17.选择性必修1 第五章 植物生命活动的调节(学生版)(按章分类)-高中生物·3年高考真题 (2024-2026)
2026-10-18
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内容正文:
【 高中生物 】
3年高考真题(2024-2026)-按章分类
选择性必修1 稳态与调节
第五章 植物生命活动的调节
42个单选题 + 14个非选择题 + 3个多选题
---- 学 生 版 ----
一、单选题
1.(2026高考·甘肃)植物激素通过与受体结合启动信号传递,调节植物的生理、生长和发育,激素的浓度和信号传递均可影响其作用。研究者以拟南芥野生型(WT)和突变体(单基因突变)为材料,分析了赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)和化合物X对种子萌发率(%)的影响,结果如下表(“-”表示该处理未做)、下列叙述正确的是( )
材料
纯水
GA
ABA
X
X+GA
WT
98
100
0
0
98
突变体
99
99
18
-
A.ABA和GA对种子萌发的作用相同 B.化合物 X的作用可能是抑制GA合成
C.干种子中含有大量GA供萌发时使用 D.突变体可能是ABA合成缺陷型突变
2.(2026高考·贵州)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
3.(2026高考·湖北)植物局部组织受病原体侵染后会产生可移动信号分子,诱导未感染部位建立系统获得性抗性(SAR)。为研究N-羟基哌啶酸(NHP)是否是植物建立SAR的可移动信号分子,用野生型和NHP合成缺陷突变体烟草进行嫁接实验,并在砧木上接种烟草花叶病毒(TMV),检测结果如下表。
组别
接穗
砧木
接穗中NHP
接穗SAR
1
野生型
野生型
有
建立
2
突变体
突变体
无
未建立
3
野生型
突变体
无
未建立
4
突变体
野生型
有
建立
下列叙述错误的是( )
A.若在第3组砧木上添加NHP,接穗也能建立SAR
B.砧木感染部位的NHP可运输到接穗并诱导建立SAR
C.若只在第4组的接穗上接种TMV,不会使砧木建立SAR
D.只要砧木为野生型,即使不接种TMV,接穗也能建立SAR
4.(2026高考·湖北)番茄果实成熟受多种激素和转录因子调控。研究发现,转录因子MYB73可与组蛋白去乙酰化酶HDAC3结合,抑制乙烯合成酶基因ACO1的表达。生长素响应因子ARF2A能结合MYB73基因启动子并抑制其转录。若敲除ARF2A基因,下列叙述正确的是( )
A.MYB73表达下降,ACO1表达上升,果实成熟提前
B.MYB73表达上升,ACO1表达下降,果实成熟延迟
C.MYB73表达上升,ACO1表达上升,果实成熟提前
D.MYB73表达下降,ACO1表达下降,果实成熟延迟
5.(2026高考·湖南)某miRNA调控水稻种子休眠的机制如图所示。我国科学家发现该miRNA缺失突变体水稻的种子中赤霉素含量和穗发芽率均低于野生型。穗发芽指作物在成熟期或收获前,种子在穗上萌发的现象。下列叙述错误的是( )
A.C蛋白抑制赤霉素在种子中积累
B.赤霉素主要在植物的幼芽、幼根和未成熟种子中合成
C.生产上应尽量选育抗穗发芽的品种
D.该miRNA与C基因的mRNA靶向结合促进种子休眠
6.(2026高考·广东)艾弗里等人将DNA酶加入细胞提取物探究生物的遗传物质。下列科学史实验运用的自变量控制原理与该实验相同的是( )
A.将胰岛提取物注入被摘除胰腺的狗探究糖尿病的治疗
B.移植睾丸到被阉割的公鸡探究雄激素的分泌器官
C.用锡箔罩住金丝雀虉草胚芽鞘尖端探究植物向光性原因
D.向水稻幼苗喷施赤霉菌培养基滤液探究恶苗病成因
7.(2026高考·广东)学农小组的同学发现农户大棚黄瓜果实普遍存在弯曲现象(如图),黄瓜果实弯曲造成产量和品质的大幅度下降。经查阅文献,并对黄瓜果实发生弯曲的可能原因和解决方法进行了分析讨论,得出下列结论,其中正确的是( )
A.因幼瓜发生病变导致其失去向地性而产生弯曲
B.因受精不均匀,受精较少一侧生长缓慢而产生弯曲
C.均匀涂抹低浓度的细胞分裂素可预防幼瓜弯曲
D.在凸面涂抹低浓度的生长素类调节剂可降低弯曲程度
8.(2026高考·四川)番茄红素含量是评价番茄果实成熟的关键指标,PSY是其合成的关键酶。PIF因子在黑暗中积累,光照下因与光敏色素结合而被诱导降解。光照下茉莉酸通过诱导MYC积累抑制PIF基因表达,解除对PSY基因转录的抑制。黑暗下茉莉酸诱导NATA积累,使PIF乙酰化后活性增强。下列叙述错误的是( )
A.光照下光敏色素被激活,可使PSY基因表达量增加
B.敲除PIF基因可以促进果实中番茄红素的合成
C.敲除NATA基因可延缓果实成熟,有利于番茄果实存储和运输
D.茉莉酸可用于促进番茄红素合成,也可用于延缓番茄果实成熟
9.(2026高考·河北)为实现三七皂苷工厂化生产,研究者利用生长素类调节剂吲哚丁酸(IBA)和萘乙酸(NAA)对三七外植体进行不定根诱导,实验结果见表。下列分析错误的是( )
IBA浓度/(mg·L-1)
NAA浓度/(mg·L-1)
诱导率/%
平均不定根数
0
2
75
7.1
2
0
70
8.5
2
1
90
10.1
2
2
100
11.6
4
2
60
5.9
A.不同浓度IBA和NAA的组合对不定根的诱导效果不同
B.NAA浓度相同时,IBA浓度越高对不定根的诱导率越高
C.植物生长调节剂的作用受植物生理状态和环境条件的影响
D.植物生长调节剂的生产、销售和使用必须遵守国家相关规定
10.(2026高考·山东)植物生长调节剂在农林园艺生产上应用广泛。下列说法错误的是( )
A.吲哚丁酸可在植物体内合成,也可人工合成为植物生长调节剂
B.萘乙酸的分子结构和生理效应与生长素的类似
C.乙烯利可促进叶、花和果实脱落
D.喷施乙烯利可诱导柿子自身产生乙烯以加速成熟
11.(2026高考·黑吉辽蒙卷)玉米中有一种突变体,种子直接在植株的果穗上发芽。已知该性状是由于脱落酸合成受抑制或脱落酸受体功能异常导致。为确定该性状出现的原因,以下实验设计及结果分析合理的是( )
组别
实验设计
实验结果
结果分析
①
测定突变体和野生型玉米种子中的脱落酸含量
突变体脱落酸含量与野生型一致
突变体脱落酸受体功能正常
②
突变体脱落酸含量低于野生型
突变体脱落酸受体功能异常
③
给突变体玉米果穗施加适宜浓度的脱落酸溶液
果穗上种子不发芽
突变体脱落酸受体功能正常
④
果穗上种子发芽
突变体脱落酸合成受抑制
A.① B.② C.③ D.④
12.(2026高考·河南)赤霉素和脱落酸处理对高休眠基因型(不易萌发)和低休眠基因型小麦种子萌发的影响如图所示。下列叙述正确的是( )
A.甲为低休眠基因型小麦,乙为高休眠基因型小麦
B.赤霉素处理可维持休眠,脱落酸处理可解除休眠
C.赤霉素和脱落酸处理不会导致种子内源激素含量的改变
D.激素处理对小麦种子萌发率的影响依赖于小麦的基因型
13.(2026高考·云南)黄瓜的花有雌花、雄花和两性花,但只有雌花能够结出商品瓜。我国科学家发现基因ARF3在雌花形成过程中起重要作用,如图。
注:心皮发育形成雌蕊。
下列说法正确的是( )
A.喷施生长素浓度越高,越有利于雌花形成
B.适当低温刺激可促进乙烯合成,抑制雄蕊发育
C.对ARF3缺失突变体补喷乙烯利,可促进雌花形成
D.在促进雌花形成过程中,乙烯与生长素的作用相抗衡
14.(2026高考·安徽)脱落酸在植物抗旱、落叶和种子休眠等生命活动中有重要作用。下列推测不合理的是( )
A.干旱时,脱落酸可能提高了保卫细胞的渗透压,导致细胞失水,气孔关闭
B.干旱时,根冠合成的脱落酸可能促进了主根伸长,提高了植物的抗旱能力
C.路灯下的树落叶较晚,原因可能是光照时间延长减缓了叶片脱落酸含量的上升
D.赤霉素可促进种子发芽,脱落酸可能抑制赤霉素的作用从而维持种子休眠
15.(2026高考·浙江)在植物细胞内,脱落酸(ABA)的合成与分解受多种酶的调控。科研人员研究了番茄果实成熟过程中,内源ABA及其合成酶与分解酶含量的变化、外施ABA及某制剂X对果实品质的影响,结果如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.番茄果实的成熟程度越高,ABA的合成量越多
B.酶Ⅰ是ABA的分解酶,酶Ⅱ是ABA的合成酶
C.外施X会加速番茄果实的软化,缩短其保质期
