重难04 植物激素调节的实验应用(重难点突破讲义) 高二生物上学期人教版
2026-10-09
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内容正文:
重难04 植物激素调节的实验应用
内容导航
第一部分 攻重难目标 分析期中考情,明确重难要点
第二部分 记重难知识 聚焦核心重难,点拨知识要点
第三部分 破重难题型 聚焦重难题型,点拨解题技巧
高分技巧 典例剖析 变式应用
题型01 分析生长素作用的两重性特点
题型02 比较不同植物激素间的协同和拮抗关系
题型03 分析环境信号对植物生长发育的调控机制
第四部分 练限时通关 精选好题必刷,精练稳步进阶
1. 理解生长素的运输和作用特点;
2.辨析植物激素之间的相互作用;
3.理解环境信号对植物生长发育的调控机制。
1.生长素的三种运输方式
2.生长素的生理作用
生理作用
在细胞水平上起着促进细胞伸长生长、诱导生理细胞分化等作用;
在器官水平上则影响器官作用的生长、发育
作用方式
不直接参与细胞代谢,而是给细胞传达一种方式调节代谢的信息
作用特点
较低时促进生长,浓度过高时抑制
敏感程度
根>芽>茎,幼嫩细胞>衰老细胞
3.其他植物激素的作用
4.植物激素间的相互作用
(1)在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,某种激素的含量会发生变化。
(2)并不是各种植物激素孤立地起作用,而是多种激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应。
①协同作用:生长素主要促进细胞核的分裂,而细胞分裂素主要促进细胞质的分裂。
②效果相反:赤霉素促进种子萌发,脱落酸抑制种子萌发。
③生长素与乙烯的相互作用机理
(3)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。如:黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较高,有利于分化形成雌花,比值较低,则有利于分化形成雄花。
(4)在植物生长发育过程中,不同种激素的调节还往往表现出一定的顺序性。
5.环境因素参与调节植物的生命活动
(1)光的作用机制
在受到光照射时,光敏色素被激活,结构发生变化→信号经过转导传递道细胞核内→细胞核内特定基因的转录变化→细胞质中翻译→表现出生物学效应(感受信号→信号转导→发生反应)。
(2)温度:温度参与调节植物的生长发育;植物分布的地域性很大程度上由温度决定。例:春化作用、年轮
(3)重力:淀粉平衡石假说:植物对重力的感受通过体内一类含有“淀粉体”的细胞,即平衡石来实现的。
题型01分析生长素作用的两重性特点
高分技巧
1.辨明生长素作用曲线的三个区段
OA段
随着生长素浓度增大,促进作用增强
AB段
随着生长素浓度增大,促进作用减弱,不能认为抑制作用加强
BC段
随着生长素浓度增大,抑制作用增强
【提醒】所谓“抑制”或“促进”均是相对于“对照组”(即自然生长或加蒸馏水处理的组别)而言的,抑制生长并非不生长,只是生长慢于对照组。
2.植物茎的背地性和根的向地性
【提醒】茎的背地性和向光性不能体现生长素的作用特点,而根的向地性与顶端优势则能体现。
典例剖析
【典例1】(25-26高二上·东莞莞美&大岭山·期中)取某单子叶植物的胚芽鞘(A)和幼根(B)并切除尖端,保持两者的形态学上端在上,实验处理见图甲;图乙表示不同浓度生长素对该植物芽和根的影响曲线。下列相关叙述不正确的是( )
A.图中A、B的下端都能够检测到生长素
B.若琼脂块内生长素含量为图乙b点对应的浓度,A和B均表现为向左弯曲生长
C.若琼脂块内生长素含量为图乙d点对应的浓度,A和B的弯曲方向相反,体现出生长素作用的特点
D.用含不同生长素浓度的琼脂块处理A时,其弯曲生长的程度可能相同
【典例2】(25-26高二上·河北张家口·期中)水稻抛秧栽培技术是将水稻秧苗连同营养土一起均匀撒抛在空中,使其根部随重力落入田间定植的一种栽培法。在抛秧育苗过程中,植物幼苗被抛撒在空中后,由于重力的作用,茎和根会自然下垂,导致多数茎和根平躺在田面上,如图甲所示。图乙和图丙为幼苗横放后1~4处生长素相对浓度变化曲线(虚线代表既不促进也不抑制时的生长素浓度,虚线上方代表抑制时的生长素浓度,虚线下方代表促进时的生长素浓度)。回答下列问题:
(1)生长素主要由_______和发育中的种子等部位合成。在这些部位,_______经过一系列反应可转变成生长素。图甲中横放的水稻幼苗出现弯曲生长的原因是受到_______刺激,生长素因发生_______而分布不均。
(2)图乙中A1曲线对应图甲中_______(填序号)处的生长素相对浓度变化。测量可知,图乙中C对应的生长素浓度比图丙中的D对应的生长素浓度低,原因是________。
(3)光对植物生长的调控需要IAA作为中介,蓝光条件下水稻幼苗生长得慢。用不同光照条件处理水稻幼苗进行实验,结果如下图。由下图结果分析,推知蓝光照射下水稻生长慢的原因是_______。
变式应用
1.(25-26高二上·吉林市·期中)研究发现,生长素对同一植物所发挥的作用,因生长素浓度、植物器官种类不同而有较大差异。图甲是一盆栽植物,①②是枝条上着生的芽,⑤⑥是其根的两个侧面。图乙表示不同浓度的生长素对该植物不同器官的作用结果。下列说法错误的是( )
A.生长素的极性运输是从形态学上端运输到形态学下端,运输过程消耗能量
B.图甲中②生长受到抑制的原因是②处生长素浓度高于10-6 mol·L-1,抑制生长
C.该植物向左侧横放一段时间,⑤(近地侧)的生长素浓度对应乙图中的B点
D.图乙中,生长素为10-6 mol/L浓度时,对根的生长作用是抑制生长,对茎的生长是促进生长,说明不同器官对生长素的敏感程度不一样
2.(25-26高二上·山东师范大学附属中学·期中)图甲表示将一株小麦幼苗水平放置,培养一段时间后的生长情况;图乙表示生长素浓度与发挥作用的关系。下列分析错误的是( )
A.若图甲中 a、b 侧生长素浓度分别为图乙中的 p、n,则体现了生长素的作用特性
B.若图甲中 d 侧生长素浓度为图乙中的 m,则 c 侧生长素浓度大于 m 小于 j
C.若顶芽处生长素浓度为图乙中的 n,则侧芽处的生长素浓度可能大于 k
D.若用两种不同浓度的生长素处理插条都能生根,则最适浓度位于两种浓度之间
题型02 探究植物激素间的相互作用
高分技巧
1.比较不同植物激素间的协同和拮抗关系
生理过程
生长素作用
乙烯作用
脱落酸作用
生长素与乙烯关系
生长素与脱落酸关系
细胞伸长
促进
抑制(高浓度时)
抑制
拮抗
拮抗
顶端优势
维持(侧芽抑制)
打破(侧芽乙烯↑)
促进(衰老侧芽)
拮抗
拮抗
果实成熟
间接促进(前期)
促进
无直接促进
协同(前期生长素促进发育,乙烯促进成熟)
