第5章 植物生命活动的调节(高效培优专练)(4考点+9考向)生物人教版选择性必修1
2026-09-14
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摘要:
**基本信息**
该专项以植物激素调节为核心,通过分级考点与情境化命题构建“基础-重难-实验-拓展”的逻辑体系,突出科学史探究与实验分析能力培养,契合生命观念与科学思维素养要求。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|生长素|21题(含5道大题)|科学史实验分析、机制图解读、浓度效应曲线|从发现历程→合成运输→生理作用(两重性)→实验验证的递进逻辑|
|其他植物激素|17题(含3道大题)|激素作用辨析、信号通路调控、数据表格分析|单激素功能→激素间协同/拮抗作用→调控网络的系统构建|
|生长调节剂|12题(含2道大题)|农业应用判断、最适浓度探究、预实验设计|原理理解→实践应用→实验优化的应用逻辑|
|环境调节|19题(含4道大题)|光/温/重力信号转导、光敏色素机制、综合调控|环境信号感知→激素介导→生长发育响应的调控链条|
内容正文:
第5章 植物生命活动的调节
高分考点·精准突破
考点一 植物生长素(基础)(高频)
考向01 生长素的发现及相关实验分析
考向02 生长素的合成、运输与分布
考向03 生长素的生理作用
考点二 其他植物激素(重难)(高频)
考向01 植物激素的种类和作用
考向02 植物激素之间的相互作用
考点三 植物生长调节剂的应用(实验必考)(高频易错)
考向01 植物生长调节剂的作用
考向02 探索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(重难)(高频)
考向01 光、温度、重力对植物发育的调节
考向02 植物生长发育的整体调控
培优冲刺·拓展拔高
高频考点·精准突破
考点一 植物生长素
考向01 生长素的发现及相关实验分析
1.【科学史情境・生长素发现历程】下列关于植物生长素发现历程、实验逻辑及作用特性的叙述,正确的一项是( )
A.达尔文通过胚芽鞘向光性实验提出:尖端受单侧光刺激后产生的吲哚乙酸向下运输,导致伸长区背光侧生长快于向光侧
B.詹森在尖端与伸长区之间插入云母片,单侧光照射下胚芽鞘仍向光弯曲,证明尖端产生的“影响”可透过云母片传递
C.拜尔在黑暗中完成实验,既排除了光照对生长直接影响,也通过实验结果直接证明了生长素作用具有两重性
D.温特设置空白琼脂块对照组,排除了琼脂本身对实验的干扰,证实尖端产生了促生长的化学物质,并命名为生长素
【答案】D
【详解】A、达尔文的胚芽鞘向光性实验仅提出胚芽鞘尖端受单侧光刺激后,会向伸长区传递某种“影响”,并未确认该“影响”的化学本质是吲哚乙酸,A错误;
B、詹森实验中在尖端和伸长区之间插入的是可允许化学物质透过的琼脂片,实验结论为尖端产生的“影响”可透过琼脂片传递,B错误;
C、拜尔在黑暗中完成实验可排除光照对生长的直接干扰,实验仅证明胚芽鞘弯曲生长是尖端产生的影响在其下部分布不均匀导致的,并未涉及生长素浓度与作用效果的关系,无法证明生长素作用的两重性,C错误;
D、温特设置空白琼脂块作为对照组,排除了琼脂本身对胚芽鞘生长的干扰,证实尖端确实产生了具有促进生长作用的化学物质,并将该物质命名为生长素,D正确。
2.【实验情境・胚芽鞘向光性实验】用玉米胚芽鞘进行的部分实验如下图所示,该实验说明( )
A.尖端是感光部位
B.尖端产生生长素
C.胚芽鞘弯曲生长与单侧光照射有关
D.生长素促进尖端的下部背光侧生长
【答案】A
【详解】实验的自变量为遮光位置:尖端遮光的胚芽鞘直立生长,仅尖端以下部位遮光、尖端可接受单侧光照的胚芽鞘向光弯曲生长,该实验直接证明了尖端是感光部位。A符合题意,BCD不符合题意。
3.【基础概念・生长素作用特性】取某长势良好的植物的一段幼茎,按以下操作进行处理,检测发现半面茎内、外侧细胞中的生长素浓度基本相等。以下说法正确的是( )
A.生长素是植物利用色氨酸在核糖体中合成的植物激素
B.内外两侧细胞对生长素的敏感程度可能不同,外侧细胞更敏感
C.半面茎内侧细胞生长速度小于外侧细胞
D.温特通过实验发现了生长素的化学本质,并提取了生长素
【答案】B
【详解】A、生长素的化学本质是吲哚乙酸,其合成前体是色氨酸,但生长素并非蛋白质,因此其合成场所不是核糖体,A错误;
B、内、外两侧细胞中的生长素浓度相同,但生长速度不同,可能是对生长素敏感程度不同,外侧细胞对生长素更敏感,在相同生长素浓度下生长受抑制,B正确;
C、半面茎向下弯曲生长,说明半面茎内侧细胞生长速度大于外侧细胞,C错误;
D、温特通过实验证明了胚芽鞘的弯曲生长是由一种化学物质引起的,并将其命名为“生长素”,但并未提取出生长素,也未确定其化学本质,D错误。
4.【辨析情境・生长素经典实验判断】在生长素的发现过程中,很多科学家进行了大量的实验探究,部分实验如图所示。下列叙述正确的是( )
A.实验一是达尔文所做实验的部分过程,该实验证明向光性与单侧光有关
B.实验二是詹森所做的实验,该实验的对照设计不严谨
C.若实验三在单侧光的情况下进行,则两组胚芽鞘都会向光生长
D.若将实验四中的琼脂块放在胚芽鞘中间且给予单侧光照射,则胚芽鞘向光弯曲生长
【答案】B
【详解】A、实验一是达尔文的实验,一组用锡箔罩住尖端,另一组不罩。罩住尖端的胚芽鞘不弯曲,未罩的向光弯曲。 该实验证明感受单侧光刺激的部位是胚芽鞘尖端,而非直接证明向光性与单侧光有关,A错误;
B 、实验二是詹森的实验,将琼脂片放在胚芽鞘尖端和下部之间,证明胚芽鞘尖端产生的“影响”可以通过琼脂片传递给下部。该实验缺少空白对照(如用不透水的云母片代替琼脂片),对照设计不严谨, B正确 ;
C、 实验三的两组尖端放置在了胚芽鞘的一侧,无论有无单侧光,都是放置尖端的一侧长得快,都会弯向对侧生长,与光源的方向无关,C错误;
D、实验四中的琼脂块含有生长素,若放在胚芽鞘中间,且给予单侧光照射; 由于胚芽鞘没有尖端,无法感受单侧光,生长素会均匀分布,胚芽鞘直立生长,不会向光弯曲,D错误。
故选B。
5.【科学史情境・生长素发现实验辨析】关于下列对生长素发现过程中经典实验的叙述,错误的是( )
①达尔文父子的胚芽鞘向光性实验
②鲍森·詹森的胚芽鞘实验
③拜尔的胚芽鞘实验
④温特的实验
A.①证明胚芽鞘尖端受单侧光刺激后,产生的“影响”可传递至下部
B.②将胚芽鞘尖端与下部间插入云母片,证明“影响”可透过云母片传递
C.③在黑暗环境中进行,证明“影响”分布不均会导致胚芽鞘弯曲生长
D.④将接触过尖端的琼脂块置于去尖端胚芽鞘一侧,证明“影响”是化学物质
【答案】B
【详解】A、达尔文父子实验发现单侧光照射下,胚芽鞘向光弯曲,且去除尖端后不弯曲,推测尖端产生“影响”并向下传递,A正确;
B、鲍森·詹森实验在尖端与下部之间插入琼脂片(非云母片),观察到“影响”可透过琼脂传递,B错误;
C、拜尔实验在黑暗中将胚芽鞘尖端偏置放置,发现胚芽鞘弯曲生长,证明“影响”分布不均导致弯曲,C正确;
D、温特实验将接触过尖端的琼脂块置于去尖端胚芽鞘一侧,引起弯曲生长,证明“影响”为化学物质,D正确。
故选B。
考向02 生长素的合成、运输与分布
6.【新情境・根向触性与生长素两重性】根的向触性能促进植物的根弯曲并绕过障碍物。有研究指出,根向触性的第一次弯曲涉及主动的信号转导,这与生长素不对称分布以及差异性细胞伸长有关(如图,凹面处阴影区域生长素含量较高)。下列有关叙述错误的是( )
A.重力和障碍物是引起根尖生长素不对称分布的外因
B.生长素能催化细胞代谢反应从而促进细胞伸长生长
C.两次弯曲生长均体现了生长素低浓度促进生长、高浓度抑制生长
D.根向触性的第一次弯曲是障碍物引起的根主动弯曲
【答案】B
【详解】A、重力可引起根尖生长素横向运输导致分布不均,障碍物的触碰是诱导根向触性中生长素不对称分布的外界刺激,二者均为引起根尖生长素不对称分布的外因,A正确;
B、生长素是植物激素,属于信息分子,仅能调节细胞代谢,不具有催化细胞代谢反应的功能,催化功能是酶的特有属性,B错误;
C、第一次弯曲时凹面生长素浓度较高,根对生长素敏感,高浓度抑制凹侧细胞伸长,凸侧生长素浓度低促进细胞伸长;第二次弯曲为根的向地性弯曲,近地侧生长素浓度高抑制生长,远地侧生长素浓度低促进生长,两次弯曲均体现生长素低浓度促进生长、高浓度抑制生长,C正确;
D、题干明确说明根向触性的第一次弯曲涉及主动的信号转导,属于障碍物引起的根主动弯曲,D正确。
7.【模式图情境・生长素跨膜运输机制】植物幼嫩组织细胞合成的生长素主要以IAA−形式存在,该形式的生长素具有亲水性,不能直接通过磷脂双分子层;酸性环境中的生长素主要以IAAH形式存在,该形式的生长素具有脂溶性。如图为生长素运出细胞的示意图,下列叙述正确的是( )
A.PIN能同时转运两种物质,因此不具有特异性
B.运输生长素的过程中,PIN的空间构象不改变
C.生长素运出细胞仅由细胞膜上蛋白质的种类决定
D.运出细胞的生长素以自由扩散的方式进入下一个细胞
【答案】D
【详解】A、载体蛋白的特异性是指其可特异性识别并转运特定的一种或一类物质,PIN能同时转运IAA⁻和H⁺而不能转运其他物质,说明其具有特异性,A错误;
B、PIN属于载体蛋白,转运物质的过程中其空间构象会发生可逆性改变,B错误;
C、生长素运出细胞不仅与细胞膜上蛋白质的种类有关,还与膜两侧的浓度差、pH、能量供应等因素有关,C错误;
D、运出细胞的生长素在细胞壁的酸性环境中转化为脂溶性的IAAH,脂溶性物质可通过自由扩散的方式穿过磷脂双分子层进入下一个细胞,D正确。
8.【实验情境・向光性机理探究实验】植物的向光性是由于单侧光照下,胚芽鞘背光侧的生长素含量比向光侧多,因而生长不均匀造成的。某研究小组为进一步探究背光侧和向光侧生长素含量不均匀的原因,进行不同条件的处理,结果如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.若用相同厚度无色透明的玻璃片替代云母片,实验结果将会差别很大
B.单侧光对生长素合成的影响较大,对生长素分布的影响较小
C.向光侧的生长素在单侧光照射下大部分横向运输到背光侧
D.上述实验结果不支持单侧光照射下,向光侧的生长素被分解这一观点
【答案】D
【详解】A、玻璃片和云母片都不能透过生长素,且无色透明不影响光照,替代后实验结果几乎无差别,A错误;
B、黑暗处理的甲总生长素含量为25.8,单侧光处理不分割的乙总生长素为25.6,二者几乎相等,说明单侧光对生长素合成几乎没有影响,B错误;
C、丁中向光侧生长素含量仍有8.1,说明只有少量生长素从向光侧转移到背光侧,并未大部分运输到背光侧,C错误;
D、若单侧光下向光侧生长素被分解,则丙的左侧生长素含量应明显低于右侧,而左右两侧的生长素含量几乎相同,因此不支持“向光侧生长素被分解”的观点,D正确。
9.【机制情境・酸生长假说】在调控植物器官生长时,生长素具有低浓度生长、高浓度抑制生长的作用特点。科研人员以拟南芥下胚轴为研究对象揭示了相关机理,如图所示。下列叙述正确的是( )
A.生长素是在芽、幼叶和发育中的种子中由谷氨酸经过一系列的反应转变生成的
B.生长素通过催化SAUR基因表达出SAUR蛋白来促进H+从细胞质向细胞壁运输
C.抑制下胚轴伸长的原因是细胞壁处H+过量导致细胞壁软化松弛受到抑制
D.顶端优势和茎背地弯曲生长的现象都体现了生长素低促高抑的作用特点
【答案】C
【详解】A、生长素是在芽、幼叶和发育中的种子中由色氨酸经过一系列反应转变生成的,A 错误;
B、激素无催化作用,生长素通过调控 SAUR 基因的表达使 SAUR 蛋白促进 H⁺从细胞质向细胞壁运输,B 错误;
C、由图可知,细胞壁处 H⁺过量会抑制细胞壁软化松弛,进而抑制下胚轴伸长,C 正确;
D、顶端优势体现了生长素低浓度促进高浓度抑制的特点,但茎背地弯曲生长只体现了生长素促进生长的作用,D 错误。
10.【图像情境・胚芽鞘向光性对照实验】下图为某课外学习小组用玉米胚芽鞘进行的部分实验,该实验说明( )
A.感受单侧光刺激的部位是胚芽鞘的尖端
B.玉米胚芽鞘对生长素的灵敏度低于根尖
C.实验说明胚芽鞘直立或弯曲生长均与单侧光照射有关
D.生长素促进尖端的下部背光侧生长,抑制向光侧生长
【答案】AB
【详解】A、图中自变量为尖端是否遮光及遮光部位,图中在尖端未遮光和戴透明小帽的情况下,在单侧光的照射下胚芽鞘均向光弯曲生长,而遮光条件下则直立生长,说明感受单侧光的部位是胚芽鞘尖端,A正确;
B、单侧光照射下,生长素由向光侧向背光侧转移,使得背光侧生长素含量高于向光侧,而根表现为背光生长,茎表现为向光生长,说明根部背光侧因为生长素含量高而被抑制,胚芽鞘背光侧因为含量高而生长更快,据此可推测,玉米胚芽鞘对生长素的灵敏度低于根尖,B正确;
C、实验中没有均匀照光和黑暗条件的对照实验,因而不能说明胚芽鞘直立或弯曲生长均与单侧光照射有关,C错误;
D、生长素对尖端的向光侧和背光侧均表现为促进生长,只不过背光侧生长快于向光侧,因而表现为向光弯曲生长,D错误。
11.【实验情境・胚芽鞘横向运输弯曲实验】将某种植物胚芽鞘的顶端切下,分成甲、乙、丙三组,按下图所示的方法用琼脂块收集生长素,再分别将含有生长素的琼脂块a、b、c、d、e、f置于去顶胚芽鞘切段的一侧。一段时间后,测量胚芽鞘切段的弯曲程度(图中用α表示)。已知生长素不能透过云母片,下列说法错误的是( )
A.胚芽鞘尖端产生的生长素通过自由扩散的方式到达琼脂块
B.琼脂块a~f引起的胚芽鞘弯曲的α角大小为:b=f>c=d>a=e
C.胚芽鞘切段弯曲生长的原因是胚芽鞘左侧的生长素浓度高于右侧,抑制了左侧的生长
D.将甲、乙、丙三组实验置于黑暗环境中,琼脂块a~f所引起的去顶胚芽鞘弯曲角度α为0°
【答案】ACD
【详解】A、胚芽鞘尖端的生长素通过极性运输(主动运输)方式向下运输到琼脂块,并非自由扩散,A错误;
B、甲组无云母片,单侧光使生长素向背光侧运输,故生长素含量b>a;乙组云母片完全阻断尖端横向运输,故c=d,且含量满足b>c=d>a;丙组云母片未阻断尖端的横向运输区域,单侧光下生长素仍可横向运输,故f与b生长素含量相等、e与a生长素含量相等,生长素含量越高促进生长效果越强,弯曲角度α越大,因此α角大小为b=f>c=d>a=e,B正确;
C、胚芽鞘切段弯曲是因为琼脂块置于左侧,左侧生长素浓度更高,促进左侧生长的速率快于右侧,而非抑制左侧生长,C错误;
D、黑暗环境仅会消除单侧光对生长素横向运输的影响,尖端仍可产生生长素并运输到琼脂块中,含生长素的琼脂块置于去顶胚芽鞘一侧时,仍会使该侧生长更快,出现弯曲,α不为0°,D错误。
考向03 生长素的生理作用
12.【机制情境・酸生长假说基因敲除实验】酸生长假说的核心观点是植物细胞通过细胞膜上的质子泵(H+-ATP酶)将质子(H+)泵入细胞壁,使细胞壁周围的环境酸化。酸化后的环境激活了细胞壁中的酶,从而导致细胞壁松弛,使细胞能够伸长。为探究生长素激活细胞膜上H+-ATP酶的机制,研究者利用基因敲除技术获得K蛋白基因敲除型(K-)和F蛋白基因敲除型(F-)拟南芥植株,研究下胚轴细胞壁pH和生长速率的关系,结果如图。下列相关叙述错误的是( )
A.在茎尖中生长素能进行极性运输
B.生长素作为信息分子,会影响基因表达,从而表现出生物学效应
C.K蛋白能抑制H+-ATP酶的活性,从而抑制H+外流;F蛋白能促进H+-ATP酶的活性,从而促进H+外流
D.依据“酸生长假说”,酸性溶液也能影响植物生长速率
【答案】C
【详解】A、生长素在幼嫩组织(如茎尖)可以进行极性运输,从形态学上端运输到形态学下端,A正确;
B、生长素是植物激素,植物激素是调节生命活动的信号分子,通过影响基因的表达,从而表现出生物学效应,B正确;
C、据题干信息和题图可知,纵坐标左侧为细胞壁pH相对值,数值越大代表pH越高(酸性越弱),细胞壁中H+越少,说明H+外流(泵入细胞壁)越少;结合酸生长假说,pH越低(酸性越强)细胞生长速率越快,和右图生长速率结果吻合。 已知K−是K蛋白敲除突变体、F−是F蛋白敲除突变体,结果:K−的pH比野生型更高,H+外流更少,说明K蛋白原本的作用是促进H+-ATP酶活性,促进H+外流;F−的pH比野生型更低,H+外流更多,说明F蛋白原本的作用是抑制H+-ATP酶活性,抑制H+外流,C错误;
D、根据酸生长假说,酸性环境可以使细胞壁松弛,促进细胞伸长,因此酸性溶液可以改变细胞壁pH,影响植物生长速率,D正确。
13.【图像情境・向光生长柱状图分析】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.图中结果表明下胚轴的向光生长不受IAA含量影响
B.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
C.在下胚轴一侧喷施IAA抑制物可导致黑暗中的向日葵向喷施侧弯曲
D.向日葵下胚轴背光面IAA促进生长的作用受抑制程度大于向光面
【答案】C
【详解】A、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,A错误;
B、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,B错误;
C、黑暗环境中无单侧光刺激,喷施IAA抑制物会抑制喷施侧生长,导致向日葵向喷施侧弯曲,C正确;
D、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,D错误。
14.【新情境・H₂O₂协同调节中胚轴生长】生长素(IAA)和H2O2参与中胚轴生长的调节。科研人员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,结果如图所示(DPI可抑制植物中H2O2的生成)。下列叙述正确的是( )
A.生长素可促进细胞伸长,对细胞分化无影响
B.①组长度最短,说明未添加生长素中胚轴不生长
C.②组与③组长度相同,说明二者作用机制相同
D.IAA可能通过增加H2O2含量促进中胚轴生长
【答案】D
【详解】A、生长素的生理作用包括促进细胞伸长、诱导细胞分化等,并非对细胞分化无影响,A错误;
B、①组为对照组,中胚轴有一定长度,说明未添加外源生长素时,中胚轴自身可产生生长素,仍能生长,B错误;
C、②组(加IAA)和③组(加H2O2)中胚轴长度相同,只能说明二者对中胚轴生长的促进效果相似,不能说明作用机制相同,C错误;
D、与②组相比,④组添加IAA的同时加入了可抑制H2O2生成的DPI,中胚轴长度显著降低,说明H2O2合成被抑制后IAA的促进作用减弱,可推测IAA可能通过增加H2O2含量促进中胚轴生长,D正确。
15.【图像情境・生长素类似物两重性预实验】为探究2,4-D溶液浓度对月季枝条生根的影响,预实验得到的实验结果如图1;图2表示植物生长素对植物生长的促进和抑制作用的关系图。下列叙述正确的是( )
A.若用植物激素2,4-D进行探究也能绘制出类似图2的曲线
B.由图1可确定促进月季枝条生根的最适浓度的最佳范围是10-12mol/L~10-9mol/L
C.若植物水平放置,茎远地侧生长素浓度为图2中m,则近地侧浓度范围是(m,2m)
D.图1没有体现2,4-D两重性的特点
【答案】C
【详解】A、2,4-D是人工合成的生长素类似物,属于植物生长调节剂,不属于植物自身产生的植物激素,前提表述错误,A错误;
B、图1中10-11mol/L和10-10mol/L时生根数相近且均为最大值,因此促进生根的最适浓度最佳范围是10-11mol/L~10-10mol/L,B错误;
C、水平放置的茎对生长素敏感度低,近地侧生长素浓度高于远地侧,且促进生长作用更强,表现为背地生长。若远地侧浓度为m(促进作用为n),则近地侧浓度需大于m且促进作用大于n,对应图2的浓度范围是(m,2m),C正确;
D、图1中10-8mol/L的2,4-D处理组生根数低于蒸馏水对照组,表现为抑制作用,其余实验组生根数均高于对照组表现为促进作用,体现了两重性,D错误。
16.【曲线情境・光照影响生长素效应曲线】酸生长假说认为,生长素通过类受体激酶(TMK)使细胞膜上H+转运载体磷酸化,大量H+泵出细胞,最终引起细胞壁酸化,促进细胞伸长。过酸化则会损伤细胞膜并抑制生长。下胚轴接受光照后,细胞H+外排减少,从而影响生长素的作用效果,实验结果如下图。下列运用酸生长假说进行的解释错误的是( )
A.由图可知,光照条件能降低下胚轴细胞对生长素的敏感性
B.据图分析,三种条件下均体现了生长素低浓度时促进生长、高浓度时抑制生长的特点
C.强光下,在一定范围内,随着生长素浓度增大,下胚轴细胞外pH先降低后升高
D.生长素处理拟南芥TMK缺失突变体使H+转运载体磷酸化,下胚轴生长速率会加快
【答案】D
【详解】A、生长素敏感性是指细胞对生长素的反应程度,由图可知:相比黑暗,光照下生长素促进生长的最适浓度更高,需要更高浓度生长素才会抑制生长,说明光照降低了下胚轴细胞对生长素的敏感性,A正确;
B 、黑暗、弱光和强光条件下,都体现低浓度促进生长(横轴以上)、高浓度抑制生长(横轴以下),可体现两重性,B正确;
C 、生长素的作用是促进外排,随生长素浓度增大,外排总量逐渐增加,细胞外浓度持续升高,pH持续降低;生长素浓度过高时,过酸化损伤细胞膜,H+外排受抑制,pH 会升高,C正确;
D、由题意,生长素需通过TMK使H+转运载体磷酸化,才能泵出H+促进生长。TMK 缺失突变体缺少TMK,生长素无法完成上述过程,H+外排减少,细胞壁酸化减弱,下胚轴生长速率减慢,D错误。
17.【模式图情境・PIN 蛋白与生长素运输】研究人员探究植物根部生长素运输情况,实验结果如图所示,其中PIN2蛋白是一种主要分布在植物顶膜的蛋白。下列叙述错误的是( )
A.生长素从根尖分生区运输到伸长区为极性运输
B.由图2可知,N蛋白基因缺失会导致生长素在根部中央处运输受阻
C.由图3分析,N蛋白缺失型的植物细胞中,PIN2蛋白在顶膜处最多
D.N蛋白可能通过影响PIN2蛋白的产生与分布而调控生长素的运输速度和方向
【答案】B
【详解】A、据图可知,生长素从根尖分生区运输到伸长区的运输是从形态学的上端向形态学的下端运输,属于极性运输,A正确;
B、分析图 2,N 蛋白缺失型个体的根部明显缩短,且据生长素的分布情况可知,伸长区中央部分的生长素较多,表皮处生长素较少,据此可推测生长素在根部表皮运输受阻,B错误;
C、据图 3 可知,N 蛋白缺失型的植物细胞中,PIN2 蛋白分布特点为:顶膜处最多,侧膜和细胞质中也有分布,但是相对较少,其中细胞质中含量最少,C正确;
D、据图 3 可知,正常型个体和 N 蛋白缺失型个体顶膜的 PIN2 蛋白含量相同,侧膜和细胞质中没有分布,结合图 1 推测,推测其功能是将生长素从细胞顶膜运输至侧膜和底膜;而N蛋白缺失型的植物细胞中,PIN2 蛋白分布特点为:顶膜处最多,侧膜和细胞质中也有分布,但是相对较少,其中细胞质中含量最少。根据上述研究,正常型个体只有顶膜有PIN2蛋白分布,而 N 蛋白缺失型个体则在多处都有分布,推测 N 蛋白的作用是:促进生长素从细胞质和侧膜等部位向伸长区细胞顶膜集中,从而促进了伸长区细胞伸长,N 蛋白可能通过影响PIN2蛋白的产生与分布,从而调控生长素的运输速度和方向,D正确。
18.【实验情境・生长素浓度效应探究】在一定范围内,胚芽鞘切段的伸长与生长素浓度呈正相关。为探究“萌发的小麦种子中生长素的含量”,取胚芽鞘尖端下部的切段(4mm),分别浸入6种浓度的生长素溶液和萌发种子提取液(待测样液)中,在适宜条件下培养24小时后,测量切段长度,结果如图所示。下列分析正确的是( )
A.由实验结果可知,促进小麦种子萌发的最适生长素浓度范围在0.1~10mg/L
B.由实验结果可知,生长素浓度为10mg/L的溶液对切段的影响是抑制生长
C.为确定待测样液中的生长素浓度是0.1mg/L还是10mg/L,可将待测样液适当稀释,重复上述实验