D.外施ABA可增加可溶性糖含量,改善果实口感
16.(2026高考·全国卷)在干旱半干旱地区,水分是影响作物产量的关键因素。研究者对某种植物进行干旱处理,在其他环境因素正常且稳定的条件下,测定叶片的脱落酸(ABA)含量、光合速率(CO2固定速率)和呼吸速率(CO2释放速率),结果如图所示。回答下列问题。
(1)叶肉细胞有氧呼吸过程中,能量释放的部位有________;光合作用过程中CO2的固定发生在_________(填“类囊体膜”“叶绿体基质”或“叶绿体内膜”)。影响光合作用的环境因素有水分、CO2和________(答出2点即可)等。
(2)研究者认为,随干旱处理时间延长,ABA含量升高导致CO2供应不足,引起光合速率降低。ABA含量升高导致CO2供应不足的原因是_______________________。
(3)叶片光合速率降低至与呼吸速率相等时不再降低,原因是__________。
17.(2026高考·全国卷)植物生长素对于维持正常株高具有重要作用。某种植物A基因(显性)编码的糖蛋白是生长素正常运输所必需的,使植物表现为正常株高;a基因(隐性)的产物无此功能,aa纯合体表型为矮秆。B基因(显性)的产物能使A基因的产物失活,b基因(隐性)的产物无此功能。这两对基因独立遗传。回答下列问题。
(1)植物生长素的极性运输过程_______(填“需要”或“不需要”)ATP的参与。
(2)该种植物正常株高纯合体的基因型为_______。
(3)两对等位基因的显性纯合体与隐性纯合体杂交产生F1,F1表型为________;F1自交产生F2,F2表型及分离比为________;
(4)若正常株高纯合体与矮秆纯合体杂交产生的F1全部表现为矮秆,则亲本矮秆纯合体的基因型有_______。若正常株高纯合体与矮秆纯合体杂交产生的F1全部表现为正常株高,则F1自交产生的F2中正常株高个体所占的比例为_________。
18.(2026高考·湖南)为探究脱落酸(ABA)对某品种葡萄抗盐碱(200mmol/LNaHCO3)胁迫的作用,分别用蒸馏水(T1组)、NaHCO3(T2组)、NaHCO3+ABA合成抑制剂(T3组)、NaHCO3+ABA(T4组)处理葡萄幼苗,一段时间后采集叶片测定相关生理指标,结果见表。回答下列问题:
组别指标
T1
T2
T3
T4
叶绿素含量(mg/g鲜重)
3.8
2.2
1.3
2.9
H2O2含量(μmol·g-1鲜重)
9.6
20.3
29.5
14.7
净光合速率(μmol·m-2·s-1)
9.8
6.1
4.6
7.9
注:H2O2会引起生物膜发生氧化损伤,膜通透性升高。
(1)叶绿素主要吸收可见光中的________,光反应产生的NADPH在暗反应阶段的作用是___________。
(2)盐碱胁迫下,葡萄幼苗的光合作用速率下降。据表分析,出现该变化的原因是:
__________________________________________________________________________________________________________。
(3)研究表明植物体内ABA含量与抗盐碱能力正相关。拟培育抗盐碱作物新品种,可筛选_____(填序号)。
①ABA合成酶缺失突变体 ②ABA合成酶高活性品种
③ABA受体低敏感性品种 ④ABA降解酶低活性品种
(4)盐碱胁迫下,葡萄幼苗的细胞将细胞质基质中的Na+运送到液泡中储存或排出细胞,降低盐碱胁迫伤害。与正常栽培条件相比,葡萄幼苗在一定浓度的盐碱处理下,一段时间后生物量减少,从物质跨膜运输和呼吸作用的关系分析其原因是:
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
19.(2026高考·四川)矮秆水稻具有较强抗倒伏能力,有人开展了矮秆高产水稻相关研究(相关基因均独立遗传)。回答下列问题。
(1)水稻的株高与赤霉素有关,赤霉素能__________,使水稻植株增高。
(2)对高秆水稻诱变处理后,控制赤霉素合成的基因发生如图所示突变,形成等位基因(用A/a表示)。为选出杂合高秆水稻,提取水稻的DNA后,选择与序列__________(填序号)相同的碱基序列作为引物进行PCR,选取限制酶_________剪切扩增产物后电泳,杂合子应出现__________条电泳条带。将杂合子自交,获得纯种矮秆正常产量的水稻甲。
(3)另一对等位基因D/d可影响水稻产量。有人用纯合高产的水稻乙与水稻甲杂交,F1全为高秆,但稻穗出现部分空壳,导致产量降低。F1自交产生的F2表型及相对数量如表:
表型
高秆
矮秆
正常产量
低产
高产
正常产量
低产
高产
相对数量
18
6
3
6
2
1
①空壳的产生可能与水稻配子的育性有关。据表分析,A/a基因不会影响配子育性,判断依据是________。
②进一步研究发现,水稻中另一对等位基因G/g影响相关基因的表达,从而影响配子育性。结合亲本基因型及F2表型比例,解释F1水稻出现空壳的原因_________。
③应用分子生物学技术分析发现,F2群体中G的基因频率大于g的基因频率,则F2矮秆高产植株的基因型为_________。
20.(2025高考·浙江)ACC氧化酶催化ACC氧化产生乙烯,每种植物都有若干编码该酶的ACO基因。有研究人员检测了番茄中3种ACO 基因的相对表达量,结果如表所示。
基因
叶片
花
果实
未受损
损伤后2h
衰老初期
开花前
开花期
成熟绿果
颜色转变时
颜色变化后3d
ACO1
1
11
27
10
16
3
38
108
ACO2
-
-
-
10
23
-
-
-
ACO3
-
-
13
23
58
-
3
1
注:“-”表示未检测到转录产物
下列叙述错误的是( )
A.不是所有的ACO基因都在叶片中表达
B.3种ACO基因表达的最终产物催化产生乙烯的反应相同
C.绿果颜色转变过程中,ACO1基因的表达量提高,有利于乙烯的合成
D.3种ACO基因在开花及绿果颜色转变后表达量均上升,表明乙烯能促进衰老
21.(2025高考·甘肃)生长素可促进植物细胞伸长生长,其作用机制之一是通过激活质膜H+-ATP酶,导致细胞壁酸化,活化细胞壁代谢相关的酶。拟南芥跨膜激酶TMK参与了这一过程,它与生长素受体、质膜H+-ATP酶的关系如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.生长素促进细胞伸长生长的过程与呼吸作用无关
B.碱性条件下生长素促进细胞伸长生长的作用增强
C.生长素受体可以结合吲哚乙酸或苯乙酸
D.TMK功能缺失突变体的生长较野生型快
22.(2025高考·四川)生长素(IAA)和H2O2都参与中胚轴生长的调节。有人切取玉米幼苗的中胚轴、将其培养在含有不同外源物质的培养液中,一段时间后测定中胚轴长度,结果如下图(DPI可以抑制植物中H2O2的生成)。下列叙述错误的是( )
A.本实验运用了实验设计的加法原理和减法原理
B.切去芽可以减少内源生长素对本实验结果的影响
C.IAA通过细胞中H2O2含量的增加促进中胚轴生长
D.若另设IAA抑制剂+H2O2组,中胚轴长度应与④相近
23.(2025高考·湖南)在常温(20℃)、长日照条件下栽培某油菜品种,幼苗生长至4~5叶时,将部分植株置于低温(5℃)处理6周后,立即进行嫁接。然后将所有植株常温栽培。不同处理植株茎尖中赤霉素含量(鲜重)及开花情况如表所示。下列叙述正确的是( )
低温处理结束后(天)
检测指标
常温处理植株
低温处理植株
常温处理接穗
常温处理接穗
常温处理砧木
低温处理砧木
0
赤霉素
90.2
215.3
/
/
15
赤霉素
126.4
632.0
113.8
582.0
50
开花情况
不开花
开花
不开花
开花
A.除赤霉素外,低温处理诱导油菜开花不需要其他物质参与
B.赤霉素直接参与油菜开花生理代谢反应的浓度需达到某临界值
C.将油菜幼苗的成熟叶片置于低温下,其余部位置于常温,不能诱导开花
D.若外源赤霉素代替低温也能促进油菜开花,则两者诱导开花的代谢途径相同
24.(2025高考·广东)某高校科技特派员为协助种养专业合作社繁殖优良欧李种质,以欧李根状茎为插条,用赤霉素合成抑制剂处理,使插条生根率由22%提高到78%。扦插后,插条的几种内源激素的含量变化见图。下列叙述错误的是( )
A.细胞分裂素加快细胞分裂并促进生根 B.提高生长素含量而促进生根
C.推测赤霉素缺失突变体根系相对发达 D.推测促进生根效果更好
