为-。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第5章 植物生命活动的调节 第4节 环境因素参与调节植物的生命活动 01 课程标准 以课标为纲，锚定学习核心方向 02 核心导图 梳理知识脉络，搭建系统知识体系 03 教材梳理 拆解教材知识点，夯实学习根基 知识一 光对植物生长发育的调节 知识二 参与调节植物生命活动的其他环境因素 04 难点强化 突破学习难点，强化解题能力 难点一 光对植物开花的影响（4大命题角度） 难点二 比较不同环境因素对植物生命活动的调节（4大命题角度） 05 限时必刷 限时45min训练，精准查漏补缺 5.4.1认识光、温度、重力、水分等多种环境信号均可参与调节植物生长发育；掌握光敏色素、光周期、春化作用、向性运动相关机理。 5.4.2能综合植物激素、环境信号、基因调控等跨章节知识，能分析多环境因子共同作用的复杂情境。 知识一 光对植物生长发育的调节 1．光的作用：光作为一种__________，影响、调控植物生长、发育的全过程。 2．调控机理 (1)信号：________。 (2)信号受体：接收光信号的分子，如________________　。 ①本质：________(色素—蛋白复合体)。 ②分布：植物的各个部位，其中在________的细胞内比较丰富。 ③吸收光谱：主要吸收________________和________________。 (3)调节过程：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________________传导到细胞核内，影响核内特定____________，从而表现出生物学效应。 [答案自填] 信号　光　光敏色素　蛋白质分生组织　红光　远红光　信息传递系统基因的表达 [例1]下列关于植物生命活动调节的说法，正确的是(　　) A.对于植物来说，光既是能量来源，也是一种信号 B.植物激素是基因表达的直接产物 C.植物生长调节剂的分子结构和生理效应都与植物激素的类似 D.光敏色素和光合色素都是色素—蛋白复合体，主要吸收红光和蓝紫光 【答案】A 【详解】选A。对于植物来说，光合作用的能量来源是光能，植物体内有光敏色素，光可作为一种信号调控植物生长发育，A正确；植物激素不是基因表达的直接产物，B错误；从分子结构来看，植物生长调节剂主要有两大类：一类分子结构和生理效应与植物激素的类似，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，C错误；光敏色素是色素—蛋白复合体，主要吸收红光和远红光，光合色素主要吸收红光和蓝紫光，D错误。 [例2]科研人员研究了日照长短对菊花开花的影响，实验分组处理与结果如下图所示。下列叙述错误的是 (　　) A.菊花感受光照时间长短的部位是叶片 B.持续每天光照总时长超过临界日长，菊花不能开花 C.持续每天光照总时长小于临界日长，菊花一定能开花 D.该研究表明，可通过人工花期调控技术实现夏季赏菊 【答案】C 【详解】选C。植株下部的叶片接受短日照开花，植株的顶端接受短日照不开花，说明菊花感受光照时间长短的部位是植株下部的叶片，A正确；植株接受长日照不开花，接受短日照开花，说明菊花是短日照植物，若持续每天光照总时长超过临界日长，则菊花不能开花，B正确；在短日照的情况下，光照打断暗期植株不开花，说明持续每天光照总时长小于临界日长，菊花不一定能开花，C错误；该研究表明，菊花的开花和不开花与光照时间长短有关，可通过调控菊花的光照时间，人工调控花期实现夏季赏菊，D正确。 必会知识二 参与调节植物生命活动的其他环境因素 1．温度 (1)通过影响种子萌发、植株生长、____________________和叶的衰老、________________等生命活动，从而参与调节植物的生长发育。 (2)植物分布的____________很大程度上就是由温度决定的。 2．重力 (1)重力是调节植物生长发育和__________的重要环境因素。 (2)植物的根、茎中具有感受重力的________和________，可以将重力信号转换成__________________的信号，造成生长素分布的________，从而调节植物的生长方向。 (3)“淀粉—平衡石假说” ①植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞，即__________细胞来实现的。 ②当重力方向发生改变时，平衡石细胞中的“淀粉体”就会沿着________方向沉降，引起植物体内一系列信号分子的改变。 3．植物生长发育的整体调控 (1)植物生长发育的调控，是由基因____________________、____________________和__________________共同完成的。 (2)激素作为信息分子，会影响细胞的________________，从而起到调节作用。 (3)激素的产生和分布是基因表达调控的结果，也受到____________的影响。 [答案自填] 开花结果　脱落　地域性　形态建成　物质　细胞　运输生长素　不均衡　平衡石　重力　表达调控　激素调节 环境因素调节　基因表达　环境因素 [例1]下列关于温度对植物生命活动调节的叙述，错误的是(　　) A.年轮是由不同季节的温度不同引起植物细胞分裂快慢和细胞体积大小不同而产生的 B.一些植物在生长期需要经过一段时期的低温诱导之后才能开花的现象称为春化作用 C.温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果等生命活动参与调节植物的生长发育 D.植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行的，植物分布的地域性由光照决定 【答案】D 【详解】选D。植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行的，植物分布的地域性很大程度上是由温度决定的，D错误。 [例2]根尖处于垂直状态时，茎、芽中合成的生长素(IAA)通过中柱运输到根尖后，均等地分布在根冠的各个方向；根尖处于水平状态时，幼根会弯向下方生长，如下图所示。下列相关叙述错误的是 (　　) A.平衡石细胞是一类富含“淀粉体”的细胞 B.向伸长区运输的生长素由平衡石细胞合成 C.平衡石细胞能将重力信号转换成运输生长素的信号 D.幼根弯曲生长过程中，远地侧的伸长区细胞比近地侧的生长得更快 【答案】B 【详解】选B。由题图可知，平衡石细胞是一类富含“淀粉体”的细胞，A正确；向伸长区运输的生长素在茎、芽中合成，B错误；植物体内的平衡石细胞感受重力信号的刺激，并将重力信号转变成运输生长素的信号，使近地侧生长素浓度高于远地侧，C正确；根在弯曲生长过程中，近地侧生长素浓度高，远地侧生长素浓度低，根对生长素比较敏感，根尖远地侧的伸长区细胞比近地侧的伸长区细胞生长得更快，D正确。 难点知识一 光对植物开花的影响 命题角度1 光敏色素感光与信号传导 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，下列有关植物生命活动调节的有关说法正确的是（    ） A．