D.本实验中温度、处理时间等属于无关变量,对实验结果有影响
【答案】CD
【详解】A、图中可以看出促进切段生长的最适浓度范围应在0.1~10mg/L之间,而不是促进种子萌发的最适浓度,A错误;
B、生长素浓度为10mg/L的溶液对切段的影响是促进生长,只是促进作用减弱,B错误;
C、为确定待测样液中的生长素浓度是0.1mg/L还是10mg/L,可以将待测样液适当稀释,重复上述实验,若切段长度小于10mm(切段比原来的短),则待测样液中生长素的浓度为0.1mg/L;反之就为10mg/L,C正确;
D、本实验中温度、处理时间等属于无关变量,需保持一致,无关变量会对实验结果产生影响,D正确。
19.【新情境・H₂O₂调控下胚轴向光性】某同学在单侧蓝光照射下向棉花下胚轴的不同部位涂抹30mM的溶液,发现下胚轴出现不同程度的弯曲,见图a。检测甲、乙组棉花下胚轴向光侧和背光侧的生长素(IAA)含量,结果见图b。下列分析合理的是( )
A.可增强下胚轴在单侧蓝光下的向光性
B.通过抑制下胚轴细胞伸长调节向光性
C.促进下胚轴的IAA从向光侧运到背光侧
D.通过扰乱IAA等激素的作用调节向光性
【答案】ABD
【详解】A、分析图a甲组(单侧蓝光)可知,下胚轴出现一定的向光弯曲;乙组(单侧蓝光+涂抹 H2O2)下胚轴的向光弯曲程度比甲组明显增大,A正确;
B、分析图b甲组和乙组可知,乙组向光侧和背光侧IAA浓度均比甲组低,说明H2O2对IAA有抑制作用,分析图a的甲组和乙组可知,乙组比甲组向光性更明显,综合以上可知,H2O2对向光侧下胚轴细胞伸长有抑制作用,B正确;
C、分析图b可知,乙组向光侧和背光侧IAA浓度均比甲组低,说明H2O2对IAA有抑制作用,而不是促进下胚轴的IAA从向光侧运到背光侧,C错误;
D、从实验结果来看,H2O2改变了IAA的正常分布模式,从而扰乱了IAA等激素的作用,最终影响了向光性,D正确。
20.【图像情境・不同器官对生长素敏感性】下图甲表示根、芽、茎三种器官对生长素的反应,图乙表示生长素浓度与植物生长的关系,请结合图示回答下列问题:
(1)据甲图可知,根、芽和茎对生长素的敏感性高低排序是_____,判断的理由是_____。
(2)据图甲可知,生长素的作用具有_____的特点。当生长素的浓度为A'点对应的浓度时,生长素对根、芽和茎生长的影响分别是_____。植物水平方向横放时,根向地生长而茎向上生长,如果根和茎的向地侧生长素浓度相同,则该生长素浓度范围应是_____。
(3)结合乙图分析,当生长素浓度为0时,植物是否能进行生长?_____。当植物受到某种单方向刺激如单侧光照刺激时,植物并没有弯曲生长,其原因最可能是_____。
【答案】(1) 根>芽>茎 促进根、芽、茎生长的最适生长素浓度依次升高(或相同生长素浓度下,根最先表现出抑制作用,芽次之,茎最后)
(2) 低浓度促进生长,高浓度抑制生长 不促进不抑制(无影响)、促进、促进 大于10⁻⁸mol/L且小于10⁻2mol/L(或10⁻⁸mol/L~10⁻2mol/L之间)
(3) 能 单侧光引起生长素横向运输,向光侧和背光侧生长素浓度分别是图乙中B点和D点对应的浓度,促进生长的效应相同(或类似于B点和D点的生长素浓度)
【详解】(1)分析甲图,根、芽、茎三种器官对生长素的反应中,根所需生长素浓度最低,芽次之,茎最高。所以根、芽和茎对生长素的敏感性高低排序是根>芽>茎,判断理由是促进根、芽、茎生长的最适生长素浓度依次升高(或相同生长素浓度下,根最先表现出抑制作用,芽次之,茎最后)。
(2)分析生长素浓度对三种器官生长的影响可知,生长素具有低浓度促进生长,高浓度抑制生长的特点。当生长素浓度为A′点对应的浓度时,据图可知对根既不促进也不抑制(无影响),对芽和茎的影响都是促进。当植物水平方向放置时,根向地生长而茎背地生长,说明向地侧生长素对根抑制生长而对茎促进生长,如果根和茎的向地侧生长素浓度相同,则该生长素浓度应大于10⁻⁸mol/L且小于10⁻2mol/L(或10⁻⁸mol/L~10⁻2mol/L之间)。
(3)乙图中A点(0,0)表示生长素浓度为0时,无额外生长素促进,但植物自身通过细胞分裂、伸长仍能生长(生长速率较慢)。单侧光下植物不弯曲生长,原因是单侧光引起生长素横向运输,向光侧和背光侧生长素浓度分别是图乙中B点和D点对应的浓度,促进生长的效应相同(或类似于B点和D点的生长素浓度)。
21.【实验情境・生长素横向运输验证实验】甲图表示燕麦幼苗生长素浓度与作用的关系:乙图表示将一株燕麦幼苗水平放置,培养一段时间后的生长情况:丙图表示燕麦胚芽鞘。
(1)由甲图可知,对于不同的器官来说生长素促进生长的最适浓度_________(填(相同或不同))。
(2)甲图中,促进芽生长的最适宜生长素浓度为_____mol/L,此浓度对根生长的效应是_______。
(3)乙图中,C侧生长素浓度________(填“大于”“小于”或“等于”)D侧,D侧生长素对根生长的效应是_________;B侧生长素浓度_________(填“大于”“小于”或“等于”)A侧,A侧生长素对茎生长的效应是_________。
(4)为验证在单侧光照射下,丙图燕麦胚芽鞘尖端产生的生长素的横向运输发生在A段而不是发生在B段。某同学设计了如下实验步骤,请帮助其完成下列有关实验过程:
①实验材料及用具:燕麦胚芽鞘,一侧开孔的硬纸盒,薄云母片(具不透水性),光源等。
②实验过程:给予右侧单侧光照射,插入云母片的位置如图所示。
③实验结果:a.____________;b._________;c.________。
④实验结论:在单侧光照射下,胚芽鞘尖端产生的生长素的横向运输发生在A段而不是B段。
【答案】(1)不同
(2) 10-8 既不促进也不抑制
(3) 小于 抑制 大于 促进
(4) 胚芽鞘直立生长 胚芽鞘向光弯曲生长 胚芽鞘向光弯曲生长
【分析】分析甲图:图示表示生长素浓度对植物根、芽生长的影响,不同器官对生长素的敏感程度不同,根最敏感、芽其次。生长素促进根、芽生长的最适宜浓度分别是10-10mol/L、10-8mol/L。分析乙图:由于受到重力因素的影响,B点的生长素浓度高于A点,D点的生长素浓度高于C点。
【详解】(1)甲图表示生长素浓度对植物根、芽生长的影响,不同器官对生长素的敏感程度不同,根最敏感、芽其次。生长素促进根、芽生长的最适宜浓度分别是10-10mol/L、10-8mol/L。
(2)甲图中,促进芽生长的最适宜生长素浓度为10-8mol/L(c点),此浓度对根生长的效应是既不促进也不抑制。
(3)乙图中,由于受到重力因素的影响,C侧生长素浓度小于D侧,D侧生长素对根生长的效应是抑制;B侧生长素浓度大于A侧,A侧生长素对茎生长的效应是促进。
(4)实验结果:a:胚芽鞘的尖端有云母片,它阻断了生长素在尖端的横向运输,使得向光侧和背光侧的生长素分布均匀,所以胚芽鞘直立生长;b:胚芽鞘的尖端没有云母片,而在尖端发生了横向运输,使得背光侧的生长素浓度比向光侧浓度高,所以背光侧生长的比较快从而导致胚芽鞘向光弯曲生长。c:不做处理,受到单侧光刺激后,在尖端发生了横向运输,使得背光侧的生长素浓度比向光侧浓度高,所以背光侧生长的比较快从而导致胚芽鞘向光弯曲生长。
考点二 其他植物激素
考向01 植物激素的种类和作用
22.【图像情境・乙烯调控酶活性柱状图】香瓜体内的亚油酸在L酶的作用下可以转变成其独特的香气物质,是其成熟的特征之一。科研人员研究了乙烯对L酶活性的影响,实验结果如下图。下列叙述正确的是( )
A.乙烯通过增加L酶的数量发挥调节作用
B.实验结果表明乙烯的调节作用具有低浓度促进高浓度抑制的作用特点
C.第4天外源乙烯对L酶活性的促进作用小于第1天
D.外源乙烯组L酶活性峰值延后出现说明使用乙烯延缓了香瓜成熟
【答案】C
【详解】A、实验仅体现乙烯对L酶活性的影响,未涉及L酶的数量变化,无法说明乙烯通过增加酶数量发挥作用,A错误;
B、实验中乙烯对L酶活性始终为促进(外源乙烯组酶活性均高于对照组),未体现抑制作用,B错误;
C、第1天,外源乙烯组与对照组L酶活性的差值大于第4天的差值,说明第4天外源乙烯对L酶活性的促进作用小于第1天,C正确;
D、L酶活性峰值出现延迟,但外源乙烯组L酶活性整体高于对照组,说明乙烯会促进香瓜成熟(加速L酶催化的香气物质合成),D错误。
23.【图像情境・乙烯与果实储藏实验】甜瓜不耐储藏,容易软化、腐烂。实验人员用物质L处理甜瓜后,检测甜瓜果实中的乙烯含量,结果如图所示。下列分析正确的是( )
A.乙烯具有促进果实成熟的作用,采摘前,乙烯仅在植物的果实中合成
B.本实验中两组的温度、湿度、储藏时间和氧气含量应相同,均是无关变量
C.物质L能够抑制甜瓜乙烯的合成,从而延缓甜瓜的成熟和腐烂
D.在第3~6天,对照组甜瓜的成熟度迅速增加,第6天后可能容易软化、腐烂
【答案】D
【详解】A、乙烯是植物体各个部位都能合成的植物激素,并非仅在果实中合成,A错误;
B、本实验的自变量为是否用物质L处理、储藏时间,储藏时间属于自变量,不是无关变量,不需要保持相同,B错误;
C、根据图表,物质L的作用是处理甜瓜以降低乙烯含量,不能确定是抑制甜瓜乙烯的合成,可能促进乙烯分解,从而延缓成熟和腐烂,C错误;
D、第3~6天对照组乙烯相对含量迅速升高,乙烯促进果实成熟,因此该时段对照组甜瓜成熟度迅速增加;第6天对照组乙烯含量达到峰值,果实成熟度较高,后续容易发生软化、腐烂,D正确。
24.【机制情境・激素信号通路调控石细胞】石细胞是梨果实中特化的厚壁组织细胞,其细胞壁大量沉积木质素。“砀山酥梨”果实中石细胞过度积累会降低酥梨的品质,而石细胞的形成受生长素和赤霉素信号的共同调控,其机制错误的是( )
注:IAA27是生长素信号抑制因子,RGL3是赤霉素信号抑制因子,ARF6、HB49和MYB169都是转录因子,可激活相关基因表达。
A.石细胞的形成是基因选择性表达的结果
B.生长素和赤霉素通过协同作用促进石细胞的形成
C.IAA27、RGL3和ARF6形成复合体抑制木质素合成基因表达
D.敲除ARF6基因后,施加外源生长素可促进石细胞的形成
【答案】D
【详解】A、结合图示分析,生长素和赤霉素通过调节相关基因的表达进而引起石细胞的产生,说明石细胞的形成是基因选择性表达的结果,A正确;
B、结合图示可知,生长素和赤霉素通过协同作用促进石细胞的形成,B正确;
C、IAA27、RGL3和ARF6形成复合体抑制ARF6的转录激活功能,进而抑制木质素合成基因表达,C正确;
D、敲除ARF6基因后,木质素合成途径中断,因此施加外源生长素不能促进木质素合成,因此不可促进石细胞的形成,D错误。
25.【基础概念・脱落酸生理功能辨析】植物吸收土壤中的水分和植物内部的水分运动是由渗透压梯度驱动的。植物已经进化出适应土壤环境渗透压变化的机制,当根部处于缺水环境时,渗透压的变化会作为一种物理信号,快速由根部向茎部传导,从而触发植物叶片中脱落酸(ABA)的生物合成和气孔关闭。下列说法正确的是( )
A.ABA是在植物体内大量存在的植物激素
B.ABA通过抑制细胞分裂实现对植物生长发育的调控
C.黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较高,有利于分化形成雄花
D.逆境中植物器官过早脱落是因为体内ABA合成量不足导致的
【答案】B
【详解】A、植物激素具有微量高效的特点,ABA作为植物激素,在植物体内含量极低,并非大量存在,A错误;
B、ABA的生理作用包括抑制细胞分裂、促进叶和果实衰老脱落、促进气孔关闭、促进种子休眠等,可通过抑制细胞分裂实现对植物生长发育的调控,B正确;
C、黄瓜茎端脱落酸与赤霉素的比值较高时,有利于分化形成雌花,比值较低时才有利于分化形成雄花,C错误;
D、ABA可促进植物器官的衰老和脱落,逆境中植物器官过早脱落是体内ABA合成量增多导致的,D错误。
26.【新情境・独脚金内酯调节侧枝生长】独脚金内酯(SL)是一种新发现的植物激素,有抑制植物侧枝生长等功能。为研究SL的功能,实验小组利用6-BA(细胞分裂素类似物)和GR24(SL类似物),以SL受体不敏感突变体和SL合成缺陷型突变体豌豆植株为材料进行实验,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.独脚金内酯是植物体内特定的腺体合成并分泌的
B.在侧枝生长方面,GR24与6-BA发挥的作用相反
C.施加6-BA能一定程度上解除GR24对侧枝的抑制
D.突变体1、2分别为SL合成缺陷型和SL受体不敏感型
【答案】A
【详解】A、独脚金内酯是植物激素,而植物激素是指植物体内一定部位产生,没有分泌的腺体,A错误;
B、结合题图可知,6-BA能促进侧枝生长,GR24能抑制侧枝生长,两者作用相反,B正确;
C、通过比较3类植株,可得出施加6-BA能一定程度上解除GR24对侧枝的抑制的结论,C正确;
D、突变体1植株施加6-BA+GR24组侧枝长度比单独施加6-BA组的短,且比突变体2短的幅度大,在外源条件相同的情况下,突变体2的6-BA解除抑制效果好,因此可推测出突变体2施加GR24的抑制作用小,即其为SL受体不敏感型,突变体1为SL合成缺陷型,D正确。
27.【实验情境・独脚金内酯嫁接实验】独脚金内酯(SL)是近年来新发现的一类植物激素。SL合成受阻或SL不敏感突变体都会出现顶端优势缺失。现有拟南芥SL突变体1(max1)和SL突变体2(max2),其生长素水平正常,但植株缺失顶端优势,与野生型(W)形成明显区别;在幼苗期进行嫁接试验,培养后植株形态如图所示。据此分析,下列叙述正确的是( )
A.SL不能在产生部位发挥调控作用
B.max1不能合成SL,但对SL敏感
C.max2对SL不敏感,但根能产生SL
D.推测max2_S+max1_R表现顶端优势缺失
【答案】BCD
【详解】A、嫁接实验证实根能够合成SL并向上运输到地上部分调控顶端优势,但实验没有设置相应组别探究SL能否在合成部位发挥调控作用,没有充足证据支持 “SL不能在产生部位发挥调控作用”,A错误;
B、因为max1_S+W_R会产生顶端优势,max1_R+W_S会产生顶端优势,分析可知,max1为SL合成受阻突变体,不能合成SL,但对SL敏感,B正确;
C、②中max2的地上部分和野生型的根进行嫁接后,没有恢复顶端优势,说明max2对SL不敏感,又从⑤中(max1不能产生SL,但当其与max2的根进行嫁接后,表现出了顶端优势)可以看出,max2的根产生了SL,运输至地上部分,使地上部分表现出顶端优势,C正确;
D、当max2的地上部分和max1的根结合后,由于max2对SL不敏感,因此不会表现出顶端优势,即表现为顶端优势缺失,D正确。
28.【图像情境・赤霉素调控种子萌发实验】禾谷类种子萌发过程中,糊粉层细胞合成蛋白酶以降解其自身贮藏蛋白质,为幼苗生长提供营养。为探究赤霉素在某种禾谷类种子萌发过程中的作用,某团队设计并实施了A、B、C三组实验,结果如图。下列有关叙述错误的是( )
A.本实验中只有 A组是对照组
B.赤霉素导致糊粉层细胞中贮藏蛋白质的降解速率上升
C.赤霉素合成抑制剂具有促进种子萌发的作用
D.三组实验中,蛋白酶活性由高到低依次为B组、A组、C组
【答案】AC
【详解】A、本实验的自变量是处理方式及时间,A组属于空白对照组,但当自变量为时间时,处理时间为0的B组和C组也是对照组,A错误;
B、添加赤霉素的B组,蛋白质总含量低于未加入赤霉素的A组,更低于用赤霉素合成抑制剂处理的C组,说明赤霉素导致糊粉层细胞中贮藏蛋白质的降解速率上升,B正确;
C、赤霉素可促进蛋白质的分解,为幼苗生长提供营养,促进萌发,而赤霉素合成抑制剂抑制蛋白质的降解,抑制种子萌发,C错误;
D、随着时间变化,蛋白质总含量C组大于A组大于B组,说明B组蛋白质最少,酶的活性最高,即蛋白酶活性由高到低依次为B组、A组、C组,D正确。
29.【曲线情境・激素缺陷突变体实验分析】月季中有很多矮化品种,有的是激素合成缺陷型,有的是激素受体缺陷型,现对一矮化月季品种进行检验,结果如图,下列相关叙述正确的是( )
A.该矮化品种类型是激素合成缺陷型
B.若该品种为受体缺陷型,则其体内赤霉素含量比正常品种低
C.若要证明生长素和赤霉素对促进茎的生长有协同作用,还需增设单独施用赤霉素组
D.赤霉素和生长素都能促进细胞伸长生长
【答案】ACD
【详解】A、若该矮化品种为激素受体缺陷型,施加外源激素也无法发挥作用,茎不会出现明显伸长,而实验中施加生长素、生长素+赤霉素后茎伸长量显著升高,说明激素受体功能正常,该品种属于激素合成缺陷型,A正确;
B、若该品种为受体缺陷型,赤霉素无法与受体结合发挥生理作用,负反馈调节被削弱,体内会合成更多的赤霉素,因此其体内赤霉素含量比正常品种高,B错误;
C、协同作用指两种激素共同作用的效果优于二者单独作用的效果之和,现有组别仅包含空白对照、单独施加生长素组、二者共同施加组,缺少单独施加赤霉素的组别,无法证明二者具有协同作用,因此需要增设该组,C正确;
D、生长素和赤霉素都可以通过促进细胞伸长生长,实现对植株茎秆生长的促进作用,D正确。
考向02 植物激素之间的相互作用
30.【表格情境・植物组培激素配比探究】铁皮石斛的次生代谢产物可能具有抗肿瘤活性。由于近年来的过度采挖、自然生境的破坏,铁皮石斛资源日益枯竭。通过现代生物技术的手段可以实现铁皮石斛的工厂化快繁,从而取代和保护铁皮石斛的野生资源。某研究员研究植物激素对铁皮石斛丛芽(植物组培中出现的多个芽聚集在一起的结构)生根的影响,结果如表。相关叙述正确的是( )
NAA
6-BA
生根率(%)
根数
根长(cm)
健壮度
0.1
2
81.08
8.73
0.79
++
0.3
2
96.67
10.91
1.01
++++
0.5
2
77.78
4.56
0.68
++
0.1
4
51.32
5.3
0.71
+++
0.3
4
65.74
4.2
0.62
++++
0.5
4
42.86
2.14
0.41
++
“+”越多表示越健壮
A.以诱导生根为目的时,最适的激素配比为NAA0.3mg·L-1和6-BA4mg·L-1
B.在NAA浓度不变的情况下,随6-BA浓度升高,诱导生根的效果增强
C.根据表中结果无法推导出NAA和6-BA对铁皮石斛丛芽生根作用有抑制作用
D.较低浓度的6-BA有利于铁皮石斛生根,NAA促进生根的能力与浓度呈正相关
【答案】C
【详解】A、表中NAA0.3mg·L⁻¹、6-BA2mg·L⁻¹时生根率96.67%、根数10.91、根长1.01cm、健壮度最高(++++),为最适配比,A错误;
B、在NAA浓度不变的情况下,随6-BA浓度升高,所有指标(生根率、根数、根长)均下降,说明诱导生根效果减弱,而非增强,B错误;
C、实验未设置空白对照组(即无激素处理),因此无法判断NAA和6-BA是否具有抑制作用,C正确;
D、分析可知,较低浓度的6-BA有利于铁皮石斛生根;NAA为0.3时效果优于0.5,说明其促进能力与浓度非正相关,D错误。
31.【新情境・盐胁迫下激素缓解逆境损伤】盐胁迫下菊花植株长势不佳。为探究外源植物激素水杨酸(SA)、油菜素内酯(BR)对菊花应对盐胁迫环境的影响,研究人员以两个菊花品种为材料进行了相关实验,部分实验结果如图。其中,丙二醛的含量与膜的损伤程度呈正相关。下列叙述错误的是( )
注:CK-对照;YJ-盐胁迫;SA-盐胁迫+喷施SA;BR-盐胁迫+喷施BR;BR+SA-盐胁迫+喷施BR+SA
A.与品种1相比,品种2对盐胁迫更敏感
B.BR和SA通过影响基因的表达进而影响植物生命活动
C.盐胁迫可通过破坏生物膜结构影响菊花的生长发育
D.与BR+SA联合施用相比,单独施用的效果更好,说明BR和SA作用相抗衡
【答案】D
【详解】A、盐胁迫(YJ组)下,和品种1相比,品种2的叶绿素含量下降幅度更大、丙二醛含量上升幅度更高,说明品种2受盐胁迫的损伤更严重,对盐胁迫更敏感,A正确;
B、植物激素作为信息分子,通过调节细胞内基因的表达来调控植物的生长发育等生命活动,这是高中阶段植物激素作用的基本特点,B正确;
C、题干说明丙二醛含量和膜损伤程度正相关,盐胁迫下丙二醛含量显著升高,说明盐胁迫可破坏生物膜结构,进而影响菊花的生长发育,C正确;
D、从图中数据可知,无论是单独施用SA还是BR,盐胁迫下的叶绿素含量都高于YJ组、丙二醛含量都低于YJ组,说明两种激素都能缓解盐胁迫损伤;联合施用BR+SA的缓解效果虽略差于部分单独处理组,但仍远好于单纯盐胁迫组,不能得出二者作用相抗衡的结论,D错误。
32.【表格情境・内源激素调控侧芽萌发】科研人员以滇杨为材料,探究落叶期侧芽内源激素水平与萌发潜能的关联,按侧芽萌发潜力强弱,分组测定IAA(生长素)、GA3(赤霉素)、ZT(玉米素)和ABA(脱落酸)等激素含量,结果如下表(单位:ng·g-1)。下列叙述正确的是
侧芽萌发潜力
IAA
GA3
ZT
ABA
弱
125.6
89.2
45.8
102.3
中等
98.7
105.4
78.5
76.5
强
72.3
128.6
112.7
51.2
A.促进侧芽萌发的最适IAA浓度为72.3 ng·g-1
B.GA3和ABA在促进侧芽萌发中表现为协同作用
C.持续降低内源激素水平,有利于侧芽的萌发与生长
D.侧芽萌发潜力增强时,侧芽内ZT/IAA比值呈上升趋势
【答案】D
【详解】A、本实验仅设置了3个萌发潜力组,未设置更多IAA浓度梯度的实验组,无法证明72.3 ng·g-1是促进侧芽萌发的最适IAA浓度,A错误;
B、GA3含量随侧芽萌发潜力增强而升高,说明GA3可促进侧芽萌发;ABA含量随侧芽萌发潜力增强而降低,说明ABA抑制侧芽萌发,二者在调控侧芽萌发中表现为拮抗作用,B错误;
C、GA3、ZT是促进植物生长的激素,二者含量随侧芽萌发潜力增强而升高,若持续降低这类激素的内源水平,反而不利于侧芽的萌发与生长,C错误;
D、根据表格信息计算不同萌发潜力下ZT/IAA的比值:萌发潜力弱时约为0.37,中等时约为0.80,强时约为1.56,比值随侧芽萌发潜力增强呈上升趋势,D正确。
33.【曲线情境・脱落酸转运蛋白突变体】脱落酸(ABA)能影响植物种子的萌发及叶片气孔的开闭,气孔的开闭与植物的抗旱性相关,细胞膜上的一种转运蛋白E6可以转运ABA.现利用一定浓度的ABA处理水稻种子,结果如图。下列叙述错误的是( )
A.ABA与赤霉素对水稻种子萌发的作用相抗衡
B.E6蛋白能将水稻种子细胞内的ABA转运至细胞外
C.E6基因过表达型比敲除型的种子对外施ABA更敏感
D.推测E6基因敲除型比野生型的植株更适应干旱条件
【答案】C
【详解】A、ABA抑制种子萌发,赤霉素促进种子萌发,所以ABA与赤霉素对水稻种子的萌发相抗衡,A正确;
B、E6表达量越高,细胞内ABA越少,对萌发的抑制越弱,萌发率越高,符合实验结果,说明E6可以将细胞内的ABA转运到细胞外,B正确;
C、E6过表达型可将ABA转运出细胞,细胞内ABA浓度低,抑制作用弱,萌发率高,对ABA敏感性更低;E6敲除型无法转运ABA出细胞,细胞内ABA浓度高,抑制作用强,萌发率低,对ABA敏感性更高,因此是敲除型比过表达型对ABA更敏感,C错误;
D、ABA可以促进叶片气孔关闭,减少蒸腾作用失水,提高植物的抗旱性,E6敲除型植株细胞内ABA浓度更高,气孔关闭程度更大,保水能力更强,比野生型更适应干旱条件,D正确。
34.【曲线情境・多种激素调控根生长】研究人员分别用不同浓度的生长素(IAA)、赤霉素(GA3)和脱落酸(ABA)对萌发的青稞种子进行处理,探究激素对青稞种子生根的影响,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.ABA处理组的青稞根始终无法生长
B.IAA对青稞生根的影响具有两重性
C.GA3对青稞生根起到促进作用
D.GA3和ABA对青稞生根具有拮抗作用
【答案】A
【详解】A、由曲线可知,不同浓度ABA处理组的平均根长均大于0,仅表现为随ABA浓度升高根的生长受抑制程度增强,A错误;