25.(2025高考·河南)向日葵具有向光生长的特性。研究人员以向日葵幼苗为实验材料,单侧光处理一段时间后,检测下胚轴两侧生长相关指标,结果如图所示。下列推断正确的是( )
A.向日葵下胚轴向光面IAA促进生长的作用受抑制程度大于背光面
B.下胚轴两侧IAA的含量基本一致,表明其向光生长不受IAA影响
C.IAA抑制物通过调节下胚轴IAA的含量进而导致向日葵向光生长
D.在下胚轴一侧喷施IAA抑制物可导致黑暗中的向日葵向对侧弯曲
26.(2025高考·湖北)科研人员对四种植物进行不同光照处理实验,记录开花情况如下表。根据实验结果,以下推断合理的是( )
植物种类
长日照
短日照
甲
正常开花
不开花
乙
不开花
正常开花
丙
正常开花
正常开花
丁
延迟开花
正常开花
A.对植物丁进行人工补光延长光照时间,能使其更快开花
B.植物丙的开花不受环境因素影响,由自身遗传物质决定
C.表中植物甲和乙开花的差异,是因为它们对光照强度的敏感度不同
D.若在湖北同一地点种植,植物甲可能在夏季开花,植物乙可能在秋季开花
27.(2025高考·北京)油菜素内酯可促进Z蛋白进入细胞核调节基因表达,进而促进下胚轴生长。用生长素分别处理野生型和Z基因功能缺失突变体的拟南芥幼苗,结果如图。综合以上信息,不能得出的是( )
A.Z蛋白是油菜素内酯信号途径的组成成分 B.生长素和油菜素内酯都能调控下胚轴生长
C.生长素促进下胚轴生长依赖于Z蛋白 D.油菜素内酯促进下胚轴生长依赖于生长素
28.(2025高考·陕晋青宁卷)某樱桃品种由北方引种到南方后,栽培于平地和同一地区高山的相比,花芽小且产量较低。研究人员分析了花芽的激素含量,结果如下表。下列叙述错误的是( )
栽培地点
海拔(m)
年均温度(℃)
激素含量(ng·g-1)
每100个花芽的质量(g)
细胞分裂素
赤霉素
脱落酸
生长素
平地
10
18.7
17.2
4.1
102.8
43.1
6.6
高山
1058
13.4
20.9
4.9
95.9
41.9
7.3
A.樱桃花芽的发育受多种植物激素的共同调控 B.平地和高山的樱桃花芽激素含量受温度影响
C.樱桃花芽发育中赤霉素和脱落酸的作用相反 D.生长素与细胞分裂素比值高有利于花芽膨大
29.(2025高考·山东)果实脱落受多种激素调控。某植物果实脱落的调控过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.脱落酸通过促进乙烯的合成促进该植物果实脱落
B.脱落酸与生长素含量的比值影响该植物果实脱落
C.喷施适宜浓度的生长素类调节剂有利于防止该植物果实脱落
D.该植物果实脱落过程中产生的乙烯对自身合成的调节属于负反馈
30.(2025高考·黑吉辽蒙卷)光照、植物激素EBR、脱落酸和赤霉素均参与调节拟南芥种子的萌发,部分作用关系如下图。下列叙述正确的是( )
A.光敏色素是一类含有色素的脂质化合物 B.图中激素①是赤霉素,激素②是脱落酸
C.EBR和赤霉素是相抗衡的关系 D.红光和EBR均能诱导拟南芥种子萌发
31.(2025高考·安徽)种子萌发受多种内外因素的调节。下列叙述错误的是( )
A.玉米种子萌发后,根冠中的细胞能够感受重力信号,从而引起根的向地生长
B.与休眠种子相比,萌发的种子细胞内自由水所占比例高,呼吸作用旺盛
C.红外光可促进莴苣种子萌发,而红光可逆转红外光的效应,抑制萌发
D.赤霉素可打破种子休眠,促进萌发;脱落酸可维持休眠,抑制萌发
32.(2025高考·浙江)科学家将拟南芥的细胞分裂素氧化酶基因AtCKX1和AtCKX2分别导入到野生型烟草(WT)中,获得两种转基因烟草Y1和Y2,培养并测定相关指标,结果如表所示。
植株
主根长度(mm)
侧根数(条)
不定根数(条)
叶片数(片)
相对叶表面积(%)
WT
32.0
2.0
2.1
19.0
100
Y1
50.0
6.6
3.5
8.2
13.5
Y2
52.0
5.6
3.5
12.0
23.3
注:表内数据为平均值
下列叙述正确的是( )
A.与WT相比,Y2光合总面积增加
B.Y1和Y2的细胞分裂素含量相同且低于WT
C.若对Y1施加细胞分裂素类似物,叶片数会增加
D.若对Y2施加细胞分裂素类似物,侧根和不定根数会增加
33.(2024高考·全国)植物生长发育受植物激素的调控。下列叙述错误的是( )
A.赤霉素可以诱导某些酶的合成促进种子萌发 B.单侧光下生长素的极性运输不需要载体蛋白
C.植物激素可与特异性受体结合调节基因表达 D.一种激素可通过诱导其他激素的合成发挥作用
34.(2024高考·河北)水稻在苗期会表现出顶端优势,其分蘖相当于侧枝。AUX1是参与水稻生长素极性运输的载体蛋白之一。下列分析错误的是( )
A.AUX1缺失突变体的分蘖可能增多
B.分蘖发生部位生长素浓度越高越有利于分蘖增多
C.在水稻的成熟组织中,生长素可进行非极性运输
D.同一浓度的生长素可能会促进分蘖的生长,却抑制根的生长
35.(2024高考·湖南)脱落酸(ABA)是植物响应逆境胁迫的信号分子,NaCl和PEG6000(PEG6000不能进入细胞)皆可引起渗透胁迫。图a为某水稻种子在不同处理下基因R的相对表达量变化,图b为该基因的突变体和野生型种子在不同处理下7天时的萌发率。研究还发现无论在正常还是逆境下,基因R的突变体种子中ABA含量皆高于野生型。下列叙述错误的是( )
A.NaCl、PEC6000和ABA对种子萌发的调节机制相同
B.渗透胁迫下种子中内源ABA的含量变化先于基因R的表达变化
C.基因R突变体种子中ABA含量升高可延长种子贮藏寿命
D.基因R突变可能解除了其对ABA生物合成的抑制作用
36.(2024高考·安徽)植物生命活动受植物激素、环境因素等多种因素的调节。下列叙述正确的是( )
A.菊花是自然条件下秋季开花的植物,遮光处理可使其延迟开花
B.玉米倒伏后,茎背地生长与重力引起近地侧生长素含量较低有关
C.组织培养中,细胞分裂素与生长素浓度比值高时能诱导根的分化
D.土壤干旱时,豌豆根部合成的脱落酸向地上运输可引起气孔关闭
37.(2024高考·贵州)矮壮素可使草莓植株矮化,提高草莓的产量。科研人员探究了不同浓度的矮壮素对草莓幼苗的矮化和地上部鲜重,以及对果实总产量的影响,实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.矮壮素是从植物体提取的具有调节作用的物质
B.种植草莓时,施用矮壮素的最适浓度为400mg/L
C.一定范围内,随浓度增加,矮壮素对草莓幼苗的矮化作用减弱
D.一定浓度范围内,果实总产量与幼苗地上部鲜重变化趋势相近
38.(2024高考·贵州)研究结果的合理推测或推论,可促进科学实验的进一步探究。下列对研究结果的推测或推论正确的是( )
序号
研究结果
推测成推论
①
水分子通过细胞膜的速率高于人工膜
细胞膜存在特殊的水分子通道
②
人成熟红细胞脂质单分子层面积为表面积的2倍
细胞膜的磷脂分子为两层
③
注射加热致死的S型肺炎链球菌,小鼠不死亡
S型肺炎链球菌的DNA被破坏
④
DNA双螺旋结构
半保留复制
⑤
单侧光照射,胚芽鞘向光弯曲生长
胚芽鞘尖端产生生长素
A.①②④ B.②③⑤ C.①④⑤ D.②③④
39.(2024高考·湖北)研究人员以野生型水稻和突变型水稻(乙烯受体缺失)等作为材料,探究乙烯对水稻根系生长的影响,结果如下表所示。下列叙述正确的是( )
实验组别
植物体内生长素含量
根系长度
①
野生型水稻
+++
+++
②
突变型水稻
+
+
③
突变型水稻+NAA
+
+++
④
乙烯受体功能恢复型水稻
+++
+++
注:+越多表示相关指标的量越大
A.第④组中的水稻只能通过转基因技术获得
B.第②组与第③组对比说明乙烯对根系生长有促进作用
C.第③组与第④组对比说明NAA对根系生长有促进作用
D.实验结果说明乙烯可能影响生长素的合成,进而调控根系的生长
40.(2024高考·浙江)干旱胁迫下,植物体内脱落酸含量显著增加,赤霉素含量下降。下列叙述正确的是( )
A.干旱胁迫下脱落酸含量上升,促进气孔开放 B.干旱胁迫下植物含水量上升,增强抗旱能力
C.干旱胁迫下,脱落酸受体缺失突变体较耐干旱 D.干旱胁迫下,叶面喷施赤霉素不利于植物抗旱
41.(2024高考·山东)拟南芥的基因S与种子萌发有关。对野生型和基因S过表达株系的种子分别进行不同处理,处理方式及种子萌发率(%)如表所示,其中MS为基本培养基,WT为野生型,OX为基因S过表达株系,PAC为赤霉素合成抑制剂。下列说法错误的是( )