矮壮素是一类分子结构与生理效应与植物激素类似的植物生长调节剂 B．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 C．为促进黄瓜雌花分化，应提高脱落酸与赤霉素的比值 D．树干上颜色较深的年轮带与春夏季节气温较高有关 【答案】C 【详解】A、矮壮素属于人工合成的植物生长调节剂，其分子结构与植物激素完全不同，生理功能为抑制赤霉素的作用，和赤霉素生理效应相反，A错误； B、光敏色素是色素—蛋白复合体，分布在植物的各个部位，分生组织细胞内含量较高，并非只分布于地上部分，受到光照射时其结构会发生变化，进而调控基因表达，B错误； C、黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素比值升高时，有利于雌花分化，因此要促进黄瓜雌花分化需要提高二者的比值，C正确； D、春夏季节气温高、水分充足，形成层细胞分裂生长快，产生的木质部细胞体积大、细胞壁薄，形成的年轮带颜色浅；颜色较深的年轮带是秋冬低温、细胞生长慢形成的，D错误。 命题角度2 长 / 短日照植物判定逻辑 北方地区的某种植物正常需要光照16h／黑暗8h可以开花（昼夜周期为24h时，植物开花的临界日照长度通常为12~14h)，研究人员为实现反季节栽培，使用低温诱导使其开花，结果如表所示。下列叙述正确的是（    ） 1组 2组 3组 4组 5组 处理温度（℃） 2 5 10 15 20 开花所需天数（天） 85 62 78 110 开花率（%） 75 98 92 70 0 A．5℃是该植物的最佳低温诱导温度 B．该植物是短日照的植物，需较长黑暗期触发其开花 C．本实验的自变量是处理温度、开花所需天数和开花率 D．低温可能会打破休眠，激活植物体内的成花相关基因 【答案】D 【详解】A、实验中 5℃的开花率（98%）和开花天数（62 天）在当前温度梯度中表现较好，但实验仅设置了 2、5、10、15、20℃的梯度，未探究更细的温度（如 7℃），无法确定 5℃是 “最佳” 低温诱导温度，A 错误； B、短日照植物需日照长度短于临界日照长度（或较长黑暗期）才开花；而该植物正常在日照 16h（长于临界日照 12-14h）时开花，符合长日照植物的特点，并非短日照植物，B错误； C、实验的自变量是处理温度（人为控制的变量），开花所需天数、开花率是因变量（实验结果），并非自变量，C错误； D、反季节栽培时植物可能处于休眠状态，低温诱导后开花率显著提升，说明低温可能打破休眠、激活成花相关基因，逻辑合理，D正确。 故选D。 命题角度3 叶片感知光周期信号 在一天之中，白天与黑夜的相对长度，称为光周期。人们发现，植物开花与光周期有关，其中在24h昼夜周期中，日照长度长于一定时数才能开花的植物称为长日照植物，在日照长度短于临界时数才能正常开花的植物称为短日照植物。如图为光周期诱导某植物开花激素的产生以及影响开花的实验。图中植物均去掉了顶端的全部叶子，①④植株分别接受长日照、短日照（顶部花芽和下部叶片均处理）；②③植株方框内为受短日照处理的部位，结果如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．对照植株①④可说明该植物属于短日照植物 B．根据结果可知，该植物接受诱导产生开花激素的部位是顶部花芽 C．根据②③植株可知，该植物感受光周期的部位为下部的叶片 D．增加每天的光照时间可能会延迟该植物的开花时间 【答案】B 【详解】A、对照实验①④说明在短日照条件下，该植物才能产生开花激素并开花，故该植物属于短日照植物，A正确； BC、②植株下部的叶接受短日照开花，③植株的顶端接受短日照不开花，这表明短日照和长日照对花芽的分化不产生直接的影响，只有通过叶才能影响花芽的分化，是叶接受了短日照刺激后产生了开花激素，开花激素的作用部位是顶端，最终使植物开花，B错误，C正确； D、据①植物处理结果可知，长日照处理不能使其开花，故增加每天的光照时间（日照时间变长）可能会延迟该植物的开花时间，D正确。 命题角度4 光信号与激素联动调控 紫花苜蓿可通过感知光照时间变化来调节内源激素的相对含量。在秋冬短日照条件下，赤霉素与脱落酸的比值减小，进入休眠；在春夏长日照条件下，赤霉素与脱落酸的比值增大，加快生长。相关分析错误的是（    ） A．光既是光合能量来源又是调节生命活动的信号 B．赤霉素和脱落酸的产生是基因表达调控的结果 C．赤霉素与脱落酸协同调节紫花苜蓿的生长发育 D．植物生长发育既受激素调节也受环境因素影响 【答案】C 【分析】赤霉素的主要作用有：促进细胞伸长，从而引起植株增高；促进种子萌发、开花和果实发育等。脱落酸的主要作用：抑制细胞分裂等；促进叶和果实的衰老和脱落；维持种子休眠等。 【详解】A、光作为一种能源，为植物光合作用提供能量，结合题干，光也能作为一种信号可以参与植物生命活动的调节，A正确； B、赤霉素和脱落酸的产生是多种因素调控的结果，包括基因表达的调控，B正确； C、题意显示，在秋冬短日照条件下，赤霉素与脱落酸的比值减小，进入休眠；在春夏长日照条件下，赤霉素与脱落酸的比值增大，加快生长，据此推测，赤霉素与脱落酸对生长的调控表现为抗衡，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，所以植物的生长发育不仅受激素调节，还受环境因素影响，D正确。 故选C。 难点知识二 比较不同环境因素对植物生命活动的调节 因素 原理 表现 光 光照→光敏色素结构变化→信号传递系统→影响特定基因表达 影响种子萌发，植株生长、开花、衰老等都会受到光的调控 温度 温度可以通过影响光合、呼吸、蒸腾等代谢过程，也可以通过影响有机物的合成和运输等代谢过程来影响植物的生长，还可以直接影响土温、气温，通过影响水肥的吸收和输导来影响植物的生长 植物所有生理活动都是在一定温度范围内进行的，影响植物生命活动节奏、代谢、种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落 重力 重力→感受重力物质、细胞→重力信号转换成运输生长素的信号→生长素分布不均衡→调节植物的生长方向 调节植物生长发育和形态建成   命题角度1 春化作用低温调控机理 “闷麦法”是指将萌动的冬小麦种子置于低温(0~5℃)环境下处理40~50天，使其在春季播种后能正常抽穗开花。这种方法是利用春化作用原理调控植物生长发育的早期实践。下列叙述正确的是（　　） A．“闷麦”处理过程中，种子内的脱落酸含量显著增加 B．“闷麦”处理的主要目的是促进种子中乙烯的合成 C．“闷麦”处理后，种子中的赤霉素含量可能增加 D．“闷麦”通过显著降低种子的呼吸速率来发挥作用 【答案】C 【详解】A、脱落酸具有抑制种子萌发、维持种子休眠的作用，“闷麦”处理的是萌动种子，后续需要正常生长发育，因此种子内脱落酸含量会下降，A错误； B、乙烯的主要生理作用是促进果实成熟，与春化作用促进植物抽穗开花的功能无关，“闷麦”的目的是诱导种子完成春化，B错误； C、赤霉素具有促进种子萌发、诱导植物开花的作用，可代替低温完成春化作用，因此“闷麦”低温处理后，种子中的赤霉素含量可能增加，为后续抽穗开花提供条件，C正确； D、“闷麦”处理的是萌动的活种子，若显著降低呼吸速率会导致种子代谢异常甚至死亡，无法完成正常发育，该过程中呼吸作用不会显著降低，D错误。 