B、生长素的两重性是指低浓度促进生长、高浓度抑制生长:低浓度IAA处理组平均根长大于对照组,起促进作用;高浓度(如10μmol/L)IAA处理组平均根长小于对照组,起抑制作用,因此IAA对青稞生根的影响具有两重性,B正确;
C、所有浓度的GA₃处理组平均根长均大于对照组,说明GA₃对青稞生根始终起到促进作用,C正确;
D、GA3促进青稞生根,ABA抑制青稞生根,二者作用效果相反,因此对青稞生根具有拮抗作用,D正确。
35.【基础概念・多种植物激素综合辨析】植物生长发育由多种激素共同调控:赤霉素促进细胞伸长、解除种子休眠;脱落酸抑制生长、维持种子休眠;生长素极性运输调控顶端优势;乙烯促进果实成熟。环境胁迫可改变激素比例,调控植物适应性生长。下列说法正确的是( )
A.赤霉素与脱落酸在种子萌发中存在拮抗作用
B.生长素的极性运输需要载体和能量
C.乙烯只在成熟果实中合成,调控果实发育
D.植物激素独立发挥作用,互不干扰调控植物生命活动
【答案】AB
【详解】A、赤霉素促进种子萌发,脱落酸抑制种子萌发,二者存在拮抗作用,A正确;
B、生长素极性运输属于主动运输,需要载体蛋白和能量,B正确;
C、乙烯在植物体各个部位均能合成,主要促进果实成熟,不调控果实发育,C错误;
D、植物生长发育过程中,多种激素相互作用、共同调节,D错误。
36.【机制图情境・水淹胁迫激素调控通路】水淹条件下,植物可诱导皮层细胞发生程序性细胞死亡,进而形成通气组织,以缓解低氧胁迫。图示部分植物激素参与的调控机制,下列相关叙述正确的有( )
A.低氧胁迫时,细胞内生长素可催化乙烯合成,进而促进细胞凋亡
B.低氧胁迫时,乙烯与自由基通过相互促进形成正反馈调控
C.脱落酸含量的降低有助于增强其对通气组织形成过程中程序性细胞死亡的抑制作用
D.赤霉素和细胞分裂素含量的降低通常伴随着植物由快速营养生长向胁迫适应状态的转变
【答案】BD
【详解】A、生长素是植物激素,仅起到调节生命活动的作用,不具有催化功能,A错误;
B、根据图示,低氧胁迫时,乙烯促进自由基产生,自由基可反过来促进乙烯的合成,从而产生更多的自由基,因此乙烯与自由基通过相互促进形成正反馈调控,B正确;
C、由图可知,脱落酸的作用是抑制程序性细胞死亡,若脱落酸含量降低,对程序性细胞死亡的抑制作用会减弱,C错误;
D、赤霉素和细胞分裂素促进营养生长,低氧胁迫下二者含量降低,营养生长减慢,同时解除了营养生长对程序性细胞死亡的抑制,促进通气组织形成,帮助植物适应低氧胁迫,这个过程就是植物由快速营养生长向胁迫适应状态的转变,D正确。
37.【表格情境・ABA 与 IAA 调控果实成熟综合大题】科研人员为探究脱落酸(ABA)与生长素(IAA)对番茄果实成熟的调控作用,以同一品种、生长状态一致的番茄植株为材料,设置对照组(喷施清水)、ABA处理组(喷施适宜浓度ABA)、IAA处理组(喷施适宜浓度IAA)、ABA+IAA混合处理组(喷施对应激素等浓度ABA与IAA),每组30株,其他条件相同且适宜的情况下培养各组植株,自然生长至果实成熟,测定果实成熟启动时间、乙烯释放量(果实成熟关键激素)及可溶性固形物含量(果实品质指标),结果如下表。回答下列问题:
组别
果实成熟启动时间
(天)
乙烯释放量
(μL·kg-1·h-1)
可溶性固形物含量
(%)
对照组
45
28.6
8.2
ABA处理组
32
45.3
9.5
IAA处理组
53
19.8
7.3
ABA+IAA混合处理组
38
36.7
9.1
(1)植物激素是由植物体内产生,能从______________部位,对植物生长发育有________作用的微量有机物。
(2)乙烯对果实除具有促进其成熟的作用外,还对果实具有的作用是________________,表格中ABA处理组乙烯释放量显著高于对照组,推测ABA可能通过________________调控果实成熟。可溶性固形物含量与果实甜度相关,由数据可知,________处理组果实品质最优。
(3)请结合实验数据推测,ABA与IAA在调控番茄果实成熟过程中表现出________(填“协同”或“相抗衡”)的作用。实验结果显示,ABA+IAA混合处理组的可溶性固形物含量低于单独ABA处理组,试分析可能的原因:__________________(提示:从“可溶性固形物含量的积累可能与乙烯释放量相关”的角度思考)。
(4)农业生产中,能不能单独喷施IAA来延长番茄果实的储存期?请结合实验数据说明理由:_______。
(5)进一步研究发现,GA(赤霉素)可上调PIN蛋白(IAA转运蛋白)的表达水平,进而改变IAA的分布。为验证这一结论,请选择合适的实验材料、试剂并根据预期实验结果补充完整下列实验思路。
实验材料、试剂:野生型拟南芥、生长素合成缺陷型拟南芥、PIN缺陷型拟南芥(不能合成PIN蛋白)、GA溶液、清水、生长素溶液等。
实验思路:对照组:选择适量野生型拟南芥植株,用适量清水处理植株(具体的处理方法不做要求);实验组a:__________;实验组b:______,在相同且适宜的条件下培养一段时间后,检测三组植株PIN蛋白的相对表达水平、生长素的分布情况。
预期实验结果:与对照组相比,实验组a中PIN的表达水平上升,生长素分布在更靠近韧皮部一侧;实验组b无PIN蛋白,相对于实验组a与对照组的显著变化,对照组与实验组b的生长素分布无显著差异。
【答案】(1) 产生部位运输到作用 调节
(2) 促进果实脱落 促进乙烯的合成 ABA处理组
(3) 相抗衡 IAA会降低乙烯的释放量,乙烯释放量减少会影响可溶性固形物的积累,导致混合处理组可溶性固形物含量低于单独ABA处理组
(4)不能,因为IAA处理组果实成熟启动时间更晚、乙烯释放量更低,可延缓果实成熟,但会降低果实可溶性固形物含量,对果实品质有不利影响。
(5) 选择等量野生型拟南芥植株,用适量GA溶液处理植株 选择等量PIN缺陷型拟南芥植株,用适量GA溶液处理植株
【详解】(1)植物激素,是由植物体内产生,能从产生部位运输到作用部位,对植物的生长发育有调节作用的微量有机物。
(2)乙烯的主要作用:促进果实成熟;促进叶、花、果实的脱落;促进雌花分化、开花,所以乙烯对果实还具有促进脱落的作用,表格中ABA处理组乙烯释放量显著高于对照组,推测ABA可能通过促进乙烯的合成来调控果实成熟。可溶性固形物含量与果实甜度相关,可溶性固形物含量越高,果实甜度越大,品质越高,ABA处理组可溶性固形物含量最高,因此ABA处理组果实品质最优。
(3)与对照组相比,ABA处理组果实成熟启动时间早,IAA处理组果实成熟启动时间迟;ABA处理组乙烯释放量大,IAA处理组乙烯释放量小,对于果实成熟过程中的表现,二者作用相反,因此二者具有相抗衡的作用。ABA+IAA混合处理组的可溶性固形物含量低于单独ABA处理组,从“可溶性固形物含量的积累可能与乙烯释放量相关”的角度思考,IAA会降低乙烯的释放量,乙烯释放量减少会影响可溶性固形物的积累,导致混合处理组可溶性固形物含量低于单独ABA处理组。
(4)由表格数据可知,与对照组相比,IAA处理组果实成熟启动时间更晚(53天>45天),乙烯释放量更低,说明单独喷施IAA可以延缓果实成熟,但与对照组相比,可溶性固形物含量降低,对果实品质有不利影响,因此在农业生产中,不能单独喷施IAA来延长储存期。
(5)实验为了验证GA(赤霉素)可上调PIN蛋白(IAA转运蛋白)的表达水平,进而改变IAA的分布,实验变量是PIN蛋白和处理的溶液,实验的因变量是PIN蛋白的相对表达水平、生长素的分布情况,根据对照组和预期实验结果,实验组a:选择等量野生型拟南芥植株,用适量GA溶液处理植株; 实验组b:选择等量PIN缺陷型拟南芥植株,用适量GA溶液处理植株 。
38.【综合情境・赤霉素、生长素协同作用实验大题】下表是被蚜虫取食不同时间后宁夏枸杞叶片内部分激素相对含量的变化,为枸杞抗蚜机制的研究提供了参考。请回答下列问题:
激素名称
对照
24小时含量
72小时含量
生长素
18.435
14947
10.850
赤霉素
3.133
3.050
2.931
细胞分裂素
0.110
0.162
0.124
(1)植物体内赤霉素的合成部位是____________。据表可知,枸杞叶片中细胞分裂素的含量变化是________。
(2)某校生物兴趣小组以离体的宁夏枸杞茎切段为材料,用溶液培养法研究了外源生长素和赤霉素对茎切段生长的影响,实验结果如下图。
①分析实验数据,可得出的结论是______________。
②该小组在进行上述实验过程中还探究了外源生长素和赤霉素对茎切段的协同影响,请补充并完善该实验方案:再增加一组处理为_____________。实验结果:若__________。则说明外源生长素和赤霉素能协同促进茎切段伸长。
(3)培育能抗蚜虫的转基因枸杞的生态效益显著,有人认为该抗虫枸杞就是无虫枸杞品种,不必防治害虫。你_____(填“赞成”或“不赞成”)这种说法,理由是____________。
【答案】(1) 未成熟的种子,幼根和幼芽 细胞分裂素含量先增加后降低
(2) 外源生长素和赤霉素均能促进茎切段伸长 外源生长素和赤霉素混合液培养切段,重复前面的实验 混合液处理组的茎切段伸长率最大
(3) 不赞成 转基因枸杞能抵抗蚜虫,但不能抵抗所有害虫
【分析】由图可知,与用清水处理的水仙花茎切段相比,用外源生长素和赤霉素处理的水仙花茎切段伸长率均高于对照组,因此外生长素和赤霉素均能促进茎切段伸长。
【详解】(1)赤霉素合成部位主要是未成熟的种子,幼根和幼芽。由表可知,随着蚜虫取食时间的延长,生长素含量逐渐降低,细胞分裂素含量先增加后降低。
(2)①与用清水处理的宁夏枸杞茎切段相比,用外源生长素和赤霉素处理的宁夏枸杞茎切段伸长率均高于对照组,因此外源生长素和赤霉素均能促进茎切段伸长。
②该实验的目的是探究外生长素和赤霉素对茎切段的共同影响,为了达到上述目的,需要在此基础上,再应增设一组实验,用生长素和赤霉素混合液培养切段,记录宁夏枸杞茎切段的生长情况,如果混合液处理组的茎切段伸长率最大,则说明生长素和赤霉素具有协同作用。
(3)培育的转基因生物不是万能的,具有专一性,只能对导入的基因所表达的性状起作用,故转基因枸杞只能抵抗蚜虫但不能抵抗其他害虫,因此不赞成这种说法。
考点三 植物生长调节剂的应用
考向01 植物生长调节剂的作用
39.【应用情境・植物生长调节剂农业生产应用】植物激素及其类似物在农业生产中应用广泛。下列相关叙述错误的是( )
A.用适宜浓度的赤霉素处理生长期的芦苇,可提高纤维长度与产量
B.生产中使用2,4-D可防止落花落果,也可用于麦田除草
C.用一定浓度的α-萘乙酸处理分化初期的黄瓜花芽,可促使花芽向雄花分化
D.乙烯利释放的乙烯能促进果实成熟,可用于香蕉、柿子等水果的催熟
【答案】C
【详解】A、赤霉素可以促进细胞伸长,从而使植株增高,用适宜浓度的赤霉素处理生长期的芦苇,能够提高芦苇的纤维长度与产量,A正确;
B、2,4-D是生长素类似物,低浓度可以防止落花落果,同时双子叶杂草比单子叶小麦对生长素类似物的敏感度更高,高浓度的2,4-D可用于去除麦田中的双子叶杂草,B正确;
C、α-萘乙酸是生长素类似物,用适宜浓度的α-萘乙酸处理分化初期的黄瓜花芽,会促使花芽向雌花分化,C错误;
D、乙烯利在适宜条件下可释放乙烯,乙烯具有促进果实成熟的作用,因此可用于香蕉、柿子等水果的催熟,D正确。
40.【应用情境・生长调节剂实践措施判断】下列应用植物生长调节剂的措施,错误的是( )
A.播种前用一定浓度的赤霉素溶液浸泡种子,可促进种子萌发
B.番茄开花期遭遇大雨,喷洒适宜浓度的NAA可减少损失
C.番茄生长期喷洒适宜浓度的乙烯利可促进果实发育提高产量
D.收获后的番茄可用青鲜素来延长储藏期
【答案】C
【详解】A、赤霉素的生理作用包括打破种子休眠、促进种子萌发,播种前用适宜浓度的赤霉素溶液浸泡种子可促进萌发,A正确;
B、番茄开花期遭遇大雨会影响传粉,无法形成种子为子房发育提供生长素,喷洒适宜浓度NAA可以促进子房发育,获得无子番茄,减少产量损失,B正确;
C、乙烯利可分解释放乙烯,乙烯的功能是促进果实成熟,C错误;
D、青鲜素可抑制细胞分裂、抑制植物发芽,收获后的番茄使用青鲜素处理可以延长储藏期,D正确。
41.【表格情境・NAA 促进插条生根预实验】在探索α-萘乙酸(NAA)促进番茄插条生根的最适浓度的预实验中,选取生长旺盛的一年生枝条,去除老叶,保留3-4个幼芽,实验结果如下表。下列相关叙述错误的是( )
NAA浓度/(mol/L)
0
10-8
10-7
10-6
10-5
10-4
生根数量/条
3
10
15
18
12
8
A.选取一年生枝条是因为其形成层细胞分裂能力强,发育快易成活
B.预实验可以为进一步实验摸索条件,减少实验误差,提高实验可行性
C.较低浓度范围内,随浓度增加,NAA对番茄生根的促进作用增强
D.若要进一步探究其最适浓度,应该在浓度10-7mol/L至10-5 mol/L之间进行
【答案】B
【详解】A、一年生枝条的形成层细胞分裂能力强、代谢旺盛,扦插后发育快、更容易生根成活,因此实验选取一年生枝条作为材料,A正确;
B、预实验可以为后续实验摸索合适的浓度范围,检验实验设计的科学性和可行性,避免盲目实验造成的资源浪费,但预实验不能减少实验误差,平行重复实验、控制无关变量等操作可减少实验误差,B错误;
C、由表格数据可知,NAA浓度在0~10-6mol/L的较低浓度范围内,随浓度升高,插条生根数量逐渐增多,说明该范围内NAA对生根的促进作用随浓度升高而增强,C正确;
D、表格中NAA浓度为10-6mol/L时生根数量最多,说明最适浓度位于其两侧的10-7mol/L~10-5mol/L之间,因此进一步探究最适浓度需在该范围内设置更小的浓度梯度,D正确。
42.【基础概念・植物激素与类似物辨析】下列关于植物激素及其类似物的应用,正确的是( )
A.各类激素的含量及作用在不同种类的植物中相同
B.生长素和乙烯均能促进果实成熟
C.NAA(萘乙酸)是人工合成的生长素类似物,故其对植物的作用效果通常不如生长素
D.在植物组织培养过程中,若细胞分裂素多,生长素少,则会抑制愈伤组织根的生长。
【答案】D
【详解】A、不同种类植物的生理特性存在差异,各类植物激素的含量以及作用效果在不同植物中并不相同,例如双子叶植物对生长素的敏感程度远高于单子叶植物,A错误;
B、生长素的功能是促进果实发育,乙烯才具有促进果实成熟的功能,二者功能存在明显差异,B错误;
C、NAA是人工合成的生长素类似物,植物体内不存在专门分解NAA的酶,因此其作用效果比天然生长素更稳定、持久,作用效果更优,C错误;
D、植物组织培养过程中,细胞分裂素和生长素的比值会影响愈伤组织的分化方向:当细胞分裂素多、生长素少时,比值偏高,有利于芽的分化,会抑制愈伤组织根的生长,D正确。
43.【应用情境・植物生长调节剂生产实践】植物激素及植物生长调节剂在农业生产实践上有广泛应用。下列叙述正确的是( )
A.将从树上摘下的青柿子和成熟的香蕉放在一起可以加快柿子变黄,说明乙烯可促进果实的发育和成熟
B.细胞分裂素可以解除植物的顶端优势,体现了其能促进侧枝发育的作用
C.用一定浓度的赤霉素溶液处理芦苇、玉米等作物,可使植株增高,提高产量
D.高浓度的2,4-D可作为除草剂,杀死大豆田中的双子叶杂草
【答案】B
【详解】A、乙烯能促进果实成熟,成熟的香蕉能产生乙烯,可以促进青柿子变黄,但不能促进果实发育,A错误;
B、细胞分裂素能促进侧枝发育,在一定程度上可以用来解除顶端优势,B正确;
C、赤霉素能促进细胞伸长,从而引起植株增高,用一定浓度赤霉素溶液处理芦苇、玉米等植物,可使植株增高,对芦苇而言会增加产量,但对玉米而言,植株过高,植株易倒伏,产量不一定增加,C错误;
D、双子叶植物比单子叶植物对生长素更敏感,利用高浓度的2,4-D作为除草剂,可杀死单子叶农作物中的双子叶杂草,大豆也是双子叶植物,会被除草剂杀死,D错误。
考向02 探索植物生长调节剂的应用
44.【图像情境・NAA、KT 调控根生长柱状图】萘乙酸(NAA)是一种生长素类调节剂,激动素(KT)是一种内源性细胞分裂素,为探究二者对棉花主根长度及单株侧根数的影响,某实验小组用一定浓度的萘乙酸(NAA)溶液和激动素(KT)溶液做了相关实验,结果如图所示。据此分析,下列叙述错误的是( )
A.乙组与甲组比较,说明该实验所用浓度的NAA抑制主根生长
B.丙组与甲组比较,说明该实验所用浓度的KT促进主根生长
C.空白对照中主根长度大于侧根数,说明在生长过程中主根具有顶端优势
D.丁组的实验结果与甲组比较,可以说明NAA和KT共同作用对侧根的生长具有促进作用
【答案】C
【详解】A、甲组为空白对照,乙组施加NAA,乙组主根长度明显小于甲组,说明该实验所用浓度的NAA抑制主根生长,A正确;
B、丙组施加KT,主根长度大于甲组,说明该实验所用浓度的KT促进主根生长,B正确;
C、主根长度的单位是长度单位cm,单株侧根数的单位是数量单位条,二者测量维度不同、单位不同,无法直接比较数值大小,且顶端优势是主根优先生长、侧根生长受抑制的现象,不能通过长度与数量的数值比较判断,C错误;
D、丁组同时施加NAA和KT,单株侧根数远大于甲组,说明NAA和KT共同作用对侧根的生长具有促进作用,D正确。
45.【图像情境・生长素抑制剂根系实验分析】为探究生长素类调节剂GV促进根系生长的机制,某科研小组用拟南芥进行实验,结果如图所示,相关叙述错误的是( )
A.设置蒸馏水组可排除内源激素对结果的影响
B.GV在一定程度上可缓解Y对主根生长的抑制
C.NPA最可能抑制的是生长素的极性运输
D.⑤、⑥组结果相当,说明NPA对GV的作用无影响
【答案】D
【详解】A、蒸馏水组(①)作为对照,用于排除内源激素等无关变量干扰,是实验设计的基本要求,A正确;
B、③组(Y,生长素合成抑制剂)主根短;④组(Y+GV)主根更长,说明 GV 可以一定程度缓解 Y 对主根生长的抑制,B正确;
C、NPA为生长素运输抑制剂,⑤组主根长度显著下降,表明其可能阻断生长素从根尖向伸长区的极性运输,从而影响主根生长,C正确;
D、⑤组NPA、⑥组NPA+GV主根长度相近,说明在NPA存在条件下,GV不再发挥促根作用,证明GV发挥作用依赖正常的生长素运输,即NPA抑制了GV的作用,并非NPA对GV作用无影响,D错误。
46.【图像情境・生根调节剂生根效果探究】为探究植物生长调节剂对巨柏移栽苗生根的影响,以相同苗龄的巨柏苗为对象,采用不同浓度的生根粉(ABT)和吲哚丁酸(IBA)进行实验,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.两种调节剂对巨柏苗生根均表现为两重性
B.IBA对巨柏苗生根始终表现为促进作用
C.ABT在100mg/L时促进效果比IBA更显著
D.用IBA处理比ABT处理生根效果更明显
【答案】C
【详解】A、不同浓度ABT处理,新生根条数都大于空白对照组,仅能反映ABT具有促进生根的作用,不能体现ABT的两重性,A错误;
B、与空白对照组对比,100mg/L和300mg/L的IBA新生根数较多,而200mg/L和400mg/L的IBA新生根数较少,并不是始终表现为促进作用,B错误;
C、100mg/L的ABT新生根数远多于100mg/L的IBA,说明ABT在100mg/L时促进效果比IBA更显著,C正确;
D、四个实验组中,ABT新生根数都多于IBA,说明用ABT处理比IBA处理生根效果更明显,D错误。
47.【图像情境・基因缺失突变体下胚轴实验】为研究α-萘乙酸与Z蛋白(由Z基因编码)对植物下胚轴生长的影响,科研人员用α-萘乙酸分别处理野生型和Z基因功能缺失突变体的拟南芥幼苗,结果如图。下列叙述错误的是( )
A.实验中需使用相同浓度的α-萘乙酸
B.Z蛋白抑制拟南芥幼苗下胚轴的生长
C.α-萘乙酸促进拟南芥幼苗下胚轴生长
D.Z蛋白可能参与α-萘乙酸的信号转导过程
【答案】B
【详解】A、α-萘乙酸的浓度是无关变量,根据单一变量原则,无关变量要相同且适宜,A正确;
B、由图可知,与野生型相比,(Z基因功能缺失的)突变体的下胚轴更短,可知Z蛋白促进下胚轴生长,而不是抑制,B错误;
C、野生型添加α-萘乙酸后下胚轴更长,因此α-萘乙酸能促进拟南芥幼苗下胚轴生长,C正确;
D、Z蛋白缺失后α-萘乙酸无促进效果,说明Z蛋白可能参与α-萘乙酸信号转导,D正确。
48.【表格情境・NAA 调控芽生长速率数据分析】丝瓜的生长速度很快,瓜秧长得很长,为保证结瓜多,要适时且适当摘掉一些侧枝(打杈),以节约养分,供应上部生长。下表所示为不同浓度的α-萘乙酸(生长素类调节剂)喷施丝瓜植株,分别测量其顶芽和侧芽的生长速率,下列说法正确的是( )
项目
α-萘乙酸浓度
0
2
4
8
16
顶芽生长速率/(cm·d⁻¹)
0.90
1.10
1.40
1.60
1.30
侧芽生长速率/
0.60
0.45
0.42
0.30
0.50
A.打杈是为了抑制丝瓜的顶端优势,有利于果实养分的积累
B.由实验数据可知,α-萘乙酸对丝瓜顶芽生长表现为低浓度促进、高浓度抑制
C.由实验数据可知,α-萘乙酸对丝瓜侧芽的生长均表现为抑制
D.α-萘乙酸为信息分子,调节植物果实的发育和成熟
【答案】C
【详解】A、打杈是摘除侧枝,目的是维持顶端优势,减少侧枝对养分的消耗,供应上部果实生长,A错误;
B、α-萘乙酸浓度为0时顶芽生长速率为0.90cm·d⁻¹,实验中所有浓度组的顶芽生长速率均高于对照组,仅体现促进作用,B错误;
C、α-萘乙酸浓度为0时侧芽生长速率为0.60cm·d⁻¹,所有实验组的侧芽生长速率均低于对照组,说明该实验浓度范围内α-萘乙酸对丝瓜侧芽生长均表现为抑制,C正确;
D、α-萘乙酸是生长素类调节剂,属于信息分子,可促进果实发育,但促进果实成熟的是乙烯,α-萘乙酸不调节果实成熟,D错误。
49.【表格情境・干旱胁迫外源激素实验分析】某科研小组探究了干旱胁迫条件下,6-BA(6-苯甲基腺嘌呤)、NAA(萘乙酸)、ABA(脱落酸)对番茄幼苗生长以及番茄产量的影响,得到如表所示实验结果。下列相关说法正确的是( )
处理指标
对照组
干旱胁迫
干旱胁迫+ABA
干旱胁迫+NAA
干旱胁迫+6-BA
地上生物量/(g·株-1)
27.13
18.44
24.05
25.79
26.22
地下生物量/(g·株-1)
8.37
5.64
7.35
7.71
8.02
产量/(t·hm-2)
33.12
20.23
24.02
24.98
30.16
A.该实验的自变量为是否用激素处理,以及激素的类型
B.干旱胁迫下,6-BA、NAA、ABA都能使番茄产量有所恢复
C.干旱胁迫下,喷施6-BA对番茄幼苗生物量恢复效果最好
D.6-BA和NAA既可在番茄植株体内产生,也能由人工合成
【答案】BC
【详解】A、自变量包括干旱胁迫条件(对照组与干旱胁迫组)和外源激素种类(ABA、NAA、6-BA),A错误;
B、干旱胁迫下,ABA组产量24.02 t·hm⁻²、NAA组24.98 t·hm⁻²、6-BA组30.16 t·hm⁻²,均高于干旱胁迫组(20.23 t·hm⁻²),说明三者均能促进产量恢复,B正确;
C、干旱胁迫下,地上生物量恢复值:6-BA组(26.22g)> NAA组(25.79g)> ABA组(24.05g);地下生物量恢复值:6-BA组(8.02g)> NAA组(7.71g)> ABA组(7.35 g),表明6-BA对生物量恢复效果最佳,C正确;
D、6-BA是人工合成的细胞分裂素类似物,NAA是人工合成的生长素类似物,二者并非植物体内天然存在的激素,D错误。
故选BC。
50.【综合情境・UV‑B 胁迫植物激素耐受性大题】青杨是我国特有树种,分布于紫外线辐射(UV-B)较强的青藏高原,为雌雄异株植物。UV-B辐射会诱导植物产生超氧阴离子等活性氧,进而引起膜脂氧化损伤,降低光合速率,抑制植物生长。花青素能吸收紫外线并能清除活性氧。科研人员研究了五种植物激素(粉末状,均溶解在0.04%的乙醇溶液中)处理下,青杨对UV-B胁迫的耐受性,试验处理见下表,实验结果如图1、2、3。请回答下列问题:
处理组
试验处理
A
喷施蒸馏水(含0.04%乙醇)
B
?