MS
MS+脱落酸
MS+PAC
MS+PAC+赤霉素
培养时间
WT
OX
WT
OX
WT
OX
WT
OX
24小时
0
80
0
36
0
0
0
0
36小时
31
90
5
72
3
3
18
18
A.MS组是为了排除内源脱落酸和赤霉素的影响
B.基因S通过增加赤霉素的活性促进种子萌发
C.基因S过表达减缓脱落酸对种子萌发的抑制
D.脱落酸和赤霉素在拟南芥种子的萌发过程中相互拮抗
42.(2024高考·吉林)为研究土壤中重金属砷抑制拟南芥生长的原因,研究者检测了高浓度砷酸盐处理后拟南芥根的部分指标。据图分析,下列推测错误的是( )
A.砷处理6h,根中细胞分裂素的含量会减少
B.砷处理抑制根的生长可能与生长素含量过高有关
C.增强LOG2蛋白活性可能缓解砷对根的毒害作用
D.抑制根生长后,植物因吸收水和无机盐的能力下降而影响生长
二、多选题
1.(2025高考·江西)杜鹃A是一种珍稀濒危植物,种子萌发率低。为了探究杜鹃A种子萌发的影响因素,研究人员将正常种子分别置于蒸馏水和适宜浓度的赤霉素溶液中浸泡,每4h取蒸馏水中浸泡的种子统计吸水率,每12h取赤霉素溶液中浸泡的种子进行培养,统计发芽率,结果如图。下列推测合理的是( )
A.浸种12h内,种子中赤霉素的含量逐渐升高
B.浸种24h内,种子细胞中自由水与结合水的比值升高
C.浸种24—48h,种子内高浓度赤霉素会抑制种子萌发
D.浸种36—48h,种子细胞的无氧呼吸强度逐渐提高
2.(2025高考·江苏)研究小组开展了Cl-胁迫下,添加脱落酸(ABA)对植物根系应激反应的实验,机理如图所示。下列相关叙述错误的有( )
A.Cl-通过自由扩散进入植物细胞 B.转运蛋白甲、乙的结构和功能相同
C.ABA进入细胞核促进相关基因的表达 D.细胞质膜发挥了物质运输、信息交流的功能
3.(2024高考·江西)阳光为生命世界提供能量,同时作为光信号调控生物的生长、发育和繁衍,使地球成为生机勃勃的美丽星球。下列叙述正确的是( )
A.植物可通过感受光质和光周期等光信号调控开花
B.植物体中感受光信号的色素均衡分布在各组织中
C.植物体中光敏色素结构的改变影响细胞核基因的表达
D.光信号影响植物生长发育的主要机制是调节光合作用的强度
三、非选择题
1.(2026高考·北京)生长素对植物生长发育起重要调节作用,研究者对其极性运输的机制进行了探索。
(1)生长素能从__________部位运输到作用部位,是一类对生长发育有显著影响的微量有机物,因此生长素是一类植物__________。
(2)极性运输过程中,生长素需要跨膜运出细胞,再跨膜进入下一个细胞。研究表明,用呼吸抑制剂处理,生长素的极性运输过程受到显著抑制,因此推测生长素的极性运输过程中有__________这种跨膜运输方式,细胞膜上存在能运输生长素的载体蛋白。
(3)用生长素极性运输抑制剂处理野生型拟南芥,产生了异常花序,这种表型和PN基因突变体pn类似,据此推测PN蛋白是生长素极性运输所必需的组分。研究者切取野生型和突变体pn的茎段,利用-IAA开展了如图1所示的实验,结果(图2)证明了该推测,并发现pn是功能减弱突变体。
实验中需要将切取茎段的上端或下端插入培养基中。图2中组1使用的茎段来源及插入培养基的部位应为__________,组3应为__________。(选填相应字母)
A.野生型,下端 B.野生型,上端
C.突变体pn,下端 D.突变体pn,上端
(4)根据上述研究,若要确定PN是运输生长素的载体蛋白,还需补充一系列证据。请提出一个需要补充的证据:______________________________。
2.(2026高考·江西)为探究A基因对水稻种子萌发的影响,研究人员以野生型水稻(WT)和A基因过表达株系(A-OE)的种子为材料开展实验,结果如图。回答下列问题:
(1)本实验设计需要保持温度、水分和空气等环境因素相同且适宜,以________为自变量,比较种子的萌发速率。
(2)据图分析,A基因能________(选填“提高”或“降低”)水稻种子萌发的速率;与WT相比,萌发中的A-OE种子内赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)浓度的比值更________。
(3)进一步研究发现,激素合成或降解相关基因B和C的表达水平均受A基因的调控,单一B或C基因表达水平的变化对种子萌发速率的影响不如B和C共同调控的效果显著。结合下表预测C基因的功能。
基因
与WT相比,萌发中的A-OE种子内相关基因表达水平
功能
B
上升
参与GA合成
C
下降
________________
(4)为验证上述预测,研究人员拟采用基因敲除技术在A-OE株系中验证C基因的功能。依据表中信息,完善实验方案:
①实验分组
对照组:A-OE株系的种子;
实验组:________________。
②检测指标:相同且适宜的条件下,萌发中的种子内对应激素的含量。
③预期结果与结论:________________。
3.(2025高考·重庆)科研人员以水稻秸秆为原料合成的一种新型纳米材料X,发现其能通过叶面或根部吸收进入植物细胞。
(1)为分析X对植物光能利用的影响,科研人员用添加X的培养液培养水绵,再用通过三棱镜的光照射载有需氧细菌和水绵的临时装片,观察并统计不同光质下需氧细菌数量,结果见下表。
光质处理
蓝光
绿光
黄光
橙光
红光
培养液(对照)
150
12
10
14
89
培养液+X
139
28
7
13
88
结果表明,X能够促进水绵利用 光。在水绵细胞中,X呈现出随机分布的特点,当X分布在叶绿体的 时,水绵光能利用效率最佳。
(2)为进一步探究X对叶绿体功能的影响,开展了下列实验。
①用离体叶绿体、X和Y(可与NADPH发生反应的化合物)进行实验,在相同光照条件下,实时测定并计算Y的变化量。由图可知,X能 (填“促进”或“抑制”)叶绿体合成NADPH。为保证本实验的严谨性,需增设1个处理,即Y+经煮沸的叶绿体。该处理获得的结果最符合图中曲线的 (填“甲”或“乙”或“丙”)。
②将清水和X溶液分别处理后的植物叶片用打孔器打出叶圆片,抽气后,再置于1%的碳酸氢钠溶液中,给予相同的光照,发现X溶液处理的叶圆片先浮出叶面,其原因是 。
(3)研究还发现处理植物的X浓度过高,会出现植物叶片气孔开放度下降的现象,推测与之相关的植物激素及其含量变化是 。
4.(2025高考·广东)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PILI5基因的功能缺失,并确定该基因参与脱落酸信号通路的调控。
回答下列问题:
(1)图a中,当胞间浓度在范围时,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 。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: 。
5.(2025高考·河南)光质和土壤中的盐含量是影响作物生理状态的重要因素。为探究不同光质对高盐含量(盐胁迫)下某作物生长的影响,将作物分组处理一段时间后,结果如图所示(光补偿点指当总光合速率等于呼吸速率时的光照强度)。
回答下列问题:
(1)光对植物生长发育的作用有 和 两个方面。
(2)上述实验需控制变量,为探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响,至少应选用上述 组(填组别)进行对比分析,该实验中的无关变量有 (答出2点即可)。
(3)在光照强度达到光补偿点之前(CO2消耗量与光照强度视为正比关系),④组的总光合速率 (填“始终大于”“始终小于”“先大于后等于”或“先小于后等于”)③组的总光合速率,判断依据是 。
6.(2025高考·湖北)治疗疟疾的药物青蒿素主要从植物黄花蒿中提取,但含量低。为培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种,科研工作者开展了相关研究,发现青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累,并受到如水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)等植物激素的调节。研究表明,SA和MeJA通过调控miR160的表达量(miR160是一种微小RNA,能与靶mRNA结合,引起后者降解),影响黄花蒿腺毛密度和青蒿素含量。miR160的一种靶mRNA编码ARFI蛋白,该蛋白影响青蒿素合成关键酶基因DBR2的表达。研究结果如图所示。