故选C。 命题角度2 淀粉平衡石重力假说 不同处理对拟南芥根向重力性生长的影响如表所示，下列分析错误的是（    ） 处理 根是否具有向重力性生长 野生型 有 ABA合成缺失突变体 有 ABA合成缺失突变体＋去除根冠 无 生长素运输缺陷突变体 无 A．根向重力性生长与根冠有关 B．生长素的运输影响了根向重力性生长 C．若对生长素运输缺陷突变体施用ABA，结果不变 D．根应垂直放置而非水平放置便于准确观察实验结果 【答案】D 【分析】根据表格中“ ABA合成缺失突变体 ”处理组的根具有向重力性生长，和“ ABA合成缺失突变体＋去除根冠 ”处理组的根无有向重力性生长结果对比可知：根向重力性生长与根冠有关；根据表格中“ 野生型 ”组根具有向重力性生长，而“ 生长素运输缺陷突变体 ”处理组根无有向重力性生长结果对比可知：生长素的运输影响了根向重力性生长。 【详解】A、根据表格中“ ABA合成缺失突变体 ”处理组的根具有向重力性生长，和“ ABA合成缺失突变体＋去除根冠 ”处理组的根无有向重力性生长结果对比可知：根向重力性生长与根冠有关，A正确； B、根据表格中“ 野生型 ”组根具有向重力性生长，而“ 生长素运输缺陷突变体 ”处理组根无有向重力性生长结果对比可知：生长素的运输影响了根向重力性生长，B正确； C、根据表格中“ 野生型 ”组根具有向重力性生长，而“ABA合成缺失突变体”处理组根仍然具有向重力性生长结果对比可知：ABA缺失与否并不影响根的向重力生长特性，而结合B选项的分析，综合来判断：若对生长素运输缺陷突变体施用ABA，结果不变，即根仍然无向重力性生长，C正确； D、若根不水平放置，而是垂直放置，那么所有组不论根是否具有向重力性都会呈现垂直状态，就无法确定谁有向重力性谁没有，因此根不能垂直放置，应该水平放置，方便观察现象，D错误。 故选D。 命题角度3 多环境因子综合影响 我国北部秋季雨水减少，气温明显下降。树叶变黄干燥后在重力或风力的作用下，从叶柄基部的离层区与茎分离而脱落，下列叙述错误的是（    ） A．叶色变黄是由于叶绿素被破坏且不能再合成，类胡萝卜素显色所致 B．脱落前离层区细胞细胞壁溶解变薄，推测乙烯能促进纤维素酶的合成 C．落叶是由环境因素和植物激素的变化引起的，与细胞中基因的表达无关 D．没有叶片会减少水分丢失，落叶是树木对冬季从冻土中吸收水分减少的适应 【答案】C 【分析】秋天叶片变黄是低温使叶绿素遭到破坏，呈现出类胡萝卜素的颜色，变红则是液泡中花青素的颜色。 【详解】A、秋季雨水减少，气温明显下降，叶色变黄是由于叶绿素被破坏且不能再合成，类胡萝卜素显色所致，A正确； B、植物细胞壁主要成分是纤维素和果胶，故脱落前离层区细胞细胞壁溶解变薄，推测乙烯能促进纤维素酶的合成，B正确； C、落叶与细胞中基因的表达有关，C错误； D、没有叶片会减少水分丢失，增强植物的抗逆性，故落叶是树木对冬季从冻土中吸收水分减少的适应，D正确。 故选C。 命题角度4 基因 — 激素 — 环境调控网络 桃子果实的成熟伴随着颜色、质地和风味的变化，该过程还受到植物激素、转录因子和表观遗传因子等调控。桃果实成熟过程中全基因组DNA甲基化水平呈现下降趋势，DNA去甲基化酶（PpDML1）表达水平与DNA甲基化水平呈负相关。研究发现，PpNAC1（一种蛋白质）可以直接结合PpDMLI基因的启动子并激活其表达。下列相关叙述正确的是（    ） A．桃果实的成熟受到激素与基因的调控，与环境无关 B．DNA甲基化能改变桃果实细胞中基因的碱基序列 C．提高DNA甲基化水平可能会促进桃果实成熟 D．PpNAC1基因表达水平增加可能导致DNA甲基化平降低 【答案】D 【分析】DNA的甲基化、组蛋白的甲基化、组蛋白的乙酰化等修饰都属于表观遗传。表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。 【详解】A、桃果实的成熟受到激素与基因的调控，与环境如温度、降水等也有一定关系，A错误； B、DNA甲基化不改变桃果实细胞中基因的碱基序列，但基因的表达却发生了可遗传的改变，B错误； C、桃果实成熟过程中全基因组DNA甲基化水平呈现下降趋势，所以提高DNA甲基化水平不能促进桃果实成熟，C错误； D、DNA甲基化水平与DNA去甲基化酶PpDMLl基因表达水平呈负相关，PpNAC1可以直接结合PpDMLI基因的启动子并激活其表达，因此PpNACl基因表达水平增加可能导致DNA甲基化水平降低，D正确。 故选D。 [要点回眸] [答题必备] 1．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．温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动，从而参与调节植物的生长发育。 3．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。 一、单选题 1．植物体中存在多种激素共同调节植物的生长发育，不同季节，同一植株不同器官中，起主导作用的激素往往不同。自然界中也有众多因素参与对植物生长发育的调节，随着研究的进行，人们已经可以合成各种植物生长调节剂用于生产。下列相关叙述正确的是（　　） A．黄瓜茎端脱落酸与赤霉素的比值较低，有利于分化出更多的雄花 B．生长素主要促进细胞质分裂，而细胞分裂素主要促进细胞核分裂 C．光通过提供能量来调控种子萌发和植株生长、开花、衰老等过程 D．植物生长调节剂的分子结构和生理学效应均与植物内源激素相似 【答案】A 【分析】1、生长素：合成部位：幼嫩的芽、叶和发育中的种子。主要生理功能：生长素的作用表现为两重性，即：低浓度促进生长，高浓度抑制生长。 2、细胞分裂素：合成部位：正在进行细胞分裂的幼嫩根尖。主要生理功能：促进细胞分裂；诱导芽的分化；防止植物衰老。 【详解】A、黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较高时有利于分化形成雌花，比值低时，有利于分化形成雄花，A正确； B、在促进细胞分裂时，生长素主要促进细胞核的分裂，而细胞分裂素主要促进细胞质的分裂，B错误； C、光是植物进行光合作用的能量来源，但对植物而言，光不只是起提供能量的作用，在自然界中，种子萌发、植株生长、开花、衰老等等，都会受到光的调控，该过程中光也可作为信号起作用，C错误； D、植物生长调节剂的分子结构不一定与植物内源激素相似，但生理功能通常相同，D错误。 故选A。 2．研究表明，镉胁迫作为一种环境信号，会诱导构树根、茎、叶中BpbZIP1基因表达（根中表达量最高）来增强其对镉的耐受性。下列相关叙述正确的是（    ） A．镉胁迫会诱导构树所有细胞BpbZIP1基因表达 B．环境信号能够调控构树体内特定基因的表达水平 C．镉胁迫也可能导致构树基因组DNA序列发生定向突变 D．