C
进行UV-B辐射,喷施30 μmol·L-1NAA(萘乙酸)
D
进行UV-B辐射,喷施100 μmol·L-1ACC(乙烯前体)
E
进行UV-B辐射,喷施250 μmol·L-1·’M
eJA(茉莉酸甲酯)
F
进行UV-B辐射,喷施500 μmol·L·’SA(水杨酸)
G
进行UV-B辐射,喷施100 μmol·L-1MT(褪黑素)
(1)植物体产生的乙烯主要作用是_______;促进开花;促进叶、花、果实的脱落。喷施的NAA、ACC、MeJA、SA、MT等都是由人工合成的,对植物的生长、发育有调节作用的化学物质,这些物质被称为_______。
(2)A组喷施的蒸馏水中含0.04%乙醇的目的是_______。B组的实验处理是_______。
(3)据图分析,雄株的光合作用受UV-B辐射的影响较小,其调节的机制可能是_______。
(4)根据图1可知,在UV-B胁迫下,喷施_______(填激素名称的简写)对雌雄青杨叶片光合性能均有改善,且对_______(填“雌株”或“雄株”)的改善效果更明显。
(5)根据图1-3实验结果,建议对高原地区的杨树适量喷施_______。
【答案】(1) 促进果实的成熟 植物生长调节剂
(2) 排除溶剂乙醇对实验结果的干扰 进行UV-B辐射,喷施蒸馏水(含0.04%乙醇)
(3)通过提高花青素含量,减少超氧阴离子,从而维持光合作用强度
(4) NAA、ACC、MeJA、MT 雌株
(5)MeJA(茉莉酸甲酯)
【详解】(1)植物体产生的乙烯主要作用是促进果实的成熟;促进开花;促进叶、花、果实的脱落。对植物的生长、发育有调节作用的化学物质,这些物质被称为植物生长调节剂。
(2)本实验的目的是研究五种植物激素处理下,青杨对UV-B胁迫的耐受性,自变量是植物激素的种类,A组为对照组,A组喷施的蒸馏水中含0.04%乙醇的目的是排除溶剂乙醇对实验结果的干扰。B组的实验处理是进行UV-B辐射,喷施蒸馏水(含0.04%乙醇)。
(3)图1分析,相比A组没有UV-B辐射,B组UV-B辐射下雄性植株光合速率减小程度较少,说明雄株的光合作用受UV-B辐射的影响较小。结合图2、3可知,调节的机制可能是通过合成减少超氧阴离子,提高花青素含量,从而维持光合作用强度。
(4)结合图1可知,对B组对比,C、D、E、G组光合速率均较大,说明NAA、ACC、MeJA、MT对雌雄青杨叶片光合性能均有改善,且对雌株的改善效果更明显。
(5)相比对照组,E组光合速率恢复最明显,说明应该对高原地区的杨树适量喷施MeJA(茉莉酸甲酯)。
51.【表格情境・植物组培体细胞胚再生大题】为建立月季“卡罗拉”高效的体细胞胚再生体系,农科院团队在培养基中添加了不同植物生长调节剂组合,以研究对“卡罗拉”体细胞胚萌发的影响,部分数据如表所示。其中,6—BA为细胞分裂素类植物生长调节剂,NAA、IBA、2,4—D为生长素类植物生长调节剂。回答下列问题:
培养基
6—BA(mg·L-1)
NAA(mg·L-1)
IBA(mg·L-1)
2,4—D(mg·L-1)
体细胞胚萌发率(%)
每胚再生植株数
F1
0.5
0
0
0
0
0
F2
1.0
0
0
0
6.90
0.50
F3
1.0
0.01
0
0
10.34
0
F4
1.0
0
0.01
0
43.33
1.31
F5
1.0
0
0
0.01
31.03
0.89
(1)______经过一系列反应可转变成生长素。生长素只能从植物的形态学上端运输到形态学下端,而不能反过来运输,称为______。植物激素与动物激素均具有____________(答出2点)的特点。
(2)据表分析可知,细胞分裂素类植物生长调节剂和生长素类植物生长调节剂在促进体细胞胚的萌发率上起到______(填“协同”或“抗衡”)作用,结合实验数据综合分析,______组培养基的组合效果最好,原因是__________________。
(3)若提高F3组中NAA的浓度反而使体细胞胚的萌发率降低,根据生长素和乙烯的相互作用分析原因是__________________。
【答案】(1) 色氨酸 极性运输 微量、高效、由产生部位运输到作用部位,都是调节生命活动的化学物质,都需要与特异性受体结合,作用后被灭活等
(2) 协同 F4 F4培养基(6一BA+IBA)萌发率最高(43.33%),且每胚再生植株数(1.31)高于其他组合,说明该培养基的调节剂组合效果最佳
(3)生长素升高到一定值时就会促进乙烯的合成,乙烯含量的升高,反过来会抑制生长素的作用
【详解】(1)色氨酸经过一系列反应可转变成生长素。生长素只能从植物的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。植物激素与动物激素均具有微量和高效、由产生部位运输到作用部位的特点,都是调节生命活动的化学物质,都需要与特异性受体结合,作用后被灭活等。
(2)6-BA为细胞分裂素类植物生长调节剂,NAA、IBA、2,4-D为生长素类植物生长调节剂,培养基F3、F4、F5体细胞胚的萌发率均高于培养基F2,F2高于F1,可见两者在促进体细胞胚萌发率上的作用是相同的,即为协同作用。组合6-BA与IBA的综合效果最佳原因是F4培养基的体细胞胚萌发率为所有组合中最高,且每胚再生植株数也高于其他有效组合,既保证了较高的萌发效率,又能支持萌发后的胚进一步分化形成植株。
(3)根据生长素和乙烯的相互作用,若提高F3组中NAA的浓度反而会使体细胞胚的萌发率降低,是因为生长素升高到一定值时就会促进乙烯的合成,乙烯含量的升高,反过来会抑制生长素的作用。
考点四 环境因素参与调节植物的生命活动
考向01 光、温度、重力对植物发育的调节
52.【机制图情境・光敏色素调控种子萌发】光照、光敏色素作用因子PIFs、脱落酸和赤霉素等参与调节种子的萌发,部分作用关系如下图。下列叙述正确的是( )
A.光敏色素和光合色素均属于小分子物质,能吸收红光
B.红光和远红光下光敏色素的空间结构发生不可逆变化
C.图中激素①是赤霉素,激素②是脱落酸,二者是相抗衡的关系
D.红光照射可抑制PIFs的活性,解除蛋白3对激素②的抑制
【答案】D
【详解】A、光敏色素是色素-蛋白复合体,属于大分子物质,只有光合色素属于小分子物质,二者均能吸收红光,A错误;
B、由图可知,红光可使无活性光敏色素转化为有活性光敏色素,远红光可使有活性光敏色素转化为无活性光敏色素,该空间结构变化是可逆的,B错误;
C、激素①抑制种子萌发,是脱落酸,激素②促进种子萌发,是赤霉素,二者作用相抗衡,选项将两种激素名称说反,C错误;
D、红光照射使光敏色素转化为有活性形式,抑制PIFs的活性,导致PIFs促进蛋白1合成的作用减弱,进而蛋白3合成量减少,解除蛋白3对激素②的抑制,D正确。
53.【表格情境・光敏色素红光远红光种子实验】光敏色素是吸收红光(R)和远红光(FR)的光受体,存在Pr(生理失活型)和Pfr(生理激活型)两种形式,二者可相互转化,黑暗中Pfr可缓慢回复为Pr。研究小组用需光性莴苣种子进行下表实验,下列分析正确的是( )
实验
实验一
实验二
组别
组1
组2
组3
组4
组5
组6
组7
光照处理方式
黑暗对照
R
R→FR
R→FR→R
R→立即FR
R→黑2 h→FR
R→黑暗8 h→FR
种子萌发率/%
10
95
12
96
12
46
88
A.组3萌发率低于组2,说明远红光抑制莴苣种子萌发
B.由实验二可推知,随黑暗间隔延长,远红光的“逆转”效应逐渐减弱,说明Pfr触发的生理效应随时间逐渐“固定”
C.林冠下透射光的红/远红光比值低,其下种子中光敏色素主要以Pfr形式存在,故萌发率低,这是种子对环境的适应
D.Pfr通过促进脱落酸合成、抑制赤霉素合成来促进种子萌发
【答案】B
【详解】A、组3萌发率低于组2,本质是远红光将红光诱导产生的生理激活型Pfr转化为失活型Pr,逆转了红光的促萌发效应,并非远红光本身直接抑制种子萌发,A错误;
B、实验二中,红光处理后黑暗间隔时间越长,再施加远红光后的种子萌发率越高,说明远红光的逆转效应逐渐减弱,原因是Pfr触发的种子萌发相关生理过程随时间逐渐固定,即使后续Pfr被转化为Pr,已启动的萌发进程也不会被逆转,B正确;
C、林冠下远红光占比高,会促进Pfr转化为失活型Pr,因此光敏色素主要以Pr形式存在,种子萌发率低,C错误;
D、赤霉素促进种子萌发,脱落酸抑制种子萌发,生理激活型Pfr促进种子萌发,应是通过促进赤霉素合成、抑制脱落酸合成实现的,D错误。
54.【实验情境・光敏色素突变体下胚轴实验】下图表示拟南芥光敏色素A缺失突变体(phyA)和光敏色素B缺失突变体(phyB)在不同光照条件下下胚轴(连接胚根和子叶的结构)的生长状况。下列叙述错误的是( )
A.光敏色素是一类色素-蛋白复合体,主要分布在植物分生组织的细胞内
B.光敏色素A主要吸收远红光,光敏色素B主要吸收红光或白光
C.在受到相应光照射时,光敏色素A、B的结构会发生变化
D.光敏色素A、B被激活后均会影响特定基因的表达,促进下胚轴的生长
【答案】D
【详解】A、光敏色素是一类蛋白质(色素-蛋白复合体),主要分布在植物分生组织的细胞内,A正确;
B、分析题图可知,在红光或白光的条件下,拟南芥光敏色素B缺失突变体(phyB)的下胚轴的长度更长,说明光敏色素B主要吸收红光或白光;在远红光的条件下,拟南芥光敏色素A缺失突变体(phyA)的下胚轴的长度更长,说明光敏色素A主要吸收远红光,B正确;
C、在受到相应光照射时,光敏色素的结构会发生变化,这一变化的信息会传导到细胞核内,最终影响特定基因的表达,C正确;
D、远红光的条件下,与对照组进行对比,拟南芥光敏色素A缺失突变体(phyA)的下胚轴的长度更长,说明光敏色素A被激活后可抑制拟南芥下胚轴的生长,在红光或白光的条件下,与对照组进行对比,拟南芥光敏色素B缺失突变体(phyB)的下胚轴的长度更长,说明光敏色素B被激活后可抑制拟南芥下胚轴的生长,故光敏色素 A、B 被激活后均可抑制拟南芥下胚轴的生长,D错误。
55.【基础概念・环境因素调节植物生命活动】下列有关环境因素参与调节植物生命活动的叙述,错误的是( )
A.有些植物在生长期需要经历春化作用才能开花
B.树木年轮形成主要依赖光照周期变化诱导形成层活动差异
C.“淀粉—平衡石假说”认为根冠“淀粉体”沉降触发根的向地性生长
D.光敏色素是感受光信号的色素—蛋白质复合体,通过吸收红光和远红光调控开花及种子萌发
【答案】B
【详解】A、春化作用指低温诱导植物开花的现象(如冬小麦需低温处理才能开花),属于温度参与调节的生理过程,A正确;
B、树木年轮形成主要受温度季节变化影响(春夏季形成层分裂快形成浅色带,秋冬季分裂慢形成深色带),与光照周期无直接关联,B错误;
C、“淀粉—平衡石假说”认为根冠中的淀粉体作为平衡石,受到重力作用时会向重力方向沉降,进而触发信号转导诱导根的向地性生长,C正确;
D、光敏色素是感受光信号的色素-蛋白质复合体,可通过吸收红光和远红光发生结构变化,进一步调控种子萌发、开花等生命活动,D正确。
56.【机制图情境・光信号转导黄化去黄化】在黑暗中生长的植物幼苗通常表现为黄叶,称为黄化苗。SPA1和COP1是植物光信号转导调控过程中的重要物质,HY5是细胞核内的一类转录因子。光照影响幼苗叶色的分子机制如图所示。
下列叙述错误的是 ( )
A.光敏色素是色素-蛋白质复合体,分布在植物的各个部位,在分生组织细胞内含量较高
B.光敏色素接受光信号后,其空间结构会发生变化,影响特定基因的表达
C.黑暗条件可能会抑制细胞分裂素的降解,导致叶绿素合成量减少形成黄化苗
D.光照环境下,光敏色素进入细胞核抑制HY5降解,使幼苗发生去黄化反应
【答案】C
【详解】A、光敏色素是一类蛋白质,分布在植物的各个部位,在分生组织的细胞内比较丰富,主要吸收红光和远红光,A正确;
B、由图可知,黑暗环境中光敏色素与光照环境下光敏色素的结构不同,推测其接受光信号后,其空间结构会发生变化,影响特定基因的表达,B正确;
C、黑暗环境下,光敏色素会促进HY5降解,HY5使特定基因的转录受抑制,使幼苗发生黄化,形成黄化苗,该过程未体现与细胞分裂素有关,C错误;
D、从题图机制可知,光照下光敏色素进入细胞核,结合SPA1和COP1,阻断了二者对HY5的降解作用,HY5可以启动相关基因的转录,促进幼苗去黄化反应,D正确。
57.【机制情境・红光信号调控气孔开闭】从黑暗转为红光,气孔开放程度增加。研究发现,A蛋白和B蛋白参与红光对气孔开度的调节,调节通路如图1,为探究通路中X、Y具体对应关系进行实验,结果如图2所示。下列说法正确的是( )
A.红光作为信息调节气孔开闭,可能需要类囊体薄膜上的光敏色素参与
B.与WT组相比,红光和黑暗条件下各组数据变化分析,可推知Y是A
C.图1三处箭头表示的促进或抑制作用从左到右依次为抑制、促进、抑制
D.如比较WT、OE、KO组脱落酸含量,可判断B是否通过调节脱落酸含量调节气孔
【答案】BD
【详解】A、光敏色素是植物感受光信号的受体蛋白,主要分布在植物分生组织细胞中,并不位于类囊体薄膜,类囊体薄膜上分布的是光合作用的光合色素,A错误;
B、图中KO是B基因功能缺失突变体,结果显示无论红光还是黑暗,KO组的A基因表达量都远低于野生型WT,OE组(B过度表达)A基因表达量高于WT,说明B促进A的表达,B位于A上游,即X是B,Y是A,B正确;
C、题意显示,红光促进气孔开放,通路终点为气孔关闭,据此推测红光对通路起抑制作用,第一个箭头为抑制;B(X)促进A(Y)表达,第二个箭头为促进;Y最终促进气孔关闭,第三个箭头为促进。因此三处箭头从左到右为抑制、促进、促进,C错误;
D、脱落酸可促进气孔关闭,若B通过调节脱落酸含量调控气孔开度,则WT、OE、KO组(B表达量不同)的脱落酸含量会出现规律性差异;若无差异,则说明B不通过调节脱落酸含量发挥作用,D正确。
58.【机制图情境・光‑脱落酸调控气孔通路】光会影响脱落酸的信号通路,从而影响植物的生长发育,影响机制如图所示,①②表示相关物质,“(+)”表示促进,“(-)”表示抑制。下列叙述错误的是( )
A.①吸收光能后使叶肉细胞净光合速率大于0,植株表现为生长
B.②可能为光敏色素,其接受光信号后空间结构会发生改变,进而影响核基因表达
C.夜间气孔开放程度降低,与PIL15基因夜间表达减弱有关
D.白天可通过抑制脱落酸的合成,促进植物光合产物的积累
【答案】AC
【详解】A、①是叶绿体中的光合色素,吸收光能用于光合作用。此时叶肉细胞表现为净光合速率大于0,但非绿色细胞只有呼吸作用,所以对于整个植株来说净光合速率未必大于0,植株不一定表现为 生长,A错误;
B、②为光受体,植物中的光受体如光敏色素,受光刺激后,其空间结构会发生改变,从而引发一系列信号传导,影响核基因表达,B正确;
C、由图可知,PIL15与脱落酸信号呈正相关,脱落酸信号与气孔开放程度呈负相关,即PIL15基因表达增强,会使脱落酸信号增强,进而使气孔开放程度降低。夜间气孔开放程度降低,说明脱落酸信号增强,那么PIL15基因夜间表达应增强,而不是减弱,C错误;
D、白天有光照,从图中可知光会影响脱落酸信号通路,抑制脱落酸信号,从而促进气孔开放,有 利于二氧化碳进入,促进光合作用,进而促进植物光合产物的积累,D正确。
59.【综合情境・植物避阴反应实验预测大题】阳生植物受到周围植物遮蔽时,茎伸长速度加快,使株高和节间距增加,叶柄伸长,这种现象称为避阴反应(如图)。研究发现,光敏色素B可感知R/FR的变化,调控某些基因表达,如激活生长素(IAA)、赤霉素(GA)合成相关基因的转录,促进茎秆伸长。GA还可作用于D蛋白(抑制植物生长蛋白),参与植物的避阴反应。
实验处理植物(拟南芥)
正常光下(不遮阴)
遮阴
野生型
①茎伸长不明显
③茎伸长____
光敏色素B突变型
②茎伸长____
④茎伸长____
(1)现有野生型和光敏色素B突变型(缺乏有相关功能的光敏色素B)拟南芥若干,利用这两种拟南芥验证光敏色素B能使植物具有避阴反应,请根据表格中的实验设计思路,预测实验结果②____;③____;④____。
(2)植物体一些新生的嫩叶经常会遇到被其他叶片部分遮挡的情况。研究发现光照会引起植物细胞内生长素含量减少,一个叶片左、右两部分的叶肉细胞输出的生长素会分别沿着该侧的叶柄细胞向下运输(如下图所示)。据此推测,图中被遮挡的嫩叶叶柄生长状态发生的变化是____________,其原因是________________________________,这种生理反应的意义在于________________________(写出一点)。
(3)综合以上植物避阴反应的机理,说明植物生长发育的调控是由基因表达调控、____________、____________________________________共同完成的。
【答案】(1) 不明显 明显 不明显
(2) 向右侧弯曲生长 右侧光照导致生长素向下运输量减少,造成右侧生长速度低于左侧 减少叶片之间的相互遮挡,增大光合作用的有效面积,提高对光能的利用率
(3) 激素调节 环境因素调节
【详解】(1)本实验的目的是探究光敏色素B使植物具有避阴反应,实验的自变量是光敏色素B的有无和是否遮阴,因此这里利用了两种不同的植物和是否遮阴处理,因变量为遮阴反应的有无,实验设计如表格,因此实验的第二步处理应该是对两种植物进行遮阴处理,野生型植株和突变型植株在遮阴前的表现均为茎伸长不明显(无避阴反应),遮阴处理后,根据题意可推测,野生型应该为茎明显伸长(有避阴反应),突变型应该为茎伸长不明显(无避阴反应),这一结果支持光敏色素B使植物感知其他植物的遮阴,进而表现遮阴反应的结论。
(2)图中被遮挡的嫩叶左侧被遮挡,右侧有光照,光照会引起植物细胞内生长素含量减少,因此右侧比左侧合成的生长素少,生长素向下运输量减少,造成右侧生长速度低于左侧,因此,被遮挡的嫩叶叶柄生长状态发生的变化是向右侧弯曲生长。这种生理反应的意义在于减少叶片之间的相互遮挡,增大光合作用的有效面积,提高对光能的利用率。
(3)综合以上植物避阴反应的机理,说明植物生长发育的调控是由基因表达调控、激素调节、环境因素调节共同完成的。
60.【图像情境・乙烯调控植物低温耐受大题】乙烯在植物的生长发育和应对环境胁迫等方面发挥着重要作用。研究发现乙烯和拟南芥在低温环境下的生长状况存在密切联系。现有拟南芥野生型(Col植株)和一种乙烯合成相关的突变体(etol植株),实验小组将Col植株和etol植株分别置于常温(22℃)和低温(4℃)环境下培养,不同培养条件下两种植株乙烯相对合成量和植株的存活率如图1和图2所示。回答下列问题:
(1)《格物粗谈》中有记载“红柿摘下未熟,木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味”,此处的“气”指的就是乙烯,该实例说明乙烯对果实具有_______的作用。
(2)根据图1可知,etol植株是一种乙烯合成_______(填“增多”或“减少”)突变体,根据图2可知,乙烯合成增加会_______(填“提高”或“降低”)拟南芥在低温环境下的存活率。试结合图1和图2阐述拟南芥植株对低温环境的适应机制_______。
(3)Ag+是乙烯受体的拮抗剂,能有效阻断乙烯信号途径。实验小组欲设计实验证明乙烯信号阻断能够影响拟南芥对低温的耐受能力,将野生型拟南芥随机均分为两组,对照组用MS培养基培养(常用的植物培养基,能满足植物细胞在营养和生理上的基本需求),实验组用_______培养,一段时间后检测实验组和对照组的拟南芥在低温条件下的存活率,实验结果为_______。
【答案】(1)催熟
(2) 增多 降低 低温环境下,拟南芥通过减少乙烯的合成提高其对低温的耐受能力
(3) 含Ag+的MS培养基 实验组存活率高于对照组
【详解】(1)乙烯的核心生理作用是促进果实成熟,该实例中未成熟的柿子被乙烯诱导成熟,直接体现了乙烯促进果实成熟的功能。
(2)从图1可看出,相同温度下etol植株的乙烯合成量始终高于野生型Col植株,因此etol是乙烯合成增多的突变体;分析图2,低温条件下乙烯合成量更高的etol存活率远低于乙烯合成量更低的Col,说明乙烯合成增加会降低拟南芥在低温下的存活率。结合两图规律:低温条件下两种拟南芥的乙烯合成都低于常温,且乙烯含量越低存活率越高,因此拟南芥对低温的适应机制为:低温诱导乙烯合成减少,从而提高自身低温下的存活率,适应低温环境。
(3)实验目的是验证“乙烯信号阻断影响拟南芥低温耐受能力”,自变量是乙烯信号是否被阻断,因此对照组用普通MS培养基,实验组用添加了乙烯受体拮抗剂Ag+的MS培养基。根据前面的结论,乙烯会降低拟南芥低温存活率,阻断乙烯信号后,乙烯无法发挥抑制作用,因此实验结果为:低温下实验组拟南芥存活率高于对照组。
考向02 植物生长发育的整体调控
61.【基础概念・多种植物激素调节辨析】植物在生长发育和适应环境的过程中受多种激素共同调节。下列关于植物激素及其调节的叙述,正确的是( )
A.干旱条件下,植物体内脱落酸含量降低,促进气孔关闭以适应缺水环境
B.在果实生长发育过程中,乙烯和脱落酸的含量通常会增加
C.细胞分裂素主要由根尖合成,能促进细胞分裂和根的分化
D.环境因子如光照、温度等会通过影响激素的合成与分布,调节植物的生长发育
【答案】D
【详解】A、干旱条件下,植物体内脱落酸含量升高,促进气孔关闭以减少蒸腾作用散失水分,A错误;
B、乙烯的作用是促进果实成熟,脱落酸的作用是促进果实衰老和脱落,二者仅在果实成熟、衰老阶段含量升高,在果实生长的前期含量较低,B错误;
C、细胞分裂素主要由根尖合成,可促进细胞分裂、促进芽的分化,C错误;
D、光照、温度等环境因子会通过影响植物激素的合成与分布,进一步调节基因组的表达,最终调控植物的生长发育,D正确。
62.【基础概念・植物生长发育三级调控】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。下列相关叙述正确的是( )
A.生长素从形态学上端运输到形态学下端的过程中不消耗能量
B.黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较高,有利于分化形成雄花
C.光、温度和重力等都可以作为信号对植物的生命活动进行调节
D.激素的产生和分布是基因表达调控的结果,不受环境因素的影响