回答下列问题:
(1)青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累,其根本原因是: 。
(2)据图分析可知,miR160的表达量与青蒿素含量间呈现 相关性,并且可以推测外源MeJA处理对青蒿素含量的影响是: 。
(3)基于上述材料,miR160通过直接影响 ,调控青蒿素的合成。
(4)请写出SA、ARF1、miR160和DBR2调控青蒿素生物合成的通路(用“→”表示促进,用“—|”表示抑制,显示各成员间的调控关系): 。
(5)请根据上述材料,提出一种培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种的思路: 。
7.(2024高考·北京)植物通过调节激素水平协调自身生长和逆境响应(应对不良环境的系列反应)的关系,研究者对其分子机制进行了探索。
(1)生长素(IAA)具有促进生长的作用,脱落酸(ABA)可提高抗逆性并抑制茎叶生长,两种激素均作为 分子,调节植物生长及逆境响应。
(2)TS基因编码的蛋白(TS)促进IAA的合成。研究发现,拟南芥受到干旱胁迫时,TS基因表达下降,生长减缓。研究者用野生型(WT)和TS基因功能缺失突变株(ts)进行实验,结果如图甲。
图甲结果显示,TS基因功能缺失导致 。
(3)为了探究TS影响抗旱性的机制,研究者通过实验,鉴定出一种可与TS结合的酶BG。已知BG催化ABA-葡萄糖苷水解为ABA。提取纯化TS和BG,进行体外酶活性测定,结果如图乙。由实验结果可知TS具有抑制BG活性的作用,判断依据是: 。
(4)为了证明TS通过抑制BG活性降低ABA水平,可检测野生型和三种突变株中的ABA含量。请在图丙“( )”处补充第三种突变株的类型,并在图中相应位置绘出能证明上述结论的结果 。
(5)综合上述信息可知,TS能精细协调生长和逆境响应之间的平衡,使植物适应复杂多变的环境。请完善TS调节机制模型(从正常和干旱两种条件任选其一,以未选择的条件为对照,在方框中以文字和箭头的形式作答) (略)。
8.(2024高考·广东)乙烯参与水稻幼苗根生长发育过程的调控。为研究其机理,我国科学家用乙烯处理萌发的水稻种子3天,观察到野生型(WT)幼苗根的伸长受到抑制,同时发现突变体m2,其根伸长不受乙烯影响;推测植物激素X参与乙烯抑制水稻幼苗根伸长的调控,设计并开展相关实验,其中K试剂抑制激素X的合成,A试剂抑制激素X受体的功能,部分结果见图。
回答下列问题:
(1)为验证该推测进行了实验一,结果表明,乙烯抑制WT根伸长需要植物激素X,推测X可能是__________。
(2)为进一步探究X如何参与乙烯对根伸长的调控,设计并开展了实验二、三和四。
①实验二的目的是检测m2的突变基因是否与__________有关。
②实验三中使用了可自由扩散进入细胞的 NAA,目的是利用NAA的生理效应,初步判断乙烯抑制根伸长是否与__________有关。若要进一步验证该结论并检验 m2 的突变基因是否与此有关,可检测__________的表达情况。
③实验四中有3组空气处理组,其中设置★所示组的目的是__________。
(3)分析上述结果,推测乙烯对水稻幼苗根伸长的抑制可能是通过影响__________实现的。
9.(2024高考·甘肃)类胡萝卜素不仅参与光合作用,还是一些植物激素的合成前体。研究者发现了某作物的一种胎萌突变体,其种子大部分为黄色,少部分呈白色,白色种子未完全成熟即可在母体上萌发。经鉴定,白色种子为某基因的纯合突变体。在正常光照下(400μmol·m-2•s-1),纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光和弱光(1μmol·m-2•s-1)下培养一周,提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量,结果如图所示。回答下列问题。
(1)提取叶片中叶绿素和类胡萝卜素常使用的溶剂是__________,加入少许碳酸钙可以__________。
(2)野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高,其原因是__________。
(3)正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子,因为__________。
(4)现已知此突变体与类胡萝卜素合成有关,本研究中支持此结论的证据有:①纯合体种子为白色;②__________。
(5)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷,X最可能是__________。若以上推断合理,则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量,但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设,请完成下面的实验设计:
①植物培养和处理:取野生型和纯合突变体种子,萌发后在__________条件下培养一周,然后将野生型植株均分为A、B两组,将突变体植株均分为C、D两组,A、C组为对照,B、D组干旱处理4小时。
②测量指标:每组取3-5株植物的叶片,在显微镜下观察、测量并记录各组的__________。
③预期结果:__________。
10.(2024高考·江西)当某品种菠萝蜜成熟到一定程度,会出现呼吸速率迅速上升,再迅速下降的现象。研究人员以新采摘的该菠萝蜜为实验材料,测定了常温有氧贮藏条件下果实的呼吸速率和乙烯释放速率,变化趋势如图。回答下列问题:
(1)菠萝蜜在贮藏期间,细胞呼吸的耗氧场所是线粒体的__________,其释放的能量一部分用于生成__________,另一部分以__________的形式散失。
(2)据图可知,菠萝蜜在贮藏初期会释放少量乙烯,随后有大量乙烯生成,这体现了乙烯产生的调节方式为__________。
(3)据图推测,菠萝蜜在贮藏5天内可溶性糖的含量变化趋势是__________。
为证实上述推测,拟设计实验进行验证。假设菠萝蜜中的可溶性糖均为葡萄糖,现有充足的新采摘菠萝蜜、仪器设备(如比色仪,可用于定量分析溶液中物质的浓度)、玻璃器皿和试剂(如DNS试剂,该试剂能够和葡萄糖在沸水浴中加热产生棕红色的可溶性物质)等。简要描述实验过程:
①__________;
②分别制作匀浆,取等量匀浆液;
③__________;
④分别在沸水浴中加热;
⑤__________。
(4)综合上述发现,新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中释放的乙烯能调控果实的呼吸速率上升,其原因是__________。
11.(2024高考·北京)植物通过调节激素水平协调自身生长和逆境响应(应对不良环境的系列反应)的关系,研究者对其分子机制进行了探索。
(1)生长素(IAA)具有促进生长的作用,脱落酸(ABA)可提高抗逆性并抑制茎叶生长,两种激素均作为__________分子,调节植物生长及逆境响应。
(2)TS基因编码的蛋白(TS)促进IAA的合成。研究发现,拟南芥受到干旱胁迫时,TS基因表达下降,生长减缓。研究者用野生型(WT)和TS基因功能缺失突变株(ts)进行实验,结果如图甲。
图甲结果显示,TS基因功能缺失导致__________。
(3)为了探究TS影响抗旱性的机制,研究者通过实验,鉴定出一种可与TS结合的酶BG。已知BG催化ABA-葡萄糖苷水解为ABA。提取纯化TS和BG,进行体外酶活性测定,结果如图乙。由实验结果可知TS具有抑制BG活性的作用,判断依据是:__________。
(4)为了证明TS通过抑制BG活性降低ABA水平,可检测野生型和三种突变株中的ABA含量。请在图丙“(______)”处补充第三种突变株的类型,并在图中相应位置绘出能证明上述结论的结果__________。
(5)综合上述信息可知,TS能精细协调生长和逆境响应之间的平衡,使植物适应复杂多变的环境。请完善TS调节机制模型(从正常和干旱两种条件任选其一,以未选择的条件为对照,在方框中以文字和箭头的形式作答) __________。
12.(2024高考·湖北)气孔是指植物叶表皮组织上两个保卫细胞之间的孔隙。植物通过调节气孔大小,控制CO2进入和水分的散失,影响光合作用和含水量。科研工作者以拟南芥为实验材料,研究并发现了相关环境因素调控气孔关闭的机理(图1)。已知ht1基因、rhc1基因各编码蛋白甲和乙中的一种,但对应关系未知。研究者利用野生型(wt)、ht1基因功能缺失突变体(h)、rhc1基因功能缺失突变体(r)和ht1/rhc1双基因功能缺失突变体(h/r),进行了相关实验,结果如图2所示。
回答下列问题:
(1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外,导致保卫细胞__________ (填“吸水”或“失水”),引起气孔关闭,进而使植物光合作用速率__________ (填“增大”或“不变”或“减小”)。
(2)图2中的wt组和r组对比,说明高浓度CO2时rhc1基因产物__________(填“促进”或“抑制”)气孔关闭。
(3)由图1可知,短暂干旱环境中,植物体内脱落酸含量上升,这对植物的积极意义是__________。
(4)根据实验结果判断:编码蛋白甲的基因是__________ (填“ht1”或“rhc1”)。
13.(2024高考·山东)从开花至籽粒成熟,小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比,某突变体叶片变黄的速度慢,籽粒淀粉含量低。研究发现,该突变体内细胞分裂素合成异常,进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性,而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示,开花14天后植株的胞间CO2浓度和气孔导度如表所示,其中Lov为细胞分裂素合成抑制剂,KT为细胞分裂素类植物生长调节剂,气孔导度表示气孔张开的程度。已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。
检测指标
植株
14天
21天
28天
胞间CO2浓度(μmolCO2mol-1)
野生型
140
151
270
突变体
110
140
205
气孔导度(molH2Om-2s-1)
野生型
125
95
41
突变体
140
112
78
(1)光反应在类囊体上进行,生成可供暗反应利用的物质有__________。结合细胞分裂素的作用,据图分析,与野生型相比,开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是__________。
(2)光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析,与野生型相比,开花14天后突变体的光饱和点__________ (填“高”或“低”),理由是__________。
(3)已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分析,突变体籽粒淀粉含量低的原因是__________。
14.(2024高考·浙江)长江流域的油菜生产易受渍害。渍害是因洪、涝积水或地下水位过度升高,导致作物根系长期缺氧,对植株造成的胁迫及伤害。
回答下列问题:
(1)发生渍害时,油菜地上部分以有氧(需氧)呼吸为主,有氧呼吸释放能量最多的是第__________阶段。地下部分细胞利用丙酮酸进行乙醇发酵。这一过程发生的场所是__________,此代谢过程中需要乙醇脱氢酶的催化,促进氢接受体(NAD+)再生,从而使__________得以顺利进行。因此,渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种越__________(耐渍害/不耐渍害)。
(2)以不同渍害能力的油菜品种为材料,经不同时长的渍害处理,测定相关生理指标并进行相关性分析,结果见下表。
光合速率
蒸腾速率
气孔导度
胞间CO2浓度
叶绿素含量
光合速率
1
蒸腾速率
0.95
1
气孔导度
0.99
0.94
1
胞间CO2浓度
-0.99
-0.98
-0.99
1
叶绿素含量
0.86
0.90
0.90
-0.93
1
注:表中数值为相关系数(r),代表两个指标之间相关的密切程度。当|r|接近1时,相关越密切,越接近0时相关越不密切。
据表分析,与叶绿素含量呈负相关的指标是__________。已知渍害条件下光合速率显著下降,则蒸腾速率呈__________趋势。综合分析表内各指标的相关性,光合速率下降主要由__________ (气孔限制因素/非气孔限制因素)导致的,理由是__________。
(3)植物通过形成系列适应机制响应渍害。受渍害时,植物体内__________ (激素)大量积累,诱导气孔关闭,调整相关反应,防止有毒物质积累,提高植物对渍害的耐受力;渍害发生后,有些植物根系细胞通过__________,将自身某些薄壁组织转化腔隙,形成通气组织,促进氧气运输到根部,缓解渍害。
第五章 植物生命活动的调节
---- 参考答案及解析 ----
一、单选题
1.B 赤霉素(GA)的作用是促进种子萌发,脱落酸(ABA)的作用是抑制种子萌发,二者对种子萌发的作用相反,A错误。野生型单独施加X时种子萌发率为0,同时施加X和GA时萌发率恢复至正常水平,说明补充GA可以消除X的作用,推测X的作用可能是抑制GA的合成,B正确。若干种子中含有大量GA,即使X抑制GA合成,原有的GA也可促进种子萌发,与野生型施加X后萌发率为0的结果矛盾,且干种子中脱落酸含量较高,GA含量较低,C错误。若突变体m是ABA合成缺陷型,施加外源ABA后种子萌发应被抑制,但实验中突变体施加ABA后萌发率仍为99%,说明突变体是ABA信号通路缺陷(对ABA不敏感),并非ABA合成缺陷,D错误。
2.C 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。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。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。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。
3.D 从组别3可以看出,接穗本身是野生型,具备建立SAR的能力,只是因为砧木无法合成NHP,导致接穗没有NHP无法建立SAR。如果给砧木添加NHP,NHP可以运输到接穗中,接穗就能建立SAR,A正确。从组别4可以看出,接穗是NHP合成缺陷突变体,自身无法合成NHP,但当砧木是野生型时,接穗中出现了NHP并建立了SAR,说明砧木产生的NHP运输到了接穗中并诱导建立SAR,B正确。接穗是NHP合成缺陷突变体,即使接种TMV也无法合成NHP,也就无法产生可移动信号分子诱导砧木建立SAR,C正确。从实验逻辑来看,植物是在受病原体侵染后才会产生可移动信号分子,进而建立SAR。如果不接种TMV,野生型砧木不会被病原体侵染,也就不会产生NHP,接穗无法获得NHP,不能建立SAR,D错误。
4.B 当ARF2A基因被敲除后,由于失去了ARF2A的抑制,MYB73基因得以大量转录,导致MYB73表达上升,根据“MYB73可抑制乙烯合成酶基因ACO1的表达”可知,MYB73表达量的上升会加强对ACO1转录的抑制,使得ACO1表达下降,ACO1是乙烯合成的关键酶基因,其表达下降会导致乙烯合成减少。因为乙烯能促进果实成熟,所以乙烯减少会导致果实成熟延迟,B入选,ACD不选。
5.D 结合图示可知,miRNA缺失,C蛋白更多,但赤霉素含量更低,说明C蛋白抑制赤霉素积累,A正确。赤霉素合成部位:植物幼芽、幼根、未成熟种子,可以促进种子萌发、果实发育等,B正确。穗发芽会造成水稻籽粒提前萌发、减产,生产上选育抗穗发芽品种可减少损失,C正确。结合题干信息可知,该miRNA结合C基因mRNA→抑制C蛋白合成→C蛋白减少→赤霉素含量上升→减弱种子休眠、促进穗发芽,D错误。