BpbZIP1基因的表达水平变化不会影响构树的生存能力 【答案】B 【详解】A、题意显示，镉胁迫作为一种环境信号，会诱导构树根、茎、叶中BpbZIP1基因表达，即并未表明该基因在所有细胞中表达，A错误； B、当环境如镉发生变化时，植物体内特定基因的表达水平随之改变，从而调整性状以适应环境，该事实说明环境信号能够调控构树体内特定基因的表达水平，B正确； C、基因突变具有不定向性，环境信号（如镉胁迫）只能对已发生的变异进行选择，无法诱导DNA序列发生定向突变，C错误； D、题意显示，镉胁迫会诱导构树中BpbZIP1基因表达来增强其耐受性，据此可推测，BpbZIP1基因的表达水平变化会影响构树的生存能力，D错误。 3．CO是响应日照长度的重要基因；AP2是种子发育的调控基因。为探究CO和AP2在光周期调控种子大小中的作用，研究人员以野生型拟南芥、CO缺失突变型拟南芥、AP2缺失突变型拟南芥开展相关实验，实验结果如图所示。下列相关叙述正确的是（    ） A．CO能响应长日照，并抑制种子的发育 B．短日照能够抑制拟南芥体内AP2的表达 C．AP2的表达产物可能会抑制拟南芥种子的生长 D．长日照下，CO表达增强，其表达产物能促进AP2的表达 【答案】C 【分析】光是一种信号，光照通过激活光敏色素，使其结构发生变化，从而产生特异信号，使细胞核基因的转录发生特定变化，从而引起生物学效应。由左图可知，CO缺失突变型拟南芥、AP2缺失突变型拟南芥在长日照、短日照时，种子大小没有变化，故研究结果表明，光周期调控种子大小与CO、AP2均有关。根据左右图结果可知，光周期调控种子大小与CO、AP2均有关，短日照会抑制CO表达，从而AP2表达不受影响，AP2表达产物会抑制种子发育，短日照时，种子变小。长日照会促进CO表达，CO表达产物会抑制AP2表达，从而解除AP2表达产物对种子发育的抑制，长日照时，种子变大。 【详解】A、由图可知，长日照会促进CO表达，CO表达产物会抑制AP2表达，从而解除AP2表达产物对种子发育的抑制，长日照时，种子变大，A错误； B、由图可知，短日照后野生型AP2相对表达量增加，所以短日照能够促进拟南芥体内 AP2的表达，B错误； C、短日照会抑制CO表达，而AP2表达不受影响，AP2表达产物会抑制种子发育，短日照时，种子变小，C正确； D、长日照会促进CO表达，CO表达产物会抑制AP2表达，D错误。 故选C。 4．光敏色素是植物光周期反应中的重要光受体之一。它具有两种形式：红光吸收型（Pr）和远红光吸收型（Pfr），二者的转化如下图所示。当光期处理结束时，光敏色素主要呈Pfr型，进入暗期处理后，Pfr逐渐转化为Pr。Pfr/Pr的比值影响植物开花，在连续的黑暗中，Pfr/Pr的比值降低到一定的阈值水平就可促进短日照植物开花，而长日照植物需要Pfr/Pr的比值较高时才能开花。下列分析错误的是（    ） A．光敏色素的合成过程中需要核糖体的参与 B．光期处理结束时，Pfr/Pr的比值相对较高 C．长日照植物需要较长的暗期处理才能开花 D．用远红光照射短日照植物，会促进其开花 【答案】C 【详解】A、光敏色素是一类色素-蛋白复合体，其合成需要核糖体参与，A正确； B、由题干可知“光期处理结束时，光敏色素主要呈Pfr型”，此时Pfr占比高，故Pfr/Pr比值较高，B正确； C、长日照植物需要 Pfr/Pr 的比值较高时才能开花，而较长的暗期处理会使 Pfr 大量转化为 Pr，导致 Pfr/Pr 比值降低，无法满足长日照植物开花的条件，因此长日照植物不需要较长的暗期处理才能开花，C错误； D、远红光照射促进Pfr→Pr转化，降低Pfr/Pr比值，而短日照植物开花需低比值，故远红光会促进其开花，D正确。 故选C。 5．光对烟草种子的萌发和幼苗的生长都具有十分重要的调节作用。已知光对烟草幼苗生长的调控需要IAA作为中介，用不同光照条件处理烟草幼苗，得到如图所示结果，下列相关说法正确的是（    ） A．烟草幼苗体内的光敏色素作为一种受体，主要吸收蓝光 B．蓝光会促进烟草幼苗中IAA氧化酶活性增强，导致其IAA含量下降 C．光照条件为烟草种子的萌发提供了ATP和NADPH D．烟草幼苗的生长发育仅由环境因素和激素共同调节 【答案】B 【分析】1、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。 2、光不仅是植物进行光合作用的能量来源，还可以作为一种信号，影响、调控植物生长发育的全过程。光敏色素主要接收红光和远红光。 【详解】A、光敏色素主要吸收红光和远红光，A错误； B、由图可知，与白光组和黑暗组相比，蓝光组烟草幼苗内的IAA氧化酶活性增强，因此蓝光会促进烟草幼苗中IAA氧化酶活性增强，氧化分解IAA，造成IAA含量下降，B正确； C、ATP和NADPH是光反应的产物，烟草种子萌发时不进行光合作用，C错误； D、植物的生长发育受基因表达调控，还受激素和环境因素共同调节，D错误。 故选B。 6．研究发现野生型水稻白天蒸腾作用比夜间更强，而突变体水稻变化不大，进一步探究发现突变体水稻发生了PlL15基因的功能缺失，该基因促进脱落酸分泌调控气孔开度，总结出光影响水稻的两条通路，下列相关叙述正确的是（    ） 注：（＋）表示正相关，（-）表示负相关 A．细胞中①和②吸收光的物质相同，都是光合色素 B．光在细胞中的作用只是提供能量，合成有机物 C．图中②所介导的通路为：②PlL15基因脱落酸信号通路气孔开放程度 D．光对气孔开放程度的调控是一种负反馈调节 【答案】C 【详解】A、①是叶绿体中吸收光能的光合色素；②是细胞中感受光信号的光受体（本质为蛋白质，不是光合色素），二者吸收光的物质不同，A错误； B、光除了为光合作用提供能量合成有机物外，还可作为信号分子，通过调控基因表达调节气孔开度，作用不只是提供能量，B错误； C、结合题干信息：PlL15促进脱落酸分泌，脱落酸的功能是抑制气孔开放，结合野生型白天光照强、气孔开度大、蒸腾作用更强的特点，推导通路为：光被②接收后，②抑制PlL15基因表达，脱落酸减少，气孔开放程度增大，C正确； D、负反馈调节是调节结果反过来抑制调节过程，光对气孔开放的调控是光作为信号启动生理过程，不属于负反馈调节，D错误。 7．在植物腋芽处特异性表达的转录因子BRC1是侧芽生长的核心调控因子，生长素、细胞分裂素（CK）、独脚金内酯（SL）、油菜素内酯（BR）等多种植物激素和D53、PIFs、SPL、BZR1等多种信号分子之间的相互作用会影响BRC1的含量，从而调控侧芽生长，相关过程如图1所示。为探究重力和单侧光对幼苗中生长素分布的影响，科研人员进行了图2所示实验，已知A盒下侧有开口，可以进光。下列分析错误的是（    ）    A．光敏色素的化学本质是蛋白质，在受到光照射时，其结构会发生改变 B．据图1分析，远红光条件下，侧芽处生长素的含量升高，抑制侧芽生长 C．据图1分析，在调节侧芽生长过程中，SL与CK的作用相抗衡 D．若图2中A、B幼苗都向上弯曲生长，且B弯曲程度较大，则说明重力对生长素分布的影响小于单侧光 【答案】D 【详解】A、光敏色素是一类蛋白质，在受到光照射时，光敏色素的结构会发生改变，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，A正确； B、据图1可知，远红光条件下，光敏色素的活性被抑制，导致侧芽处生长素的含量升高，从而促进SL的合成；SL可抑制D53的合成，进而促进SPL的合成，抑制BZR1的合成，导致BRC1的含量升高，从而抑制侧芽生长，即远红光条件下，侧芽处生长素的含量升高，抑制侧芽生长，B正确； C、CK通过促进糖及BR的生成，进而促进D53及BZR1的合成，导致BRC1的含量降低，从而促进侧芽生长。