拮抗
器官脱落
抑制
促进
促进
拮抗
拮抗
逆境响应(如干旱)
调控胁迫相关基因
参与胁迫信号
强诱导、保水
协同(共同应对胁迫)
协同
2.实验设计
典例剖析
【典例1】(25-26高二上·云南楚雄·期中)植物体自身生命活动的调节,主要是通过其体内产生的激素来完成的。下列叙述错误的是( )
A.脱落酸具有促进叶和果实的衰老和脱落以及抑制细胞分裂的作用
B.赤霉素和油菜素内酯都能促进细胞分裂和种子萌发
C.黄瓜茎端的脱落酸/赤霉素较高,有利于分化形成雌花
D.乙烯和赤霉素均能促进果实发育,二者具有协同作用
【典例2】(25-26高二上·嘉样教育集团·期中)为研究植物激素独脚金内酯(GR24)对侧枝生长发育的影响,研究人员以GR24合成缺陷型突变体和GR24受体缺失突变体豌豆幼苗为材料,用细胞分裂素类调节剂(6 - BA)和外源GR24进行了相关研究,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.GR24对侧枝生长发育有抑制作用
B.突变体2为GR24合成缺陷型突变体
C.6 - BA与GR24调控侧枝生长的作用效果相反
D.实验中各组的浇水、施肥等措施应相同且适宜
变式应用
1.(25-26高二上·山东日照·期中)茶树是我市重要的叶用经济作物。为探究不同植物生长调节剂对茶树腋芽生长的影响,科研人员用一定量的脱落酸(ABA)、赤霉素(GA)和萘乙酸(NAA)处理盆栽茶树,实验结果如图所示。据图分析错误的是( )
A.实验中的CK组需要喷施等量的清水作为对照
B.前7d内NAA通过促进细胞伸长使腋芽长度显著伸长
C.GA和NAA在调控腋芽生长方面二者表现出协同作用
D.GA和NAA不属于营养物质,使用时需配合浇水施肥
2.(25-26高二上·山东聊城·期中)(多选)科研工作者以拟南芥为实验材料,研究了油菜素内酯(BL,1nmol/L)和生长素(IAA)在植物侧根发育中的作用,结果如图所示(“+”表示添加,“-”表示不添加)。下列说法正确的是( )
A.该实验的自变量是BL的有无和IAA浓度
B.浓度为1nmol/L IAA对侧根形成具有抑制作用
C.在IAA浓度为20~50nmol/L浓度范围内,BL仍可促进侧根的形成
D.IAA与BL是非蛋白类激素,故二者的合成不需要基因调控
题型03 分析环境信号对植物生长发育的调控机制——光周期诱导开花、春化作用、向性运动
高分技巧
1.光信号的调控
环境信号
受体类型
信号转导途径
生理反应
光(红光/远红光)
光敏色素(PhyA/B)
光敏色素异构化→激活Pfr→调控基因表达
种子萌发、避荫反应、开花
光(蓝光)
隐花色素(Cry1/2)
磷酸化→激活下游激酶→调控离子通道
下胚轴伸长抑制、气孔开放
2.春化作用
幼苗感受低温→淀粉体沉降信号→组蛋白修饰改变FLC染色质状态→FLC沉默→FT/AP1激活→开花。
3.淀粉—平衡石假说
典例剖析
【典例1】(25-26高二上·嘉样教育集团·期中)光敏色素是一种蛋白质,分布在植物体的各个部位,受光照射时其结构会发生变化,如图是光照时间对某长日照植物开花的影响示意图。下列叙述不正确的是( )
A.红光和远红光刺激会引起光敏色素空间结构的改变
B.夜晚连续光照数小时会使该植物推迟开花
C.暗期的红光处理可以促进该植物开花,但可被远红光逆转
D.光期暗间断处理不影响开花,表明该植物开花主要由暗期长短决定
【典例2】(25-26高二上·山东日照·期中)淀粉—平衡石假说认为,植物通过体内的平衡石细胞(富含“淀粉体”)实现对重力的感受。垂直放置的根中,平衡石停留在根冠细胞基部,导致由中柱运来的IAA在根冠均等分布(如图1);在水平放置的根中,平衡石停留在根冠细胞的近地侧,导致根冠远地侧的IAA向近地侧运输(如图2)。下列分析错误的是( )
A.重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素
B.根的向重力性说明低浓度IAA促进生长,高浓度抑制生长
C.根部平衡石细胞可以将重力信号转换为运输生长素的信号
D.据图可知,IAA在植物根尖只能进行消耗能量的极性运输
变式应用
1.(25-26高二上·江苏宿迁·期中)高等植物的生长发育是受环境因素调节的,光、温度、重力等对植物生长发育的调节作用尤为重要。下列叙述错误的是( )
A.光敏色素仅存在于绿色植物进行光合作用的部位
B.植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的
C.年轮、春化作用说明温度参与调节植物的生长发育
D.重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素
2.(25-26高二上·江苏南通·期中)(多选)研究表明拟南芥在适宜的光照、温度和激素共同调控下才能开花(如下图),相关叙述正确的是( )
A.隐花色素接受蓝光刺激后空间结构改变,发挥调控作用
B.低温处理后,促进拟南芥提前开花,称之为春化作用
C.不经过长时光照和低温,只用赤霉素处理可使拟南芥开花
D.蓝光、远红光处理和低温作用都能调控拟南芥开花
1.(25-26高二上·山东青岛17中·期中)生长素运输渠道化理论认为,顶芽产生的生长素通过主茎运输,当主茎中生长素运输流饱和时,会限制侧芽合成的生长素外流,侧芽处于休眠状态,形成顶端优势。下列说法正确的是( )
A.植物体内的生长素多为IAA,合成它的原料是吲哚乙酸
B.根据生长素运输渠道化理论,去除顶芽后侧芽处生长素外流加强
C.顶芽产生的生长素向侧芽运输的过程中不需要消耗能量
D.顶端优势、茎的背地性都说明生长素在浓度较低时促进生长,在浓度过高时抑制生长
2.(25-26高二上·河南·期中)植物侧芽的生长受生长素(IAA)及其他物质的共同影响。有人以生长状态一样的豌豆完整植株(Ⅰ组)为对照进行了以下实验:Ⅱ组去除顶芽,Ⅲ组去除顶芽并在切口涂抹IAA处理,定时测定三组的侧芽长度,实验结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.IAA是植物细胞之间传递信号的分子,顶芽合成的IAA通过主动运输方式向下运输
B.Ⅰ组与Ⅱ组对照,说明去除顶芽可以解除顶端优势
C.32h时Ⅱ组侧芽的长度大于24h时,说明前者侧芽处的IAA含量高于后者
D.去顶32h时Ⅲ组侧芽长度明显小于Ⅱ组,原因是涂抹的IAA运输到侧芽附近,高浓度的IAA抑制了侧芽的生长
3.(25-26高二上·山西太原·期中)科研人员研究向日葵向光生长的特性,用单侧光照射向日葵幼苗一段时间后,检测下胚轴两侧相关指标,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.下胚轴向光面IAA促进生长的作用受抑制的程度大于背光面