6.C 该实验给摘除胰腺的狗额外注射胰岛提取物,属于人为施加自变量(添加胰岛提取物),运用了自变量控制的加法原理,与题干实验原理不同,A错误。该实验给被阉割的公鸡移植睾丸,属于人为施加自变量(补充睾丸),运用了自变量控制的加法原理,与题干实验原理不同,B错误。该实验用锡箔罩住胚芽鞘尖端,人为去除了尖端接受单侧光刺激的条件,运用了自变量控制的减法原理,与题干实验原理相同,C正确。该实验给水稻幼苗喷施赤霉菌培养基滤液,属于人为施加自变量(添加赤霉菌培养基滤液),运用了自变量控制的加法原理,与题干实验原理不同,D错误。
7.B 对黄瓜来说,其向地性主要体现在根的向地性,黄瓜的果实的生长主要是细胞分裂和生长,不体现向地性,A错误。受精后发育中的种子可产生生长素,促进子房发育为果实,受精不均匀时,受精少的一侧种子少,产生的生长素更少,生长速度更慢,两侧生长速度不均导致果实弯曲,B正确。细胞分裂素主要作用是促进细胞分裂,而促进果实生长、预防弯曲主要依赖生长素的作用,均匀涂抹低浓度细胞分裂素无法达到预防效果,C错误。低浓度生长素类调节剂可促进生长,弯曲瓜的凸面本身生长速度更快,若在凸面涂抹低浓度的生长素类调节剂,会使凸面生长进一步加快,加大弯曲程度,D错误。
8.C 光照下光敏色素被激活,与PIF结合诱导PIF降解,解除对PSY基因转录的抑制,PSY基因表达量增加,A正确。PIF是PSY基因转录的抑制因子,敲除PIF基因后PSY的表达抑制被解除,番茄红素合成增加,B正确。NATA可增强PIF的活性,加强对PSY的抑制,延缓果实成熟。敲除NATA基因后,PIF活性下降,番茄红素合成增加,果实成熟加快,不利于存储运输,C错误。光照:光敏色素降解PIF+茉莉酸→MYC→抑制PIF 合成→PSY上调→成熟加快;黑暗:茉莉酸→NATA→PIF乙酰化激活→ PSY下调→成熟延缓。故光照下茉莉酸可抑制PIF表达,促进番茄红素合成;黑暗下茉莉酸可增强PIF活性,抑制番茄红素合成、延缓果实成熟,因此茉莉酸可实现两种功能,D正确。
9.B 由表格数据可知,不同浓度IBA和NAA的组合下,不定根诱导率、平均不定根数均存在差异,说明不同组合的诱导效果不同,A正确。选取NAA浓度均为2mg·L-1的三组实验对比:IBA浓度为0时诱导率75%,IBA浓度为2时诱导率100%,IBA浓度为4时诱导率仅60%,说明NAA浓度相同时,随IBA浓度升高诱导率先升高后降低,B错误。植物生长调节剂的作用效果会受到植物生理状态、环境条件、施用浓度等多种因素的影响,C正确。植物生长调节剂的不当使用可能影响农产品品质、危害人体健康,因此其生产、销售和使用必须遵守国家相关规定,D正确。
10.B 吲哚丁酸是植物体内天然合成的生长素类植物激素,也可通过人工合成得到,人工合成的吲哚丁酸属于植物生长调节剂,A正确。α-萘乙酸是人工合成的生长素类似物,其分子结构 与生长素完全不同,B错误。乙烯利在植物体内可分解释放乙烯,乙烯的生理作用包括促进叶、花和果实的衰老与脱落,因此乙烯利可起到促进叶、花、果实脱落的效果,C正确。乙烯利进入植物体内后可直接分解释放乙烯,促进柿子成熟,而柿子成熟过程中会释放更多的乙烯加速成熟,D正确。
11.C ①组突变体脱落酸含量与野生型一致,但仍出现穗上发芽,说明脱落酸无法发挥作用,应为脱落酸受体功能异常,A错误。②组突变体脱落酸含量低于野生型,穗上发芽可能是脱落酸含量不足导致,无法确定受体功能是否异常,B错误。③组给突变体施加适宜浓度外源脱落酸后种子不发芽,说明脱落酸可正常发挥抑制萌发的作用,证明突变体脱落酸受体功能正常,C正确。④组施加外源脱落酸后种子仍发芽,说明脱落酸无法发挥作用,应为脱落酸受体功能异常,D错误。
12.D 对照组中甲的种子萌发率极低,说明甲不易萌发,属于高休眠基因型小麦;乙对照组种子萌发率高,属于低休眠基因型小麦,A错误。赤霉素处理组萌发率高于对照组,说明赤霉素可解除休眠、促进萌发;脱落酸处理组萌发率低于对照组,说明脱落酸可维持休眠、抑制萌发,B错误。外源激素处理会通过反馈调节等方式改变种子内源激素的含量,进而调控萌发过程,C错误。对比甲、乙两组曲线,相同的激素处理对不同基因型小麦的萌发率影响差异明显,说明激素处理对小麦种子萌发率的影响依赖于小麦的基因型,D正确。
13.B 生长素(IAA)的作用是高浓度起抑制作用,低浓度起促进作用,所以浓度过高可能会抑制雌花形成,不是浓度越高越有利,A错误。由图可知,适当低温刺激会促进基因3表达,进而促进乙烯合成,同时乙烯能抑制雄蕊发育,所以适当低温刺激可促进乙烯合成,抑制雄蕊发育,B正确。因为基因ARF3在雌花形成过程中起重要作用,对ARF3缺失突变体补喷乙烯利,由于缺失ARF3基因,无法正常启动后续促进雌花形成的过程,不能促进雌花形成,C错误。由图可知,在促进雌花形成的过程中,生长素(IAA)促进雌花形成,乙烯抑制雄蕊发育、利于雌花形成,二者是协同作用,D错误。
14.A 细胞渗透压升高时会通过渗透作用吸水,干旱时,脱落酸可能降低了保卫细胞的渗透压,导致细胞失水,气孔关闭,A入选。干旱环境下,脱落酸促进主根伸长,可帮助植物获取深层土壤的水分,提升抗旱能力,B不选。叶片脱落酸含量升高会促进叶片脱落,而路灯延长了光照时间,减缓了脱落酸的合成与积累,因此落叶时间推迟,C不选。赤霉素的作用是促进种子萌发,脱落酸的作用是维持种子休眠,二者为拮抗关系,脱落酸可通过抑制赤霉素的作用维持种子休眠,D不选。
15.D 分析图可知,随着果实成熟度的增加,内源性ABA含量先上升后下降;酶Ⅰ和ABA含量变化一致,说明酶I是ABA合成酶,酶Ⅱ和ABA含量变化相反,说明酶Ⅱ是ABA分解酶,说明在果实成熟过程中,前期ABA的合成占主导地位,ABA含量增加;后期ABA分解加强,ABA含量下降,A、B错误。分析图可知,随果实成熟度的增加,对照组果实硬度在成熟过程中自然下降;外施ABA,果实硬度在成熟过程下降速度比对照组快,外施X,果实硬度在成熟过程下降速度比对照组慢,说明外施X会减缓果实的软化,可以延长保质期,C错误。分析图可知,随着果实成熟度的增加,外施ABA组可溶性糖含量增加含量大于对照组可溶性糖含量增加,改善果实口感,D正确。
、二、解答题
16.【答案】(1)细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜;叶绿体基质;光照、温度
(2)ABA促进气孔关闭
(3)此时气孔完全关闭,光合作用固定的CO2由呼吸作用提供
【解析】(1)叶肉细胞有氧呼吸分为三个阶段,第一阶段在细胞质基质中进行,释放少量能量;第二阶段在线粒体基质中进行,释放少量能量;第三阶段在线粒体内膜上进行,释放大量能量,所以能量释放的部位有细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜。光合作用的暗反应阶段包括CO2的固定和C3的还原,CO2的固定发生在叶绿体基质中。 影响光合作用的环境因素有水分、CO2,还有光照强度、温度等(光照强度影响光反应,温度影响酶的活性)。
(2)ABA是脱落酸,在干旱条件下,ABA含量升高会促进气孔关闭,气孔关闭后,植物吸收CO2的通道受阻,从而导致CO2供应不足,进而引起光合速率降低。
(3)当叶片光合速率降低至与呼吸速率相等时,植物净光合速率为0,此时气孔完全关闭,光合作用固定的CO2由呼吸作用提供,光合速率也不再继续降低。
17.【答案】(1)需要
(2)AAbb
(3)矮秆;矮秆:正常株高=13:3
(4)AABB、aaBB;3/4
【解析】(1)生长素的极性运输是逆浓度梯度进行的主动运输,该过程需要ATP参与。
(2)由题意可知,具备正常株高需要同时满足存在A基因、不存在B基因,基因型为A_bb;其中纯合个体只有AAbb,因此该植物正常株高纯合体基因型为AAbb。
(3)两对基因的显性纯合体AABB与隐性纯合体aabb杂交,得到F1基因型为AaBb,故表型为矮秆;F1自交,两对基因独立遗传,子代基因型比例为 A_B_:A_bb:aaB_:aabb=9:3:3:1,只有A_bb表现正常株高,其余基因型均为矮秆,因此F2表型及比例为矮秆:正常株高=13:3。
(4)正常株高纯合体基因型为AAbb,与矮秆纯合体(基因型有AABB、aaBB、aabb)杂交,若F1全部表现为矮秆,依次分析:AAbb×AABB→AABb(矮秆)、AAbb×aaBB→AaBb(矮秆)、AAbb×aabb→Aabb(正常株高),不符合条件的aabb排除,故亲本矮秆纯合体为AABB、aaBB;若杂交后F1全部表现正常株高,则亲本矮秆纯合体只能是aabb,F1基因型为Aabb,F1自交,后代基因型为A_bb(正常株高):aabb(矮秆)=3:1,因此F2中正常株高个体所占比例为3/4。