因此，在调节侧芽生长过程中，SL与CK的作用相抗衡，C正确； D、图2中，A中幼苗生长素的分布同时受重力及单侧光的影响，B幼苗中生长素的分布仅受重力的影响。若A、B中幼苗都向上弯曲生长，且B向上弯曲的程度较大，则说明重力对生长素分布的影响大于单侧光，D错误。 8．关于环境因素对生命活动的影响，下列叙述正确的是（　　） A．荒漠植物通常具有发达的根系以适应缺水环境 B．处于高温环境中的正常人体产热量会大于寒冷环境中 C．重力通过影响生长素的合成导致植物根向地性生长 D．寒冷环境下，人体通过下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴增加肾上腺素分泌 【答案】A 【详解】A、荒漠环境缺水，植物需要更高效地吸收水分，发达的根系可增大吸水面积，是对缺水环境的适应性特征，A正确； B、正常人体产热量与散热量相平衡，寒冷环境中散热量加大，产热量也增加，大于高温环境，B错误； C、重力引起生长素分布不均匀，从而导致根向地生长，C错误； D、下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴调控分泌的是肾上腺皮质激素，D错误。 9．研究发现有些植物需经历低温诱导之后才能开花，进一步深入研究，发现植物感受低温的部位是茎端分生组织或其他某些能进行细胞分裂的部位。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（5℃）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鲜重）及开花情况如下表所示。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 赤霉素含量 90.2 215.3 / / 15 赤霉素含量 126.4 632.0 113.8 582.0 50 开花情况 不开花 开花 不开花 开花 A．本实验的自变量是低温处理时间和处理部位不同 B．低温处理诱导油菜开花不仅仅只有赤霉素参与催化该过程 C．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 D．常温处理的接穗与低温处理的砧木组植株能开花，推测该砧木中有感受低温信号的分生组织 【答案】D 【详解】A、据题干信息可知，本实验的自变量包括是否对植株进行低温处理、嫁接的砧木处理类型、低温处理结束后的天数，并不是低温处理时间和处理部位，A错误； B、赤霉素属于植物激素，功能是调节植物生命活动，不具有催化作用，B错误； C、外源赤霉素可代替低温促进开花，仅能说明赤霉素是诱导开花的信号分子之一，无法证明二者的代谢途径相同，C错误； D、题干明确植物感受低温的部位是茎端分生组织或可进行细胞分裂的部位，常温处理的接穗嫁接到低温处理的砧木后可开花，说明低温处理的砧木中存在能感受低温信号的分生组织，产生相关信号传递至接穗诱导开花，D正确。 10．光敏色素存在可相互转化的两种形式以适应光周期变化（如图）。在森林底层，幼苗变得细高以争夺阳光，这是由于林冠层吸收较多红光，使林下富集远红光所致。推测幼苗体内光敏色素主要的变化及生理响应是（　　） A．Pr含量升高，促进节间伸长 B．Pfr含量升高，促进节间伸长 C．Pr含量升高，抑制节间伸长 D．Pfr含量升高，抑制节间伸长 【答案】A 【详解】根据题图分析，红光可使生理失活型Pr转变为生理激活型Pfr，远红光可使生理激活型Pfr转变为生理失活型Pr。 题干提到林冠层吸收大量红光，导致林下富集远红光，因此光敏色素的平衡向Pfr转化为Pr方向移动，幼苗体内Pr含量升高；而幼苗表现为细高伸长以争夺阳光，说明该变化的生理响应是促进节间伸长，A正确，BCD错误。 二、多选题 11．冬小麦需要经历春化作用，即长时间的低温条件处理才具备开花条件。冬小麦的春化机理如图所示，VRN1、VRN2、VRN3为调控春化途径的关键基因，“—”表示抑制作用，“+”表示促进作用。研究发现低温能促进冬小麦体内赤霉素含量的增加。下列叙述错误的是（    ） A．VRN2抑制开花，VRN1和VRN3促进开花 B．低温处理，VRN1间接影响VRN3，最终调控VRN1的表达，属于负反馈调节 C．推测未经低温处理的冬小麦，如果施用适宜浓度的赤霉素也能诱导开花 D．赤霉素能促进种子萌发、开花和果实的成熟 【答案】BD 【分析】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。 【详解】A、据图分析，VRN1促进开花；VRN3促进VRN1的表达，VRN3也促进开花；VRN2抑制VRN3的表达，则VRN2抑制开花，A正确； B、低温处理，促进VRN1的表达，VRN2抑制VRN3基因的表达，VRN1通过抑制VRN2的表达解除VRN2对VRN3的抑制作用，使VRN3进一步促进VRN1的表达，属于正反馈调节，B错误； C、研究发现低温能促进冬小麦体内赤霉素含量的增加，推测未经低温处理的冬小麦，如果施用适宜浓度的赤霉素也能诱导开花，C正确； D、赤霉素能促进种子萌发、开花、果实发育，不能促进果实成熟，乙烯能促进果实的成熟，D错误。 故选BD。 12．光敏色素Pr型吸收红光后转变为Pfr型，Pfr型可解除种子休眠，促进种子萌发，Pfr型吸收远红光后又可以转化为Pr型。下列叙述正确的是（    ） A．光敏色素是一类色素一蛋白质复合体，存在于植物各个部位细胞的细胞质基质中 B．莴苣种子的萌发需要光提供能量，红光更有利于莴苣种子的萌发 C．红光引起光敏色素的结构由Pr型转化为Pfr型，进而引起特定核基因的表达 D．Pfr型光敏色素引起的生物学效应可抵消赤霉素维持种子休眠的效应 【答案】AC 【详解】A、光敏色素是一类色素-蛋白质复合体，分布在植物的各个部位细胞的细胞质基质中，其可感知光信号并传递信息，A正确； B、莴苣种子萌发需要光作为信号（而非能量），红光使光敏色素由Pr型转为Pfr型，从而解除休眠促进萌发，B错误； C、红光使光敏色素由Pr型转化为Pfr型，活化的Pfr型可进入细胞核，通过调节转录因子激活特定核基因的表达，进而调控种子萌发等生理反应，符合题干描述，C正确； D、Pfr型可解除种子休眠、促进萌发，而赤霉素的作用也是促进种子萌发（如打破休眠），不是维持种子休眠，两者效应一致，而非抵消，D错误。 故选AC。 13．隐花色素（CRY1）是植物细胞中存在的一种能吸收蓝光的分子。为研究蓝光通过CRY1对植物下胚轴的生长产生的影响，研究人员用野生型、突变体A（无法合成CRY1）、突变体B（CRY1过量表达）三种不同品种的拟南芥幼苗进行实验，结果如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．植物可以通过CRY1等结构接受光信号刺激 B．