B.向日葵产生的生长素只能通过极性运输到作用部位发挥作用
C.IAA抑制物通过调节下胚轴两侧IAA的含量,而导致向日葵向光生长
D.若在黑暗中给下胚轴一侧喷施IAA抑制物,可导致向日葵向对侧弯曲
4.(25-26高二上·云南楚雄·期中)如图为不同浓度的生长素对A、B两种植物器官生长的影响。下列叙述正确的是( )
A.拜尔和温特最先从胚芽鞘尖端成功分离出生长素
B.生长素可由芽和幼嫩的叶产生并运输到作用部位
C.a点对应的生长素浓度对A、B器官的影响相同
D.b点对应的生长素浓度下该植物的生长速度最快
5.(25-26高二上·云南楚雄·期中)光作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程。下列叙述正确的是( )
A.光敏色素是植物感受光信号的受体之一,其化学本质是一种色素分子
B.叶绿素和光敏色素均主要吸收红光和远红光
C.光敏色素只分布在植物的分生组织细胞内
D.光敏色素接受光刺激后通过改变自身结构来传递信息,进而启动相关基因表达
6.(25-26高二上·山东聊城·期中)植物体中存在多种激素共同调节植物的生长发育,自然界中也有众多因素参与植物生长发育的调节。随着研究的进行,人们已经可以合成多种植物生长调节剂用于生产。下列说法正确的是( )
A.黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较低,有利于分化形成雌花
B.春化作用是指某些植物种子需经历一段时间的持续低温之后才能萌发
C.光既是植物光合作用的能量来源,还能作为调节种子萌发的信号
D.植物生长调节剂的分子结构和生理学效应均与植物内源激素相似
7.(25-26高二上·山东省实验中学·期中)(多选)研究人员对生理状况相同的水稻的根用不同强度的单侧光照射相同时间后,生长状况如图1所示,黑暗、弱光,强光条件下测得的α值分别为0°、17.5°、35.5°。已知光照不会影响生长素的合成,研究人员测定不同处理后根尖向光侧和背光侧的生长素含量,结果如图2所示。以下分析不正确的是( )
A.茎的向光性和本实验都体现了生长素促进生长的作用
B.与弱光相比,强光对生长素分布的影响程度更大
C.水稻根向光侧生长素含量下降仅与生长素向背光侧运输有关
D.分析图可推测水稻根背光弯曲的角度随光照强度的增加而增大
8.(25-26高二上·山东青岛17中·期中)(多选)植物顶芽产生生长素向下运输,使侧芽附近生长素浓度较高,抑制侧芽的生长,形成顶端优势。研究人员进行了多种植物激素对豌豆植株侧芽生长影响的实验,结果如图所示,下列说法正确的是( )
A.顶芽产生的生长素向下运输到侧芽需要消耗能量
B.细胞分裂素能促进植物的顶端优势
C.在去顶芽的情况下,喷施赤霉素能促进侧芽生长
D.去顶芽或抑制顶芽生长素运输可促进侧芽生长
9.(25-26高二上·东莞莞美&大岭山·期中)生长素、赤霉素和乙烯三种激素对细胞纵向伸长生长的影响关系如图1。
(1)在植物生长发育和适应环境的变化过程中,各种植物激素并不是孤立地起作用而是__________。
(2)已知赤霉素具有促进植物茎秆伸长的作用,据图1描述可能的原因是___________________。
(3)图2是不同浓度的生长素(IAA)影响某植物幼苗乙烯生成和茎切段长度的实验结果。结合图1、2,乙烯可_____________茎段生长,而较高浓度的生长素可以通过__________乙烯的合成,再抑制生长。
(4)进一步研究三种激素对茎切段生长的影响和各激素之间的作用,某研究小组开展生长素(IAA)和赤霉素(GA3)对茎切段伸长的影响及生长素(IAA)对茎切段中乙烯(ACC)产量的影响的研究。切取菟丝子茎顶端2.5cm长的切段若干,置于培养液中无菌培养一周后进行实验,实验结果见图3。分析回答:
①将菟丝子切段置于培养液中培养一周的目的是_______________________________。
②分析图3可以得出的结论是_______________________________(答出2点即可)。
③若想进一步研究IAA和GA3之间相互作用的关系,则应该用_______________________处理茎切段作为实验组。
10.(25-26高二上·江苏宿迁·期中)光敏色素(phyB)是一类能接受光信号的分子。农田中玉米—大豆间作时,高位作物(玉米)对低位作物(大豆)具有遮阴作用,严重时引发“荫蔽胁迫”,此时,低位植物体内的光敏色素及多种激素共同响应荫蔽胁迫。请根据图回答下列问题。
(1)自然光被植物滤过后,其中红光(R)/远红光(FR)的值会______,原因是________。
(2)荫蔽胁迫下,光敏色素(phyB)主要以________形式存在,由此______(填“减弱”或“增强”)对PIFs的抑制作用,导致幼苗下胚轴过度伸长,以适应“荫蔽胁迫”环境。玉米—大豆间作时,受荫蔽胁迫的大豆产量明显降低,从有机物分配的角度分析,主要原因是______。
(3)为了研究红光与蓝光的比例对玉米产量、有机物分配的影响,以日光温室中的玉米为实验材料,补充不同比例的红光和蓝光进行实验实验结果如下图所示。从增加产量的角度考虑三种补光比例中最佳比例为_________,判断依据是______。
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重难04 植物激素调节的实验应用
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第一部分 攻重难目标 分析期中考情,明确重难要点
第二部分 记重难知识 聚焦核心重难,点拨知识要点
第三部分 破重难题型 聚焦重难题型,点拨解题技巧
高分技巧 典例剖析 变式应用
题型01 分析生长素作用的两重性特点
题型02 比较不同植物激素间的协同和拮抗关系
题型03 分析环境信号对植物生长发育的调控机制
第四部分 练限时通关 精选好题必刷,精练稳步进阶
1. 理解生长素的运输和作用特点;
2.辨析植物激素之间的相互作用;
3.理解环境信号对植物生长发育的调控机制。
1.生长素的三种运输方式
2.生长素的生理作用
生理作用
在细胞水平上起着促进细胞伸长生长、诱导生理细胞分化等作用;
在器官水平上则影响器官作用的生长、发育
作用方式
不直接参与细胞代谢,而是给细胞传达一种方式调节代谢的信息
作用特点
较低时促进生长,浓度过高时抑制
敏感程度
根>芽>茎,幼嫩细胞>衰老细胞
3.其他植物激素的作用
4.植物激素间的相互作用
(1)在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,某种激素的含量会发生变化。
(2)并不是各种植物激素孤立地起作用,而是多种激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应。
①协同作用:生长素主要促进细胞核的分裂,而细胞分裂素主要促进细胞质的分裂。
②效果相反:赤霉素促进种子萌发,脱落酸抑制种子萌发。
③生长素与乙烯的相互作用机理
(3)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。如:黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较高,有利于分化形成雌花,比值较低,则有利于分化形成雄花。
(4)在植物生长发育过程中,不同种激素的调节还往往表现出一定的顺序性。
5.环境因素参与调节植物的生命活动
(1)光的作用机制
在受到光照射时,光敏色素被激活,结构发生变化→信号经过转导传递道细胞核内→细胞核内特定基因的转录变化→细胞质中翻译→表现出生物学效应(感受信号→信号转导→发生反应)。
(2)温度:温度参与调节植物的生长发育;植物分布的地域性很大程度上由温度决定。例:春化作用、年轮
(3)重力:淀粉平衡石假说:植物对重力的感受通过体内一类含有“淀粉体”的细胞,即平衡石来实现的。
题型01分析生长素作用的两重性特点
高分技巧
1.辨明生长素作用曲线的三个区段
OA段
随着生长素浓度增大,促进作用增强
AB段
随着生长素浓度增大,促进作用减弱,不能认为抑制作用加强
BC段
随着生长素浓度增大,抑制作用增强
【提醒】所谓“抑制”或“促进”均是相对于“对照组”(即自然生长或加蒸馏水处理的组别)而言的,抑制生长并非不生长,只是生长慢于对照组。
2.植物茎的背地性和根的向地性
【提醒】茎的背地性和向光性不能体现生长素的作用特点,而根的向地性与顶端优势则能体现。
典例剖析
【典例1】(25-26高二上·东莞莞美&大岭山·期中)取某单子叶植物的胚芽鞘(A)和幼根(B)并切除尖端,保持两者的形态学上端在上,实验处理见图甲;图乙表示不同浓度生长素对该植物芽和根的影响曲线。下列相关叙述不正确的是( )
A.图中A、B的下端都能够检测到生长素
B.若琼脂块内生长素含量为图乙b点对应的浓度,A和B均表现为向左弯曲生长
C.若琼脂块内生长素含量为图乙d点对应的浓度,A和B的弯曲方向相反,体现出生长素作用的特点
D.用含不同生长素浓度的琼脂块处理A时,其弯曲生长的程度可能相同
【答案】C
【解析】据题干信息可知:A、B两者的形态学上端在上,故用含生长素的琼脂块处理一段时间后,在A、B的下端都能够检测到生长素,A正确;据图可知,图乙b点对应的浓度对于根和芽均为促进作用,故在A、右侧放置含生长素的琼脂块,右侧生长快,A和B均表现为向左弯曲生长,B正确;图中A、B分别为胚芽鞘和幼根,其不同的弯曲方向不能体现生长素的作用特点,C错误;依据生长素浓度作用曲线可知,在最适浓度两侧,可能有两个不同浓度的促进效果相同,故用含不同生长素浓度的琼脂块处理A时,其弯曲生长的程度可能相同,D正确。
【典例2】(25-26高二上·河北张家口·期中)水稻抛秧栽培技术是将水稻秧苗连同营养土一起均匀撒抛在空中,使其根部随重力落入田间定植的一种栽培法。在抛秧育苗过程中,植物幼苗被抛撒在空中后,由于重力的作用,茎和根会自然下垂,导致多数茎和根平躺在田面上,如图甲所示。图乙和图丙为幼苗横放后1~4处生长素相对浓度变化曲线(虚线代表既不促进也不抑制时的生长素浓度,虚线上方代表抑制时的生长素浓度,虚线下方代表促进时的生长素浓度)。回答下列问题:
(1)生长素主要由_______和发育中的种子等部位合成。在这些部位,_______经过一系列反应可转变成生长素。图甲中横放的水稻幼苗出现弯曲生长的原因是受到_______刺激,生长素因发生_______而分布不均。
(2)图乙中A1曲线对应图甲中_______(填序号)处的生长素相对浓度变化。测量可知,图乙中C对应的生长素浓度比图丙中的D对应的生长素浓度低,原因是________。
(3)光对植物生长的调控需要IAA作为中介,蓝光条件下水稻幼苗生长得慢。用不同光照条件处理水稻幼苗进行实验,结果如下图。由下图结果分析,推知蓝光照射下水稻生长慢的原因是_______。
【答案】(1)芽、幼嫩的叶 色氨酸 重力 横向运输
(2)2 根比茎对生长素更敏感
(3)蓝光处理使IAA氧化酶活性增强,IAA氧化分解增多,IAA含量减少,进而水稻生长慢
【解析】(1)生长素主要在芽、幼嫩的叶和发育中的种子合成,其合成原料是色氨酸,色氨酸经一系列生化反应可转化为生长素。图甲中幼苗横放后,受到重力刺激,生长素会发生横向运输,导致根和茎的近地侧与远地侧生长素浓度不同。根对生长素敏感,近地侧高浓度生长素抑制生长,远地侧低浓度促进生长,使根向地弯曲;茎对生长素不敏感,近地侧高浓度生长素促进作用更强,使茎背地弯曲。
(2)图甲中1、2 为根的远地侧和近地侧,3、4为茎的远地侧和近地侧。图乙中A1曲线生长素浓度高于虚线(抑制作用),且浓度逐渐变化,结合根的生长特性,近地侧(2 处)生长素浓度因横向运输升高,但根对生长素敏感,近地侧浓度若过高会抑制生长,故A1曲线对应2处。 图乙C曲线对应根,图丙D曲线对应茎。由于根比茎对生长素更敏感,相同横向运输导致的生长素积累,根已接近或达到抑制阈值,而茎仍为促进浓度,因此C对应的浓度低于D。
(3)蓝光会增强IAA氧化酶的活性,IAA 氧化酶活性增强会加速IAA的氧化分解,导致幼苗体内IAA含量减少,而IAA是促进植物生长的关键激素,最终使水稻生长变慢。
变式应用
1.(25-26高二上·吉林市·期中)研究发现,生长素对同一植物所发挥的作用,因生长素浓度、植物器官种类不同而有较大差异。图甲是一盆栽植物,①②是枝条上着生的芽,⑤⑥是其根的两个侧面。图乙表示不同浓度的生长素对该植物不同器官的作用结果。下列说法错误的是( )
A.生长素的极性运输是从形态学上端运输到形态学下端,运输过程消耗能量
B.图甲中②生长受到抑制的原因是②处生长素浓度高于10-6 mol·L-1,抑制生长
C.该植物向左侧横放一段时间,⑤(近地侧)的生长素浓度对应乙图中的B点
D.图乙中,生长素为10-6 mol/L浓度时,对根的生长作用是抑制生长,对茎的生长是促进生长,说明不同器官对生长素的敏感程度不一样
【答案】C
【解析】生长素在植物的幼芽和幼根中,只能从形态学上端运输到形态学下端,这称为极性运输,极性运输为主动运输,该过程需要消耗能量,A正确;图甲中①是顶芽,②是侧芽,由于顶端优势,顶芽产生的生长素向下运输,在侧芽(②)处积累,导致侧芽生长素浓度过高而抑制生长。从图乙可知,芽的生长受抑制的浓度阈值是高于10−6mol·L−1,因此②处生长素浓度高于10−6mol·L−1,抑制生长,B正确;该植物向左侧横放一段时间,由于重力作用,使得生长素发生横向运输,近地侧生长素浓度高于远地侧,由于根对生长素较敏感,高浓度抑制,低浓度促进,所以乙图中的D点浓度可表示⑤(近地侧)的生长素浓度,C错误;图乙中,生长素为10-6mol/L浓度时,对根的生长作用是抑制生长,对茎的生长是促进生长,说明不同器官对生长素的敏感程度不一样,根大于茎,D正确。
2.(25-26高二上·山东师范大学附属中学·期中)图甲表示将一株小麦幼苗水平放置,培养一段时间后的生长情况;图乙表示生长素浓度与发挥作用的关系。下列分析错误的是( )
A.若图甲中 a、b 侧生长素浓度分别为图乙中的 p、n,则体现了生长素的作用特性
B.若图甲中 d 侧生长素浓度为图乙中的 m,则 c 侧生长素浓度大于 m 小于 j
C.若顶芽处生长素浓度为图乙中的 n,则侧芽处的生长素浓度可能大于 k
D.若用两种不同浓度的生长素处理插条都能生根,则最适浓度位于两种浓度之间
【答案】D
【解析】由于重力作用,a点生长素浓度大于b点,由于根对生长素浓度较敏感,低浓度生长素可促进生长,高浓度生长素抑制生长,所以若图甲a、b侧生长素浓度分别为图乙中的p、n,则体现了生长素作用的两重性,A正确;由于重力作用,c点生长素浓度大于d点,且c点促进作用大于d点,所以若图甲d侧生长素浓度为图乙中m,则c侧生长素浓度大于m小于j,B正确;顶芽产生的生长素向下运输积累在侧芽处,抑制侧芽的生长,所以若顶芽处生长素浓度为图乙中的n,则侧芽处的生长素浓度可能大于k,C正确;
用两种不同浓度的生长素处理插条,都能生根,说明这两种浓度都具有促进作用,但最适浓度不一定在这两种浓度之间,有可能小于这两种浓度,也有可能大于这两种浓度,D错误。
题型02 探究植物激素间的相互作用
高分技巧
1.比较不同植物激素间的协同和拮抗关系
生理过程
生长素作用
乙烯作用
脱落酸作用
生长素与乙烯关系
生长素与脱落酸关系
细胞伸长
促进
抑制(高浓度时)
抑制
拮抗
拮抗
顶端优势
维持(侧芽抑制)
打破(侧芽乙烯↑)
促进(衰老侧芽)
拮抗
拮抗
果实成熟
间接促进(前期)
促进
无直接促进
协同(前期生长素促进发育,乙烯促进成熟)
拮抗
器官脱落
抑制
促进
促进
拮抗
拮抗
逆境响应(如干旱)
调控胁迫相关基因
参与胁迫信号
强诱导、保水
协同(共同应对胁迫)
协同
2.实验设计
典例剖析
【典例1】(25-26高二上·云南楚雄·期中)植物体自身生命活动的调节,主要是通过其体内产生的激素来完成的。下列叙述错误的是( )
A.脱落酸具有促进叶和果实的衰老和脱落以及抑制细胞分裂的作用
B.赤霉素和油菜素内酯都能促进细胞分裂和种子萌发
C.黄瓜茎端的脱落酸/赤霉素较高,有利于分化形成雌花
D.乙烯和赤霉素均能促进果实发育,二者具有协同作用
【答案】D
【解析】脱落酸是一种植物激素,它的作用之一就是促进叶和果实的衰老和脱落并且抑制细胞分裂,A正确;
赤霉素可促进细胞分裂和分化,促进种子萌发,油菜素内酯能促进茎、叶细胞的扩展和分裂,促进花粉管生长、种子萌发等,B正确;黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较高,有利于分化形成雌花,比值较低则有利于分化形成雄花,C正确;乙烯促进果实成熟,赤霉素能促进果实发育,两者作用的并不是同一生理过程,不属于协同作用或者相抗衡,D错误。
【典例2】(25-26高二上·嘉样教育集团·期中)为研究植物激素独脚金内酯(GR24)对侧枝生长发育的影响,研究人员以GR24合成缺陷型突变体和GR24受体缺失突变体豌豆幼苗为材料,用细胞分裂素类调节剂(6 - BA)和外源GR24进行了相关研究,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.GR24对侧枝生长发育有抑制作用
B.突变体2为GR24合成缺陷型突变体
C.6 - BA与GR24调控侧枝生长的作用效果相反
D.实验中各组的浇水、施肥等措施应相同且适宜
【答案】B
【解析】分析题图可知,与对照组相比,用GR24处理后侧枝的长度缩短,说明GR24对侧枝生长发育有抑制作用,A正确;分析题图可知,GR24具有抑制侧枝生长的作用,突变体1用GR24处理后侧枝长度比突变体2更短,由此推测突变体1为GR24合成缺陷型突变体,而突变体2侧枝长度与对照组相同,说明突变体2为GR24受体缺失突变体,B错误;分析题图可知,在豌豆侧枝生长发育过程中,与对照组相比,6-BA(促进侧枝生长)和GR24(抑制侧枝生长)的作用效果相反,C正确;分析题图可知,该实验的自变量是不同激素的处理、植物种类,因变量是侧枝的长度,实验过程中各组需配合相同的浇水、施肥等措施属于无关变量,无关变量要保证相同且适宜,D正确。
变式应用
1.(25-26高二上·山东日照·期中)茶树是我市重要的叶用经济作物。为探究不同植物生长调节剂对茶树腋芽生长的影响,科研人员用一定量的脱落酸(ABA)、赤霉素(GA)和萘乙酸(NAA)处理盆栽茶树,实验结果如图所示。据图分析错误的是( )
A.实验中的CK组需要喷施等量的清水作为对照
B.前7d内NAA通过促进细胞伸长使腋芽长度显著伸长
C.GA和NAA在调控腋芽生长方面二者表现出协同作用
D.GA和NAA不属于营养物质,使用时需配合浇水施肥
【答案】B
【解析】实验中的CK组需要喷施等量的清水作为对照,符合实验设计的单一变量原则,A正确;芽的生长包括细胞伸长和细胞分裂,NAA(生长素类似物)能促进细胞伸长,但从柱状图中能看到“前7d内NAA处理组芽长度”无显著伸长(数值接近CK),B错误;GA和NAA单独处理时,腋芽生长情况优于CK组,二者在调控腋芽生长上表现出协同作用,C正确;GA和NAA属于植物生长调节剂,不是植物的营养物质;这类调节剂使用时需配合浇水施肥,为植物生长提供营养和水分,保证调节剂作用的发挥,D正确。
2.(25-26高二上·山东聊城·期中)(多选)科研工作者以拟南芥为实验材料,研究了油菜素内酯(BL,1nmol/L)和生长素(IAA)在植物侧根发育中的作用,结果如图所示(“+”表示添加,“-”表示不添加)。下列说法正确的是( )
A.该实验的自变量是BL的有无和IAA浓度
B.浓度为1nmol/L IAA对侧根形成具有抑制作用
C.在IAA浓度为20~50nmol/L浓度范围内,BL仍可促进侧根的形成
D.IAA与BL是非蛋白类激素,故二者的合成不需要基因调控
【答案】AB
【解析】 实验的自变量是BL的有无和IAA的浓度,A正确;施用1nmol/LIAA的侧根的形成百分比低于对照组,1nmol/LIAA浓度对侧根形成具有抑制作用,B正确;从曲线斜率来看,IAA浓度为20nmol~50nmolL范围内,加了BL的曲线斜率小于未加BL的曲线斜率,说明在IAA浓度为20nmol~50nmolL范围内,BL抑制了IAA对侧根的作用,C错误;IAA是吲哚乙酸,其化学本质不是蛋白质;BL(油菜素内酯)也不是蛋白质类激素。激素的合成受基因组调控,二者的合成都需要基因组调控,D错误。
题型03 分析环境信号对植物生长发育的调控机制——光周期诱导开花、春化作用、向性运动
高分技巧
1.光信号的调控
环境信号
受体类型
信号转导途径
生理反应
光(红光/远红光)
光敏色素(PhyA/B)
光敏色素异构化→激活Pfr→调控基因表达
种子萌发、避荫反应、开花
光(蓝光)
隐花色素(Cry1/2)
磷酸化→激活下游激酶→调控离子通道
下胚轴伸长抑制、气孔开放
2.春化作用
幼苗感受低温→淀粉体沉降信号→组蛋白修饰改变FLC染色质状态→FLC沉默→FT/AP1激活→开花。
3.淀粉—平衡石假说
典例剖析
【典例1】(25-26高二上·嘉样教育集团·期中)光敏色素是一种蛋白质,分布在植物体的各个部位,受光照射时其结构会发生变化,如图是光照时间对某长日照植物开花的影响示意图。下列叙述不正确的是( )
A.红光和远红光刺激会引起光敏色素空间结构的改变
B.夜晚连续光照数小时会使该植物推迟开花
C.暗期的红光处理可以促进该植物开花,但可被远红光逆转
D.光期暗间断处理不影响开花,表明该植物开花主要由暗期长短决定
【答案】B
【解析】红光和远红光刺激会引起光敏色素空间结构的改变,导致其活性也发生改变,A正确;夜晚连续光照数小时,提供短夜条件,因此可能使其提前开花,B错误;据图分析,将图中从左向右分别标号1、2、3、4、5,结合2、3可知,暗期用红光照射,可以促进长日照植物开花,再结合4分析可知,这种促进可被远红光逆转,C正确;光期暗间断处理不影响开花,表明该植物开花主要由暗期长短决定,D正确。
【典例2】(25-26高二上·山东日照·期中)淀粉—平衡石假说认为,植物通过体内的平衡石细胞(富含“淀粉体”)实现对重力的感受。垂直放置的根中,平衡石停留在根冠细胞基部,导致由中柱运来的IAA在根冠均等分布(如图1);在水平放置的根中,平衡石停留在根冠细胞的近地侧,导致根冠远地侧的IAA向近地侧运输(如图2)。下列分析错误的是( )
A.重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素
B.根的向重力性说明低浓度IAA促进生长,高浓度抑制生长
C.根部平衡石细胞可以将重力信号转换为运输生长素的信号
D.据图可知,IAA在植物根尖只能进行消耗能量的极性运输
【答案】D
【解析】重力可诱导植物产生向重力性(如根的向地性、茎的背地性),是调节植物生长发育、形态建成的关键环境因素之一,A正确;根的向重力性中,水平放置的根近地侧IAA浓度高(抑制生长),远地侧IAA浓度低(促进生长),体现了生长素“低浓度促进生长、高浓度抑制生长”的两重性,B正确;根部平衡石细胞(含淀粉体)可感受重力信号,通过淀粉体的沉降,调节IAA的运输方向(如水平放置时诱导IAA向近地侧运输),即将重力信号转换为运输生长素的信号,C正确;IAA在植物根尖的运输包括两种方式:极性运输(从形态学上端→下端,如根冠→伸长区,消耗能量)和横向运输(如水平放置时,根冠远地侧IAA向近地侧运输,属于主动运输,也消耗能量),D错误。
变式应用
1.(25-26高二上·江苏宿迁·期中)高等植物的生长发育是受环境因素调节的,光、温度、重力等对植物生长发育的调节作用尤为重要。下列叙述错误的是( )
A.光敏色素仅存在于绿色植物进行光合作用的部位
B.植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的
C.年轮、春化作用说明温度参与调节植物的生长发育
D.重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素
【答案】A
【解析】光敏色素是植物体内感受光信号的蛋白质,广泛分布于植物的各个部位(如茎尖、叶片等),并非仅存在于光合作用部位(如叶绿体),A错误;温度通过影响酶的活性和代谢速率,决定植物的水平分布(如热带与寒带植被差异),B正确;年轮由形成层细胞分裂受温度季节变化影响形成,春化作用需低温促进开花,均体现温度对植物发育的调节,C正确;重力影响植物的向地性生长和器官分布(如根的向地性),是形态建成的重要环境因素,D正确。
2.(25-26高二上·江苏南通·期中)(多选)研究表明拟南芥在适宜的光照、温度和激素共同调控下才能开花(如下图),相关叙述正确的是( )
A.隐花色素接受蓝光刺激后空间结构改变,发挥调控作用
B.低温处理后,促进拟南芥提前开花,称之为春化作用
C.不经过长时光照和低温,只用赤霉素处理可使拟南芥开花
D.蓝光、远红光处理和低温作用都能调控拟南芥开花
【答案】AD
【解析】隐花色素作为光受体,接受蓝光刺激后,其空间结构会发生改变,进而发挥调控生物钟基因等的作用,A正确;有些植物在生长期需要经历一段时期的低温之后才能开花,这种经历低温诱导促使植物开花的作用,称为春化作用,而不是低温处理后,促进拟南芥提前开花,称之为春化作用,B错误;根据题意,拟南芥开花需要适宜的光照、温度和激素共同调控,不经过长时光照和低温,只用赤霉素处理,不能使拟南芥开花,C错误;由图可知,蓝光、远红光处理能通过影响隐花色素、光敏色素等,进而调控拟南芥开花,低温通过春化作用也能调控拟南芥开花,D正确。
1.(25-26高二上·山东青岛17中·期中)生长素运输渠道化理论认为,顶芽产生的生长素通过主茎运输,当主茎中生长素运输流饱和时,会限制侧芽合成的生长素外流,侧芽处于休眠状态,形成顶端优势。下列说法正确的是( )
A.植物体内的生长素多为IAA,合成它的原料是吲哚乙酸
B.根据生长素运输渠道化理论,去除顶芽后侧芽处生长素外流加强
C.顶芽产生的生长素向侧芽运输的过程中不需要消耗能量
D.顶端优势、茎的背地性都说明生长素在浓度较低时促进生长,在浓度过高时抑制生长
【答案】B
【解析】植物体内的生长素多为IAA,合成它的原料是色氨酸,A错误;根据生长素运输渠道化理论,植物去除顶芽后侧芽逐渐生长,说明侧芽处生长素外流加强,B正确;顶芽产生的生长素在向侧芽运输过程属于主动运输,消耗能量,C错误;生长素在浓度较低时促进生长,在浓度过高时则会抑制生长,这是生长素作用的两重性。茎的背地生长与向光生长都只是体现了生长素促进生长的作用,D错误。
2.(25-26高二上·河南·期中)植物侧芽的生长受生长素(IAA)及其他物质的共同影响。有人以生长状态一样的豌豆完整植株(Ⅰ组)为对照进行了以下实验:Ⅱ组去除顶芽,Ⅲ组去除顶芽并在切口涂抹IAA处理,定时测定三组的侧芽长度,实验结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.IAA是植物细胞之间传递信号的分子,顶芽合成的IAA通过主动运输方式向下运输
B.Ⅰ组与Ⅱ组对照,说明去除顶芽可以解除顶端优势
C.32h时Ⅱ组侧芽的长度大于24h时,说明前者侧芽处的IAA含量高于后者
D.去顶32h时Ⅲ组侧芽长度明显小于Ⅱ组,原因是涂抹的IAA运输到侧芽附近,高浓度的IAA抑制了侧芽的生长
【答案】C