【答案】C
【详解】A、生长素从形态学上端运输到形态学下端的极性运输属于主动运输,需要消耗能量,A错误;
B、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,比值较低时才有利于分化形成雄花,B错误;
C、光、温度和重力等都可以作为环境信号,参与调控植物的生命活动,比如光调控植物开花、重力调控植物的向地性生长等,C正确;
D、激素的产生和分布是基因表达调控的结果,同时也受温度、光照等环境因素的影响,D错误。
63.【基础概念・植物生长发育调控判断】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。下列叙述错误的是( )
A.激素作为信号分子,可通过影响基因表达发挥调控作用
B.某些植物经历高温诱导才能开花的现象称为春化作用
C.植物激素通过调控细胞分裂、细胞伸长、细胞分化等实现对生命活动的调节
D.植物的生长发育往往取决于不同激素的相对含量,而不是某种激素的绝对含量
【答案】B
【详解】A、激素作为信息分子,会影响基因的表达,起着调控细胞生命活动的作用,A正确;
B、某些植物经历低温诱导才能开花的现象,称为春化作用,B错误;
C、一般来说,植物激素对植物生命活动的调控,是通过调控细胞分裂细胞伸长、细胞分化等方式实现的,C正确;
D、在植物各器官中同时存在多种激素,决定器官生长发育的,往往不是某种激素的绝对含量,而是不同激素的相对含量,D正确。
综合攻坚·知能拔高
1.【科学史情境・生长素发现与合成】下列关于生长素及其发现的叙述,错误的是( )
A.达尔文证实禾本科幼苗的感光部位在尖端
B.鲍森·詹森证实禾本科幼苗的弯曲部位在尖端下面
C.科学家最先从人尿中分离出促进幼苗生长的化学物质IAA
D.植物幼嫩叶片中的色氨酸可转变为生长素
【答案】B
【详解】A、达尔文通过对照实验,分别遮光尖端和尖端下部,证实禾本科幼苗的感光部位在尖端,弯曲部位在尖端下方,A正确;
B、鲍森·詹森的实验证明的是胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部,并没有证实弯曲部位在尖端下面,B错误;
C、科学家最初是从人尿中分离出了具有生长素效应的化学物质吲哚乙酸(IAA),C正确;
D、生长素的合成前体是色氨酸,植物幼嫩叶片等部位的色氨酸可以经过一系列反应转变为生长素,D正确。
2.【图像情境・赤霉素调控块茎休眠发芽】研究人员用溴乙烷(EtBr)和赤霉素GA3处理马铃薯块茎,检测马铃薯块茎的休眠时间、发芽率和平均芽长,结果见图。下列分析合理的是( )
A.EtBr与GA3作为信号分子直接参与马铃薯块茎细胞的代谢
B.EtBr有利于解除马铃薯块茎休眠,适用于马铃薯的储存
C.EtBr与GA3在打破马铃薯块茎休眠方面,存在协同作用
D.EtBr对芽体生长的调控效果差于对块茎发芽的调控效果
【答案】C
【详解】A、信号分子(包括赤霉素这类植物激素)的作用是调节细胞代谢,并不直接参与细胞代谢过程,A错误;
B、EtBr能缩短马铃薯块茎的休眠时间、促进发芽,马铃薯储存需要抑制发芽,因此EtBr不利于马铃薯储存,B错误;
C、EtBr和GA3共同处理时,块茎休眠时间比单独使用EtBr更短,发芽率上升更快、平均芽长更长,说明二者在打破块茎休眠方面存在协同作用,C正确;
D、对比EtBr组与对照组的发芽率和平均芽长变化,EtBr对发芽的促进效果显著,同时对芽体生长也有明显的促进作用,没有证据表明其对芽体生长的调控效果更差,D错误。
3.【辨析情境・光敏色素与光合色素对比】植物体内存在两套高度特异性的光响应系统:一类是光合色素,负责吸收、传递并转化光能,为有机物的合成提供能量基石;另一类是光敏色素,能够特异性感知红光和远红光信号,进而调控种子萌发、幼苗建植及花期等生长发育过程。下列关于植物体内这两类物质的叙述,正确的是( )
A.光敏色素的元素组成没有N,光合色素的元素组成不一定有Mg
B.光敏色素主要吸收红光和蓝紫光,光合色素主要吸收红光和远红光
C.光敏色素吸收光后会发生信号转导,光合色素吸收光后会进行能量转换
D.光敏色素仅分布在分生组织细胞中,光合色素仅存在于植物体绿色细胞中
【答案】C
【详解】A、光敏色素是色素-蛋白质复合体,蛋白质的元素组成中一定含有N;光合色素中叶绿素含Mg,类胡萝卜素不含Mg,因此光合色素元素组成不一定有Mg,A错误;
B、据题干信息可知,光敏色素特异性感知红光和远红光,不吸收蓝紫光;光合色素中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,均不主要吸收远红光,B错误;
C、光敏色素是光信号受体,吸收光后会发生结构变化,启动信号转导过程调控植物生长发育;光合色素可吸收、传递、转化光能,实现能量转换,C正确;
D、光敏色素在植物各部位细胞中均有分布,仅在分生组织细胞中含量相对较高,并非仅分布在分生组织细胞中,D错误。
4.【机制 + 图像情境・光敏色素‑成花基因调控菊花开花】菊花是短日照植物,短日照可通过图1通路促进菊花开花,长日照会抑制菊花开花。科研人员为探究赤霉素解除长日照抑花效应的分子机制,检测了不同处理下菊花花芽分化相关基因的表达量,实验结果见图2。下列说法错误的是( )
A.光敏色素是植物感受光信号的色素-蛋白复合体,可调控下游成花基因的表达
B.与短日照相比,长日照下FTL3、SOC基因表达量均显著降低,抑制菊花花芽分化
C.长日照条件下施加赤霉素,能显著提升SOC基因的表达水平
D.赤霉素可直接激活SOC基因表达从而诱导菊花开花
【答案】D
【详解】A、光敏色素的化学本质是色素-蛋白复合体,是植物感知红光、远红光等光信号的受体;短日照信号经光敏色素传导后,依次激活下游FTL3、SOC成花基因,说明光敏色素可调控下游成花基因表达。A正确;
B、观察图2柱状图:短日照组的FTL3、SOC基因相对表达量,均远高于长日照组。结合图1通路,两种成花基因低表达会阻碍花芽分化,因此长日照抑制开花,B正确;
C、 对比“长日照”和“长日照+赤霉素”两组:添加赤霉素后,SOC基因的相对表达量明显增高,说明赤霉素能显著提升SOC基因表达水平,C正确;
D、赤霉素属于植物激素,仅承担调节功能,无法直接激活基因。它需要经过胞内信号传导通路,借助中间转录因子才能调控SOC基因表达,D错误。
5.【表格情境・生长素、赤霉素对种子发芽率的影响】苜蓿被称为“牧草之王”,是重要的饲料作物。科研人员分别用不同浓度的生长素和赤霉素处理苜蓿种子,探究其对种子发芽率的影响,结果如下表。下列叙述错误的是( )
激素浓度(mg/L)
0
100
200
300
400
500
赤霉素
66.7%
83.3%
96.7%
96.7%
86.7%
80%
生长素
66.7%
73.3%
53.3%
33.3%
26.7%
10%
A.实验表明生长素对苜蓿种子发芽率的影响表现为低浓度促进高浓度抑制
B.实验表明促进苜蓿种子萌发的最适生长素浓度是100 mg/L
C.若要探究赤霉素对苜蓿种子萌发的抑制作用还需要补充实验组
D.上述实验结果不能说明生长素和赤霉素是否具有协同效应
【答案】B
【详解】A、对照组(激素浓度为0)发芽率为66.7%,生长素浓度为100mg/L时发芽率高于对照组,表现为促进作用,浓度≥200mg/L时发芽率低于对照组,表现为抑制作用,体现了生长素作用的两重性,即低浓度促进、高浓度抑制,A正确;
B、本实验生长素浓度梯度跨度大,仅能判断促进苜蓿种子萌发的最适生长素浓度在200~300mg/L范围内,需在该区间设置更小的浓度梯度进一步实验探究,B错误;
C、本实验设置的所有赤霉素浓度下发芽率均高于对照组,未出现抑制效果,若要探究赤霉素对苜蓿种子萌发的抑制作用还需要补充实验组,C正确;
D、要证明生长素和赤霉素具有协同效应,需要设置两种激素共同处理的实验组,本实验仅设置两种激素单独处理的组别,无法判断二者是否存在协同效应,D正确。
6.【表格情境・独脚金内酯、油菜素内酯调控水稻分蘖】为探究独脚金内酯(SL)和油菜素内酯(BR)在水稻分蘖调控中的作用,研究人员将野生型水稻幼苗均分为四组,分别用不同激素处理并培养,部分结果如下表。下列叙述错误的是( )
组别
处理条件
平均分蘖数(个/株)
1
蒸馏水
12
2
SL
8
3
BR
15
4
SL+BR
18
A.SL抑制侧芽萌发与生长,与高浓度生长素的作用效应类似
B.BR能促进水稻分蘖,推测BR可能会降低侧芽对生长素的敏感性
C.4组结果说明BR可促进SL合成,二者在调控分蘖上具有协同作用
D.在水稻分蘖期施加适宜浓度的BR与SL的混合剂可提高水稻的产量
【答案】C
【详解】A、对照组平均分蘖数为12,单独施加SL组平均分蘖数仅为8,说明SL可抑制侧芽萌发与生长;高浓度生长素会引发顶端优势,抑制侧芽生长,二者作用效应类似,A正确;
B、单独施加BR组平均分蘖数为15,高于对照组,说明BR能促进水稻分蘖;顶端优势中侧芽受抑制的原因是对高浓度生长素敏感,若BR降低侧芽对生长素的敏感性,可解除抑制促进分蘖,该推测合理,B正确;
C、SL抑制分蘖、BR促进分蘖,二者作用效果相反,不具有协同作用,C错误;
D、4组施加SL和BR混合剂后平均分蘖数最高,分蘖数多有利于水稻结穗增产,因此分蘖期施加适宜浓度的混合剂可提高产量,D正确。
7.【机制图情境・基因‑激素‑低温调控樱花花芽休眠开花】樱花是春天开花的温带落叶树种,夏秋花芽分化,冬季自然休眠,再经低温春化解除休眠,春季气温回升,花芽苏醒分化,樱花渐次开放,调节过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.若遇暖冬,樱花则不经历自然休眠,减少能量消耗,开花质量更高
B.低温春化会抑制脱落酸的合成、促进赤霉素的合成,从而促进蛋白质1的产生
C.环境因素通过影响基因2的表达促进脱落酸的合成,体现基因对性状的直接控制
D.植物对生长发育的调控是由基因表达调控和激素调节共同完成的
【答案】B
【详解】A、暖冬无法满足樱花所需的低温春化条件,导致花芽不能正常苏醒分化,反而可能降低开花质量,A错误;
B、由图可知,低温春化一方面抑制脱落酸的产生,进而促进基因1表达出蛋白质1,另一方面促进赤霉素的合成从而促进蛋白质1的产生,B正确;
C、环境因素通过影响基因2的表达促进脱落酸合成,这是基因通过控制酶的合成来调控代谢,进而控制性状,属于间接控制,C错误;
D、植物对生长发育的调控是由基因表达调控、环境因素和植物激素等共同完成的,D错误。
8.【曲线 + 图像情境・基因突变体调控种子萌发机制】研究发现ospck1基因缺失突变体(OsPCK1)的水稻种子萌发率显著高于野生型(WT)。为探究ospck1基因的作用机制,研究人员进行了相关实验,结果如下图所示(GA3ox基因编码的酶是赤霉素合成的关键酶)。下列叙述错误的是( )
A.植株类型属于实验的自变量,该自变量控制应用了减法原理
B.ospck1基因能促进水稻种子吸水,利于淀粉、蛋白质等物质水解为种子萌发供能
C.ospck1基因可能通过抑制GA3ox基因的表达,减少赤霉素的合成进而抑制种子萌发
D.种子萌发过程受水、氧气等环境因素影响,还受基因表达和激素共同调节
【答案】B
【详解】A、本实验自变量是植株类型,实验组通过敲除ospck1基因获得突变体,属于自变量控制中的减法原理(人为去除某种影响因素),A正确;
B、由图1可知,ospck1基因缺失的突变体吸水量显著高于野生型,说明ospck1基因的作用是抑制水稻种子吸水,并非促进吸水,B错误;
C、由图2可知,与野生型相比,突变体的GA3ox基因表达量、赤霉素含量均更高,已知赤霉素可促进种子萌发,结合突变体萌发率更高的信息,可推测ospck1基因可能通过抑制GA3ox基因的表达,减少赤霉素合成进而抑制种子萌发,C正确;
D、种子萌发过程需要吸水、需要氧气进行有氧呼吸供能,同时还受基因表达调控以及赤霉素等激素的共同调节,D正确。
9.【图像情境・独脚金内酯转运与抗寄生突变体分析】独脚金是一种严重危害高粱等粮食作物的植物,它的种子萌发依赖于高粱根系分泌的SL(独脚金内酯一种植物激素),幼苗的生长发育必须依靠从宿主根部窃取水分和矿物质,已知T1和T2是高粱根细胞膜上的两种蛋白质,研究人员对高粱植株内的T1和T2基因分别进行单敲除和双敲除处理获得相应突变株,并分别检测根细胞和根分泌物中SL含量,结果如图所示(其中WT为野生型)。下列叙述正确的是( )
A.SL由植物特定的腺体分泌,与赤霉素协同促进种子萌发
B.推测T1和T2的作用可能是将SL转运至根细胞外
C.敲除T1和T2基因有利于高粱抵抗独脚金寄生
D.为防治独脚金寄生,可在播种高粱前向田地中喷施SL类似物
【答案】BCD
【详解】A、植物激素是由植物体内一定部位产生,植物没有特定的腺体分泌激素,SL是植物激素,它不是由特定腺体分泌的,A错误;
B、从图中可以看出,与野生型(WT)相比,敲除T1和T2基因后,根细胞中SL相对含量升高,根分泌物中SL相对含量降低,由此可推测T1和T2的作用可能是将SL转运至根细胞外,B正确;
C、因为独脚金种子的萌发依赖于高粱根系分泌的SL,敲除T1和T2基因后根分泌物中SL相对含量降低,不利于独脚金种子萌发,所以均有利于高粱抵抗独脚金寄生,C正确;
D、在播种高粱前向田地中喷施SL类似物,可诱发独脚金种子萌发,在没有宿主的情况下独脚金死亡,从而可防治独脚金寄生,D正确。
10.【图像情境・外源赤霉素调控紫花苜蓿干旱胁迫激素变化】在紫花苜蓿的种植中,为开发能够耐受干旱胁迫且不影响品质和产量的培育策略,研究人员用外源赤霉素(GA)处理3周龄的紫花苜蓿幼苗,发现植株的抗旱性显著提高。实验过程中,部分内源植物激素的含量变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A.干旱胁迫下,外源GA处理可以提高幼苗中脱落酸含量
B.干旱胁迫下,外源GA可能通过提高内源赤霉素含量提高植株的抗旱性
C.干旱胁迫下,紫花苜蓿体内不同激素的调节有一定的顺序性
D.紫花苜蓿幼苗阶段施加GA的时间越早,其耐旱能力越强
【答案】ABC
【详解】A、对比干旱组(白色柱)和GA+干旱组(黑色柱)的脱落酸含量,相同处理时间下GA处理组的脱落酸含量均高于干旱组,说明干旱胁迫下外源GA处理可以提高幼苗中脱落酸含量,A正确;
B、对比干旱组和GA+干旱组的内源GA含量,相同处理时间下GA处理组的内源GA含量均高于干旱组,结合题干“外源GA处理后植株抗旱性显著提高”的信息,可推测外源GA可能通过提高内源赤霉素含量提高植株的抗旱性,B正确;
C、观察干旱组不同激素随处理时间的变化规律:脱落酸含量随干旱时间延长逐渐升高,细胞分裂素和内源GA含量随干旱时间延长逐渐降低,说明不同激素在干旱胁迫的不同阶段发挥作用,激素调节具有一定的顺序性,C正确;
D、题干仅给出了处理3周龄幼苗的实验结果,未设置不同施加GA时间的对照实验,没有证据支持“施加GA的时间越早,耐旱能力越强”的结论,D错误。
11.【实验情境・乙烯、茉莉素调控顶端弯钩形成】埋在土中的种子萌发时,幼苗下胚轴顶端会发生弯曲,这种弯曲结构称为“顶端弯钩”。科研人员为研究茉莉素和乙烯对“顶端弯钩”形成的影响,用MS培养液(植物生长的完全培养液)、乙烯、茉莉素进行了实验,结果如下图。下列叙述正确的有( )
A.为排除内源性激素的干扰,实验中应使用生长素合成缺陷型植物幼苗
B.每组实验应选取多粒种子进行重复实验,并开展预实验以减小实验误差
C.“顶端弯钩”形成时乙烯与生长素可能存在协同作用,而与茉莉素相抗衡
D.形成“顶端弯钩”是基因表达、激素调节与环境因素共同作用的结果
【答案】CD
【详解】A、本实验研究茉莉素和乙烯对“顶端弯钩”形成的影响,所以不需要使用生长素合成缺陷型幼苗,A错误;
B、预实验不能减小实验误差,B错误;
C、将甲组和乙组进行比较,顶端弯曲程度增大,说明乙烯能促进顶端弯钩的形成,将甲组和丙组进行比较,顶端弯曲程度减小,说明茉莉素可以减少顶端弯钩的弯曲程度,所以在“顶端弯钩”形成中茉莉素和乙烯的作用相抗衡,“顶端弯钩”是生长素分布不均导致的,因此乙烯与生长素可能存在协同作用,C正确;
D、埋在土中的种子萌发时,幼苗下胚轴顶端会发生弯曲,体现了环境因素的影响,基因的表达是形成“顶端弯钩”的原因之一,上述现象说明形成“顶端弯钩”是多种激素共同作用的结果,因此说形成“顶端弯钩”是基因表达、激素调节与环境因素共同作用的结果,D正确。
12.【表格情境・生长素极性运输抑制剂、低磷调控水稻分蘖】为探究外源生长素极性运输抑制剂对不同磷浓度处理条件下水稻分蘖(相当于侧芽)数的影响,某科研小组取若干长势相同的水稻幼苗进行实验,在水稻灌浆期统计分蘖数并计算平均值,分组、处理和实验结果如表所示。下列分析正确的是( )
分组
处理
平均分蘖数/个
甲组
NP
2.7
乙组
NP+NPA
4.2
丙组
LP
1.3
丁组
LP+NPA
1.1
注:NPA为生长素极性运输抑制剂,NP为正常供磷条件,LP为低磷条件。
A.顶芽产生的生长素可通过极性运输积累在侧芽,抑制水稻分蘖
B.正常供磷条件下,NPA通过抑制生长素的极性运输而促进水稻分蘖
C.甲、丁两组实验结果表明,低磷条件会导致水稻分蘖数减少
D.除了生长素,水稻体内可能还存在其他因素抑制分蘖的发生
【答案】ABD
【详解】A、顶芽产生的生长素通过极性运输至侧芽积累,抑制侧芽发育(顶端优势),导致分蘖减少。甲组(NP)分蘖数(2.7)低于乙组(NP+NPA)(4.2),说明抑制生长素运输后分蘖增加,A正确;
B、正常供磷条件下,乙组(NP+NPA)分蘖数(4.2)显著高于甲组(NP)(2.7),表明NPA通过阻断生长素极性运输,解除对侧芽的抑制,间接促进分蘖,B正确;
C、甲组(NP)与丁组(LP+NPA)分蘖数分别为2.7和1.1,但丁组同时存在低磷和NPA处理,无法单独说明低磷的影响。正确对照应为丙组(LP)(1.3)与甲组(NP)(2.7),低磷时分蘖数显著降低,C错误;
D、丙组(LP)分蘖数为1.3,添加NPA的丁组仅增至1.1,说明低磷条件下即使抑制生长素运输,分蘖仍受抑制,表明除生长素外,低磷可能通过营养缺乏或其他途径抑制分蘖,D正确。
故选ABD。
13.【综合大题情境・干旱胁迫激素调节 + 2,4‑D 促进插条生根】Ⅰ.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基因功能缺失突变体(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。实验结果说明TS具有_______(填“促进”或“抑制”)BG活性的作用。
Ⅱ.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溶液对柳树茎段生根的影响,结果如图所示,回答下列问题:
(4)2,4-D、矮壮素、吲哚丁酸等植物生长调节剂其结构与对应的植物激素结构________(填①、②或③)。
①类似 ②完全相同 ③类似或差别较大
(5)根据图示的结果,a、b两种浓度的大小关系是_______。为进一步探究2,4 - D促进柳树茎段生根的最适浓度,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_______。
【答案】(1)信息
(2)IAA含量减少,干旱条件下生存率降低
(3)抑制
(4)③
(5) a>b 2,4-D促进插条生根的最适浓度大于b浓度,峰值在大于b的浓度区间
【详解】(1)植物激素作为信息分子,调节植物生长及逆境响应。
(2)图甲结果显示,TS基因功能缺失导致IAA含量减少,干旱条件下生存率降低。
(3)结合图乙分析,只含有BG时BG活性最大,随着TS的比例增大,BG活性降低,说明TS具有抑制BG活性的作用。
(4)植物生长调节剂中的一类分子结构与对应植物激素类似,另一类分子结构与对应植物激素差别较大但生理效应类似,因此2,4-D、矮壮素、吲哚丁酸等植物生长调节剂与对应的植物激素结构类似或差别较大,③正确。
(5)相比空白对照组,a浓度的2,4-D溶液对柳树茎段生根表现为抑制作用,而b、c浓度的2,4-D溶液对柳树茎段生根表现为促进作用,高浓度表现为抑制作用,低浓度表现为促进作用,因此a、b两种浓度的大小关系是a>b。为进一步探究2,4 - D促进柳树茎段生根的最适浓度,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,原因是2,4-D促进插条生根的最适浓度大于b浓度,峰值在大于b的浓度区间。
14.【综合大题情境・低温胁迫对小麦光合作用与 ABA 抗氧化调节】近年来,倒春寒的发生频率和强度呈上升趋势,成为制约小麦优质高产的主要胁迫因子。探究小麦抵御低温的机制和低温胁迫后影响光合作用恢复的限制因素,对保障粮食安全具有重要意义。研究人员将小麦幼苗放入低温环境培养一段时间后,再进行室温恢复培养,检测相关指标如表所示。回答下列问题:
相关指标
叶绿素/(mg·L-1)
净光合速率/(μmol·m-2·s-1)
低温处理前
12.35
270.3
低温培养72 h
5.38
75.52
室温恢复培养72 h
14.12
180.64
(1)小麦光合作用依靠光合色素捕获光能,光合色素分布于叶绿体的_______上。在叶圆片沉浮法实验中,适宜浓度NaHCO3的作用是_______,该实验中净光合速率的大小可通过_______直观体现。
(2)据表可知,叶绿素含量变化不是影响光合速率的唯一因素,判断依据是____________________。进一步研究发现,低温会诱导小麦细胞产生大量的活性氧(ROS),攻击生物膜系统,据此可推测,室温恢复培养后,小麦的光合速率仍相对较低的原因是:活性氧攻击类囊体膜,导致其结构受损,使_______产生减少,进而使光合速率降低。
(3)低温胁迫下,脱落酸(ABA)含量升高可有效减少低温损伤。科研人员对两组生长状况相同且经低温处理的小麦分别外施等量的ABA溶液(A组)和蒸馏水(B组),检测其叶片组织中SOD(抗氧化酶,能清除活性氧)的活性,结果如下图。
据图分析,ABA能降低低温损伤的机制可能是_______。除激素响应外,小麦还会产生多种保护性蛋白和渗透调节物质,以_______(填“提高”或“降低”)细胞液渗透压来应对低温胁迫。