X是突变体A，其无法合成CRY1，能接受蓝光的刺激 C．Y中的CRY1过量表达，导致蓝光的促进作用更强 D．蓝光能通过CRY1促进拟南芥下胚轴的生长 【答案】BCD 【分析】从图中可以看出，随着蓝光强度的增加，野生型和Y下胚轴伸长生长受到抑制，X基本不受影响。 【详解】A、隐花色素（CRY1）是指能够感受蓝光和近紫外光区域的光的一种受体，能接受光信号的分子，A正确； BC、随着光照增强，野生型和Y的下胚轴伸长长度减小，且Y的下降程度更大，而X基本不变，说明X是突变体A（无法合成CRY1，不能接受蓝光的刺激），Y中的CRY1过量表达，导致蓝光的抑制作用更强，BC错误； D、从图中看出，结合BC的解析，X缺少CRY1，不能接受蓝光的刺激，下胚轴基本不受影响，而Y由于CRY1过量表达，导致蓝光的抑制作用更强，可以得出结论蓝光通过隐花色素对拟南芥下胚轴生长具有抑制作用，并且蓝光强度越强抑制作用越强，D错误。 故选BCD。 14．水稻OsCRW1蛋白缺失突变体的根部感应重力能力下降，在水中出现卷曲生长。图1为水稻根卷曲生长的调控过程。图2为机械阻力影响该突变体根生长的实验结果。下列叙述错误的是（    ） A．根可将重力信号转变成运输生长素的信号，从而调节根的生长 B．机械阻力可通过减弱胞质钙信号来降低根尖中ROS含量 C．野生型水稻中OsCRW1蛋白通过促进信号转导过程使根向地生长 D．根的向地生长是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同作用的结果 【答案】BC 【详解】A、根可以通过重力感应将重力信号转化为运输生长素的信号，从而调节根的生长（如根的向地性），这是植物感受重力并调节生长的基本机制，A正确； B、由图2可知，有机械阻力（b组）时根卷曲程度减轻，结合图1中信号转导过程，可推测机械阻力是通过增强胞质钙信号来降低根尖中ROS含量，而不是减弱，B错误； C、图 1 显示，野生型水稻中 OsCRW1 蛋白会促进胞质 Ca²⁺信号的产生，进而引发根冠脱落和根系弯曲；而题干中说明 “OsCRW1 蛋白缺失突变体根部感应重力能力下降，在水中出现卷曲生长”，说明野生型的 OsCRW1 蛋白是通过促进胞质Ca2+信号来抑制信号转导，从而降低根尖中ROS含量，维持根的正常向地生长，C错误； D、根的向地生长是基因表达调控（如 OsCRW1 基因）、激素调节（如生长素）和环境因素（如重力、机械阻力）共同作用的结果，D正确。 故选BC。 15．某些植物需要经过低温诱导才能开花的现象称为春化作用，春化作用与FRI蛋白和FLC基因有关。温暖条件下，FRI蛋白与FLC基因结合使其表达，抑制植物开花；低温条件下，FRI蛋白在细胞内凝聚成团不与FLC基因结合，同时通过组蛋白修饰的调整抑制FLC基因的表达。下列说法正确的是（    ） A．春化作用的原理是低温通过抑制FLC基因的表达，解除对开花过程的抑制 B．组蛋白的乙酰化、甲基化不改变FLC基因的碱基序列，都能促进该基因表达 C．低温诱导使组蛋白去泛素化，细胞中FRI蛋白的含量升高 D．低温诱导后升高温度，不会立即解除对FLC基因表达的抑制作用 【答案】AD 【分析】经典遗传学是指由于基因序列改变（如基因突变等）所引起的基因功能的变化，从而导致表型发生可遗传的改变；而表观遗传学则是指在基因的DNA序列没有发生改变的情况下，基因功能发生了可遗传的变化，并最终导致了表型的变化。 【详解】A、温暖条件下，FRI蛋白与FLC基因结合使其表达，抑制植物开花，低温条件下，FRI蛋白在细胞内凝聚成团不与FLC基因结合，同时通过组蛋白修饰的调整抑制FLC基因的表达，从而解除对开花过程的抑制。可见，春化作用的原理可能是低温抑制FLC基因的表达，A正确； B、组蛋白的乙酰化、甲基化不改变FLC基因的碱基序列。与温暖条件下相比，低温条件下的组蛋白去乙酰化、去泛素化并且不同位点进行甲基化修饰，FLC基因的表达受到抑制，说明组蛋白的乙酰化能促进该基因表达，但组蛋白的甲基化会抑制该基因表达，B错误； C、由题意和题图可知，低温条件下，FRI蛋白在细胞内凝聚成团不与FLC基因结合，使组蛋白去泛素化，但无法推知低温诱导是否会使细胞中FRI蛋白的含量升高，C错误； D、春化作用是指某些植物需要经过低温诱导才能开花的现象，而FLC基因表达会抑制植物开花，所以低温诱导后升高温度，不会立即解除对FLC基因表达的抑制作用，D正确。 故选AD。 三、解答题 16．蚕豆是人类最早栽培的豆类作物之一，在其生长过程中多种激素相互作用调节。图甲表示根和茎生长素浓度与其生长状况的关系，图乙是蚕豆种子萌发后根茎的生长情况，图丙表示不同浓度生长素与植物生长的关系，请据图回答问题： (1)能体现生长素作用特点：低浓度促进生长，高浓度抑制生长的是______（填“芽的向光性”或“茎的背地性”或“根的向地性”）。 (2)图甲中的P、Q点最可能分别对应图乙中的______点（填图乙中的字母）。 (3)在蚕豆植物开花结果的关键时期，在未授粉的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的α-萘乙酸，______（填“能”或“不能”）达到增加蚕豆产量的目的。 (4)光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。植物体内的光敏色素，化学本质是_______，主要吸收_______光，经过信息传递系统最终表现生物学效应。 (5)科研人员测定了野生型植株和光受体缺失突变体中ABA的含量，结果如图1所示。据实验结果推测，光可能______。 (6)科研人员测定了不同处理下的种子萌发率，结果如图2所示。 ①实验结果表明，______条件下，种子对ABA处理更为敏感。 ②据实验结果可以推测，光信号减弱了ABA对种子萌发的抑制效果，其依据是______。 【答案】(1)根向地性 (2)d、b（唯一答案，顺序不能颠倒） (3)不能 (4) 蛋白质（色素-蛋白复合体） 红光和远红光 (5)抑制植物体内ABA的合成 (6) 黑暗 在光照条件下，野生型植株在不同浓度ABA处理下种子的萌发率都大于突变体种子的萌发率（或在不同浓度ABA处理下，野生型植株在光照条件下的种子萌发率都大于在黑暗条件下的） 【分析】由图1可知，野生型中ABA含量较光受体缺失突变体中低，说明光可能抑制了ABA的合成。图2中，自变量是ABA浓度、有无光照和植株本身是野生型还是光受体缺失突变体；因变量是种子的萌发率。 【详解】（1）因为根的近地侧生长素浓度高，远地侧浓度低，向地性表现为低浓度促进生长，高浓度抑制生长，所以能体现生长素作用在高浓度下抑制生长的是根的向地性。 （2）由图甲分析可知，NP两个点，随着生长素浓度的增加，生长1cm所需时间变长，这说明生长素对其生长有抑制作用，而MQ两个点，随着生长素的浓度增加，生长1cm所需时间变短，说明生长素对其生长有促进作用，同时由于根对生长素浓度的敏感度大于茎，则N、P两个点所在的曲线代表根的生长曲线，M、Q两个点所在的曲线代表茎的生长曲线，故图甲中的M、N、P和Q点最可能分别对应图乙中的a、c、d、b。所以图甲中的P、Q点最可能分别对应图乙中的d、b。 （3）植物生长素类似物可以刺激子房产生无子果实，在蚕豆植物开花结果的关键时期，在未授粉的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的α-萘乙酸，可以获得无子果实，而种蚕豆的目的是收获种子，因此上述操作不能达到增产的目的。 （4）光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。植物体内的光敏色素，化学本质是蛋白质（色素-蛋白复合体），主要吸收红光和远红光，经过信息传递系统最终表现生物学效应。 （5）测定了野生型植株和光受体缺失突变体中ABA的含量，图1显示光受体缺失突变体中ABA的含量高于野生型，推测，光可能抑制植物体内ABA的合成。 （6）①由图2分析可知：对比图中的野生型黑暗和野生型光照，两条曲线的变化幅度，说明黑暗条件下，种子对ABA处理更为敏感。 ②该实验的自变量有光照和黑暗、野生型植株和光受体缺失突变体、ABA的有无和浓度。由于在光照条件下，野生型植株在不同浓度ABA处理下种子萌发率大于突变体种子的萌发率（或在不同浓度ABA处理下，野生型植株在光照条件下的种子萌发率都大于黑暗条件），可推测光信号减弱了ABA对种子萌发的抑制效果。 17．梭梭作为典型的C4植物，叶片退化，依靠具有花环状结构的同化枝进行光合作用。同化枝外围为栅栏状叶肉细胞，其叶绿体含有类囊体，是光反应的场所，如图甲；内侧紧接维管束鞘细胞，其叶绿体无类囊体，两类细胞协作完成光合作用，以提高梭梭在干旱环境下的光合效率。其固定CO2的机制及暗反应过程如图乙。回答下列问题。 (1)图甲光合磷酸化过程中水分解产生的电子，最终与___________结合形成NADPH；同时以该过程形成的___________作为动力，在ATP合成酶的作用下，完成ADP的磷酸化。 (2)接收红光、远红光信号的___________，将信息传导到细胞核，影响___________，从而表现出生物学效应。 (3)图乙为C4植物的CO2浓缩机制，据图知，其固定CO2的场所在___________。PEP固定CO2形成C4，由PEP羧化酶（对CO2有较强的亲和力）催化；Rubisco酶在CO2/O2高时，催化C5与CO2反应，在CO2/O2低时，催化C5与O2反应进行光呼吸（损耗光合产物的高耗能反应）。与C3植物相比，C4植物光呼吸强度较低的原因是___________。 【答案】(1) NADP+、H+ H+浓度梯度 (2) 光敏色素 特定基因的表达 (3) 叶肉细胞的细胞质基质和维管束鞘细胞的叶绿体基质 C4植物叶肉细胞中的PEP羧化酶通过CO2浓缩机制提高了维管束鞘细胞中的CO2浓度，故CO2/O2升高，从而抑制光呼吸 【详解】（1）光反应中，水分解产生的电子经电子传递链传递后，最终与NADP+和H+结合生成NADPH；电子传递过程中会建立类囊体膜两侧的H+浓度梯度（质子动力势），为ATP合成酶催化ADP磷酸化合成ATP提供动力。 （2）植物中接收红光、远红光信号的受体是光敏色素，光敏色素接受信号后将信息传入细胞核，调控特定基因的表达，最终产生对应生物学效应。 （3）由图乙可知，C4植物有两次CO2固定过程：第一次在叶肉细胞细胞质基质中PEP固定CO2，第二次在维管束鞘细胞叶绿体基质中C5固定CO2，因此固定场所为两处；C4植物PEP羧化酶对CO2亲和力高，叶肉细胞中的PEP羧化酶通过CO2浓缩机制，使维管束鞘细胞中Rubisco酶所处环境CO2浓度升高，故CO2/O2升高，抑制了Rubisco催化C5和O2反应的光呼吸，因此比C3植物光呼吸强度更低。 18．植物的生长不仅受到激素调节,还受到光等环境因素的调节。科研人员对光和脱落酸(ABA)如何影响某植物生长进行了研究。 (1)在光合作用和光调控植物体生长发育的过程中,光的作用分别是_____、_____。 (2)科研人员测定了光照条件下野生型植株和光受体缺失突变体中 ABA 的含量, 结果如图 1 所示。据实验结果推测,光可能_____(填“促进”或“抑制”)ABA 的合成。 (3)科研人员测定了不同处理下的种子萌发率,结果如图 2 所示。 ①该实验的目的是:探究 及 ABA 浓度对种子萌发(率)的影响。 ②实验结果表明,_____(填“光照”或“黑暗”)条件下,种子对 ABA 处理更为敏感。 ③比较不同浓度 ABA 对野生型种子在光照和黑暗条件下萌发率的影响,可以说明光信号_____(填“增强”或“减弱”)了 ABA 对种子萌发的_____(填 “促进”或“抑制”)作用。 (4)基因表达、植物激素和环境因素之间具有相互作用,共同调节植物的生长发育。 请结合所学知识,在方框内用箭头表示三者之间的关系。_____ 【答案】(1) 提供能量或能源 作为信号或调节 (2)抑制 (3) 光照的有无、光受体的有无 黑暗 减弱 (4) 【分析】题图分析：野生型植株ABA含量相对值低于光受体缺失突变体，说明光可能抑制植物ABA的合成。图2显示该实验的自变量有光照和黑暗、野生型植株和光受体缺失突变体、ABA的有无和浓度，因变量是种子萌发率。由于在光照条件下，野生型植株在不同浓度ABA处理下种子萌发率大于突变体种子的萌发率，因而可推测光信号减弱了ABA对种子萌发的抑制效果。 【详解】（1） 在光合作用中，光可以提供能量促使光反应的进行；在植物的生长发育过程中，光可作为信号在植物体中被光敏色素（一种蛋白）捕捉，进而调控植物的生长发育。 （2）由图1实验结果可知，光受体缺失突变体体内ABA含量明显高于野生型，推测光可能抑制植物体内ABA的合成。 （3） ①科研人员测定了不同处理下的种子萌发率，分析题意可知，实验的自变量包括光照的有无、光受体的有无、ABA的浓度。 ②实验结果表明，与光照条件相比，野生型植株在黑暗条件下种子的萌发率受ABA浓度变化的影响更大，故推测黑暗条件下，种子对ABA处理更为敏感。 ③由图2可知，在光照条件下，野生型植株在不同浓度ABA处理下种子的萌发率都大于突变体种子的萌发率，说明光信号减弱了ABA对种子萌发的抑制效果。 （4）基因表达、植物激素和环境因素之间具有相互作用，共同调节植物的生长发育，具体表现在植物的生长、发育和繁殖都会受到相关基因表达的调控，对于多细胞生物来说，细胞与细胞之间，器官与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细胞的基因表达，进而起到调节作用，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，即激素和基因表达的调控是相互的，环境因素不仅会调控基因表达，也会调节激素的合成，它们的相互关系可用下图表示：    19．我国科学家以不同植物为材料，在不同光质条件下探究光对植物的影响。测定了番茄的光合作用相关指标并拟合CO2响应曲线甲、乙（图a）；比较了突变体与野生型水稻水分消耗的差异（图b），鉴定到突变体发生了PILI5基因的功能缺失，并确定该基因参与脱落酸信号通路的调控。回答下列问题： (1)图a中，当胞间CO2浓度在900-1200μmol·mol-1范围时，乙曲线光合速率的限制因素是________。 (2)图b中，突变体水稻在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，推测其原因是________。 (3)光影响植物的两条通路（图c）。通路1中，吸收的光能用于光合作用合成（CH2O），吸收光能的光合色素包括叶绿素和________两大类，细胞分裂素可以促进其中________的合成；通路2中，吸收的光是作为_________调控基因表达，影响植物生理过程，②中主要吸收红光和远红光的是________。 (4)请完成图c通路2中②所介导的通路，要求箭头上方 a、b、c用“+”或“－”标注前后两者间的作用，“+”表示正相关，“－”表示负相关。   a、b、c依次是________、________和________。 【答案】(1)红光（光质/光照强度） (2)突变体中 PILI5 基因功能缺失，阻断了脱落酸信号通路对气孔开放程度的调控 (3) 类胡萝卜素 叶绿素 信号 光敏色素 (4) - + - 【分析】植物叶绿体中色素的光吸收特点为：叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光；光敏色素主要吸收红光和远红光，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。 【详解】（1）当胞间CO2浓度在900~1200μmol⋅mol-1范围时，从图a中红光曲线来看，随着CO2浓度增加，光合速率不再上升，说明此时CO2浓度不是限制因子，而可能是红光因素限制了光合速率。 （2）已知红光下植物的相关反应与白天相似，远红光下植物的相关反应与夜间相似，突变体发生了PILI5基因的功能缺失，且该基因参与脱落酸信号通路的调控。在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，推测原因可能是突变体中PILI5基因功能缺失，阻断了（或不参与）脱落酸信号通路对气孔开放程度的调控（或感受不到远红刺激），使得气孔开放程度在远红光和红光条件下无明显差异，从而蒸腾速率接近。 （3）通路 1 是光合作用：光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素；细胞分裂素可促进叶绿素的合成（叶绿素是光合作用的关键色素）。 通路 2 是光作为信号调控基因表达；其中主要吸收红光和远红光的是光敏色素（光敏色素是植物感受红光 / 远红光的光受体）。 （4）结合题干 “PILI5 基因参与脱落酸信号通路的调控”，及通路逻辑：  日光作用于 PILI5 基因：已知突变体 PILI5 功能缺失后，脱落酸信号通路被阻断，推测日光抑制 PILI5 基因表达（a 为 “−”）； PILI5 基因作用于脱落酸信号：PILI5 功能缺失会阻断脱落酸通路，说明PILI5 基因促进脱落酸信号（b 为 “+”）； 脱落酸信号作用于气孔开放程度：脱落酸的作用是抑制气孔开放（c 为 “−”）（脱落酸是 “抗蒸腾激素”，会使气孔关闭）。 四、实验题 20．为探究干旱胁迫对植物生命活动的影响，研究人员敲除野生型番茄的slosca基因获得slosca突变体并进行相关实验，结果发现，slosca基因的功能缺失会影响脱落酸(ABA)的合成及相关信号通路的调控。研究人员以清水处理为对照组(CK)，用250mmol·L-1的山梨醇溶液对番茄叶片进行高渗胁迫处理，测量气孔孔径，结果如图1所示；用40% PEG溶液对番茄植株地下部分进行渗透胁迫处理，测量主茎干偏离重力方向的倾斜角度，结果如表所示。已知气孔孔径与气孔开度呈正相关，主茎干偏离重力方向的倾斜角度与植物萎蔫程度呈正相关。请回答下列问题： 组别 植物种类 叶面积/cm2 倾斜角度/度 CK 野生型 4.8 8 突变体 4.8 8 PEG 野生型 3.8 14 突变体 2.5 36 (1)据图1推测，野生型番茄突遇干旱，短时间内其叶绿体内C5含量___________(填“升高”或“降低”)；干旱条件下，slosca突变体ABA的合成较野生型___________(填“多”或“少”)；高渗胁迫下，与野生型番茄相比，slosca突变体的耐旱能力较___________(填“强”或“弱”)，判断依据是___________。 (2)据表可知，PEG溶液处理条件下，番茄根细胞可能发生了___________现象，依据是___________。PEG胁迫使番茄叶面积变小，进而导致光合速率降低，从光合作用的内因分析，原因可能是___________。 (3)水分影响番茄的两个通路如图2所示，其中SLOSCA蛋白是渗透压感受器和Ca2+通道蛋白，a～d、①～④均表示过程。过程①～④中，可以发生在生物膜上的是___________。欲在通路1中用“+”“-”标注相关过程，其中“+”表示促进，“-”表示抑制，推测a、b、c分别为___________。 【答案】(1) 升高 少 弱 高渗胁迫下，slosca突变体的气孔孔径比野生型大，蒸腾作用较强，水分散失更多 (2) 质壁分离 PEG处理后，番茄植株主茎干偏离重力方向的倾斜角度增大，说明植物萎蔫程度加重 由于失水导致叶肉细胞中光合色素含量减少，叶绿体数量减少，以及与光合作用有关的酶含量减少或活性降低，最终导致光合速率降低 (3) ①④ +、+、- 【详解】（1）野生型番茄突遇干旱，为减少水分散失，气孔开度减小，二氧化碳吸收减少，二氧化碳固定减弱，C5消耗减少，而短时间内C3的还原仍在进行，所以短时间内其叶绿体内C5含量升高。已知slosca基因的功能缺失会影响脱落酸(ABA)的合成，脱落酸可促进气孔关闭，由图1可知，相比于野生型，slosca突变体在高渗胁迫下气孔孔径更大，说明其ABA的合成较野生型少。从图1可知，高渗胁迫下，slosca突变体的气孔孔径比野生型大，蒸腾作用较强，水分散失更多，所以其耐旱能力较弱。 （2）PEG溶液处理条件下，番茄植株地下部分面对渗透胁迫，番茄根细胞因失水可能发生质壁分离现象，因为从表中可知，PEG处理后，番茄植株主茎干偏离重力方向的倾斜角度增大，说明植物萎蔫程度加重，可能是根细胞失水发生质壁分离导致的。PEG胁迫使番茄叶面积变小，可能是因失水影响叶绿体的形成和叶绿素的合成，所以从光合作用的内因分析，可能是叶肉细胞中光合色素含量减少，叶绿体数量减少或者与光合作用有关的酶含量减少或活性降低，从而导致光合速率降低。 （3）过程①需要水并产生氧气，说明是光反应阶段，场所在类囊体薄膜，过程②是二氧化碳进入叶绿体参与暗反应，发生在叶绿体基质上；过程③是有氧呼吸第一阶段，场所在细胞质基质；过程④需要消耗水，也产生水，是有氧呼吸第二、三阶段，场所在线粒体基质和线粒体内膜，所以①④可以发生在生物膜上。由于slosca突变体在高渗胁迫下气孔孔径更大，说明其ABA的合成较野生型少，slosca突变体的耐旱能力较弱，所以从图中分析，通路1中，水分减少时，SLOSCA蛋白激活，Ca2+内流增加，Ca2+与钙调素结合，促进slosca基因表达，而slosca基因表达产物促进ABA信号，ABA信号起作用抑制气孔开放，所以a、b为+；c为-。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $