内容正文:
第31讲 植物生命活动调节
内容导航
01
命题透视·考情前瞻
对标素养,研判高考命题趋势
02
知识建联·脉络梳理
搭建知识框架,构建系统思维
03
考点精讲·靶向突破
拆解核心考点,突破命题考向
知识解构+即时演练+高分破译
考点一 植物生长素
知识点1 生长素的发现
知识点2 生长素的合成,运输与分布
知识点3 生长素的生理作用
考点二 其他植物激素
知识点1 赤霉素
知识点2 细胞分裂素
知识点3 乙烯
知识点4 脱落酸
知识点5 油菜素内酯
考点三 植物生长调节剂的应用
知识点 植物生长调节剂的应用
考点四 环境因素参与调节植物的生命活动
知识点1 光对植物生长发育的调节
知识点2 温度参与植物生长发育的调节
知识点3 重力对植物生长发育的调节
04
真题溯源·考向感知
溯源真题逻辑,感知高考考向
题组一 情景设定:生长素作用机制 知识溯源:生长素的生理作用
题组二 情景设定:其他植物激素的相互作用 知识溯源:植物激素间的协同与相抗衡
题组三 情景设定:植物生长调节剂的应用 知识溯源:植物生长调节剂
题组四 情景设定:环境因素参与调节 知识溯源:光、温度、重力对植物生命活动的调节
05
情境探究·素养拓展
深挖植物激素调节机制,锤炼科学表达
能力
深挖素材脉络,锤炼科学表达
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
考查概述
植物生命活动调节是高中生物"稳态与调节"模块的重要组成部分。内容涵盖生长素的发现、合成、运输与作用,其他植物激素的种类与功能,植物生长调节剂的应用,以及光、温度、重力等环境因素对植物生命活动的调节。该专题常以实验探究和农业生产实际为情境载体,考查学生的科学思维和实验分析能力。
考查形式
题型灵活多样,选择题主要考查植物激素的种类、功能及相互关系等概念辨析内容;非选择题常以科研实验情境(如激素作用机制探究、植物生长调节剂的应用实验、环境因素对植物开花的影响等)为载体,考查学生获取和加工信息、实验设计与分析的能力。近三年高考中,生长素的作用机制(特别是极性运输和两重性)、其他植物激素(赤霉素、脱落酸、乙烯等)的生理功能及其相互关系、植物生长调节剂的应用、光敏色素与光调控开花等知识点考查频率较高。
课标要求
明确目标
1. 概述植物生长素的发现和作用。
2. 列举其他植物激素,说出它们的作用。
3. 举例说明植物生长调节剂的应用。
4. 概述环境因素(光、温度、重力等)参与调节植物的生命活动。
高考前沿
1.生长素的发现与作用
2026·北京卷,18;2025·河南卷,10;2025·四川卷,14;
2.其他植物激素的相互作用
2026·甘肃卷,11;2025·海南卷,12;2024·福建卷,14;
3.植物生长调节剂的应用
2026·山东卷,11;2024·贵州卷,9;2024·海南卷,8
4.环境因素参与调节
2026·湖北卷,15;2025·福建卷,9;2024·上海卷,4;
知识建联·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,突破命题考向
自主研学·梳理教材
1.生长素的发现过程中,达尔文、鲍森·詹森、拜尔、温特分别做出了什么贡献?
2.生长素的合成部位、运输方式和分布特点是什么?什么是极性运输?
3.生长素作用的两重性表现在哪些方面?如何理解"低浓度促进、高浓度抑制"?
4.赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸的主要生理功能分别是什么?
5.不同植物激素之间是如何相互作用(协同或相抗衡)的?
6.什么是植物生长调节剂?与植物激素相比有哪些优缺点?
7.光敏色素的化学本质是什么?Pfr和Pr是如何相互转化的?
8.植物生长发育的调控是哪些因素共同作用的结果?
考点一 植物生长素
知●识●解●构
知识点1 生长素的发现
1.达尔文实验(1880年):
(1)实验处理与现象:
①金丝雀𬟁草胚芽鞘受单侧光照射→向光弯曲生长
②切去胚芽鞘尖端→不生长也不弯曲
③用锡箔罩住尖端→直立生长
④用锡箔罩住尖端下部→向光弯曲生长
(2)结论:
。
2.鲍森·詹森实验(1910年):
(1)实验处理与现象:在胚芽鞘尖端与下部之间放一片琼脂片→胚芽鞘向光弯曲
(2)结论: 。
3.拜尔实验(1914年):
(1)实验处理与现象:在黑暗条件下,将切下的胚芽鞘尖端移到切口的一侧→胚芽鞘向对侧弯曲生长
(2)结论: 。
4.温特实验(1928年):
(1)实验处理与现象:
①将接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧→胚芽鞘弯曲生长
②将未接触过尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧→胚芽鞘不生长不弯曲
(2)结论: 。
5.科学家从人尿中分离鉴定:
生长素的化学本质:
知识点2 生长素的合成、运输与分布
1.合成部位:
2.合成原料:
3.运输方式:
(1) :在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中,生长素只能从形态学上端运输到形态学下端,而不能反过来运输。极性运输属于主动运输,需要载体蛋白和能量。
(2) :在成熟组织中,生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。
(3) :
在单侧光刺激下,生长素在尖端从向光侧向背光侧横向运输;
在重力刺激下,从远地侧向近地侧横向运输;
在离心力的作用下,生长素在尖端从内侧向外侧运输
4.分布:相对集中地分布在 的部位,如胚芽鞘、芽和根顶端的分生组织、发育中的种子和果实等。
知识点3 生长素的生理作用
1.作用方式:生长素与特异性受体结合,激活质膜H⁺-ATP酶,导致细胞壁酸化,活化细胞壁代谢相关的酶,促进细胞伸长生长。
2.作用特点: --低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
3.具体表现:
(1)促进细胞伸长生长;促进果实发育;促进扦插枝条生根;防止落花落果
(2) 优势:顶芽产生的生长素极性运输到侧芽,同时抑制侧芽生长素的向外运输和自身合成,导致侧芽处生长素浓度过高,从而抑制侧芽生长。
保留顶芽
去掉顶芽
(3)根的向地性、茎的背地性
4.同一浓度的生长素对不同器官的作用可能不同: 对生长素最敏感, 次之, 最不敏感。
【易错点】
1.极性运输与横向运输不同:极性运输是主动运输(需载体和能量),方向为形态学上端→下
端;横向运输发生在尖端,受单侧光或重力刺激时发生,不改变极性运输方向。
2.生长素的两重性不是简单的“促进/抑制”二分:同一浓度对一种器官可能促进(如茎),对另一种可能抑制(如根),需结合具体器官和浓度判断。
3.生长素≠生长激素:生长素是植物激素吲哚乙酸(IAA),生长激素是动物垂体分泌的蛋白质类激素,二者化学本质和作用对象不同。
即●时●演●练
回归教材·易错辨析
判断以下表述是否正确:
1.生长素的化学本质是吲哚乙酸。( )
2.生长素的极性运输不需要载体蛋白。( )
3.在成熟组织中,生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。( )
4.根的向地性体现了生长素作用的两重性,而茎的背地性没有体现两重性。( )
5.同一浓度的生长素对根和茎的促进作用效果一定相同。( )
考●向●破●译
考向 生长素的作用与运输
1.(2024·全国甲卷·高考真题)植物生长发育受植物激素的调控。下列叙述错误的是( )
A.赤霉素可以诱导某些酶的合成促进种子萌发
B.单侧光下生长素的极性运输不需要载体蛋白
C.植物激素可与特异性受体结合调节基因表达
D.一种激素可通过诱导其他激素的合成发挥作用
2.(2024·河北·高考真题)水稻在苗期会表现出顶端优势,其分蘖相当于侧枝。AUX1是参与水稻生长素极性运输的载体蛋白之一。下列分析错误的是( )
A.AUX1缺失突变体的分蘖可能增多
B.分蘖发生部位生长素浓度越高越有利于分蘖增多
C.在水稻的成熟组织中,生长素可进行非极性运输
D.同一浓度的生长素可能会促进分蘖的生长,却抑制根的生长
3.(2025·甘肃·高考真题)生长素可促进植物细胞伸长生长,其作用机制之一是通过激活质膜H+-ATP酶,导致细胞壁酸化,活化细胞壁代谢相关的酶。拟南芥跨膜激酶TMK参与了这一过程,它与生长素受体、质膜H+-ATP酶的关系如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.生长素促进细胞伸长生长的过程与呼吸作用无关
B.碱性条件下生长素促进细胞伸长生长的作用增强
C.生长素受体可以结合吲哚乙酸或苯乙酸
D.TMK功能缺失突变体的生长较野生型快
高●分●破●译
1.常考实验设计:通过琼脂块、云母片等阻断运输,验证极性运输或横向运输;注意空白对照和排除内源激素干扰。
2.两重性曲线的关键点:最适浓度(促进效果最强)、促/抑临界浓度;不同器官敏感性顺序:根>芽>茎,据此解释根的向地性(近地侧抑制)和茎的背地性(近地侧促进)。
3.应用:生长素类似物可用于促进扦插生根、防止落花落果、培育无子果实(处理未受粉雌蕊)、作为除草剂(双子叶植物更敏感)。
4.命题热点:结合TMK、H⁺-ATP酶等分子机制考查信号转导,注意“酸化生长”理论与能量(呼吸作用)的关系。
考点二 其他植物激素
知●识●解●构
知识点1 赤霉素(GA)
1.合成部位: 等
2.主要作用:(1)促进细胞 ,引起茎秆伸长和植株增高
(2)促进果实
(3)促进种子
(4)诱导某些酶的合成(如α-淀粉酶)
(5)防止器官脱落
3.与生长素的关系:赤霉素通过促进生长素的合成和抑制生长素的分解来促进细胞伸长
知识点2 细胞分裂素(CTK)
1.合成部位:
2.主要作用:促进细胞 ;促进芽的 和侧枝发育;延缓叶片
知识点3 乙烯(ETH)
1.合成部位:植物体 部位
2.主要作用:促进果实 ;促进 等器官脱落;在某些植物(如菠萝、芒果)中可促进开花。
3.乙烯与生长素的关系:生长素浓度增高到一定值时,会促进乙烯的合成,而乙烯含量的增高反过来会抑制生长素促进细胞伸长的作用
知识点4 脱落酸(ABA)
1.合成部位: 等
2.主要作用:
(1)抑制细胞
(2)促进 的衰老和脱落
(3)促进种子
(4)促进气孔 (干旱胁迫下脱落酸含量升高,促进气孔关闭以减少水分蒸腾,从而提高植物抗旱能力)
3.干旱胁迫下,植物体内脱落酸含量显著增加,赤霉素含量下降
知识点5 油菜素内酯
1.性质:一种植物激素,属于甾体类化合物。
2.主要作用:
促进茎的 ;促进细胞 ;可促进Z蛋白进入细胞核调节基因表达
【易错点】
1.各种植物激素不是孤立发挥作用,而是多种激素共同调控同一生理过程。
2.激素间关系既有协同作用(如生长素+赤霉素促进伸长,生长素+细胞分裂素促进分裂分化),也有相抗衡作用(如赤霉素与脱落酸调控萌发/休眠,生长素与乙烯调控伸长)。
3.植物激素是微量有机物,由植物自身产生,作用具有特异性(需与受体结合)。
即●时●演●练
回归教材·易错辨析
判断以下表述是否正确:
1.赤霉素可以诱导α-淀粉酶的合成,促进种子萌发。( )
2.细胞分裂素的主要合成部位是发育中的种子。( )
3.脱落酸在干旱胁迫下含量会显著增加,促进气孔关闭。( )
4.乙烯只能促进果实成熟,不能促进器官脱落。( )
5.不同植物激素在调节植物生长发育时,总是表现为协同作用。( )
考●向●破●译
考向 其他植物激素的相互作用
1.(2025·山东·高考真题)果实脱落受多种激素调控。某植物果实脱落的调控过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.脱落酸通过促进乙烯的合成促进该植物果实脱落
B.脱落酸与生长素含量的比值影响该植物果实脱落
C.喷施适宜浓度的生长素类调节剂有利于防止该植物果实脱落
D.该植物果实脱落过程中产生的乙烯对自身合成的调节属于负反馈
2.(2024·湖北·高考真题)研究人员以野生型水稻和突变型水稻(乙烯受体缺失)等作为材料,探究乙烯对水稻根系生长的影响,结果如下表所示。下列叙述正确的是( )
实验组别
植物体内生长素含量
根系长度
①
野生型水稻
+++
+++
②
突变型水稻
+
+
③
突变型水稻+NAA
+
+++
④
乙烯受体功能恢复型水稻
+++
+++
注:+越多表示相关指标的量越大
A.第④组中的水稻只能通过转基因技术获得
B.第②组与第③组对比说明乙烯对根系生长有促进作用
C.第③组与第④组对比说明NAA对根系生长有促进作用
D.实验结果说明乙烯可能影响生长素的合成,进而调控根系的生长
高●分●破●译
1.牢记五大激素的核心功能:
赤霉素(促伸长、萌发、α-淀粉酶)、细胞分裂素(促分裂、延迟衰老)、脱落酸(促休眠、气孔关闭、抗逆)、乙烯(促成熟、脱落)、油菜素内酯(促伸长、抗逆)。
2.关键实例:
赤霉素处理种子可诱导α-淀粉酶,用于啤酒工业;脱落酸在干旱时增加,促进气孔关闭;生长素浓度过高会诱导乙烯合成,抑制伸长(如根的向地性机制)。
3.比值调控:
生长素/细胞分裂素比值高→促生根,比值低→促生芽,这是组织培养的理论基础。
4.命题常以突变体(如乙烯受体缺失)或外源激素处理为情境,分析激素间的调控网络,注意正负反馈的判断。
考点三 植物生长调节剂的应用
知●识●解●构
1.概念: 的对植物的生长发育有 作用的化学物质。
2.优点: 等。
3.常见类型及应用:
(1)NAA(萘乙酸) 、IBA(吲哚丁酸) :促进扦插枝条生根
(2)2,4-D:促进果实发育、防止落花落果、作为除草剂(利用高浓度的2,4-D抑制或杀死对之敏感的双子叶杂草)
(3)矮壮素:抑制植物茎秆过度伸长,使植株矮化
(4)6-BA(6-苄基腺嘌呤) :细胞分裂素类调节剂,促进芽的分化
(5)乙烯利:释放乙烯,促进果实成熟
4.应用实例:
(1)用适宜浓度的生长素类似物处理未受粉的番茄雌蕊,可获得无子番茄
(2)用适宜浓度的赤霉素处理休眠的种子可促进种子萌发
(3)利用成熟果实释放的乙烯可催熟未成熟的果实
【易错点】
1.植物生长调节剂≠植物激素:前者是人工合成的,后者是植物自身产生的。
2.植物生长调节剂的使用需要适宜浓度:浓度过高可能产生抑制甚至毒害作用(如2,4-D作除草剂时需严格控制浓度)。
即●时●演●练
回归教材·易错辨析
判断以下表述是否正确:
1.植物生长调节剂是人工合成的,与植物激素相比具有容易合成、效果稳定等优点。( )
2.用适宜浓度的2,4-D处理未受粉的番茄雌蕊,可获得无子番茄。( )
3.双子叶植物对2,4-D的敏感程度低于单子叶植物,因此2,4-D可作为单子叶农田中除草剂。( )
4.矮壮素能抑制植物茎秆过度伸长,使植株矮化。( )
考●向●破●译
考向 植物生长调节剂的应用
1.(2024·贵州·高考真题)矮壮素可使草莓植株矮化,提高草莓的产量。科研人员探究了不同浓度的矮壮素对草莓幼苗的矮化和地上部鲜重,以及对果实总产量的影响,实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.矮壮素是从植物体提取的具有调节作用的物质
B.种植草莓时,施用矮壮素的最适浓度为400mg/L
C.一定范围内,随浓度增加,矮壮素对草莓幼苗的矮化作用减弱
D.一定浓度范围内,果实总产量与幼苗地上部鲜重变化趋势相近
高●分●破●译
1.常见调节剂及用途:
NAA/IBA → 促进扦插生根;
2,4-D → 促进果实发育、防止落花落果、除草(单子叶农田杀双子叶杂草);
乙烯利 → 催熟果实;
矮壮素 → 抑制茎秆伸长,使植株矮化;
6-BA → 促进芽分化(细胞分裂素类)。
2.无子番茄原理:
用生长素类似物处理未受粉的雌蕊,促进子房发育成果实(不需受精)。
3.注意区分“催熟”与“促进果实发育”:
乙烯催熟,生长素促进子房发育。
4.生产实践中的浓度探究实验常以柱状图或折线图呈现,需分析最适浓度范围及安全性。
考点四 环境因素参与调节植物的生命活动
知●识●解●构
知识点1 光对植物生长发育的调节
1.光对植物生命活动的调控:种子萌发、植株生长、开花、衰老等都会受到光的调控。
2.光敏色素:
(1)化学本质:
(2)存在形式:Pr(非活性形式)和Pfr(活性形式)
(3)转化机制:红光→Pfr(活性),远红光→Pr(非活性)
(4)功能:接收 ,调节基因表达
3.光照与开花:
长日照植物:日照时间长于临界值才能开花
短日照植物:日照时间短于临界值才能开花
知识点2 温度参与植物生长发育的调节
1.温度通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动参与调节。
2.春化作用:低温诱导植物开花的作用
知识点3 重力参与植物生长发育的调节
1.植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞。
2.作用机制: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。
3.表现:根的向地性(根近地侧生长素浓度高,抑制生长)、茎的背地性(茎近地侧生长素浓度高,促进生长)。
4.植物生长发育的调控:是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的
【易错点】
1.光敏色素转化:
红光(Pr→Pfr,活性形式),远红光(Pfr→Pr,非活性形式),不可记反。
2.春化作用特指低温诱导开花,而非高温。
3.植物生长发育的调控是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的网络,三者缺一不可。
即●时●演●练
回归教材·易错辨析
判断以下表述是否正确:
1. 光敏色素是一类接收光信号的蛋白质,其化学本质是色素-蛋白复合体。( )
2. 红光照射使光敏色素由活性形式(Pfr)转变为非活性形式(Pr)。( )
3. 春化作用是指低温诱导植物开花的作用。( )
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。( )
考●向●破●译
考向 环境因素参与调节
1.(2024·安徽·高考真题)植物生命活动受植物激素、环境因素等多种因素的调节。下列叙述正确的是( )
A.菊花是自然条件下秋季开花的植物,遮光处理可使其延迟开花
B.玉米倒伏后,茎背地生长与重力引起近地侧生长素含量较低有关
C.组织培养中,细胞分裂素与生长素浓度比值高时能诱导根的分化
D.土壤干旱时,豌豆根部合成的脱落酸向地上运输可引起气孔关闭
2.(2025·湖北·高考真题)科研人员对四种植物进行不同光照处理实验,记录开花情况如下表。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
高●分●破●译
1.光周期与开花:
长日照植物(如菠菜)需日照>临界值,短日照植物(如菊花)需日照<临界值;生产上可通过遮光或补光调控花期。
2.光敏色素的作用机理:
接收光信号→结构改变→信号转导→影响特定基因转录→产生效应。
3.温度影响:
春化作用(冬小麦)、年轮形成(温度季节性变化)、高温促进脱落酸合成等。
4.重力信号通过“平衡石”(淀粉体)感受,引导生长素横向运输,导致根、茎生长方向差异。
5.综合调控实例:
光通过光敏色素调控PIF转录因子,进而影响生长素和赤霉素相关基因表达,调控下胚轴伸长。考试常结合分子机制或突变体实验,要求分析信号通路。
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
题组一 情景设定:生长素作用机制 知识溯源:生长素的生理作用
1.(2025·四川·高考真题)生长素(IAA)和H2O2都参与中胚轴生长的调节。有人切取玉米幼苗的中胚轴、将其培养在含有不同外源物质的培养液中,一段时间后测定中胚轴长度,结果如下图(DPI可以抑制植物中H2O2的生成)。下列叙述错误的是( )
A.本实验运用了实验设计的加法原理和减法原理
B.切去芽可以减少内源生长素对本实验结果的影响
C.IAA通过细胞中H2O2含量的增加促进中胚轴生长
D.若另设IAA抑制剂+H2O2组,中胚轴长度应与④相近
题组二 情景设定:其他植物激素的相互作用 知识溯源:植物激素间的协同与相抗衡
2.(2024·湖南·高考真题)脱落酸(ABA)是植物响应逆境胁迫的信号分子,NaCl和PEG6000(PEG6000不能进入细胞)皆可引起渗透胁迫。图a为某水稻种子在不同处理下基因R的相对表达量变化,图b为该基因的突变体和野生型种子在不同处理下7天时的萌发率。研究还发现无论在正常还是逆境下,基因R的突变体种子中ABA含量皆高于野生型。下列叙述错误的是( )
A.NaCl、PEG6000和ABA对种子萌发的调节机制相同
B.渗透胁迫下种子中内源ABA的含量变化先于基因R的表达变化
C.基因R突变体种子中ABA含量升高可延长种子贮藏寿命
D.基因R突变可能解除了其对ABA生物合成的抑制作用
题组三 情景设定:植物生长调节剂的应用 知识溯源:植物生长调节剂
3.(2024·海南·高考真题)6-苄基腺嘌呤(6-BA)是一种植物生长调节剂。某小组研究了不同浓度的6-BA对三种油茶花粉萌发的影响,结果如图。据图判断,下列有关叙述正确的是( )
A.未添加6-BA时,三种油茶的花粉萌发率相同
B.6-BA诱导三种油茶花粉萌发的最佳浓度相同
C.不同浓度的6-BA对三种油茶花粉的萌发均起促进作用
D.与对照组相比,最佳诱导浓度下花粉萌发率增加倍数最大的是油茶A
题组四 情景设定:环境因素参与调节 知识溯源:光、温度、重力对植物生命活动的调节
4.(2025·河南·高考真题)向日葵具有向光生长的特性。研究人员以向日葵幼苗为实验材料,单侧光处理一段时间后,检测下胚轴两侧生长相关指标,结果如图所示。下列推断正确的是( )
A.向日葵下胚轴向光面IAA促进生长的作用受抑制程度大于背光面
B.下胚轴两侧IAA的含量基本一致,表明其向光生长不受IAA影响
C.IAA抑制物通过调节下胚轴IAA的含量进而导致向日葵向光生长
D.在下胚轴一侧喷施IAA抑制物可导致黑暗中的向日葵向对侧弯曲
题组五 情景设定:油菜素内酯与生长素的协同调控 知识溯源:植物激素的相互作用
5.(2025·北京·高考真题)油菜素内酯可促进Z蛋白进入细胞核调节基因表达,进而促进下胚轴生长。用生长素分别处理野生型和Z基因功能缺失突变体的拟南芥幼苗,结果如图。综合以上信息,不能得出的是( )
A.Z蛋白是油菜素内酯信号途径的组成成分
B.生长素和油菜素内酯都能调控下胚轴生长
C.生长素促进下胚轴生长依赖于Z蛋白
D.油菜素内酯促进下胚轴生长依赖于生长素
情境探究·素养拓展
——深挖植物激素调节机制,锤炼科学表达
类型一:植物激素作用机制的深度剖析
情境1:赤霉素(GA₃)与生长素(IAA)对茎芽生长的协同效应
1.(2024·江苏宿迁·一模)(多选)为研究赤霉素(GA3)和生长素(IAA)对植物生长的影响,切取菟丝子茎顶端2.5cm长的部分(茎芽),置于培养液中无菌培养(图1)。实验分为A、B、C三组,分别培养至第1、8、15天,每组再用适宜浓度的激素处理30天,测量茎芽长度,结果见图2,据图分析,下列说法正确的是( )
A.试管用滤膜封口是为了在不影响气体通过的情况下起到防止污染的作用
B.该实验的自变量是激素的有无、激素种类和激素处理前的培养时间长短
C.A组GA3处理的效果强于B、C组,主要原因是A组材料中内源IAA的量较高
D.B组表明两种激素联合处理对茎芽生长的促进作用是GA3单独处理的2倍
情境2:外源赤霉素与油菜素内酯对羊草种子萌发的调控
2.(2024·江苏无锡·模拟预测)(多选)草甸草原重要的优势种羊草有性繁殖能力低,种子休眠严重,发芽率低。研究人员利用外源赤霉素()和某种外源油菜素内酯(EBR)进行了一系列研究,处理方法和结果如下图所示。相关叙述正确的有( )
A.在植物体内广泛分布,EBR只分布在生长旺盛的部位
B.空白对照组种子发芽率低的原因可能是内源脱落酸含量较高
C.对羊草种子萌发率的影响表现为低浓度促进,高浓度抑制
D.浓度范围内,和EBR对种子发芽的协同作用显著
情境3:光周期调控拟南芥种子大小的分子机制
3.(2024·广东深圳·模拟预测)高等植物的生长发育受环境因素调节,光、温度、重力等因素对植物生长发育的调节尤为重要。下列叙述正确的是( )
A.光调控机制:感受信号→传导信号→表现效应→发生反应
B.年轮的形成、春化作用均能体现温度对植物生长发育的调节作用
C.植物生长调节剂分子结构均与植物激素相似而具有类似的生理效应
D.光敏色素是色素-蛋白复合体,主要吸收红光和蓝光两种光信号
情境4:乙烯与生长素在叶片脱落中的双重调控
4.(2025·山东聊城·二模)当植物叶片受到害虫叮咬或自然衰老时,在叶柄基部容易形成离层。研究发现,此时叶柄基部细胞内乙烯含量升高,其作用具有双重效应:一是促进离层细胞中水解酶类(包括纤维素酶和果胶酶)的诱导合成;二是增加生长素的钝化,降低生长素抑制叶片脱落的强 度。下列叙述正确的是( )
A.离层的形成和叶片脱落可以避免虫害损伤其周围的组织
B.乙烯由植物体内特定腺体分泌,作用于特定靶器官或靶细胞
C.乙烯能够直接催化离层细胞细胞壁水解,加速叶片脱落
D.生长素在成熟组织中只进行非极性运输,在尖端则只进行极性运输
类型二:植物激素综合调控的实验探究
情境5:乙烯对番茄幼苗生长的影响
5.(2024·重庆·高考真题)为探究乙烯在番茄幼苗生长过程中的作用,研究人员在玻璃箱中对若干番茄幼苗分组进行处理,一定时间后观测成熟叶叶柄与茎的夹角变化,然后切取枝条,检测各部位乙烯的量。题图,为其处理方式和结果的示意图(切枝上各部位颜色越深表示乙烯量越多)。据此分析,下列叙述错误的是( )
A.由切口处乙烯的积累,可推测机械伤害加速乙烯合成
B.由幼叶发育成熟过程中乙烯量减少,可推测IAA抑制乙烯合成
C.乙烯处理使成熟叶向下弯曲,可能是由于叶柄上侧细胞生长快于下侧细胞
D.去除乙烯后成熟叶角度恢复,可能是因为叶柄上、下侧细胞中IAA比值持续增大
情境6:乙烯与ACO酶调控拟南芥幼苗顶端弯曲
6.(2024·福建·高考真题)乙烯前体物质ACC能在氧化酶ACO作用下生成乙烯,而乙酰转移酶B(NatB)会促进ACO的乙酰化,进而影响ACO的降解速度。已知乙烯含量与拟南芥幼苗顶端的弯曲角度有关,为探究NatB调控植物乙烯合成的机制,科研人员进行了相关实验,结果如图所示。
下列分析错误的是( )
A.乙烯会促进拟南芥幼苗顶端弯曲角度的增大
B.NatB基因突变会导致拟南芥内源性乙烯水平下降
C.外源施加ACC可增大NatB突变株顶端弯曲角度
D.乙烯不敏感株中NatB会抑制ACC转化为乙烯
情境7:脱落酸与乙烯在果实成熟中的调控
7.(2025·江苏·高考真题)(多选)研究小组开展了Cl-胁迫下,添加脱落酸(ABA)对植物根系应激反应的实验,机理如图所示。下列相关叙述错误的有( )
A.Cl-通过自由扩散进入植物细胞
B.转运蛋白甲、乙的结构和功能相同
C.ABA进入细胞核促进相关基因的表达
D.细胞质膜发挥了物质运输、信息交流的功能
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第31讲 植物生命活动调节
内容导航
01
命题透视·考情前瞻
对标素养,研判高考命题趋势
02
知识建联·脉络梳理
搭建知识框架,构建系统思维
03
考点精讲·靶向突破
拆解核心考点,突破命题考向
知识解构+即时演练+高分破译
考点一 植物生长素
知识点1 生长素的发现
知识点2 生长素的合成,运输与分布
知识点3 生长素的生理作用
考点二 其他植物激素
知识点1 赤霉素
知识点2 细胞分裂素
知识点3 乙烯
知识点4 脱落酸
知识点5 油菜素内酯
考点三 植物生长调节剂的应用
知识点 植物生长调节剂的应用
考点四 环境因素参与调节植物的生命活动
知识点1 光对植物生长发育的调节
知识点2 温度参与植物生长发育的调节
知识点3 重力对植物生长发育的调节
04
真题溯源·考向感知
溯源真题逻辑,感知高考考向
题组一 情景设定:生长素作用机制 知识溯源:生长素的生理作用
题组二 情景设定:其他植物激素的相互作用 知识溯源:植物激素间的协同与相抗衡
题组三 情景设定:植物生长调节剂的应用 知识溯源:植物生长调节剂
题组四 情景设定:环境因素参与调节 知识溯源:光、温度、重力对植物生命活动的调节
05
情境探究·素养拓展
深挖植物激素调节机制,锤炼科学表达
能力
深挖素材脉络,锤炼科学表达
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
考查概述
植物生命活动调节是高中生物"稳态与调节"模块的重要组成部分。内容涵盖生长素的发现、合成、运输与作用,其他植物激素的种类与功能,植物生长调节剂的应用,以及光、温度、重力等环境因素对植物生命活动的调节。该专题常以实验探究和农业生产实际为情境载体,考查学生的科学思维和实验分析能力。
考查形式
题型灵活多样,选择题主要考查植物激素的种类、功能及相互关系等概念辨析内容;非选择题常以科研实验情境(如激素作用机制探究、植物生长调节剂的应用实验、环境因素对植物开花的影响等)为载体,考查学生获取和加工信息、实验设计与分析的能力。近三年高考中,生长素的作用机制(特别是极性运输和两重性)、其他植物激素(赤霉素、脱落酸、乙烯等)的生理功能及其相互关系、植物生长调节剂的应用、光敏色素与光调控开花等知识点考查频率较高。
课标要求
明确目标
1. 概述植物生长素的发现和作用。
2. 列举其他植物激素,说出它们的作用。
3. 举例说明植物生长调节剂的应用。
4. 概述环境因素(光、温度、重力等)参与调节植物的生命活动。
高考前沿
1.生长素的发现与作用
2026·北京卷,18;2025·河南卷,10;2025·四川卷,14;
2.其他植物激素的相互作用
2026·甘肃卷,11;2025·海南卷,12;2024·福建卷,14;
3.植物生长调节剂的应用
2026·山东卷,11;2024·贵州卷,9;2024·海南卷,8
4.环境因素参与调节
2026·湖北卷,15;2025·福建卷,9;2024·上海卷,4;
知识建联·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,突破命题考向
自主研学·梳理教材
1.生长素的发现过程中,达尔文、鲍森·詹森、拜尔、温特分别做出了什么贡献?
2.生长素的合成部位、运输方式和分布特点是什么?什么是极性运输?
3.生长素作用的两重性表现在哪些方面?如何理解"低浓度促进、高浓度抑制"?
4.赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸的主要生理功能分别是什么?
5.不同植物激素之间是如何相互作用(协同或相抗衡)的?
6.什么是植物生长调节剂?与植物激素相比有哪些优缺点?
7.光敏色素的化学本质是什么?Pfr和Pr是如何相互转化的?
8.植物生长发育的调控是哪些因素共同作用的结果?
考点一 植物生长素
知●识●解●构
知识点1 生长素的发现
1.达尔文实验(1880年):
(1)实验处理与现象:
①金丝雀𬟁草胚芽鞘受单侧光照射→向光弯曲生长
②切去胚芽鞘尖端→不生长也不弯曲
③用锡箔罩住尖端→直立生长
④用锡箔罩住尖端下部→向光弯曲生长
(2)结论:胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后,向下面的伸长区传递了某种"影响",造成伸长区背光面比向光面生长快。
2.鲍森·詹森实验(1910年):
(1)实验处理与现象:在胚芽鞘尖端与下部之间放一片琼脂片→胚芽鞘向光弯曲
(2)结论:尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部。
3.拜尔实验(1914年):
(1)实验处理与现象:在黑暗条件下,将切下的胚芽鞘尖端移到切口的一侧→胚芽鞘向对侧弯曲生长
(2)结论:胚芽鞘弯曲生长是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。
4.温特实验(1928年):
(1)实验处理与现象:
①将接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧→胚芽鞘弯曲生长
②将未接触过尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧→胚芽鞘不生长不弯曲
(2)结论:胚芽鞘尖端产生了某种化学物质,命名为生长素。
5.科学家从人尿中分离鉴定:
生长素的化学本质:吲哚乙酸(IAA)
知识点2 生长素的合成、运输与分布
1.合成部位:芽、幼嫩的叶和发育中的种子
2.合成原料:色氨酸
3.运输方式:
(1)极性运输:在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中,生长素只能从形态学上端运输到形态学下端,而不能反过来运输。极性运输属于主动运输,需要载体蛋白和能量。
(2)非极性运输:在成熟组织中,生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。
(3)横向运输:
在单侧光刺激下,生长素在尖端从向光侧向背光侧横向运输;
在重力刺激下,从远地侧向近地侧横向运输;
在离心力的作用下,生长素在尖端从内侧向外侧运输
4.分布:相对集中地分布在生长旺盛的部位,如胚芽鞘、芽和根顶端的分生组织、发育中的种子和果实等。
知识点3 生长素的生理作用
1.作用方式:生长素与特异性受体结合,激活质膜H⁺-ATP酶,导致细胞壁酸化,活化细胞壁代谢相关的酶,促进细胞伸长生长。
2.作用特点:两重性--低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
3.具体表现:
(1)促进细胞伸长生长;促进果实发育;促进扦插枝条生根;防止落花落果
(2)顶端优势:顶芽产生的生长素极性运输到侧芽,同时抑制侧芽生长素的向外运输和自身合成,导致侧芽处生长素浓度过高,从而抑制侧芽生长。
保留顶芽
去掉顶芽
(3)根的向地性、茎的背地性
4.同一浓度的生长素对不同器官的作用可能不同:根对生长素最敏感,芽次之,茎最不敏感。
【易错点】
1.极性运输与横向运输不同:极性运输是主动运输(需载体和能量),方向为形态学上端→下
端;横向运输发生在尖端,受单侧光或重力刺激时发生,不改变极性运输方向。
2.生长素的两重性不是简单的“促进/抑制”二分:同一浓度对一种器官可能促进(如茎),对另一种可能抑制(如根),需结合具体器官和浓度判断。
3.生长素≠生长激素:生长素是植物激素吲哚乙酸(IAA),生长激素是动物垂体分泌的蛋白质类激素,二者化学本质和作用对象不同。
即●时●演●练
回归教材·易错辨析
判断以下表述是否正确:
1.生长素的化学本质是吲哚乙酸。( ✔ )
2.生长素的极性运输不需要载体蛋白。( ✘ )——极性运输属于主动运输,需要载体蛋白和能量。
3.在成熟组织中,生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。( ✔ )
4.根的向地性体现了生长素作用的两重性,而茎的背地性没有体现两重性。( ✔ )
5.同一浓度的生长素对根和茎的促进作用效果一定相同。( ✘ )——根和茎对生长素的敏感性不同,同一浓度对一种器官可能是促进,对另一种可能是抑制。
考●向●破●译
考向 生长素的作用与运输
1.(2024·全国甲卷·高考真题)植物生长发育受植物激素的调控。下列叙述错误的是( )
A.赤霉素可以诱导某些酶的合成促进种子萌发
B.单侧光下生长素的极性运输不需要载体蛋白
C.植物激素可与特异性受体结合调节基因表达
D.一种激素可通过诱导其他激素的合成发挥作用
【答案】B
【分析】1、植物激素是由植物体内产生,能从产生部位送到作用部位,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,它们对植物各种生命活动起着不同的调节作用。
2、植物激素包括生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸、乙烯等。其中生长素、细胞分裂素、赤霉素能促进植物的生长,而脱落酸和乙烯是抑制植物的生长。生长素能促进子房发育成果实,而乙烯能促进果实成熟。
3、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。这些化学和物理因子通过信号转导,诱导相关基因表达,调控生长发育。
【详解】A、赤霉素主要合成部位是未成熟的种子、幼根和幼芽,赤霉素能促进植物的生长,可以诱导某些酶的合成促进种子萌发,A正确;
B、生长素的极性运输属于主动运输,主动运输需要载体蛋白的协助并消耗能量,B错误;
C、植物激素与受体特异性结合,引发细胞内发生一系列信号转导过程,进而诱导特定基因的表达,从而产生效应,C正确;
D、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,因此一种激素可通过诱导其他激素的合成发挥作用,D正确;
故选B。
2.(2024·河北·高考真题)水稻在苗期会表现出顶端优势,其分蘖相当于侧枝。AUX1是参与水稻生长素极性运输的载体蛋白之一。下列分析错误的是( )
A.AUX1缺失突变体的分蘖可能增多
B.分蘖发生部位生长素浓度越高越有利于分蘖增多
C.在水稻的成熟组织中,生长素可进行非极性运输
D.同一浓度的生长素可能会促进分蘖的生长,却抑制根的生长
【答案】B
【分析】生长素:
1、产生:生长素的主要合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子,由色氨酸经过一系列反应转变而成。
2、运输:胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中:生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端,而不能反过来运输,称为极性运输;在成熟组织中:生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。
3.分布:各器官均有分布,但相对集中地分布于新陈代谢旺盛的部分;幼根(叶)>老根(叶);分生区>伸长区;顶芽>侧芽。
【详解】A、AUX1缺失突变体导致生长素不能正常运输,顶端优势消失,分蘖可能增多,A正确;
B、分蘖发生部位生长素浓度过高时会对分蘖产生抑制,导致分蘖减少,B错误;
C、在成熟组织中,生长素可以通过韧皮部进行非极性运输,C正确;
D、根对生长素的敏感程度高于芽,同一浓度的生长素可能会促进分蘖的生长,却抑制根的生长,D正确。
故选B。
3.(2025·甘肃·高考真题)生长素可促进植物细胞伸长生长,其作用机制之一是通过激活质膜H+-ATP酶,导致细胞壁酸化,活化细胞壁代谢相关的酶。拟南芥跨膜激酶TMK参与了这一过程,它与生长素受体、质膜H+-ATP酶的关系如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.生长素促进细胞伸长生长的过程与呼吸作用无关
B.碱性条件下生长素促进细胞伸长生长的作用增强
C.生长素受体可以结合吲哚乙酸或苯乙酸
D.TMK功能缺失突变体的生长较野生型快
【答案】C
【分析】生长素的 主要合成部位:幼嫩的芽、叶和发育中的种子,这些部位的细胞具有较强的分裂和代谢能力。 主要由色氨酸经过一系列生化反应转变而来。在一定浓度范围内,生长素能促进细胞伸长,尤其是对植物茎段的生长促进作用明显。但浓度过高会抑制生长。还具有促进果实发育的作用。
【详解】A、从图中可知,生长素激活质膜H+-ATP酶需要消耗能量,而细胞中的能量主要由呼吸作用提供,所以生长素促进细胞伸长生长的过程与呼吸作用有关,A错误;
B、因为生长素通过激活质膜H+-ATP酶导致细胞壁酸化来促进细胞伸长,碱性条件会抑制这一酸化过程,所以碱性条件下生长素促进细胞伸长生长的作用减弱,B错误;
C、生长素、苯乙酸均属于生长素,生长素受体可以结合吲哚乙酸或苯乙酸来发挥作用,C正确;
D、由于TMK参与生长素促进细胞伸长的过程,TMK功能缺失突变体无法正常进行这一过程,其生长会比野生型慢,D错误。
故选C。
高●分●破●译
1.常考实验设计:通过琼脂块、云母片等阻断运输,验证极性运输或横向运输;注意空白对照和排除内源激素干扰。
2.两重性曲线的关键点:最适浓度(促进效果最强)、促/抑临界浓度;不同器官敏感性顺序:根>芽>茎,据此解释根的向地性(近地侧抑制)和茎的背地性(近地侧促进)。
3.应用:生长素类似物可用于促进扦插生根、防止落花落果、培育无子果实(处理未受粉雌蕊)、作为除草剂(双子叶植物更敏感)。
4.命题热点:结合TMK、H⁺-ATP酶等分子机制考查信号转导,注意“酸化生长”理论与能量(呼吸作用)的关系。
考点二 其他植物激素
知●识●解●构
知识点1 赤霉素(GA)
1.合成部位:幼芽、幼根和未成熟的种子等
2.主要作用:(1)促进细胞伸长,引起茎秆伸长和植株增高
(2)促进果实发育
(3)促进种子萌发
(4)诱导某些酶的合成(如α-淀粉酶)
(5)防止器官脱落
3.与生长素的关系:赤霉素通过促进生长素的合成和抑制生长素的分解来促进细胞伸长
知识点2 细胞分裂素(CTK)
1.合成部位:根尖
2.主要作用:促进细胞分裂;促进芽的分化和侧枝发育;延缓叶片衰老
知识点3 乙烯(ETH)
1.合成部位:植物体各个部位
2.主要作用:促进果实成熟;促进叶、花、果实等器官脱落;在某些植物(如菠萝、芒果)中可促进开花。
3.乙烯与生长素的关系:生长素浓度增高到一定值时,会促进乙烯的合成,而乙烯含量的增高反过来会抑制生长素促进细胞伸长的作用
知识点4 脱落酸(ABA)
1.合成部位:根冠和萎蔫的叶片等
2.主要作用:
(1)抑制细胞分裂
(2)促进叶和果实的衰老和脱落
(3)促进种子休眠
(4)促进气孔关闭(干旱胁迫下脱落酸含量升高,促进气孔关闭以减少水分蒸腾,从而提高植物抗旱能力)
3.干旱胁迫下,植物体内脱落酸含量显著增加,赤霉素含量下降
知识点5 油菜素内酯
1.性质:一种植物激素,属于甾体类化合物。
2.主要作用:
促进茎的伸长生长;促进细胞分裂和分化;可促进Z蛋白进入细胞核调节基因表达
【易错点】
1.各种植物激素不是孤立发挥作用,而是多种激素共同调控同一生理过程。
2.激素间关系既有协同作用(如生长素+赤霉素促进伸长,生长素+细胞分裂素促进分裂分化),也有相抗衡作用(如赤霉素与脱落酸调控萌发/休眠,生长素与乙烯调控伸长)。
3.植物激素是微量有机物,由植物自身产生,作用具有特异性(需与受体结合)。
即●时●演●练
回归教材·易错辨析
判断以下表述是否正确:
1.赤霉素可以诱导α-淀粉酶的合成,促进种子萌发。( ✔ )
2.细胞分裂素的主要合成部位是发育中的种子。( ✘ )——细胞分裂素主要合成部位是根尖。
3.脱落酸在干旱胁迫下含量会显著增加,促进气孔关闭。( ✔ )
4.乙烯只能促进果实成熟,不能促进器官脱落。( ✘ )——乙烯还能促进器官脱落。
5.不同植物激素在调节植物生长发育时,总是表现为协同作用。( ✘ )——不同激素之间既有协同(如生长素和赤霉素),也有相抗衡(如脱落酸和赤霉素)。
考●向●破●译
考向 其他植物激素的相互作用
1.(2025·山东·高考真题)果实脱落受多种激素调控。某植物果实脱落的调控过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.脱落酸通过促进乙烯的合成促进该植物果实脱落
B.脱落酸与生长素含量的比值影响该植物果实脱落
C.喷施适宜浓度的生长素类调节剂有利于防止该植物果实脱落
D.该植物果实脱落过程中产生的乙烯对自身合成的调节属于负反馈
【答案】D
【分析】赤霉素的作用是促进生长,解除休眠。生长素的作用是促进细胞生长,促进枝条生根,促进果实发育等。脱落酸的作用是抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落。细胞分裂素的作用是促进细胞分裂和组织分化。
【详解】A、据图示,脱落酸促进乙烯合成酶的合成,而乙烯合成酶能催化乙烯的合成。因此,脱落酸可以间接地促进乙烯的合成。而乙烯又能促进果实脱落,A正确;
B、从图中可以看出,生长素抑制脱落,而脱落酸促进脱落。这两种激素的作用是相互相抗衡的。因此,它们的比值,将决定最终是脱落还是不脱落。当生长素含量高,脱落酸/生长素比值低时,倾向于抑制脱落;反之,当脱落酸含量高,该比值高时,倾向于促进脱落,B正确;
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,人为地喷施生长素类调节剂(如萘乙酸),可以提高植物体内的生长素水平,从而抑制脱落酸的产生,达到防止果实过早脱落(保果)的目的。这是生长素在农业生产上的一个重要应用,C正确;
D、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错误。
故选D。
2.(2024·湖北·高考真题)研究人员以野生型水稻和突变型水稻(乙烯受体缺失)等作为材料,探究乙烯对水稻根系生长的影响,结果如下表所示。下列叙述正确的是( )
实验组别
植物体内生长素含量
根系长度
①
野生型水稻
+++
+++
②
突变型水稻
+
+
③
突变型水稻+NAA
+
+++
④
乙烯受体功能恢复型水稻
+++
+++
注:+越多表示相关指标的量越大
A.第④组中的水稻只能通过转基因技术获得
B.第②组与第③组对比说明乙烯对根系生长有促进作用
C.第③组与第④组对比说明NAA对根系生长有促进作用
D.实验结果说明乙烯可能影响生长素的合成,进而调控根系的生长
【答案】D
【分析】生长素的作用为促进植物生长、促进侧根和不定根的发生和促进植物发芽,生长素还能维持植物的生长优势;萘乙酸(NAA)是生长素类似物,作用与生长素相似。
【详解】A、由题可知,乙烯受体缺失水稻由基因突变得到,基因突变具有回复性,第④组中的水稻也能通过诱变育种获得,A错误;
B、第②组与第③组对比,自变量为是否含有NAA,只能说明NAA对根系生长有促进作用,不能说明乙烯对根系生长有促进作用,B错误;
C、第③组与第④组对比,自变量不唯一,没有遵循单一变量原则,不能说明NAA对根系生长有促进作用,C错误;
D、根据第①组、第②组和第④组的结果可知,野生型水稻和乙烯受体功能恢复型水稻植物体内生长素含量与根系长度的相关指标都比突变型水稻(乙烯受体缺失)组的大,说明乙烯可能影响生长素的合成,进而调控根系的生长,D正确。
故选D。
高●分●破●译
1.牢记五大激素的核心功能:
赤霉素(促伸长、萌发、α-淀粉酶)、细胞分裂素(促分裂、延迟衰老)、脱落酸(促休眠、气孔关闭、抗逆)、乙烯(促成熟、脱落)、油菜素内酯(促伸长、抗逆)。
2.关键实例:
赤霉素处理种子可诱导α-淀粉酶,用于啤酒工业;脱落酸在干旱时增加,促进气孔关闭;生长素浓度过高会诱导乙烯合成,抑制伸长(如根的向地性机制)。
3.比值调控:
生长素/细胞分裂素比值高→促生根,比值低→促生芽,这是组织培养的理论基础。
4.命题常以突变体(如乙烯受体缺失)或外源激素处理为情境,分析激素间的调控网络,注意正负反馈的判断。
考点三 植物生长调节剂的应用
知●识●解●构
1.概念:人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质。
2.优点:容易合成、原料广泛、效果稳定等。
3.常见类型及应用:
(1)NAA(萘乙酸) 、IBA(吲哚丁酸) :促进扦插枝条生根
(2)2,4-D:促进果实发育、防止落花落果、作为除草剂(利用高浓度的2,4-D抑制或杀死对之敏感的双子叶杂草)
(3)矮壮素:抑制植物茎秆过度伸长,使植株矮化
(4)6-BA(6-苄基腺嘌呤) :细胞分裂素类调节剂,促进芽的分化
(5)乙烯利:释放乙烯,促进果实成熟
4.应用实例:
(1)用适宜浓度的生长素类似物处理未受粉的番茄雌蕊,可获得无子番茄
(2)用适宜浓度的赤霉素处理休眠的种子可促进种子萌发
(3)利用成熟果实释放的乙烯可催熟未成熟的果实
【易错点】
1.植物生长调节剂≠植物激素:前者是人工合成的,后者是植物自身产生的。
2.植物生长调节剂的使用需要适宜浓度:浓度过高可能产生抑制甚至毒害作用(如2,4-D作除草剂时需严格控制浓度)。
即●时●演●练
回归教材·易错辨析
判断以下表述是否正确:
1.植物生长调节剂是人工合成的,与植物激素相比具有容易合成、效果稳定等优点。( ✔ )
2.用适宜浓度的2,4-D处理未受粉的番茄雌蕊,可获得无子番茄。( ✔ )
3.双子叶植物对2,4-D的敏感程度低于单子叶植物,因此2,4-D可作为单子叶农田中除草剂。( ✘ )——双子叶植物对2,4-D更敏感,可作为双子叶杂草的除草剂。
4.矮壮素能抑制植物茎秆过度伸长,使植株矮化。( ✔ )
考●向●破●译
考向 植物生长调节剂的应用
1.(2024·贵州·高考真题)矮壮素可使草莓植株矮化,提高草莓的产量。科研人员探究了不同浓度的矮壮素对草莓幼苗的矮化和地上部鲜重,以及对果实总产量的影响,实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.矮壮素是从植物体提取的具有调节作用的物质
B.种植草莓时,施用矮壮素的最适浓度为400mg/L
C.一定范围内,随浓度增加,矮壮素对草莓幼苗的矮化作用减弱
D.一定浓度范围内,果实总产量与幼苗地上部鲜重变化趋势相近
【答案】D
【分析】矮壮素是一种植物生长调节剂,能抑制植株的营养生长,促进生殖生长,使植株节间缩短,长得矮、壮、粗,从而提高作物的抗倒伏能力和抗逆性。 矮壮素可以用于多种作物,如小麦、水稻、棉花、玉米等,能防止作物徒长和倒伏,增加产量。但使用时需要注意浓度和使用时期,浓度过高或使用不当可能会对作物产生不良影响,如导致植株生长停滞、畸形等。
【详解】A、矮壮素是人工合成的具有调节作用的物质,不是从植物体提取的,A 错误;
B、由图可知,施用矮壮素的最适浓度不是 400mg/L,应该在200mg/L左右,B 错误;
C 、随矮壮素浓度增高,株高先降低后稳定,曲线并没有回升,因此矮壮素的矮化作用是先增强后稳定,或一直增强只是增强幅度减缓,而非减弱,C 错误;
D 、从图中可以看出,在一定浓度范围内,果实总产量与幼苗地上部鲜重的变化趋势较为相近,D 正确。
故选D。
高●分●破●译
1.常见调节剂及用途:
NAA/IBA → 促进扦插生根;
2,4-D → 促进果实发育、防止落花落果、除草(单子叶农田杀双子叶杂草);
乙烯利 → 催熟果实;
矮壮素 → 抑制茎秆伸长,使植株矮化;
6-BA → 促进芽分化(细胞分裂素类)。
2.无子番茄原理:
用生长素类似物处理未受粉的雌蕊,促进子房发育成果实(不需受精)。
3.注意区分“催熟”与“促进果实发育”:
乙烯催熟,生长素促进子房发育。
4.生产实践中的浓度探究实验常以柱状图或折线图呈现,需分析最适浓度范围及安全性。
考点四 环境因素参与调节植物的生命活动
知●识●解●构
知识点1 光对植物生长发育的调节
1.光对植物生命活动的调控:种子萌发、植株生长、开花、衰老等都会受到光的调控。
2.光敏色素:
(1)化学本质:蛋白质
(2)存在形式:Pr(非活性形式)和Pfr(活性形式)
(3)转化机制:红光→Pfr(活性),远红光→Pr(非活性)
(4)功能:接收光信号,调节基因表达
3.光照与开花:
长日照植物:日照时间长于临界值才能开花
短日照植物:日照时间短于临界值才能开花
知识点2 温度参与植物生长发育的调节
1.温度通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动参与调节。
2.春化作用:低温诱导植物开花的作用
知识点3 重力参与植物生长发育的调节
1.植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞。
2.作用机制: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。
3.表现:根的向地性(根近地侧生长素浓度高,抑制生长)、茎的背地性(茎近地侧生长素浓度高,促进生长)。
4.植物生长发育的调控:是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的
【易错点】
1.光敏色素转化:
红光(Pr→Pfr,活性形式),远红光(Pfr→Pr,非活性形式),不可记反。
2.春化作用特指低温诱导开花,而非高温。
3.植物生长发育的调控是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的网络,三者缺一不可。
即●时●演●练
回归教材·易错辨析
判断以下表述是否正确:
1. 光敏色素是一类接收光信号的蛋白质,其化学本质是色素-蛋白复合体。( ✔ )
2. 红光照射使光敏色素由活性形式(Pfr)转变为非活性形式(Pr)。( ✘ )——红光使Pr转变为Pfr(活性形式),远红光使Pfr转变为Pr。
3. 春化作用是指低温诱导植物开花的作用。( ✔ )
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。( ✔ )
考●向●破●译
考向 环境因素参与调节
1.(2024·安徽·高考真题)植物生命活动受植物激素、环境因素等多种因素的调节。下列叙述正确的是( )
A.菊花是自然条件下秋季开花的植物,遮光处理可使其延迟开花
B.玉米倒伏后,茎背地生长与重力引起近地侧生长素含量较低有关
C.组织培养中,细胞分裂素与生长素浓度比值高时能诱导根的分化
D.土壤干旱时,豌豆根部合成的脱落酸向地上运输可引起气孔关闭
【答案】D
【分析】1、生长素只能从形态学上端运输到形态学下端,而不能反过来运输,称为极性运输;植物生长发育的过程,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。
2、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。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 。脱落酸:合成部位:根冠、萎蔫的叶片等 主要生功能: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、菊花是自然条件下秋季开花的植物,菊花是短日照植物,遮光处理可使其促进开花,A错误;
B、玉米倒伏后,茎背地生长与重力引起近地侧生长素含量较高有关,B错误;
C、组织培养中,细胞分裂素与生长素浓度比值高时能诱导芽的分化,细胞分裂素与生长素浓度比值低时能诱导根的分化,C错误;
D、土壤干旱时,豌豆根部合成的脱落酸向地上运输可引起气孔关闭,以减少水分蒸腾,D正确。
故选D。
2.(2025·湖北·高考真题)科研人员对四种植物进行不同光照处理实验,记录开花情况如下表。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
【分析】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。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】A、丁在长日照下延迟开花,短日照下正常开花。若人工补光延长光照时间(模拟长日照),反而会延迟开花,A错误;
B、丙在长、短日照下均正常开花,说明其开花不受光周期影响,属于日中性植物。但“不受环境因素影响”表述绝对化,其他环境因素(如温度、水分)可能仍影响开花,B错误;
C、甲和乙开花差异源于对光照时间(光周期)的敏感度不同,而非光照强度,C错误;
D、湖北夏季昼长(长日照),甲作为长日照植物可能在夏季开花;秋季昼短(短日照),乙作为短日照植物可能在秋季开花,D正确。
故选D。
高●分●破●译
1.光周期与开花:
长日照植物(如菠菜)需日照>临界值,短日照植物(如菊花)需日照<临界值;生产上可通过遮光或补光调控花期。
2.光敏色素的作用机理:
接收光信号→结构改变→信号转导→影响特定基因转录→产生效应。
3.温度影响:
春化作用(冬小麦)、年轮形成(温度季节性变化)、高温促进脱落酸合成等。
4.重力信号通过“平衡石”(淀粉体)感受,引导生长素横向运输,导致根、茎生长方向差异。
5.综合调控实例:
光通过光敏色素调控PIF转录因子,进而影响生长素和赤霉素相关基因表达,调控下胚轴伸长。考试常结合分子机制或突变体实验,要求分析信号通路。
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
题组一 情景设定:生长素作用机制 知识溯源:生长素的生理作用
1.(2025·四川·高考真题)生长素(IAA)和H2O2都参与中胚轴生长的调节。有人切取玉米幼苗的中胚轴、将其培养在含有不同外源物质的培养液中,一段时间后测定中胚轴长度,结果如下图(DPI可以抑制植物中H2O2的生成)。下列叙述错误的是( )
A.本实验运用了实验设计的加法原理和减法原理
B.切去芽可以减少内源生长素对本实验结果的影响
C.IAA通过细胞中H2O2含量的增加促进中胚轴生长
D.若另设IAA抑制剂+H2O2组,中胚轴长度应与④相近
【答案】D
【分析】在对照实验中,控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。与常态比较,人为增加某 种影响因素的称为 “加法原理”。 与常态比较,人为去除某种影响因素的称为“减法原理”
【详解】A、在实验中,向培养液中添加IAA、H2O2等物质运用了加法原理,切去芽减少内源生长素的干扰运用了减法原理,A正确;
B、芽能产生生长素,切去芽可以减少内源生长素对本实验结果的影响,从而更准确地探究外源物质对中胚轴生长的调节作用,B正确;
C、对比②和④组,④组加入DPI抑制H2O2生成后中胚轴长度比②组短,再结合②和③组,可推测IAA通过细胞中H2O2含量的增加促进中胚轴生长,C正确;
D、IAA抑制剂会抑制IAA的作用,而H2O2能促进中胚轴生长,与④组(IAA作用被抑制,H2O2生成被抑制)相比,IAA抑制剂+H2O2组中胚轴长度应比④组长,D错误。
故选D。
题组二 情景设定:其他植物激素的相互作用 知识溯源:植物激素间的协同与相抗衡
2.(2024·湖南·高考真题)脱落酸(ABA)是植物响应逆境胁迫的信号分子,NaCl和PEG6000(PEG6000不能进入细胞)皆可引起渗透胁迫。图a为某水稻种子在不同处理下基因R的相对表达量变化,图b为该基因的突变体和野生型种子在不同处理下7天时的萌发率。研究还发现无论在正常还是逆境下,基因R的突变体种子中ABA含量皆高于野生型。下列叙述错误的是( )
A.NaCl、PEG6000和ABA对种子萌发的调节机制相同
B.渗透胁迫下种子中内源ABA的含量变化先于基因R的表达变化
C.基因R突变体种子中ABA含量升高可延长种子贮藏寿命
D.基因R突变可能解除了其对ABA生物合成的抑制作用
【答案】A
【分析】分析图a,用外源ABA处理,基因R的相对表达量增高,说明ABA可促进基因R的表达;缺失基因R的突变体种子中ABA含量较高,说明基因R的表达又会抑制ABA的合成。
【详解】A、分析图a,用外源ABA处理,基因R的相对表达量增高,说明ABA可促进基因R的表达;缺失基因R的突变体种子中ABA含量较高,说明基因R的表达又会抑制ABA的合成。由题可知,ABA是植物响应逆境胁迫的信号分子,NaCl和PEG6000可以引起渗透胁迫,促进ABA的合成,进而促进基因R的表达,而ABA可以直接促进基因R的表达,因此NaCl、PEC6000和ABA对种子萌发的调节机制不同,A错误;
B、由图a可知,渗透胁迫会先促进内源ABA的合成,内源ABA含量的升高又会促进基因R的表达,B正确;
C、ABA的存在会抑制种子的萌发,因此基因R突变体种子中ABA含量升高可延长种子贮藏寿命,C正确;
D、无论在正常还是逆境下,基因R突变体种子中ABA的含量皆高于野生型,可能是因为基因R突变解除了其对ABA生物合成的抑制,导致ABA的合成量增加,D正确。
故选A。
题组三 情景设定:植物生长调节剂的应用 知识溯源:植物生长调节剂
3.(2024·海南·高考真题)6-苄基腺嘌呤(6-BA)是一种植物生长调节剂。某小组研究了不同浓度的6-BA对三种油茶花粉萌发的影响,结果如图。据图判断,下列有关叙述正确的是( )
A.未添加6-BA时,三种油茶的花粉萌发率相同
B.6-BA诱导三种油茶花粉萌发的最佳浓度相同
C.不同浓度的6-BA对三种油茶花粉的萌发均起促进作用
D.与对照组相比,最佳诱导浓度下花粉萌发率增加倍数最大的是油茶A
【答案】D
【分析】分析题意,本实验目的是研究不同浓度的6-BA对三种油茶花粉萌发的影响,实验的自变量是油茶类型和6-BA浓度,因变量是花粉萌发率,据此分析作答。
【详解】A、据图可知,未添加6-BA时(浓度为0),三种油茶的花粉萌发率不同,其中油茶A萌发率最高,A错误;
B、6-BA诱导三种油茶花粉萌发的最佳浓度不同:实验范围内,诱导油茶A的最适浓度是10mg/L,诱导油茶B的最适浓度是0.5mg/L,诱导油茶C的最适浓度是5mg/L,B错误;
C、据图可知,浓度为15mg/L的6-BA对油茶C花粉的萌发均起抑制作用,C错误;
D、与对照组相比,最佳诱导浓度下花粉萌发率增加倍数最大的是油茶A(对照组是20%,最佳浓度下是60%),D正确。
故选D。
题组四 情景设定:环境因素参与调节 知识溯源:光、温度、重力对植物生命活动的调节
4.(2025·河南·高考真题)向日葵具有向光生长的特性。研究人员以向日葵幼苗为实验材料,单侧光处理一段时间后,检测下胚轴两侧生长相关指标,结果如图所示。下列推断正确的是( )
A.向日葵下胚轴向光面IAA促进生长的作用受抑制程度大于背光面
B.下胚轴两侧IAA的含量基本一致,表明其向光生长不受IAA影响
C.IAA抑制物通过调节下胚轴IAA的含量进而导致向日葵向光生长
D.在下胚轴一侧喷施IAA抑制物可导致黑暗中的向日葵向对侧弯曲
【答案】A
【分析】生长素的产生:生长素的主要合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子,由色氨酸经过一系列反应转变而成。运输:胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中:生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端,而不能反过来运输,称为极性运输;在成熟组织中:生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。
【详解】A、据图可知,向光面和背光面的IAA含量差别不大,但向光面下胚轴的增加长度明显低于背光面,同时向光面的IAA抑制物质含量高于背光面,据此推测,向日葵下胚轴向光面IAA促进生长的作用受抑制程度大于背光面,A正确;
B、下胚轴两侧IAA的含量基本一致,但不能说明向光生长不受IAA影响,可能是IAA的活性或信号通路差异导致,B错误;
C、图示向光面和背光面的IAA含量差别不大,说明IAA抑制物不是通过调节下胚轴IAA的含量进而导致向日葵向光生长,C错误;
D、黑暗环境中无单侧光刺激,喷施IAA抑制物会抑制该侧生长,弯曲方向应为 向喷施侧弯曲(抑制侧生长慢,对侧相对快),D错误。
故选A。
题组五 情景设定:油菜素内酯与生长素的协同调控 知识溯源:植物激素的相互作用
5.(2025·北京·高考真题)油菜素内酯可促进Z蛋白进入细胞核调节基因表达,进而促进下胚轴生长。用生长素分别处理野生型和Z基因功能缺失突变体的拟南芥幼苗,结果如图。综合以上信息,不能得出的是( )
A.Z蛋白是油菜素内酯信号途径的组成成分
B.生长素和油菜素内酯都能调控下胚轴生长
C.生长素促进下胚轴生长依赖于Z蛋白
D.油菜素内酯促进下胚轴生长依赖于生长素
【答案】D
【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。植物的生命活动由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成。
【详解】A、根据题干信息:“油菜素内酯可促进Z蛋白进入细胞核调节基因表达”,说明Z蛋白参与了油菜素内酯的信号传导,A正确;
B、图示显示生长素处理能促进野生型下胚轴生长(说明生长素调控生长),题干也提到油菜素内酯促进下胚轴生长,因此两者都能调控生长,B正确;
C、图示显示生长素处理野生型(有Z蛋白)能促进生长,但在Z基因功能缺失突变体中生长素不能促进生长,说明生长素的作用需要Z蛋白,C正确;
D、题目和图示并未提供任何信息表明油菜素内酯的作用需要生长素参与(例如没有实验证明阻断生长素后油菜素内酯是否失效),D错误。
故选D。
情境探究·素养拓展
——深挖植物激素调节机制,锤炼科学表达
类型一:植物激素作用机制的深度剖析
情境1:赤霉素(GA₃)与生长素(IAA)对茎芽生长的协同效应
1.(2024·江苏宿迁·一模)(多选)为研究赤霉素(GA3)和生长素(IAA)对植物生长的影响,切取菟丝子茎顶端2.5cm长的部分(茎芽),置于培养液中无菌培养(图1)。实验分为A、B、C三组,分别培养至第1、8、15天,每组再用适宜浓度的激素处理30天,测量茎芽长度,结果见图2,据图分析,下列说法正确的是( )
A.试管用滤膜封口是为了在不影响气体通过的情况下起到防止污染的作用
B.该实验的自变量是激素的有无、激素种类和激素处理前的培养时间长短
C.A组GA3处理的效果强于B、C组,主要原因是A组材料中内源IAA的量较高
D.B组表明两种激素联合处理对茎芽生长的促进作用是GA3单独处理的2倍
【答案】ABC
【分析】据图分析:图1试管用滤膜封口是为了在不影响气体通过的情况下,防止空气中的微生物进入培养液污染培养物;
图2是赤霉素(GA3)和生长素(IAA)对植物生长的影响的关系的探究的考查,分析B组可知,与空白对照组相比,两种激素联合处理对茎芽伸长生长的促进作用是13-4=9,GA3单独处理对茎芽伸长生长的促进作用是6.5-4=2.5,IAA单独处理对茎芽伸长生长的促进作用是4.5-4=0.5,因此两种激素联合处理对茎芽伸长生长的促进作用是GA3单独处理的9÷2.5=3.6倍、是IAA单独处理的9÷0.5=18倍,由此可以推测GA3和IAA在对茎芽伸长生长的作用上存在协同关系。
【详解】A、该实验是无菌培养,试管用滤膜封口是为了在不影响气体通过的情况下,起到防止杂菌污染的作用,A正确;
B、由柱状图可知,该实验的自变量是激素的有无、激素种类和激素处理前的培养时间长短,因变量为茎芽长度,B正确;
C、A组数据是在离体培养第一天,再用激素处理测得的,植物体原有的激素还在起作用,因此A组GA3处理的效果强于B、C组,主要原因是A组材料中内源IAA的量较高,C正确;
D、与空白对照组相比,两种激素联合处理对茎芽伸长生长的促进作用是13-4=9,GA3单独处理对茎芽伸长生长的促进作用是6.5-4=2.5,因此两种激素联合处理对茎芽伸长生长的促进作用是GA3单独处理的9÷2.5=3.6倍,D错误。
故选ABC。
情境2:外源赤霉素与油菜素内酯对羊草种子萌发的调控
2.(2024·江苏无锡·模拟预测)(多选)草甸草原重要的优势种羊草有性繁殖能力低,种子休眠严重,发芽率低。研究人员利用外源赤霉素()和某种外源油菜素内酯(EBR)进行了一系列研究,处理方法和结果如下图所示。相关叙述正确的有( )
A.在植物体内广泛分布,EBR只分布在生长旺盛的部位
B.空白对照组种子发芽率低的原因可能是内源脱落酸含量较高
C.对羊草种子萌发率的影响表现为低浓度促进,高浓度抑制
D.浓度范围内,和EBR对种子发芽的协同作用显著
【答案】BD
【分析】题表分析:不同外源激素在同一浓度下对羊草种子萌发的影响可能不同;对比图表中无外源激素的一组和另外三组可知:外源油菜素内酯(EBR)和外源赤霉素(GA3)均能促进羊草种子的萌发。
【详解】A、油菜素内酯和GA3均为植物激素,均能促进植物生长,在植物体内分布也比较广泛,A错误;
B、图中在没有任何外源性激素的影响下,种子的萌发率只有10%,说明羊草种子自身可能存在较高浓度的脱落酸(ABA),因为脱落酸可以抑制种子萌发,B正确;
C、图中可以看出,GA3 在各浓度下和对照组相比,均是促进作用,因此不能体现两重性,即高浓度抑制,低浓度促进,C错误;
D、结合图示可知,在0.01~0.10μg⋅g−1EBR 浓度范围内, GA3 和EBR对种子发芽的促进作用均高于单独使用的处理组,因而二者协同作用显著,D正确。
故选BD。
情境3:光周期调控拟南芥种子大小的分子机制
3.(2024·广东深圳·模拟预测)高等植物的生长发育受环境因素调节,光、温度、重力等因素对植物生长发育的调节尤为重要。下列叙述正确的是( )
A.光调控机制:感受信号→传导信号→表现效应→发生反应
B.年轮的形成、春化作用均能体现温度对植物生长发育的调节作用
C.植物生长调节剂分子结构均与植物激素相似而具有类似的生理效应
D.光敏色素是色素-蛋白复合体,主要吸收红光和蓝光两种光信号
【答案】B
【分析】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,会引起植物体内产生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。环境因素(光照、温度、重力等)对植物的生长发育有一定的影响。
【详解】A、光调控植物生长发育的机制:感受信号(光敏色素被激活,结构发生变化)→传导信号(信号经过转导,传递到细胞核 内)→发生反应(细胞核内特定基因的转录变化)→表现效应(相应mRNA翻译出特定蛋白质),A错误;
B、年轮的形成需要温度差,春化过程需要低温,年轮的形成、春化作用均能体现温度对植物生长发育的调节作用,B正确;
C、植物生长调节剂是人工合成的化学物质,植物激素是植物体内产生的微量有机物,植物生长调节剂有两种类型,可能与植物激素相似,也可能不通过,C错误;
D、光敏色素主要吸收红光和远红光,D错误。
故选B。
情境4:乙烯与生长素在叶片脱落中的双重调控
4.(2025·山东聊城·二模)当植物叶片受到害虫叮咬或自然衰老时,在叶柄基部容易形成离层。研究发现,此时叶柄基部细胞内乙烯含量升高,其作用具有双重效应:一是促进离层细胞中水解酶类(包括纤维素酶和果胶酶)的诱导合成;二是增加生长素的钝化,降低生长素抑制叶片脱落的强 度。下列叙述正确的是( )
A.离层的形成和叶片脱落可以避免虫害损伤其周围的组织
B.乙烯由植物体内特定腺体分泌,作用于特定靶器官或靶细胞
C.乙烯能够直接催化离层细胞细胞壁水解,加速叶片脱落
D.生长素在成熟组织中只进行非极性运输,在尖端则只进行极性运输
【答案】A
【分析】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,是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的网络。
【详解】A、被虫害损伤的叶片及时脱落,能避免虫害损伤其周围的组织,是生物对环境的适应,即离层的形成和叶片脱落可以避免虫害损伤其周围的组织,A正确;
B、乙烯属于植物激素,而由植物体内产 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,B错误;
C、乙烯为植物激素,起调节作用没有催化作用,C错误;
D、生长素的运输方式包括极性运输、非极性运输和横向运输,其中在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中,生长素只能从形态学上端运输到形态学下端,而不能反过来运输,即只能进行极性运输,在尖端生长素除了极性运输还能进行横向运输,而在成熟组织中,生长素可以通过输导组织进行非极性运输,D错误。
故选A。
类型二:植物激素综合调控的实验探究
情境5:乙烯对番茄幼苗生长的影响
5.(2024·重庆·高考真题)为探究乙烯在番茄幼苗生长过程中的作用,研究人员在玻璃箱中对若干番茄幼苗分组进行处理,一定时间后观测成熟叶叶柄与茎的夹角变化,然后切取枝条,检测各部位乙烯的量。题图,为其处理方式和结果的示意图(切枝上各部位颜色越深表示乙烯量越多)。据此分析,下列叙述错误的是( )
A.由切口处乙烯的积累,可推测机械伤害加速乙烯合成
B.由幼叶发育成熟过程中乙烯量减少,可推测IAA抑制乙烯合成
C.乙烯处理使成熟叶向下弯曲,可能是由于叶柄上侧细胞生长快于下侧细胞
D.去除乙烯后成熟叶角度恢复,可能是因为叶柄上、下侧细胞中IAA比值持续增大
【答案】B
【分析】 植物激素指的是在植物体内一定部位合成,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。植物生长调节剂:人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质。
【详解】A、与处理3h后相比,处理32h后的颜色加深,这说明处理32h后切口处乙烯的积累加剧,由此可推测机械伤害加速乙烯合成,A正确;
B、幼叶是生长素合成的主要部位之一,幼叶发育成熟过程中生长素合成减少,乙烯增加,推测IAA促进乙烯合成,B错误;
C、乙烯处理后,可能是由于叶柄上侧细胞生长快于下侧细胞,导致叶柄上侧重量多于下侧,从而导致成熟叶向下弯曲,C正确;
D、去除乙烯后,可能是因为叶柄上、下侧细胞中IAA比值持续增大,由于生长素具有低浓度促进,高浓度抑制的特点,导致叶柄上侧细胞的生长减慢,重量减轻,从而使成熟叶角度恢复,D正确。
故选B。
情境6:乙烯与ACO酶调控拟南芥幼苗顶端弯曲
6.(2024·福建·高考真题)乙烯前体物质ACC能在氧化酶ACO作用下生成乙烯,而乙酰转移酶B(NatB)会促进ACO的乙酰化,进而影响ACO的降解速度。已知乙烯含量与拟南芥幼苗顶端的弯曲角度有关,为探究NatB调控植物乙烯合成的机制,科研人员进行了相关实验,结果如图所示。
下列分析错误的是( )
A.乙烯会促进拟南芥幼苗顶端弯曲角度的增大
B.NatB基因突变会导致拟南芥内源性乙烯水平下降
C.外源施加ACC可增大NatB突变株顶端弯曲角度
D.乙烯不敏感株中NatB会抑制ACC转化为乙烯
【答案】D
【分析】乙烯的合成部位:植物体的各个部位都能产生。主要生理功能:促进果实成熟;促进器官的脱落;促进多开雌花。
【详解】A、从图中可以看出,乙烯处理组的拟南芥幼苗顶端弯曲角度比空气处理组大,所以乙烯会促进拟南芥幼苗顶端弯曲角度的增大,A 正确;
B、由A可知,乙烯会促进拟南芥幼苗顶端弯曲角度的增大,空气处理组野生型拟南芥株顶端弯曲角度比NatB突变株大,可以推测野生型拟南芥株内源性乙烯含量高于NatB突变株,由此可知,NatB基因突变会导致拟南芥内源性乙烯水平下降,B正确;
C、乙烯前体物质ACC能在氧化酶ACO作用下生成乙烯,而NatB基因突变会导致拟南芥内源性乙烯水平下降,外源施加 ACC可补充乙烯的生成,从而增大NatB 突变株顶端弯曲角度,C正确;
D、乙烯不敏感株本身对乙烯不敏感,图中并没有表明在乙烯不敏感株中NatB 会抑制 ACC 转化为乙烯,D 错误。
故选D。
情境7:脱落酸与乙烯在果实成熟中的调控
7.(2025·江苏·高考真题)(多选)研究小组开展了Cl-胁迫下,添加脱落酸(ABA)对植物根系应激反应的实验,机理如图所示。下列相关叙述错误的有( )
A.Cl-通过自由扩散进入植物细胞
B.转运蛋白甲、乙的结构和功能相同
C.ABA进入细胞核促进相关基因的表达
D.细胞质膜发挥了物质运输、信息交流的功能
【答案】ABC
【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需载体和能量,常见的有水、CO2、O2、甘油、苯、酒精等;协助扩散的方向是从高浓度向低浓度,需要转运蛋白,不需要能量,如红细胞吸收葡萄糖;主动运输的方向是从低浓度向高浓度,需要载体蛋白和能量,常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖,K+等。
【详解】A、由图可知,Cl-借助转运蛋白甲顺浓度梯度进入植物细胞,属于协助扩散,A错误;
B、转运蛋白甲是协助Cl-顺浓度梯度进入植物细胞,转运蛋白乙(载体蛋白)协助Cl-逆浓度排出植物细胞,两者的结构和功能不同,B错误;
C、由图可知,ABA与细胞质膜上的受体结合,没有进入细胞,通过信号转导促进细胞核相关基因的表达,C错误;
D、细胞质膜实现了跨膜运输Cl-及接受ABA的信息分子,发挥了物质运输、信息交流的功能,D正确。
故选ABC。
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第31讲 植物生命活动调节
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,突破命题考向
考点一 植物生长素
即●时●演●练
回归教材·易错辨析
判断以下表述是否正确:
1.( ✔ ) 2.( ✘ ) 3.( ✔ ) 4.( ✔ ) 5.( ✘ )
考●向●破●译
考向 生长素的作用与运输
1.B 2.B 3.C
考点二 其他植物激素
即●时●演●练
回归教材·易错辨析
1.( ✔ ) 2.( ✘ ) 3.( ✔ ) 4.( ✘ ) 5.( ✘ )
考●向●破●译
考向 其他植物激素的相互作用
1.D 2.D
考点三 植物生长调节剂的应用
即●时●演●练
回归教材·易错辨析
1.( ✔ ) 2.( ✔ ) 3.( ✘ ) 4.( ✔ )
考●向●破●译
考向 植物生长调节剂的应用
1.D
考点四 环境因素参与调节植物的生命活动
即●时●演●练
回归教材·易错辨析
1. ( ✔ ) 2. ( ✘ ) 3. ( ✔ ) 4. ( ✔ )
考●向●破●译
考向 环境因素参与调节
1.D 2.D
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
题组一 情景设定:生长素作用机制 知识溯源:生长素的生理作用
1.D
题组二 情景设定:其他植物激素的相互作用 知识溯源:植物激素间的协同与相抗衡
2.A
题组三 情景设定:植物生长调节剂的应用 知识溯源:植物生长调节剂
3.D
题组四 情景设定:环境因素参与调节 知识溯源:光、温度、重力对植物生命活动的调节
4.A
题组五 情景设定:油菜素内酯与生长素的协同调控 知识溯源:植物激素的相互作用
5.D
情境探究·素养拓展
——深挖植物激素调节机制,锤炼科学表达
类型一:植物激素作用机制的深度剖析
情境1:赤霉素(GA₃)与生长素(IAA)对茎芽生长的协同效应
1.ABC
情境2:外源赤霉素与油菜素内酯对羊草种子萌发的调控
2.BD
情境3:光周期调控拟南芥种子大小的分子机制
3.B
情境4:乙烯与生长素在叶片脱落中的双重调控
4.A
类型二:植物激素综合调控的实验探究
情境5:乙烯对番茄幼苗生长的影响
5.B
情境6:乙烯与ACO酶调控拟南芥幼苗顶端弯曲
6.D
情境7:脱落酸与乙烯在果实成熟中的调控
7.ABC
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