【答案】(1) 类囊体薄膜 为光合作用提供 CO2 相同时间内叶圆片上浮的数量(或全部叶圆片上浮所需的时间)
(2) 室温恢复培养后,叶绿素含量高于低温处理前,但净光合速率仍低于低温处理前 ATP和NADPH
(3) ABA能提高SOD的活性,增强活性氧清除能力,减少活性氧对细胞结构的损伤,从而降低低温损伤
提高
【详解】(1)光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。叶圆片沉浮法实验中,适宜浓度NaHCO3的作用是为光合作用提供 CO2 ;净光合速率大于0时叶片会释放O2 ,使叶圆片密度降低上浮,因此净光合速率的大小可通过相同时间内叶圆片上浮的数量(或全部叶圆片上浮所需时间)直观体现。
(2)从表格数据可知:室温恢复培养后,叶绿素含量已经高于低温处理前,但净光合速率仍明显低于低温处理前,由此可判断叶绿素含量变化不是影响光合速率的唯一因素。类囊体薄膜是光反应的场所,活性氧攻击损伤类囊体膜后,光反应受抑制,产生的ATP和NADPH减少,暗反应速率下降,最终使整体光合速率降低。
(3)从曲线可知,外施ABA的实验组SOD活性远高于对照组,结合SOD可清除活性氧的功能,可推测ABA的作用机制是:ABA提高SOD活性,增强活性氧清除能力,减少活性氧对生物膜的损伤,从而降低低温损伤。低温胁迫下,小麦产生渗透调节物质,提高细胞液渗透压,可以增强细胞保水能力,适应低温胁迫。
15.【综合大题情境・光质对光合、气孔的双重调控;光敏色素信号通路】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(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PIL15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,红光下光合速率的限制因子是____________,推测此时蓝光下净光合速率更高的原因是____________________________________。
(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)归纳上述两个研究内容,总结出光影响植物的两条通路(图c)。通路1中,①吸收的光在叶绿体中最终被转化为有机物中的化学能。通路2中吸收光的物质②为____________。用箭头完成图c中②所介导的通路,并在箭头旁用“(+)”或“(-)”标注前后两者间的作用,(+)表示正相关,(-)表示负相关____________________________________________________________。
(4)根据图c中相关信息,概括出植物利用光的方式:____________。
【答案】(1) 光照强度、光质 蓝光能促进光合作用相关酶的活性
(2)突变体中PIL15基因功能缺失,阻断了光信号对气孔开放程度的调控,使得气孔开放程度在远红光和红光条件下无明显差异
(3) 光敏色素 光敏色素→(-)PIL15基因→(+)脱落酸信号通路→(-)气孔开放程度
(4)通过叶绿体中的光合色素吸收光能用于光合作用合成有机物;通过光敏色素吸收光信号调控基因表达,影响植物生理过程
【详解】(1)图a曲线中,二氧化碳浓度为900-1200范围时,光合速率不再增加,说明此时限制因子不是二氧化碳。在这个二氧化碳浓度范围,提高光照强度,或把红光变成蓝光,光合作用速率都会提高,故红光下光合速率的限制因子是光照强度、光质,对于蓝光下净光合速率更高的原因,可能是蓝光能够促进光合作用中某些关键酶的活性,或者蓝光被光合色素吸收后转化为化学能的效率更高等。
(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PIL15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PIL15基因功能缺失,使得脱落酸信号通路对气孔的调控作用减弱,导致在不同光质(远红光和红光)下气孔开放程度变化不大,从而蒸腾速率接近。
(3)通路1中,①为光合色素,吸收的光在叶绿体中最终被转化为化学能(储存在ATP和NADPH中,最终储存在有机物中)。通路2中吸收光的物质②为光敏色素。由于突变体发生PIL15基因功能缺失后,在远红光与红光条件下蒸腾速率接近,可推测光敏色素吸收光信号后,通过影响PIL15基因的表达,进而影响脱落酸信号通路,对气孔开放程度进行调控。且从图b中突变体在远红光和红光下蒸腾速率变化不大,野生型在红光条件下蒸腾速率较大,可推断白天红光情况下,PIL15基因表达是被抑制的,PIL15基因对脱落酸信号通路是正相关,脱落酸信号通路对气孔开放程度是负相关,即光敏色素→(-)PIL15基因→(+)脱落酸信号通路→(-)气孔开放程度。
(4)根据图c中相关信息,植物利用光的方式有:一方面,通过叶绿体中的光合色素吸收光能,将其转化为化学能用于光合作用合成有机物;另一方面,通过光敏色素吸收光信号,调控基因(如PIL15基因)表达,进而影响植物的生理过程(如通过脱落酸信号通路调控气孔开放程度)。
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第5章 植物生命活动的调节
高频考点·精准突破
考点一 植物生长素
考向01 生长素的发现及相关实验分析
1.D
2.A
3.B
4.B
5.B
考向02 生长素的合成、运输与分布
6.B
7.D
8.D
9.C
10.AB
11.ACD
考向03 生长素的生理作用
12.C
13.C
14.D
15.C
16.D
17.B
18.CD
19.ABD
20.(1) 根>芽>茎 促进根、芽、茎生长的最适生长素浓度依次升高(或相同生长素浓度下,根最先表现出抑制作用,芽次之,茎最后)
(2) 低浓度促进生长,高浓度抑制生长 不促进不抑制(无影响)、促进、促进 大于10⁻⁸mol/L且小于10⁻2mol/L(或10⁻⁸mol/L~10⁻2mol/L之间)
(3) 能 单侧光引起生长素横向运输,向光侧和背光侧生长素浓度分别是图乙中B点和D点对应的浓度,促进生长的效应相同(或类似于B点和D点的生长素浓度)
21.(1)不同
(2) 10-8 既不促进也不抑制
(3) 小于 抑制 大于 促进
(4) 胚芽鞘直立生长 胚芽鞘向光弯曲生长 胚芽鞘向光弯曲生长
考点二 其他植物激素
考向01 植物激素的种类和作用
22.C
23.D
24.D
25.B
26.A
27.BCD
28.AC
29.ACD
考向02 植物激素之间的相互作用
30.C
31.D
32.D
33.C
34.A
35.AB
36.BD
37.(1) 产生部位运输到作用 调节
(2) 促进果实脱落 促进乙烯的合成 ABA处理组
(3) 相抗衡 IAA会降低乙烯的释放量,乙烯释放量减少会影响可溶性固形物的积累,导致混合处理组可溶性固形物含量低于单独ABA处理组
(4)不能,因为IAA处理组果实成熟启动时间更晚、乙烯释放量更低,可延缓果实成熟,但会降低果实可溶性固形物含量,对果实品质有不利影响。
(5) 选择等量野生型拟南芥植株,用适量GA溶液处理植株 选择等量PIN缺陷型拟南芥植株,用适量GA溶液处理植株
38.(1) 未成熟的种子,幼根和幼芽 细胞分裂素含量先增加后降低
(2) 外源生长素和赤霉素均能促进茎切段伸长 外源生长素和赤霉素混合液培养切段,重复前面的实验 混合液处理组的茎切段伸长率最大
(3) 不赞成 转基因枸杞能抵抗蚜虫,但不能抵抗所有害虫
考点三 植物生长调节剂的应用
考向01 植物生长调节剂的作用
39.C
40.C
41.B
42.D
43.B
考向02 探索植物生长调节剂的应用
44.C
45.D
46.C
47.B
48.C
49.BC
50.(1) 促进果实的成熟 植物生长调节剂
(2) 排除溶剂乙醇对实验结果的干扰 进行UV-B辐射,喷施蒸馏水(含0.04%乙醇)
(3)通过提高花青素含量,减少超氧阴离子,从而维持光合作用强度
(4) NAA、ACC、MeJA、MT 雌株
(5)MeJA(茉莉酸甲酯)
51.(1) 色氨酸 极性运输 微量、高效、由产生部位运输到作用部位,都是调节生命活动的化学物质,都需要与特异性受体结合,作用后被灭活等
(2) 协同 F4 F4培养基(6一BA+IBA)萌发率最高(43.33%),且每胚再生植株数(1.31)高于其他组合,说明该培养基的调节剂组合效果最佳
(3)生长素升高到一定值时就会促进乙烯的合成,乙烯含量的升高,反过来会抑制生长素的作用
考点四 环境因素参与调节植物的生命活动
考向01 光、温度、重力对植物发育的调节
52.D
53.B
54.D
55.B
56.C
57.BD
58.AC
59.(1) 不明显 明显 不明显
(2) 向右侧弯曲生长 右侧光照导致生长素向下运输量减少,造成右侧生长速度低于左侧 减少叶片之间的相互遮挡,增大光合作用的有效面积,提高对光能的利用率
(3) 激素调节 环境因素调节
60.(1)催熟
(2) 增多 降低 低温环境下,拟南芥通过减少乙烯的合成提高其对低温的耐受能力
(3) 含Ag+的MS培养基 实验组存活率高于对照组
考向02 植物生长发育的整体调控
61.D
62.C
63.B
综合攻坚·知能拔高
1.B
2.C
3.C
4.D
5.B
6.C
7.B
8.B
9.BCD
10.ABC
11.CD
12.ABD
13.(1)信息
(2)IAA含量减少,干旱条件下生存率降低
(3)抑制
(4)③
(5) a>b 2,4-D促进插条生根的最适浓度大于b浓度,峰值在大于b的浓度区间
14.(1) 类囊体薄膜 为光合作用提供 CO2 相同时间内叶圆片上浮的数量(或全部叶圆片上浮所需的时间)
(2) 室温恢复培养后,叶绿素含量高于低温处理前,但净光合速率仍低于低温处理前 ATP和NADPH
(3) ABA能提高SOD的活性,增强活性氧清除能力,减少活性氧对细胞结构的损伤,从而降低低温损伤
提高
15.(1) 光照强度、光质 蓝光能促进光合作用相关酶的活性
(2)突变体中PIL15基因功能缺失,阻断了光信号对气孔开放程度的调控,使得气孔开放程度在远红光和红光条件下无明显差异
(3) 光敏色素 光敏色素→(-)PIL15基因→(+)脱落酸信号通路→(-)气孔开放程度
(4)通过叶绿体中的光合色素吸收光能用于光合作用合成有机物;通过光敏色素吸收光信号调控基因表达,影响植物生理过程
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第5章 植物生命活动的调节
高分考点·精准突破
考点一 植物生长素(基础)(高频)
考向01 生长素的发现及相关实验分析
考向02 生长素的合成、运输与分布
考向03 生长素的生理作用
考点二 其他植物激素(重难)(高频)
考向01 植物激素的种类和作用
考向02 植物激素之间的相互作用
考点三 植物生长调节剂的应用(实验必考)(高频易错)
考向01 植物生长调节剂的作用
考向02 探索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(重难)(高频)
考向01 光、温度、重力对植物发育的调节
考向02 植物生长发育的整体调控
培优冲刺·拓展拔高
高频考点·精准突破
考点一 植物生长素
考向01 生长素的发现及相关实验分析
1.【科学史情境・生长素发现历程】下列关于植物生长素发现历程、实验逻辑及作用特性的叙述,正确的一项是( )
A.达尔文通过胚芽鞘向光性实验提出:尖端受单侧光刺激后产生的吲哚乙酸向下运输,导致伸长区背光侧生长快于向光侧
B.詹森在尖端与伸长区之间插入云母片,单侧光照射下胚芽鞘仍向光弯曲,证明尖端产生的“影响”可透过云母片传递
C.拜尔在黑暗中完成实验,既排除了光照对生长直接影响,也通过实验结果直接证明了生长素作用具有两重性
D.温特设置空白琼脂块对照组,排除了琼脂本身对实验的干扰,证实尖端产生了促生长的化学物质,并命名为生长素
2.【实验情境・胚芽鞘向光性实验】用玉米胚芽鞘进行的部分实验如下图所示,该实验说明( )
A.尖端是感光部位
B.尖端产生生长素
C.胚芽鞘弯曲生长与单侧光照射有关
D.生长素促进尖端的下部背光侧生长
3.【基础概念・生长素作用特性】取某长势良好的植物的一段幼茎,按以下操作进行处理,检测发现半面茎内、外侧细胞中的生长素浓度基本相等。以下说法正确的是( )
A.生长素是植物利用色氨酸在核糖体中合成的植物激素
B.内外两侧细胞对生长素的敏感程度可能不同,外侧细胞更敏感
C.半面茎内侧细胞生长速度小于外侧细胞
D.温特通过实验发现了生长素的化学本质,并提取了生长素
4.【辨析情境・生长素经典实验判断】在生长素的发现过程中,很多科学家进行了大量的实验探究,部分实验如图所示。下列叙述正确的是( )
A.实验一是达尔文所做实验的部分过程,该实验证明向光性与单侧光有关
B.实验二是詹森所做的实验,该实验的对照设计不严谨
C.若实验三在单侧光的情况下进行,则两组胚芽鞘都会向光生长
D.若将实验四中的琼脂块放在胚芽鞘中间且给予单侧光照射,则胚芽鞘向光弯曲生长
5.【科学史情境・生长素发现实验辨析】关于下列对生长素发现过程中经典实验的叙述,错误的是( )
①达尔文父子的胚芽鞘向光性实验
②鲍森·詹森的胚芽鞘实验
③拜尔的胚芽鞘实验
④温特的实验
A.①证明胚芽鞘尖端受单侧光刺激后,产生的“影响”可传递至下部
B.②将胚芽鞘尖端与下部间插入云母片,证明“影响”可透过云母片传递
C.③在黑暗环境中进行,证明“影响”分布不均会导致胚芽鞘弯曲生长
D.④将接触过尖端的琼脂块置于去尖端胚芽鞘一侧,证明“影响”是化学物质
考向02 生长素的合成、运输与分布
6.【新情境・根向触性与生长素两重性】根的向触性能促进植物的根弯曲并绕过障碍物。有研究指出,根向触性的第一次弯曲涉及主动的信号转导,这与生长素不对称分布以及差异性细胞伸长有关(如图,凹面处阴影区域生长素含量较高)。下列有关叙述错误的是( )
A.重力和障碍物是引起根尖生长素不对称分布的外因
B.生长素能催化细胞代谢反应从而促进细胞伸长生长
C.两次弯曲生长均体现了生长素低浓度促进生长、高浓度抑制生长
D.根向触性的第一次弯曲是障碍物引起的根主动弯曲
7.【模式图情境・生长素跨膜运输机制】植物幼嫩组织细胞合成的生长素主要以IAA−形式存在,该形式的生长素具有亲水性,不能直接通过磷脂双分子层;酸性环境中的生长素主要以IAAH形式存在,该形式的生长素具有脂溶性。如图为生长素运出细胞的示意图,下列叙述正确的是( )
A.PIN能同时转运两种物质,因此不具有特异性
B.运输生长素的过程中,PIN的空间构象不改变
C.生长素运出细胞仅由细胞膜上蛋白质的种类决定
D.运出细胞的生长素以自由扩散的方式进入下一个细胞
8.【实验情境・向光性机理探究实验】植物的向光性是由于单侧光照下,胚芽鞘背光侧的生长素含量比向光侧多,因而生长不均匀造成的。某研究小组为进一步探究背光侧和向光侧生长素含量不均匀的原因,进行不同条件的处理,结果如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.若用相同厚度无色透明的玻璃片替代云母片,实验结果将会差别很大
B.单侧光对生长素合成的影响较大,对生长素分布的影响较小
C.向光侧的生长素在单侧光照射下大部分横向运输到背光侧
D.上述实验结果不支持单侧光照射下,向光侧的生长素被分解这一观点
9.【机制情境・酸生长假说】在调控植物器官生长时,生长素具有低浓度生长、高浓度抑制生长的作用特点。科研人员以拟南芥下胚轴为研究对象揭示了相关机理,如图所示。下列叙述正确的是( )
A.生长素是在芽、幼叶和发育中的种子中由谷氨酸经过一系列的反应转变生成的
B.生长素通过催化SAUR基因表达出SAUR蛋白来促进H+从细胞质向细胞壁运输
C.抑制下胚轴伸长的原因是细胞壁处H+过量导致细胞壁软化松弛受到抑制
D.顶端优势和茎背地弯曲生长的现象都体现了生长素低促高抑的作用特点
10.【图像情境・胚芽鞘向光性对照实验】下图为某课外学习小组用玉米胚芽鞘进行的部分实验,该实验说明( )
A.感受单侧光刺激的部位是胚芽鞘的尖端
B.玉米胚芽鞘对生长素的灵敏度低于根尖
C.实验说明胚芽鞘直立或弯曲生长均与单侧光照射有关
D.生长素促进尖端的下部背光侧生长,抑制向光侧生长
11.【实验情境・胚芽鞘横向运输弯曲实验】将某种植物胚芽鞘的顶端切下,分成甲、乙、丙三组,按下图所示的方法用琼脂块收集生长素,再分别将含有生长素的琼脂块a、b、c、d、e、f置于去顶胚芽鞘切段的一侧。一段时间后,测量胚芽鞘切段的弯曲程度(图中用α表示)。已知生长素不能透过云母片,下列说法错误的是( )
A.胚芽鞘尖端产生的生长素通过自由扩散的方式到达琼脂块
B.琼脂块a~f引起的胚芽鞘弯曲的α角大小为:b=f>c=d>a=e
C.胚芽鞘切段弯曲生长的原因是胚芽鞘左侧的生长素浓度高于右侧,抑制了左侧的生长
D.将甲、乙、丙三组实验置于黑暗环境中,琼脂块a~f所引起的去顶胚芽鞘弯曲角度α为0°
考向03 生长素的生理作用
12.【机制情境・酸生长假说基因敲除实验】酸生长假说的核心观点是植物细胞通过细胞膜上的质子泵(H+-ATP酶)将质子(H+)泵入细胞壁,使细胞壁周围的环境酸化。酸化后的环境激活了细胞壁中的酶,从而导致细胞壁松弛,使细胞能够伸长。为探究生长素激活细胞膜上H+-ATP酶的机制,研究者利用基因敲除技术获得K蛋白基因敲除型(K-)和F蛋白基因敲除型(F-)拟南芥植株,研究下胚轴细胞壁pH和生长速率的关系,结果如图。下列相关叙述错误的是( )
A.在茎尖中生长素能进行极性运输
B.生长素作为信息分子,会影响基因表达,从而表现出生物学效应
C.K蛋白能抑制H+-ATP酶的活性,从而抑制H+外流;F蛋白能促进H+-ATP酶的活性,从而促进H+外流
D.依据“酸生长假说”,酸性溶液也能影响植物生长速率
13.【图像情境・向光生长柱状图分析】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.图中结果表明下胚轴的向光生长不受IAA含量影响
B.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
C.在下胚轴一侧喷施IAA抑制物可导致黑暗中的向日葵向喷施侧弯曲
D.向日葵下胚轴背光面IAA促进生长的作用受抑制程度大于向光面
14.【新情境・H₂O₂协同调节中胚轴生长】生长素(IAA)和H2O2参与中胚轴生长的调节。科研人员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,结果如图所示(DPI可抑制植物中H2O2的生成)。下列叙述正确的是( )
A.生长素可促进细胞伸长,对细胞分化无影响
B.①组长度最短,说明未添加生长素中胚轴不生长
C.②组与③组长度相同,说明二者作用机制相同
D.IAA可能通过增加H2O2含量促进中胚轴生长
15.【图像情境・生长素类似物两重性预实验】为探究2,4-D溶液浓度对月季枝条生根的影响,预实验得到的实验结果如图1;图2表示植物生长素对植物生长的促进和抑制作用的关系图。下列叙述正确的是( )
A.若用植物激素2,4-D进行探究也能绘制出类似图2的曲线
B.由图1可确定促进月季枝条生根的最适浓度的最佳范围是10-12mol/L~10-9mol/L
C.若植物水平放置,茎远地侧生长素浓度为图2中m,则近地侧浓度范围是(m,2m)
D.图1没有体现2,4-D两重性的特点
16.【曲线情境・光照影响生长素效应曲线】酸生长假说认为,生长素通过类受体激酶(TMK)使细胞膜上H+转运载体磷酸化,大量H+泵出细胞,最终引起细胞壁酸化,促进细胞伸长。过酸化则会损伤细胞膜并抑制生长。下胚轴接受光照后,细胞H+外排减少,从而影响生长素的作用效果,实验结果如下图。下列运用酸生长假说进行的解释错误的是( )
A.由图可知,光照条件能降低下胚轴细胞对生长素的敏感性
B.据图分析,三种条件下均体现了生长素低浓度时促进生长、高浓度时抑制生长的特点
C.强光下,在一定范围内,随着生长素浓度增大,下胚轴细胞外pH先降低后升高
D.生长素处理拟南芥TMK缺失突变体使H+转运载体磷酸化,下胚轴生长速率会加快
17.【模式图情境・PIN 蛋白与生长素运输】研究人员探究植物根部生长素运输情况,实验结果如图所示,其中PIN2蛋白是一种主要分布在植物顶膜的蛋白。下列叙述错误的是( )
A.生长素从根尖分生区运输到伸长区为极性运输
B.由图2可知,N蛋白基因缺失会导致生长素在根部中央处运输受阻
C.由图3分析,N蛋白缺失型的植物细胞中,PIN2蛋白在顶膜处最多
D.N蛋白可能通过影响PIN2蛋白的产生与分布而调控生长素的运输速度和方向
18.【实验情境・生长素浓度效应探究】在一定范围内,胚芽鞘切段的伸长与生长素浓度呈正相关。为探究“萌发的小麦种子中生长素的含量”,取胚芽鞘尖端下部的切段(4mm),分别浸入6种浓度的生长素溶液和萌发种子提取液(待测样液)中,在适宜条件下培养24小时后,测量切段长度,结果如图所示。下列分析正确的是( )
A.由实验结果可知,促进小麦种子萌发的最适生长素浓度范围在0.1~10mg/L
B.由实验结果可知,生长素浓度为10mg/L的溶液对切段的影响是抑制生长
C.为确定待测样液中的生长素浓度是0.1mg/L还是10mg/L,可将待测样液适当稀释,重复上述实验
D.本实验中温度、处理时间等属于无关变量,对实验结果有影响
19.【新情境・H₂O₂调控下胚轴向光性】某同学在单侧蓝光照射下向棉花下胚轴的不同部位涂抹30mM的溶液,发现下胚轴出现不同程度的弯曲,见图a。检测甲、乙组棉花下胚轴向光侧和背光侧的生长素(IAA)含量,结果见图b。下列分析合理的是( )
A.可增强下胚轴在单侧蓝光下的向光性
B.通过抑制下胚轴细胞伸长调节向光性
C.促进下胚轴的IAA从向光侧运到背光侧
D.通过扰乱IAA等激素的作用调节向光性
20.【图像情境・不同器官对生长素敏感性】下图甲表示根、芽、茎三种器官对生长素的反应,图乙表示生长素浓度与植物生长的关系,请结合图示回答下列问题:
(1)据甲图可知,根、芽和茎对生长素的敏感性高低排序是_____,判断的理由是_____。
(2)据图甲可知,生长素的作用具有_____的特点。当生长素的浓度为A'点对应的浓度时,生长素对根、芽和茎生长的影响分别是_____。植物水平方向横放时,根向地生长而茎向上生长,如果根和茎的向地侧生长素浓度相同,则该生长素浓度范围应是_____。
(3)结合乙图分析,当生长素浓度为0时,植物是否能进行生长?_____。当植物受到某种单方向刺激如单侧光照刺激时,植物并没有弯曲生长,其原因最可能是_____。
21.【实验情境・生长素横向运输验证实验】甲图表示燕麦幼苗生长素浓度与作用的关系:乙图表示将一株燕麦幼苗水平放置,培养一段时间后的生长情况:丙图表示燕麦胚芽鞘。
(1)由甲图可知,对于不同的器官来说生长素促进生长的最适浓度_________(填(相同或不同))。
(2)甲图中,促进芽生长的最适宜生长素浓度为_____mol/L,此浓度对根生长的效应是_______。
(3)乙图中,C侧生长素浓度________(填“大于”“小于”或“等于”)D侧,D侧生长素对根生长的效应是_________;B侧生长素浓度_________(填“大于”“小于”或“等于”)A侧,A侧生长素对茎生长的效应是_________。
(4)为验证在单侧光照射下,丙图燕麦胚芽鞘尖端产生的生长素的横向运输发生在A段而不是发生在B段。某同学设计了如下实验步骤,请帮助其完成下列有关实验过程:
①实验材料及用具:燕麦胚芽鞘,一侧开孔的硬纸盒,薄云母片(具不透水性),光源等。
②实验过程:给予右侧单侧光照射,插入云母片的位置如图所示。
③实验结果:a.____________;b._________;c.________。
④实验结论:在单侧光照射下,胚芽鞘尖端产生的生长素的横向运输发生在A段而不是B段。
考点二 其他植物激素
考向01 植物激素的种类和作用
22.【图像情境・乙烯调控酶活性柱状图】香瓜体内的亚油酸在L酶的作用下可以转变成其独特的香气物质,是其成熟的特征之一。科研人员研究了乙烯对L酶活性的影响,实验结果如下图。下列叙述正确的是( )
A.乙烯通过增加L酶的数量发挥调节作用
B.实验结果表明乙烯的调节作用具有低浓度促进高浓度抑制的作用特点
C.第4天外源乙烯对L酶活性的促进作用小于第1天
D.外源乙烯组L酶活性峰值延后出现说明使用乙烯延缓了香瓜成熟
23.【图像情境・乙烯与果实储藏实验】甜瓜不耐储藏,容易软化、腐烂。实验人员用物质L处理甜瓜后,检测甜瓜果实中的乙烯含量,结果如图所示。下列分析正确的是( )
A.乙烯具有促进果实成熟的作用,采摘前,乙烯仅在植物的果实中合成
B.本实验中两组的温度、湿度、储藏时间和氧气含量应相同,均是无关变量
C.物质L能够抑制甜瓜乙烯的合成,从而延缓甜瓜的成熟和腐烂
D.在第3~6天,对照组甜瓜的成熟度迅速增加,第6天后可能容易软化、腐烂
24.【机制情境・激素信号通路调控石细胞】石细胞是梨果实中特化的厚壁组织细胞,其细胞壁大量沉积木质素。“砀山酥梨”果实中石细胞过度积累会降低酥梨的品质,而石细胞的形成受生长素和赤霉素信号的共同调控,其机制错误的是( )
注:IAA27是生长素信号抑制因子,RGL3是赤霉素信号抑制因子,ARF6、HB49和MYB169都是转录因子,可激活相关基因表达。
A.石细胞的形成是基因选择性表达的结果
B.生长素和赤霉素通过协同作用促进石细胞的形成
C.IAA27、RGL3和ARF6形成复合体抑制木质素合成基因表达
D.敲除ARF6基因后,施加外源生长素可促进石细胞的形成
25.【基础概念・脱落酸生理功能辨析】植物吸收土壤中的水分和植物内部的水分运动是由渗透压梯度驱动的。植物已经进化出适应土壤环境渗透压变化的机制,当根部处于缺水环境时,渗透压的变化会作为一种物理信号,快速由根部向茎部传导,从而触发植物叶片中脱落酸(ABA)的生物合成和气孔关闭。下列说法正确的是( )
A.ABA是在植物体内大量存在的植物激素
B.ABA通过抑制细胞分裂实现对植物生长发育的调控
C.黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较高,有利于分化形成雄花
D.逆境中植物器官过早脱落是因为体内ABA合成量不足导致的
26.【新情境・独脚金内酯调节侧枝生长】独脚金内酯(SL)是一种新发现的植物激素,有抑制植物侧枝生长等功能。为研究SL的功能,实验小组利用6-BA(细胞分裂素类似物)和GR24(SL类似物),以SL受体不敏感突变体和SL合成缺陷型突变体豌豆植株为材料进行实验,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.独脚金内酯是植物体内特定的腺体合成并分泌的
B.在侧枝生长方面,GR24与6-BA发挥的作用相反
C.施加6-BA能一定程度上解除GR24对侧枝的抑制
D.突变体1、2分别为SL合成缺陷型和SL受体不敏感型
27.【实验情境・独脚金内酯嫁接实验】独脚金内酯(SL)是近年来新发现的一类植物激素。SL合成受阻或SL不敏感突变体都会出现顶端优势缺失。现有拟南芥SL突变体1(max1)和SL突变体2(max2),其生长素水平正常,但植株缺失顶端优势,与野生型(W)形成明显区别;在幼苗期进行嫁接试验,培养后植株形态如图所示。据此分析,下列叙述正确的是( )
A.SL不能在产生部位发挥调控作用
B.max1不能合成SL,但对SL敏感
C.max2对SL不敏感,但根能产生SL
D.推测max2_S+max1_R表现顶端优势缺失
28.【图像情境・赤霉素调控种子萌发实验】禾谷类种子萌发过程中,糊粉层细胞合成蛋白酶以降解其自身贮藏蛋白质,为幼苗生长提供营养。为探究赤霉素在某种禾谷类种子萌发过程中的作用,某团队设计并实施了A、B、C三组实验,结果如图。下列有关叙述错误的是( )
A.本实验中只有 A组是对照组
B.赤霉素导致糊粉层细胞中贮藏蛋白质的降解速率上升
C.赤霉素合成抑制剂具有促进种子萌发的作用
D.三组实验中,蛋白酶活性由高到低依次为B组、A组、C组
29.【曲线情境・激素缺陷突变体实验分析】月季中有很多矮化品种,有的是激素合成缺陷型,有的是激素受体缺陷型,现对一矮化月季品种进行检验,结果如图,下列相关叙述正确的是( )
A.该矮化品种类型是激素合成缺陷型
B.若该品种为受体缺陷型,则其体内赤霉素含量比正常品种低
C.若要证明生长素和赤霉素对促进茎的生长有协同作用,还需增设单独施用赤霉素组
D.赤霉素和生长素都能促进细胞伸长生长
考向02 植物激素之间的相互作用
30.【表格情境・植物组培激素配比探究】铁皮石斛的次生代谢产物可能具有抗肿瘤活性。由于近年来的过度采挖、自然生境的破坏,铁皮石斛资源日益枯竭。通过现代生物技术的手段可以实现铁皮石斛的工厂化快繁,从而取代和保护铁皮石斛的野生资源。某研究员研究植物激素对铁皮石斛丛芽(植物组培中出现的多个芽聚集在一起的结构)生根的影响,结果如表。相关叙述正确的是( )
NAA
6-BA
生根率(%)
根数
根长(cm)
健壮度
0.1
2
81.08
8.73
0.79
++
0.3
2
96.67
10.91
1.01
++++
0.5
2
77.78
4.56
0.68
++
0.1
4
51.32
5.3
0.71
+++
0.3
4
65.74
4.2
0.62
++++
0.5
4
42.86
2.14
0.41
++
“+”越多表示越健壮
A.以诱导生根为目的时,最适的激素配比为NAA0.3mg·L-1和6-BA4mg·L-1
B.在NAA浓度不变的情况下,随6-BA浓度升高,诱导生根的效果增强
C.根据表中结果无法推导出NAA和6-BA对铁皮石斛丛芽生根作用有抑制作用
D.较低浓度的6-BA有利于铁皮石斛生根,NAA促进生根的能力与浓度呈正相关
31.【新情境・盐胁迫下激素缓解逆境损伤】盐胁迫下菊花植株长势不佳。为探究外源植物激素水杨酸(SA)、油菜素内酯(BR)对菊花应对盐胁迫环境的影响,研究人员以两个菊花品种为材料进行了相关实验,部分实验结果如图。其中,丙二醛的含量与膜的损伤程度呈正相关。下列叙述错误的是( )
注:CK-对照;YJ-盐胁迫;SA-盐胁迫+喷施SA;BR-盐胁迫+喷施BR;BR+SA-盐胁迫+喷施BR+SA
A.与品种1相比,品种2对盐胁迫更敏感
B.BR和SA通过影响基因的表达进而影响植物生命活动
C.盐胁迫可通过破坏生物膜结构影响菊花的生长发育
D.与BR+SA联合施用相比,单独施用的效果更好,说明BR和SA作用相抗衡
32.【表格情境・内源激素调控侧芽萌发】科研人员以滇杨为材料,探究落叶期侧芽内源激素水平与萌发潜能的关联,按侧芽萌发潜力强弱,分组测定IAA(生长素)、GA3(赤霉素)、ZT(玉米素)和ABA(脱落酸)等激素含量,结果如下表(单位:ng·g-1)。下列叙述正确的是
侧芽萌发潜力
IAA
GA3
ZT
ABA
弱
125.6
89.2
45.8
102.3
中等
98.7
105.4
78.5
76.5
强
72.3
128.6
112.7
51.2
A.促进侧芽萌发的最适IAA浓度为72.3 ng·g-1
B.GA3和ABA在促进侧芽萌发中表现为协同作用
C.持续降低内源激素水平,有利于侧芽的萌发与生长
D.侧芽萌发潜力增强时,侧芽内ZT/IAA比值呈上升趋势
33.【曲线情境・脱落酸转运蛋白突变体】脱落酸(ABA)能影响植物种子的萌发及叶片气孔的开闭,气孔的开闭与植物的抗旱性相关,细胞膜上的一种转运蛋白E6可以转运ABA.现利用一定浓度的ABA处理水稻种子,结果如图。下列叙述错误的是( )
A.ABA与赤霉素对水稻种子萌发的作用相抗衡
B.E6蛋白能将水稻种子细胞内的ABA转运至细胞外
C.E6基因过表达型比敲除型的种子对外施ABA更敏感
D.推测E6基因敲除型比野生型的植株更适应干旱条件
34.【曲线情境・多种激素调控根生长】研究人员分别用不同浓度的生长素(IAA)、赤霉素(GA3)和脱落酸(ABA)对萌发的青稞种子进行处理,探究激素对青稞种子生根的影响,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.ABA处理组的青稞根始终无法生长
B.IAA对青稞生根的影响具有两重性
C.GA3对青稞生根起到促进作用
D.GA3和ABA对青稞生根具有拮抗作用
35.【基础概念・多种植物激素综合辨析】植物生长发育由多种激素共同调控:赤霉素促进细胞伸长、解除种子休眠;脱落酸抑制生长、维持种子休眠;生长素极性运输调控顶端优势;乙烯促进果实成熟。环境胁迫可改变激素比例,调控植物适应性生长。下列说法正确的是( )
A.赤霉素与脱落酸在种子萌发中存在拮抗作用
B.生长素的极性运输需要载体和能量
C.乙烯只在成熟果实中合成,调控果实发育
D.植物激素独立发挥作用,互不干扰调控植物生命活动
36.【机制图情境・水淹胁迫激素调控通路】水淹条件下,植物可诱导皮层细胞发生程序性细胞死亡,进而形成通气组织,以缓解低氧胁迫。图示部分植物激素参与的调控机制,下列相关叙述正确的有( )
A.低氧胁迫时,细胞内生长素可催化乙烯合成,进而促进细胞凋亡
B.低氧胁迫时,乙烯与自由基通过相互促进形成正反馈调控
C.脱落酸含量的降低有助于增强其对通气组织形成过程中程序性细胞死亡的抑制作用
D.赤霉素和细胞分裂素含量的降低通常伴随着植物由快速营养生长向胁迫适应状态的转变
37.【表格情境・ABA 与 IAA 调控果实成熟综合大题】科研人员为探究脱落酸(ABA)与生长素(IAA)对番茄果实成熟的调控作用,以同一品种、生长状态一致的番茄植株为材料,设置对照组(喷施清水)、ABA处理组(喷施适宜浓度ABA)、IAA处理组(喷施适宜浓度IAA)、ABA+IAA混合处理组(喷施对应激素等浓度ABA与IAA),每组30株,其他条件相同且适宜的情况下培养各组植株,自然生长至果实成熟,测定果实成熟启动时间、乙烯释放量(果实成熟关键激素)及可溶性固形物含量(果实品质指标),结果如下表。回答下列问题:
组别
果实成熟启动时间
(天)
乙烯释放量
(μL·kg-1·h-1)
可溶性固形物含量
(%)
对照组
45
28.6
8.2
ABA处理组
32
45.3
9.5
IAA处理组
53
19.8
7.3
ABA+IAA混合处理组
38
36.7
9.1
(1)植物激素是由植物体内产生,能从______________部位,对植物生长发育有________作用的微量有机物。
(2)乙烯对果实除具有促进其成熟的作用外,还对果实具有的作用是________________,表格中ABA处理组乙烯释放量显著高于对照组,推测ABA可能通过________________调控果实成熟。可溶性固形物含量与果实甜度相关,由数据可知,________处理组果实品质最优。
(3)请结合实验数据推测,ABA与IAA在调控番茄果实成熟过程中表现出________(填“协同”或“相抗衡”)的作用。实验结果显示,ABA+IAA混合处理组的可溶性固形物含量低于单独ABA处理组,试分析可能的原因:__________________(提示:从“可溶性固形物含量的积累可能与乙烯释放量相关”的角度思考)。
(4)农业生产中,能不能单独喷施IAA来延长番茄果实的储存期?请结合实验数据说明理由:_______。
(5)进一步研究发现,GA(赤霉素)可上调PIN蛋白(IAA转运蛋白)的表达水平,进而改变IAA的分布。为验证这一结论,请选择合适的实验材料、试剂并根据预期实验结果补充完整下列实验思路。
实验材料、试剂:野生型拟南芥、生长素合成缺陷型拟南芥、PIN缺陷型拟南芥(不能合成PIN蛋白)、GA溶液、清水、生长素溶液等。
实验思路:对照组:选择适量野生型拟南芥植株,用适量清水处理植株(具体的处理方法不做要求);实验组a:__________;实验组b:______,在相同且适宜的条件下培养一段时间后,检测三组植株PIN蛋白的相对表达水平、生长素的分布情况。
预期实验结果:与对照组相比,实验组a中PIN的表达水平上升,生长素分布在更靠近韧皮部一侧;实验组b无PIN蛋白,相对于实验组a与对照组的显著变化,对照组与实验组b的生长素分布无显著差异。
38.【综合情境・赤霉素、生长素协同作用实验大题】下表是被蚜虫取食不同时间后宁夏枸杞叶片内部分激素相对含量的变化,为枸杞抗蚜机制的研究提供了参考。请回答下列问题:
激素名称
对照
24小时含量
72小时含量
生长素
18.435
14947
10.850
赤霉素
3.133
3.050
2.931
细胞分裂素
0.110
0.162
0.124
(1)植物体内赤霉素的合成部位是____________。据表可知,枸杞叶片中细胞分裂素的含量变化是________。
(2)某校生物兴趣小组以离体的宁夏枸杞茎切段为材料,用溶液培养法研究了外源生长素和赤霉素对茎切段生长的影响,实验结果如下图。
①分析实验数据,可得出的结论是______________。
②该小组在进行上述实验过程中还探究了外源生长素和赤霉素对茎切段的协同影响,请补充并完善该实验方案:再增加一组处理为_____________。实验结果:若__________。则说明外源生长素和赤霉素能协同促进茎切段伸长。
(3)培育能抗蚜虫的转基因枸杞的生态效益显著,有人认为该抗虫枸杞就是无虫枸杞品种,不必防治害虫。你_____(填“赞成”或“不赞成”)这种说法,理由是____________。
考点三 植物生长调节剂的应用
考向01 植物生长调节剂的作用
39.【应用情境・植物生长调节剂农业生产应用】植物激素及其类似物在农业生产中应用广泛。下列相关叙述错误的是( )
A.用适宜浓度的赤霉素处理生长期的芦苇,可提高纤维长度与产量
B.生产中使用2,4-D可防止落花落果,也可用于麦田除草
C.用一定浓度的α-萘乙酸处理分化初期的黄瓜花芽,可促使花芽向雄花分化
D.乙烯利释放的乙烯能促进果实成熟,可用于香蕉、柿子等水果的催熟
40.【应用情境・生长调节剂实践措施判断】下列应用植物生长调节剂的措施,错误的是( )
A.播种前用一定浓度的赤霉素溶液浸泡种子,可促进种子萌发
B.番茄开花期遭遇大雨,喷洒适宜浓度的NAA可减少损失
C.番茄生长期喷洒适宜浓度的乙烯利可促进果实发育提高产量
D.收获后的番茄可用青鲜素来延长储藏期
41.【表格情境・NAA 促进插条生根预实验】在探索α-萘乙酸(NAA)促进番茄插条生根的最适浓度的预实验中,选取生长旺盛的一年生枝条,去除老叶,保留3-4个幼芽,实验结果如下表。下列相关叙述错误的是( )
NAA浓度/(mol/L)
0
10-8
10-7
10-6
10-5
10-4
生根数量/条
3
10
15
18
12
8
A.选取一年生枝条是因为其形成层细胞分裂能力强,发育快易成活
B.预实验可以为进一步实验摸索条件,减少实验误差,提高实验可行性
C.较低浓度范围内,随浓度增加,NAA对番茄生根的促进作用增强
D.若要进一步探究其最适浓度,应该在浓度10-7mol/L至10-5 mol/L之间进行
42.【基础概念・植物激素与类似物辨析】下列关于植物激素及其类似物的应用,正确的是( )
A.各类激素的含量及作用在不同种类的植物中相同
B.生长素和乙烯均能促进果实成熟
C.NAA(萘乙酸)是人工合成的生长素类似物,故其对植物的作用效果通常不如生长素
D.在植物组织培养过程中,若细胞分裂素多,生长素少,则会抑制愈伤组织根的生长。
43.【应用情境・植物生长调节剂生产实践】植物激素及植物生长调节剂在农业生产实践上有广泛应用。下列叙述正确的是( )
A.将从树上摘下的青柿子和成熟的香蕉放在一起可以加快柿子变黄,说明乙烯可促进果实的发育和成熟
B.细胞分裂素可以解除植物的顶端优势,体现了其能促进侧枝发育的作用
C.用一定浓度的赤霉素溶液处理芦苇、玉米等作物,可使植株增高,提高产量
D.高浓度的2,4-D可作为除草剂,杀死大豆田中的双子叶杂草
考向02 探索植物生长调节剂的应用
44.【图像情境・NAA、KT 调控根生长柱状图】萘乙酸(NAA)是一种生长素类调节剂,激动素(KT)是一种内源性细胞分裂素,为探究二者对棉花主根长度及单株侧根数的影响,某实验小组用一定浓度的萘乙酸(NAA)溶液和激动素(KT)溶液做了相关实验,结果如图所示。据此分析,下列叙述错误的是( )
A.乙组与甲组比较,说明该实验所用浓度的NAA抑制主根生长
B.丙组与甲组比较,说明该实验所用浓度的KT促进主根生长
C.空白对照中主根长度大于侧根数,说明在生长过程中主根具有顶端优势
D.丁组的实验结果与甲组比较,可以说明NAA和KT共同作用对侧根的生长具有促进作用
45.【图像情境・生长素抑制剂根系实验分析】为探究生长素类调节剂GV促进根系生长的机制,某科研小组用拟南芥进行实验,结果如图所示,相关叙述错误的是( )
A.设置蒸馏水组可排除内源激素对结果的影响
B.GV在一定程度上可缓解Y对主根生长的抑制
C.NPA最可能抑制的是生长素的极性运输
D.⑤、⑥组结果相当,说明NPA对GV的作用无影响
46.【图像情境・生根调节剂生根效果探究】为探究植物生长调节剂对巨柏移栽苗生根的影响,以相同苗龄的巨柏苗为对象,采用不同浓度的生根粉(ABT)和吲哚丁酸(IBA)进行实验,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.两种调节剂对巨柏苗生根均表现为两重性
B.IBA对巨柏苗生根始终表现为促进作用
C.ABT在100mg/L时促进效果比IBA更显著
D.用IBA处理比ABT处理生根效果更明显
47.【图像情境・基因缺失突变体下胚轴实验】为研究α-萘乙酸与Z蛋白(由Z基因编码)对植物下胚轴生长的影响,科研人员用α-萘乙酸分别处理野生型和Z基因功能缺失突变体的拟南芥幼苗,结果如图。下列叙述错误的是( )
A.实验中需使用相同浓度的α-萘乙酸
B.Z蛋白抑制拟南芥幼苗下胚轴的生长
C.α-萘乙酸促进拟南芥幼苗下胚轴生长
D.Z蛋白可能参与α-萘乙酸的信号转导过程
48.【表格情境・NAA 调控芽生长速率数据分析】丝瓜的生长速度很快,瓜秧长得很长,为保证结瓜多,要适时且适当摘掉一些侧枝(打杈),以节约养分,供应上部生长。下表所示为不同浓度的α-萘乙酸(生长素类调节剂)喷施丝瓜植株,分别测量其顶芽和侧芽的生长速率,下列说法正确的是( )
项目
α-萘乙酸浓度
0
2
4
8
16
顶芽生长速率/(cm·d⁻¹)
0.90
1.10
1.40
1.60
1.30
侧芽生长速率/
0.60
0.45
0.42
0.30
0.50
A.打杈是为了抑制丝瓜的顶端优势,有利于果实养分的积累
B.由实验数据可知,α-萘乙酸对丝瓜顶芽生长表现为低浓度促进、高浓度抑制
C.由实验数据可知,α-萘乙酸对丝瓜侧芽的生长均表现为抑制
D.α-萘乙酸为信息分子,调节植物果实的发育和成熟
49.【表格情境・干旱胁迫外源激素实验分析】某科研小组探究了干旱胁迫条件下,6-BA(6-苯甲基腺嘌呤)、NAA(萘乙酸)、ABA(脱落酸)对番茄幼苗生长以及番茄产量的影响,得到如表所示实验结果。下列相关说法正确的是( )
处理指标
对照组
干旱胁迫
干旱胁迫+ABA
干旱胁迫+NAA
干旱胁迫+6-BA
地上生物量/(g·株-1)
27.13
18.44
24.05
25.79
26.22
地下生物量/(g·株-1)
8.37
5.64
7.35
7.71
8.02
产量/(t·hm-2)
33.12
20.23
24.02
24.98
30.16
A.该实验的自变量为是否用激素处理,以及激素的类型
B.干旱胁迫下,6-BA、NAA、ABA都能使番茄产量有所恢复
C.干旱胁迫下,喷施6-BA对番茄幼苗生物量恢复效果最好
D.6-BA和NAA既可在番茄植株体内产生,也能由人工合成
50.【综合情境・UV‑B 胁迫植物激素耐受性大题】青杨是我国特有树种,分布于紫外线辐射(UV-B)较强的青藏高原,为雌雄异株植物。UV-B辐射会诱导植物产生超氧阴离子等活性氧,进而引起膜脂氧化损伤,降低光合速率,抑制植物生长。花青素能吸收紫外线并能清除活性氧。科研人员研究了五种植物激素(粉末状,均溶解在0.04%的乙醇溶液中)处理下,青杨对UV-B胁迫的耐受性,试验处理见下表,实验结果如图1、2、3。请回答下列问题:
处理组
试验处理
A
喷施蒸馏水(含0.04%乙醇)
B
?