【解析】IAA是植物细胞之间传递信号的分子,顶芽合成的IAA通过主动运输的方式从形态学上端向形态学下端运输,A正确;Ⅰ组的顶芽完整,Ⅱ组去顶芽,Ⅱ组的侧芽长度明显高于Ⅰ组,说明去顶可以解除顶端优势,B正确;32h时Ⅱ组侧芽的长度大于24h时,只能说明24~32h时间段侧芽仍在生长,前者侧芽处的IAA含量在32h时生长素浓度低于24h时,C错误;去顶32h时,Ⅲ组侧芽长度明显小于Ⅱ组,其原因是人工涂抹IAA后,导致侧芽部位生长素浓度过高,起到抑制作用,D正确。
3.(25-26高二上·山西太原·期中)科研人员研究向日葵向光生长的特性,用单侧光照射向日葵幼苗一段时间后,检测下胚轴两侧相关指标,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.下胚轴向光面IAA促进生长的作用受抑制的程度大于背光面
B.向日葵产生的生长素只能通过极性运输到作用部位发挥作用
C.IAA抑制物通过调节下胚轴两侧IAA的含量,而导致向日葵向光生长
D.若在黑暗中给下胚轴一侧喷施IAA抑制物,可导致向日葵向对侧弯曲
【答案】A
【解析】据图可知,向光面和背光面的IAA含量差别不大,但向光面下胚轴增加的长度明显低于背光面,同时向光面的IAA抑制物含量高于背光面,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;向日葵产生的生长素在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中可通过极性运输,在成熟组织中,生长素可以通过输导组织进行非极性运输,B错误;由图可知,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;若在黑暗中给下胚轴一侧喷施IAA抑制物,向日葵应向喷施IAA抑制物的那侧弯曲生长(喷施IAA抑制物的那侧生长慢,对侧生长更快),D错误。
4.(25-26高二上·云南楚雄·期中)如图为不同浓度的生长素对A、B两种植物器官生长的影响。下列叙述正确的是( )
A.拜尔和温特最先从胚芽鞘尖端成功分离出生长素
B.生长素可由芽和幼嫩的叶产生并运输到作用部位
C.a点对应的生长素浓度对A、B器官的影响相同
D.b点对应的生长素浓度下该植物的生长速度最快
【答案】B
【解析】拜尔通过实验证明胚芽鞘的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,温特通过实验证明尖端产生的影响是一种化学物质,并将其命名为生长素,两人并未从胚芽鞘尖端分离出生长素,A错误;生长素主要的合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子,能从产生部位运送到作用部位发挥作用,B正确;据图可知,a点对应的生长素浓度对A器官的生长既不促进,也不抑制,但会促进B器官的生长,C错误;据图可知,b点对应的生长素浓度对B器官的生长促进作用最大,其生长速度最快,但该浓度的生长素下,A器官的生长受抑制,该植物的生长速度不一定最快,D错误。
5.(25-26高二上·云南楚雄·期中)光作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程。下列叙述正确的是( )
A.光敏色素是植物感受光信号的受体之一,其化学本质是一种色素分子
B.叶绿素和光敏色素均主要吸收红光和远红光
C.光敏色素只分布在植物的分生组织细胞内
D.光敏色素接受光刺激后通过改变自身结构来传递信息,进而启动相关基因表达
【答案】D
【解析】光敏色素是植物感受光信号的受体之一,但其化学本质是蛋白质(色素-蛋白复合体),而非单纯的色素分子,A错误;叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,不吸收远红光;光敏色素主要吸收红光和远红光,B错误;光敏色素在植物体内广泛分布(如叶片、茎、种子等),并非仅存在于分生组织,C错误;光敏色素接受光信号后发生结构变化,通过信号转导途径激活特定基因表达,从而调控植物生理反应,D正确。
6.(25-26高二上·山东聊城·期中)植物体中存在多种激素共同调节植物的生长发育,自然界中也有众多因素参与植物生长发育的调节。随着研究的进行,人们已经可以合成多种植物生长调节剂用于生产。下列说法正确的是( )
A.黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较低,有利于分化形成雌花
B.春化作用是指某些植物种子需经历一段时间的持续低温之后才能萌发
C.光既是植物光合作用的能量来源,还能作为调节种子萌发的信号
D.植物生长调节剂的分子结构和生理学效应均与植物内源激素相似
【答案】C
【解析】黄瓜茎端中,脱落酸促进雌花分化,赤霉素促进雄花分化,因此,脱落酸与赤霉素的比值较高时有利于雌花分化,A错误;春化作用是指某些植物(如冬小麦)需经历低温诱导才能开花的现象,而非促进种子萌发,B错误;光既是植物光合作用的能量来源(提供光能),又能作为信号分子调节种子萌发(如需光种子的萌发依赖光照信号),C正确;植物生长调节剂的生理效应与植物内源激素相似,但分子结构不一定相似(部分是人工合成的结构不同但作用类似的物质),D错误。
7.(25-26高二上·山东省实验中学·期中)(多选)研究人员对生理状况相同的水稻的根用不同强度的单侧光照射相同时间后,生长状况如图1所示,黑暗、弱光,强光条件下测得的α值分别为0°、17.5°、35.5°。已知光照不会影响生长素的合成,研究人员测定不同处理后根尖向光侧和背光侧的生长素含量,结果如图2所示。以下分析不正确的是( )
A.茎的向光性和本实验都体现了生长素促进生长的作用
B.与弱光相比,强光对生长素分布的影响程度更大
C.水稻根向光侧生长素含量下降仅与生长素向背光侧运输有关
D.分析图可推测水稻根背光弯曲的角度随光照强度的增加而增大
【答案】ACD
【解析】弱光、强光条件下水稻根背光生长,这是因为向光侧低浓度的生长素促进生长,背光侧高浓度的生长素抑制生长,茎的向光性能体现生长素促进生长的作用,A错误;故选根据弯曲角度和图2数据可知,与弱光相比,强光对生长素分布的影响程度更大,B正确;分析图2数据可得,光照条件下,生长素的总量比黑暗条件下少且差异较大,光照不影响生长素的合成,所以光照引起生长素分解,弱光、强光条件下背光侧生长素的含量均大于黑暗条件下的一侧生长素含量,故推知单侧光引起了生长素的横向运输,部分生长素由向光侧向背光侧运输,故水稻根向光侧生长素含量下降与两方面有关(单侧光可能引起向光侧生长素的分解、单侧光引起了生长素的横向运输),C错误;在生长素最适浓度两侧有两个不同的浓度促进作用相同,故背光弯曲的角度不一定随光照强度的增加而增大,且只有三组对比也无法得出结论,D错误。
8.(25-26高二上·山东青岛17中·期中)(多选)植物顶芽产生生长素向下运输,使侧芽附近生长素浓度较高,抑制侧芽的生长,形成顶端优势。研究人员进行了多种植物激素对豌豆植株侧芽生长影响的实验,结果如图所示,下列说法正确的是( )
A.顶芽产生的生长素向下运输到侧芽需要消耗能量
B.细胞分裂素能促进植物的顶端优势
C.在去顶芽的情况下,喷施赤霉素能促进侧芽生长
D.去顶芽或抑制顶芽生长素运输可促进侧芽生长
【答案】ACD
【解析】顶芽产生的生长素向下运输到侧芽的过程是逆浓度梯度进行的,为运输方式为主动运输,因而需要消耗能量,A正确;实验中第5组的处理是顶芽保留,侧芽部位涂抹生长素,促进了侧芽的生长,因而可推测,用细胞分裂素处理侧芽,侧芽生长形成侧枝,说明细胞分裂素能抑制植物的顶端优势,B错误;
实验中第5组的处理是去顶芽、喷施赤霉素,实验结果表现为侧芽长度最大,因而可知,在去顶芽的情况下,喷施赤霉素能促进侧芽生长,C正确;去顶芽或抑制顶芽的生长素运输,可减少侧芽处生长素浓度,进而促进侧芽生长,缓解顶端优势,D正确。
9.(25-26高二上·东莞莞美&大岭山·期中)生长素、赤霉素和乙烯三种激素对细胞纵向伸长生长的影响关系如图1。
(1)在植物生长发育和适应环境的变化过程中,各种植物激素并不是孤立地起作用而是__________。
(2)已知赤霉素具有促进植物茎秆伸长的作用,据图1描述可能的原因是___________________。
(3)图2是不同浓度的生长素(IAA)影响某植物幼苗乙烯生成和茎切段长度的实验结果。结合图1、2,乙烯可_____________茎段生长,而较高浓度的生长素可以通过__________乙烯的合成,再抑制生长。
(4)进一步研究三种激素对茎切段生长的影响和各激素之间的作用,某研究小组开展生长素(IAA)和赤霉素(GA3)对茎切段伸长的影响及生长素(IAA)对茎切段中乙烯(ACC)产量的影响的研究。切取菟丝子茎顶端2.5cm长的切段若干,置于培养液中无菌培养一周后进行实验,实验结果见图3。分析回答:
①将菟丝子切段置于培养液中培养一周的目的是_______________________________。
②分析图3可以得出的结论是_______________________________(答出2点即可)。
③若想进一步研究IAA和GA3之间相互作用的关系,则应该用_______________________处理茎切段作为实验组。
【答案】(1)多种激素共同调控
(2)赤霉素促进了生长素的产生,抑制了生长素的分解,从而促进茎秆伸长
(3)抑制 促进
(4)排除切段中原有激素对实验结果的影响 IAA和GA3均能促进茎的伸长生长;在一定浓度范围内,IAA和GA3浓度越高促进作用越强;相同浓度时GA3促进效应比IAA大;当生长素的浓度增高到一定值后,才会促进乙烯的产生 IAA和GA3同时
【解析】(1)分析题图可知,在植物生长发育和适应环境的变化过程中,各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素共同调控的结果。
(2)分析图1可知,生长素能通过促进细胞纵向伸长而促进植物生长,赤霉素可以通过促进生长素合成、抑制生长素氧化分解而使细胞内生长素浓度增加,从而促进植物茎秆伸长。
(3)分析图1和图2可知,高浓度的生长素能促进乙烯的合成,乙烯含量的增加使茎切段长度增加百分比降低,因此乙烯可抑制茎段生长,而较高浓度的生长素可以通过促进乙烯的合成,再抑制生长。
(4)①将菟丝子切段置于培养液中培养一周的目的是排除切段中原有激素对实验结果的影响。
②分析图3可以得出的结论有IAA和GA3均能促进茎的伸长生长;在一定浓度范围内,IAA和GA3浓度越高,促进作用越强;相同浓度时GA3促进效应比IAA大;当生长素的浓度增高到一定值后,才会促进乙烯的产生。
③本实验已经有IAA和GA3单独处理的结果,若想进一步研究IAA和GA3,之间相互作用的关系,则应该用IAA和GA3同时处理茎切段作为实验组,如果两者同时处理,茎段伸长量大于单独处理,说明两者具有协同作用,否则无。
10.(25-26高二上·江苏宿迁·期中)光敏色素(phyB)是一类能接受光信号的分子。农田中玉米—大豆间作时,高位作物(玉米)对低位作物(大豆)具有遮阴作用,严重时引发“荫蔽胁迫”,此时,低位植物体内的光敏色素及多种激素共同响应荫蔽胁迫。请根据图回答下列问题。
(1)自然光被植物滤过后,其中红光(R)/远红光(FR)的值会______,原因是________。
(2)荫蔽胁迫下,光敏色素(phyB)主要以________形式存在,由此______(填“减弱”或“增强”)对PIFs的抑制作用,导致幼苗下胚轴过度伸长,以适应“荫蔽胁迫”环境。玉米—大豆间作时,受荫蔽胁迫的大豆产量明显降低,从有机物分配的角度分析,主要原因是______。
(3)为了研究红光与蓝光的比例对玉米产量、有机物分配的影响,以日光温室中的玉米为实验材料,补充不同比例的红光和蓝光进行实验实验结果如下图所示。从增加产量的角度考虑三种补光比例中最佳比例为_________,判断依据是______。
【答案】(1)下降 植物叶片中的叶绿素主要吸收红光,对远红光吸收较少,自然光被过滤后红光大量减少,远红光比例相对增加
(2)非活化态光敏色素(Pr) 减弱 下胚轴过度伸长消耗了大量有机物,分配到花、果实等生殖器官的有机物减少
(3)红光:蓝光=7:1 该比例下果的占比最高,有机物更多分配到果实中,且有机物总质量较高,有利于提高玉米产量
【解析】(1)植物光合作用的色素(叶绿素)主要吸收红光(用于光反应),对远红光的吸收能力弱。当自然光被高位作物(玉米)的叶片过滤后,红光被大量吸收,远红光的占比相对升高,因此红光(R)/ 远红光(FR)的值会降低。
(2)① 光敏色素(phyB)有两种形式:Pr(非活化态,远红光下稳定)、Pfr(活化态,红光下由 Pr 转化而来)。荫蔽胁迫下红光不足、远红光较多,因此phyB主要以Pr(非活化态)形式存在;
② 图示显示:活化态的Pfr会抑制PIFs的活性(Pfr→PIFs 有 “(-)” 表示抑制)。当phyB以Pr形式存在时,Pfr含量减少,对PIFs的抑制作用减弱,PIFs活性增强,进而促进下胚轴伸长;
③ 有机物分配角度:下胚轴过度伸长需要消耗大量有机物,导致植物体内的有机物更多分配到营养器官(茎、下胚轴),而分配到生殖器官(花、果实)的有机物减少,因此大豆结实率降低、产量下降。
(3)玉米的产量取决于果实中积累的有机物量。观察实验图:红光:蓝光 = 7:1时,果的占比(93.8%)显著高于其他组,且有机物总质量较高,同时茎、叶的占比较低,说明有机物更多分配到果实中,更利于提高产量。
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