C
进行UV-B辐射,喷施30 μmol·L-1NAA(萘乙酸)
D
进行UV-B辐射,喷施100 μmol·L-1ACC(乙烯前体)
E
进行UV-B辐射,喷施250 μmol·L-1·’M
eJA(茉莉酸甲酯)
F
进行UV-B辐射,喷施500 μmol·L·’SA(水杨酸)
G
进行UV-B辐射,喷施100 μmol·L-1MT(褪黑素)
(1)植物体产生的乙烯主要作用是_______;促进开花;促进叶、花、果实的脱落。喷施的NAA、ACC、MeJA、SA、MT等都是由人工合成的,对植物的生长、发育有调节作用的化学物质,这些物质被称为_______。
(2)A组喷施的蒸馏水中含0.04%乙醇的目的是_______。B组的实验处理是_______。
(3)据图分析,雄株的光合作用受UV-B辐射的影响较小,其调节的机制可能是_______。
(4)根据图1可知,在UV-B胁迫下,喷施_______(填激素名称的简写)对雌雄青杨叶片光合性能均有改善,且对_______(填“雌株”或“雄株”)的改善效果更明显。
(5)根据图1-3实验结果,建议对高原地区的杨树适量喷施_______。
51.【表格情境・植物组培体细胞胚再生大题】为建立月季“卡罗拉”高效的体细胞胚再生体系,农科院团队在培养基中添加了不同植物生长调节剂组合,以研究对“卡罗拉”体细胞胚萌发的影响,部分数据如表所示。其中,6—BA为细胞分裂素类植物生长调节剂,NAA、IBA、2,4—D为生长素类植物生长调节剂。回答下列问题:
培养基
6—BA(mg·L-1)
NAA(mg·L-1)
IBA(mg·L-1)
2,4—D(mg·L-1)
体细胞胚萌发率(%)
每胚再生植株数
F1
0.5
0
0
0
0
0
F2
1.0
0
0
0
6.90
0.50
F3
1.0
0.01
0
0
10.34
0
F4
1.0
0
0.01
0
43.33
1.31
F5
1.0
0
0
0.01
31.03
0.89
(1)______经过一系列反应可转变成生长素。生长素只能从植物的形态学上端运输到形态学下端,而不能反过来运输,称为______。植物激素与动物激素均具有____________(答出2点)的特点。
(2)据表分析可知,细胞分裂素类植物生长调节剂和生长素类植物生长调节剂在促进体细胞胚的萌发率上起到______(填“协同”或“抗衡”)作用,结合实验数据综合分析,______组培养基的组合效果最好,原因是__________________。
(3)若提高F3组中NAA的浓度反而使体细胞胚的萌发率降低,根据生长素和乙烯的相互作用分析原因是__________________。
考点四 环境因素参与调节植物的生命活动
考向01 光、温度、重力对植物发育的调节
52.【机制图情境・光敏色素调控种子萌发】光照、光敏色素作用因子PIFs、脱落酸和赤霉素等参与调节种子的萌发,部分作用关系如下图。下列叙述正确的是( )
A.光敏色素和光合色素均属于小分子物质,能吸收红光
B.红光和远红光下光敏色素的空间结构发生不可逆变化
C.图中激素①是赤霉素,激素②是脱落酸,二者是相抗衡的关系
D.红光照射可抑制PIFs的活性,解除蛋白3对激素②的抑制
53.【表格情境・光敏色素红光远红光种子实验】光敏色素是吸收红光(R)和远红光(FR)的光受体,存在Pr(生理失活型)和Pfr(生理激活型)两种形式,二者可相互转化,黑暗中Pfr可缓慢回复为Pr。研究小组用需光性莴苣种子进行下表实验,下列分析正确的是( )
实验
实验一
实验二
组别
组1
组2
组3
组4
组5
组6
组7
光照处理方式
黑暗对照
R
R→FR
R→FR→R
R→立即FR
R→黑2 h→FR
R→黑暗8 h→FR
种子萌发率/%
10
95
12
96
12
46
88
A.组3萌发率低于组2,说明远红光抑制莴苣种子萌发
B.由实验二可推知,随黑暗间隔延长,远红光的“逆转”效应逐渐减弱,说明Pfr触发的生理效应随时间逐渐“固定”
C.林冠下透射光的红/远红光比值低,其下种子中光敏色素主要以Pfr形式存在,故萌发率低,这是种子对环境的适应
D.Pfr通过促进脱落酸合成、抑制赤霉素合成来促进种子萌发
54.【实验情境・光敏色素突变体下胚轴实验】下图表示拟南芥光敏色素A缺失突变体(phyA)和光敏色素B缺失突变体(phyB)在不同光照条件下下胚轴(连接胚根和子叶的结构)的生长状况。下列叙述错误的是( )
A.光敏色素是一类色素-蛋白复合体,主要分布在植物分生组织的细胞内
B.光敏色素A主要吸收远红光,光敏色素B主要吸收红光或白光
C.在受到相应光照射时,光敏色素A、B的结构会发生变化
D.光敏色素A、B被激活后均会影响特定基因的表达,促进下胚轴的生长
55.【基础概念・环境因素调节植物生命活动】下列有关环境因素参与调节植物生命活动的叙述,错误的是( )
A.有些植物在生长期需要经历春化作用才能开花
B.树木年轮形成主要依赖光照周期变化诱导形成层活动差异
C.“淀粉—平衡石假说”认为根冠“淀粉体”沉降触发根的向地性生长
D.光敏色素是感受光信号的色素—蛋白质复合体,通过吸收红光和远红光调控开花及种子萌发
56.【机制图情境・光信号转导黄化去黄化】在黑暗中生长的植物幼苗通常表现为黄叶,称为黄化苗。SPA1和COP1是植物光信号转导调控过程中的重要物质,HY5是细胞核内的一类转录因子。光照影响幼苗叶色的分子机制如图所示。
下列叙述错误的是 ( )
A.光敏色素是色素-蛋白质复合体,分布在植物的各个部位,在分生组织细胞内含量较高
B.光敏色素接受光信号后,其空间结构会发生变化,影响特定基因的表达
C.黑暗条件可能会抑制细胞分裂素的降解,导致叶绿素合成量减少形成黄化苗
D.光照环境下,光敏色素进入细胞核抑制HY5降解,使幼苗发生去黄化反应
57.【机制情境・红光信号调控气孔开闭】从黑暗转为红光,气孔开放程度增加。研究发现,A蛋白和B蛋白参与红光对气孔开度的调节,调节通路如图1,为探究通路中X、Y具体对应关系进行实验,结果如图2所示。下列说法正确的是( )
A.红光作为信息调节气孔开闭,可能需要类囊体薄膜上的光敏色素参与
B.与WT组相比,红光和黑暗条件下各组数据变化分析,可推知Y是A
C.图1三处箭头表示的促进或抑制作用从左到右依次为抑制、促进、抑制
D.如比较WT、OE、KO组脱落酸含量,可判断B是否通过调节脱落酸含量调节气孔
58.【机制图情境・光‑脱落酸调控气孔通路】光会影响脱落酸的信号通路,从而影响植物的生长发育,影响机制如图所示,①②表示相关物质,“(+)”表示促进,“(-)”表示抑制。下列叙述错误的是( )
A.①吸收光能后使叶肉细胞净光合速率大于0,植株表现为生长
B.②可能为光敏色素,其接受光信号后空间结构会发生改变,进而影响核基因表达
C.夜间气孔开放程度降低,与PIL15基因夜间表达减弱有关
D.白天可通过抑制脱落酸的合成,促进植物光合产物的积累
59.【综合情境・植物避阴反应实验预测大题】阳生植物受到周围植物遮蔽时,茎伸长速度加快,使株高和节间距增加,叶柄伸长,这种现象称为避阴反应(如图)。研究发现,光敏色素B可感知R/FR的变化,调控某些基因表达,如激活生长素(IAA)、赤霉素(GA)合成相关基因的转录,促进茎秆伸长。GA还可作用于D蛋白(抑制植物生长蛋白),参与植物的避阴反应。
实验处理植物(拟南芥)
正常光下(不遮阴)
遮阴
野生型
①茎伸长不明显
③茎伸长____
光敏色素B突变型
②茎伸长____
④茎伸长____
(1)现有野生型和光敏色素B突变型(缺乏有相关功能的光敏色素B)拟南芥若干,利用这两种拟南芥验证光敏色素B能使植物具有避阴反应,请根据表格中的实验设计思路,预测实验结果②____;③____;④____。
(2)植物体一些新生的嫩叶经常会遇到被其他叶片部分遮挡的情况。研究发现光照会引起植物细胞内生长素含量减少,一个叶片左、右两部分的叶肉细胞输出的生长素会分别沿着该侧的叶柄细胞向下运输(如下图所示)。据此推测,图中被遮挡的嫩叶叶柄生长状态发生的变化是____________,其原因是________________________________,这种生理反应的意义在于________________________(写出一点)。
(3)综合以上植物避阴反应的机理,说明植物生长发育的调控是由基因表达调控、____________、____________________________________共同完成的。
60.【图像情境・乙烯调控植物低温耐受大题】乙烯在植物的生长发育和应对环境胁迫等方面发挥着重要作用。研究发现乙烯和拟南芥在低温环境下的生长状况存在密切联系。现有拟南芥野生型(Col植株)和一种乙烯合成相关的突变体(etol植株),实验小组将Col植株和etol植株分别置于常温(22℃)和低温(4℃)环境下培养,不同培养条件下两种植株乙烯相对合成量和植株的存活率如图1和图2所示。回答下列问题:
(1)《格物粗谈》中有记载“红柿摘下未熟,木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味”,此处的“气”指的就是乙烯,该实例说明乙烯对果实具有_______的作用。
(2)根据图1可知,etol植株是一种乙烯合成_______(填“增多”或“减少”)突变体,根据图2可知,乙烯合成增加会_______(填“提高”或“降低”)拟南芥在低温环境下的存活率。试结合图1和图2阐述拟南芥植株对低温环境的适应机制_______。
(3)Ag+是乙烯受体的拮抗剂,能有效阻断乙烯信号途径。实验小组欲设计实验证明乙烯信号阻断能够影响拟南芥对低温的耐受能力,将野生型拟南芥随机均分为两组,对照组用MS培养基培养(常用的植物培养基,能满足植物细胞在营养和生理上的基本需求),实验组用_______培养,一段时间后检测实验组和对照组的拟南芥在低温条件下的存活率,实验结果为_______。
考向02 植物生长发育的整体调控
61.【基础概念・多种植物激素调节辨析】植物在生长发育和适应环境的过程中受多种激素共同调节。下列关于植物激素及其调节的叙述,正确的是( )
A.干旱条件下,植物体内脱落酸含量降低,促进气孔关闭以适应缺水环境
B.在果实生长发育过程中,乙烯和脱落酸的含量通常会增加
C.细胞分裂素主要由根尖合成,能促进细胞分裂和根的分化
D.环境因子如光照、温度等会通过影响激素的合成与分布,调节植物的生长发育
62.【基础概念・植物生长发育三级调控】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。下列相关叙述正确的是( )
A.生长素从形态学上端运输到形态学下端的过程中不消耗能量
B.黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较高,有利于分化形成雄花
C.光、温度和重力等都可以作为信号对植物的生命活动进行调节
D.激素的产生和分布是基因表达调控的结果,不受环境因素的影响
63.【基础概念・植物生长发育调控判断】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。下列叙述错误的是( )
A.激素作为信号分子,可通过影响基因表达发挥调控作用
B.某些植物经历高温诱导才能开花的现象称为春化作用
C.植物激素通过调控细胞分裂、细胞伸长、细胞分化等实现对生命活动的调节
D.植物的生长发育往往取决于不同激素的相对含量,而不是某种激素的绝对含量
综合攻坚·知能拔高
1.【科学史情境・生长素发现与合成】下列关于生长素及其发现的叙述,错误的是( )
A.达尔文证实禾本科幼苗的感光部位在尖端
B.鲍森·詹森证实禾本科幼苗的弯曲部位在尖端下面
C.科学家最先从人尿中分离出促进幼苗生长的化学物质IAA
D.植物幼嫩叶片中的色氨酸可转变为生长素
2.【图像情境・赤霉素调控块茎休眠发芽】研究人员用溴乙烷(EtBr)和赤霉素GA3处理马铃薯块茎,检测马铃薯块茎的休眠时间、发芽率和平均芽长,结果见图。下列分析合理的是( )
A.EtBr与GA3作为信号分子直接参与马铃薯块茎细胞的代谢
B.EtBr有利于解除马铃薯块茎休眠,适用于马铃薯的储存
C.EtBr与GA3在打破马铃薯块茎休眠方面,存在协同作用
D.EtBr对芽体生长的调控效果差于对块茎发芽的调控效果
3.【辨析情境・光敏色素与光合色素对比】植物体内存在两套高度特异性的光响应系统:一类是光合色素,负责吸收、传递并转化光能,为有机物的合成提供能量基石;另一类是光敏色素,能够特异性感知红光和远红光信号,进而调控种子萌发、幼苗建植及花期等生长发育过程。下列关于植物体内这两类物质的叙述,正确的是( )
A.光敏色素的元素组成没有N,光合色素的元素组成不一定有Mg
B.光敏色素主要吸收红光和蓝紫光,光合色素主要吸收红光和远红光
C.光敏色素吸收光后会发生信号转导,光合色素吸收光后会进行能量转换
D.光敏色素仅分布在分生组织细胞中,光合色素仅存在于植物体绿色细胞中
4.【机制 + 图像情境・光敏色素‑成花基因调控菊花开花】菊花是短日照植物,短日照可通过图1通路促进菊花开花,长日照会抑制菊花开花。科研人员为探究赤霉素解除长日照抑花效应的分子机制,检测了不同处理下菊花花芽分化相关基因的表达量,实验结果见图2。下列说法错误的是( )
A.光敏色素是植物感受光信号的色素-蛋白复合体,可调控下游成花基因的表达
B.与短日照相比,长日照下FTL3、SOC基因表达量均显著降低,抑制菊花花芽分化
C.长日照条件下施加赤霉素,能显著提升SOC基因的表达水平
D.赤霉素可直接激活SOC基因表达从而诱导菊花开花
5.【表格情境・生长素、赤霉素对种子发芽率的影响】苜蓿被称为“牧草之王”,是重要的饲料作物。科研人员分别用不同浓度的生长素和赤霉素处理苜蓿种子,探究其对种子发芽率的影响,结果如下表。下列叙述错误的是( )
激素浓度(mg/L)
0
100
200
300
400
500
赤霉素
66.7%
83.3%
96.7%
96.7%
86.7%
80%
生长素
66.7%
73.3%
53.3%
33.3%
26.7%
10%
A.实验表明生长素对苜蓿种子发芽率的影响表现为低浓度促进高浓度抑制
B.实验表明促进苜蓿种子萌发的最适生长素浓度是100 mg/L
C.若要探究赤霉素对苜蓿种子萌发的抑制作用还需要补充实验组
D.上述实验结果不能说明生长素和赤霉素是否具有协同效应
6.【表格情境・独脚金内酯、油菜素内酯调控水稻分蘖】为探究独脚金内酯(SL)和油菜素内酯(BR)在水稻分蘖调控中的作用,研究人员将野生型水稻幼苗均分为四组,分别用不同激素处理并培养,部分结果如下表。下列叙述错误的是( )
组别
处理条件
平均分蘖数(个/株)
1
蒸馏水
12
2
SL
8
3
BR
15
4
SL+BR
18
A.SL抑制侧芽萌发与生长,与高浓度生长素的作用效应类似
B.BR能促进水稻分蘖,推测BR可能会降低侧芽对生长素的敏感性
C.4组结果说明BR可促进SL合成,二者在调控分蘖上具有协同作用
D.在水稻分蘖期施加适宜浓度的BR与SL的混合剂可提高水稻的产量
7.【机制图情境・基因‑激素‑低温调控樱花花芽休眠开花】樱花是春天开花的温带落叶树种,夏秋花芽分化,冬季自然休眠,再经低温春化解除休眠,春季气温回升,花芽苏醒分化,樱花渐次开放,调节过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.若遇暖冬,樱花则不经历自然休眠,减少能量消耗,开花质量更高
B.低温春化会抑制脱落酸的合成、促进赤霉素的合成,从而促进蛋白质1的产生
C.环境因素通过影响基因2的表达促进脱落酸的合成,体现基因对性状的直接控制
D.植物对生长发育的调控是由基因表达调控和激素调节共同完成的
8.【曲线 + 图像情境・基因突变体调控种子萌发机制】研究发现ospck1基因缺失突变体(OsPCK1)的水稻种子萌发率显著高于野生型(WT)。为探究ospck1基因的作用机制,研究人员进行了相关实验,结果如下图所示(GA3ox基因编码的酶是赤霉素合成的关键酶)。下列叙述错误的是( )
A.植株类型属于实验的自变量,该自变量控制应用了减法原理
B.ospck1基因能促进水稻种子吸水,利于淀粉、蛋白质等物质水解为种子萌发供能
C.ospck1基因可能通过抑制GA3ox基因的表达,减少赤霉素的合成进而抑制种子萌发
D.种子萌发过程受水、氧气等环境因素影响,还受基因表达和激素共同调节
9.【图像情境・独脚金内酯转运与抗寄生突变体分析】独脚金是一种严重危害高粱等粮食作物的植物,它的种子萌发依赖于高粱根系分泌的SL(独脚金内酯一种植物激素),幼苗的生长发育必须依靠从宿主根部窃取水分和矿物质,已知T1和T2是高粱根细胞膜上的两种蛋白质,研究人员对高粱植株内的T1和T2基因分别进行单敲除和双敲除处理获得相应突变株,并分别检测根细胞和根分泌物中SL含量,结果如图所示(其中WT为野生型)。下列叙述正确的是( )
A.SL由植物特定的腺体分泌,与赤霉素协同促进种子萌发
B.推测T1和T2的作用可能是将SL转运至根细胞外
C.敲除T1和T2基因有利于高粱抵抗独脚金寄生
D.为防治独脚金寄生,可在播种高粱前向田地中喷施SL类似物
10.【图像情境・外源赤霉素调控紫花苜蓿干旱胁迫激素变化】在紫花苜蓿的种植中,为开发能够耐受干旱胁迫且不影响品质和产量的培育策略,研究人员用外源赤霉素(GA)处理3周龄的紫花苜蓿幼苗,发现植株的抗旱性显著提高。实验过程中,部分内源植物激素的含量变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A.干旱胁迫下,外源GA处理可以提高幼苗中脱落酸含量
B.干旱胁迫下,外源GA可能通过提高内源赤霉素含量提高植株的抗旱性
C.干旱胁迫下,紫花苜蓿体内不同激素的调节有一定的顺序性
D.紫花苜蓿幼苗阶段施加GA的时间越早,其耐旱能力越强
11.【实验情境・乙烯、茉莉素调控顶端弯钩形成】埋在土中的种子萌发时,幼苗下胚轴顶端会发生弯曲,这种弯曲结构称为“顶端弯钩”。科研人员为研究茉莉素和乙烯对“顶端弯钩”形成的影响,用MS培养液(植物生长的完全培养液)、乙烯、茉莉素进行了实验,结果如下图。下列叙述正确的有( )
A.为排除内源性激素的干扰,实验中应使用生长素合成缺陷型植物幼苗
B.每组实验应选取多粒种子进行重复实验,并开展预实验以减小实验误差
C.“顶端弯钩”形成时乙烯与生长素可能存在协同作用,而与茉莉素相抗衡
D.形成“顶端弯钩”是基因表达、激素调节与环境因素共同作用的结果
12.【表格情境・生长素极性运输抑制剂、低磷调控水稻分蘖】为探究外源生长素极性运输抑制剂对不同磷浓度处理条件下水稻分蘖(相当于侧芽)数的影响,某科研小组取若干长势相同的水稻幼苗进行实验,在水稻灌浆期统计分蘖数并计算平均值,分组、处理和实验结果如表所示。下列分析正确的是( )
分组
处理
平均分蘖数/个
甲组
NP
2.7
乙组
NP+NPA
4.2
丙组
LP
1.3
丁组
LP+NPA
1.1
注:NPA为生长素极性运输抑制剂,NP为正常供磷条件,LP为低磷条件。
A.顶芽产生的生长素可通过极性运输积累在侧芽,抑制水稻分蘖
B.正常供磷条件下,NPA通过抑制生长素的极性运输而促进水稻分蘖
C.甲、丁两组实验结果表明,低磷条件会导致水稻分蘖数减少
D.除了生长素,水稻体内可能还存在其他因素抑制分蘖的发生
13.【综合大题情境・干旱胁迫激素调节 + 2,4‑D 促进插条生根】Ⅰ.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基因功能缺失突变体(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。实验结果说明TS具有_______(填“促进”或“抑制”)BG活性的作用。
Ⅱ.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溶液对柳树茎段生根的影响,结果如图所示,回答下列问题:
(4)2,4-D、矮壮素、吲哚丁酸等植物生长调节剂其结构与对应的植物激素结构________(填①、②或③)。
①类似 ②完全相同 ③类似或差别较大
(5)根据图示的结果,a、b两种浓度的大小关系是_______。为进一步探究2,4 - D促进柳树茎段生根的最适浓度,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_______。
14.【综合大题情境・低温胁迫对小麦光合作用与 ABA 抗氧化调节】近年来,倒春寒的发生频率和强度呈上升趋势,成为制约小麦优质高产的主要胁迫因子。探究小麦抵御低温的机制和低温胁迫后影响光合作用恢复的限制因素,对保障粮食安全具有重要意义。研究人员将小麦幼苗放入低温环境培养一段时间后,再进行室温恢复培养,检测相关指标如表所示。回答下列问题:
相关指标
叶绿素/(mg·L-1)
净光合速率/(μmol·m-2·s-1)
低温处理前
12.35
270.3
低温培养72 h
5.38
75.52
室温恢复培养72 h
14.12
180.64
(1)小麦光合作用依靠光合色素捕获光能,光合色素分布于叶绿体的_______上。在叶圆片沉浮法实验中,适宜浓度NaHCO3的作用是_______,该实验中净光合速率的大小可通过_______直观体现。
(2)据表可知,叶绿素含量变化不是影响光合速率的唯一因素,判断依据是____________________。进一步研究发现,低温会诱导小麦细胞产生大量的活性氧(ROS),攻击生物膜系统,据此可推测,室温恢复培养后,小麦的光合速率仍相对较低的原因是:活性氧攻击类囊体膜,导致其结构受损,使_______产生减少,进而使光合速率降低。
(3)低温胁迫下,脱落酸(ABA)含量升高可有效减少低温损伤。科研人员对两组生长状况相同且经低温处理的小麦分别外施等量的ABA溶液(A组)和蒸馏水(B组),检测其叶片组织中SOD(抗氧化酶,能清除活性氧)的活性,结果如下图。
据图分析,ABA能降低低温损伤的机制可能是_______。除激素响应外,小麦还会产生多种保护性蛋白和渗透调节物质,以_______(填“提高”或“降低”)细胞液渗透压来应对低温胁迫。
15.【综合大题情境・光质对光合、气孔的双重调控;光敏色素信号通路】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(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PIL15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,红光下光合速率的限制因子是____________,推测此时蓝光下净光合速率更高的原因是____________________________________。
(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)归纳上述两个研究内容,总结出光影响植物的两条通路(图c)。通路1中,①吸收的光在叶绿体中最终被转化为有机物中的化学能。通路2中吸收光的物质②为____________。用箭头完成图c中②所介导的通路,并在箭头旁用“(+)”或“(-)”标注前后两者间的作用,(+)表示正相关,(-)表示负相关____________________________________________________________。
(4)根据图c中相关信息,概括出植物利用光的方式:____________。
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