18.【答案】(1)红光和蓝紫光;作为还原剂、提供能量
(2)盐碱胁迫使叶片叶绿素含量降低,吸收光能减少,光反应速率减弱;同时细胞内H2O2积累,造成生物膜氧化损伤,叶绿体结构受损,净光合速率下降
(3)②④
(4)盐碱胁迫下,细胞需消耗更多能量用于排钠、区隔钠离子,用于细胞生长、有机物合成的能量减少;同时呼吸总消耗增加,有机物积累量下降,最终生物量减少
【解析】(1)叶绿素a、叶绿素b主要吸收红光、蓝紫光;NADPH作为还原剂还原C3化合物,同时为暗反应提供部分能量。
(2)结合表格数据可知,盐碱胁迫使叶片叶绿素含量降低,吸收光能减少,光反应速率减弱;同时细胞内H2O2积累增多,造成生物膜氧化损伤,膜通透性上升,叶绿体结构受损,进一步抑制光合作用,最终净光合速率下降。
(3)根据表格信息可知, ABA含量越高,抗盐碱能力越强,故要培育盐碱作物新品种,应该选择ABA含量高的品种,即ABA合成酶活性高的品种或者ABA降解酶活性低的品种,故选②④。
(4)在盐碱胁迫下,葡萄幼苗将细胞质基质中Na+转运进液泡或排出细胞属于主动运输,主动运输需要消耗细胞呼吸提供的 ATP;盐碱胁迫下,细胞需消耗更多呼吸能量用于排钠、区隔钠离子,用于细胞生长、有机物合成的能量减少;同时呼吸总消耗增加,有机物积累量下降,最终生物量减少。
19.【答案】(1)促进细胞伸长
(2)①④;PamCⅠ;3
(3)F₂高秆与矮秆中正常产量:低产:高产的比例均为6:2:1;G基因影响d基因的表达使dG配子不育或g基因影响d基因的表达使dg配子不育;aaddGG
【解析】(1)水稻的株高与赤霉素有关,赤霉素作为植物激素具有调节作用,赤霉素能通过促进细胞伸长进而促进植株长高。
(2)对高秆水稻诱变处理后,控制赤霉素合成的基因发生如图所示突变,形成等位基因(用A/a表示)。PCR过程中子链的延伸在引物的3’端,且引物是根据目的基因两端的碱基序列设计的,引物与模板链之间反向平行,且其上的碱基互补配对,因此,为选出杂合高秆水稻,提取水稻的DNA后,选择与序列①④相同的碱基序列作为引物进行PCR,突变后的基因中出现了限制酶PamC Ⅰ的识别序列,因此选取限制酶PamC Ⅰ剪切扩增产物后电泳,杂合子应出现3条电泳条带(正常基因出现一个条带1000bp,突变后出现两个条带600bp和400bp)。将杂合子(高秆)自交,获得纯种矮秆正常产量的水稻甲。
(3)①另一对等位基因D/d可影响水稻产量。有人用纯合高产的水稻乙与水稻甲(矮秆正常产量)杂交,说明亲本乙的基因型为AAdd,亲本甲为aaDD,F1全为高秆,基因型为AaDd,但稻穗出现部分空壳,导致产量降低。F1自交产生的F2表型及相对数量如表:表中显示F2高秆与矮秆中正常产量:低产:高产的比例均为6:2:1,说明 A、a 的雌雄配子育性完全一致,不存在配子不育。
② 已知水稻中另一对等位基因G/g影响相关基因的表达,从而影响配子育性,且根据题①可知高产占比远远偏离正常比例,说明d配子育性下降,据此可推测,G基因影响d基因的表达使dG配子不育或g基因影响d基因的表达使dg配子不育,不育配子无法完成受精,导致稻穗出现空壳。
③ F2群体中G的基因频率大于g的基因频率,又知G基因影响d基因的表达使dG配子不育或g基因影响d基因的表达使dg配子不育,综合分析可知,F1产生的配子中dg由于不育,可育的d配子都携带G,因此高产(dd)植株的两个d配子都携带G,结合矮秆为aa隐性,可知矮秆高产基因型为aaddGG。
20.D 在叶片的各个阶段都没有检测到ACO2的表达产物,说明并非所有ACO基因都在叶片中表达,A正确。三种ACO基因均编码ACC氧化酶,ACC氧化酶催化ACC氧化产生乙烯,B正确。绿果颜色转变时,ACO1表达量从3升至38,有利于ACC氧化酶的合成,进而促进乙烯合成,C正确。ACO2在果实各阶段均未表达(表中为“-”),因此“三种ACO基因在绿果颜色转变后表达量均上升”错误,D错误。
21.C 从图中可知,生长素激活质膜H+-ATP酶需要消耗能量,而细胞中的能量主要由呼吸作用提供,所以生长素促进细胞伸长生长的过程与呼吸作用有关,A错误。因为生长素通过激活质膜H+-ATP酶导致细胞壁酸化来促进细胞伸长,碱性条件会抑制这一酸化过程,所以碱性条件下生长素促进细胞伸长生长的作用减弱,B错误。生长素的化学本质是吲哚乙酸,苯乙酸也是生长素类似物,生长素受体可以结合吲哚乙酸或苯乙酸来发挥作用,C正确。由于TMK参与生长素促进细胞伸长的过程,TMK功能缺失突变体无法正常进行这一过程,其生长会比野生型慢,D错误。
22.D 在实验中,向培养液中添加IAA、H2O2等物质运用了加法原理,切去芽减少内源生长素的干扰运用了减法原理,A正确。芽能产生生长素,切去芽可以减少内源生长素对本实验结果的影响,从而更准确地探究外源物质对中胚轴生长的调节作用,B正确。对比②和④组,④组加入DPI抑制H2O2生成后中胚轴长度比②组短,再结合②和③组,可推测IAA通过细胞中H2O2含量的增加促进中胚轴生长,C正确。IAA抑制剂会抑制IAA的作用,而H2O2能促进中胚轴生长,与④组(IAA作用被抑制,H2O2生成被抑制)相比,IAA抑制剂+H2O2组中胚轴长度应比④组长,D错误。
23.C 低温处理可能通过诱导赤霉素合成及其他信号物质(如开花素)共同促进开花,仅赤霉素不足以说明无需其他物质,A错误。赤霉素作为植物激素,通过调节基因表达等传递信息,而非直接参与代谢反应,B错误。春化作用通常作用于分生组织(如茎尖),成熟叶片低温处理无法传递开花信号至茎尖,故不能诱导开花,C正确。外源赤霉素作为植物生长调节剂诱导油菜开花,而低温是通过诱导内源激素的合成从而诱导开花,两者代谢途径不相同,D错误。
24.A 分析题图可知,处理组细胞分裂素含量略有下降,细胞分裂素加快细胞分裂并促进芽的分化和侧枝发育,并非促进生根,A错误。分析题图,处理组生长素含量明显增加,可推测提高生长素含量而促进生根,B正确。用赤霉素合成抑制剂处理,使插条生根率由22%提高到78%,推测赤霉素缺失突变体根系相对发达,C正确。NAA是生长素类似物,分析题图,可推测促进生根效果更好,D正确。
25.A 据图可知,向光面和背光面的IAA含量差别不大,但向光面下胚轴的增加长度明显低于背光面,同时向光面的IAA抑制物质含量高于背光面,据此推测,向日葵下胚轴向光面IAA促进生长的作用受抑制程度大于背光面,A正确。下胚轴两侧IAA的含量基本一致,但不能说明向光生长不受IAA影响,可能是IAA的活性或信号通路差异导致,B错误。图示向光面和背光面的IAA含量差别不大,说明IAA抑制物不是通过调节下胚轴IAA的含量进而导致向日葵向光生长,C错误。黑暗环境中无单侧光刺激,喷施IAA抑制物会抑制该侧生长,弯曲方向应为 向喷施侧弯曲(抑制侧生长慢,对侧相对快),D错误。
26.D 丁在长日照下延迟开花,短日照下正常开花。若人工补光延长光照时间(模拟长日照),反而会延迟开花,A错误。丙在长、短日照下均正常开花,说明其开花不受光周期影响,属于日中性植物。但“不受环境因素影响”表述绝对化,其他环境因素(如温度、水分)可能仍影响开花,B错误。甲和乙开花差异源于对光照时间(光周期)的敏感度不同,而非光照强度,C错误。湖北夏季昼长(长日照),甲作为长日照植物可能在夏季开花;秋季昼短(短日照),乙作为短日照植物可能在秋季开花,D正确。
27.D 根据题干信息:“油菜素内酯可促进Z蛋白进入细胞核调节基因表达”,说明Z蛋白参与了油菜素内酯的信号传导,A正确。图示显示生长素处理能促进野生型下胚轴生长(说明生长素调控生长),题干也提到油菜素内酯促进下胚轴生长,因此两者都能调控生长,B正确。图示显示生长素处理野生型(有Z蛋白)能促进生长,但在Z基因功能缺失突变体中生长素不能促进生长,说明生长素的作用需要Z蛋白,C正确。题目和图示并未提供任何信息表明油菜素内酯的作用需要生长素参与(例如没有实验证明阻断生长素后油菜素内酯是否失效),D错误。
28.D 樱桃花芽的发育涉及细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和生长素等多种激素,说明其受多种激素共同调控,A正确。平地和高山的温度存在较大的差异,表中激素含量差异可推断可能由温度变化引起,B正确。赤霉素促进细胞伸长和生长,脱落酸抑制生长,两者在花芽发育中起拮抗作用,C正确。平地的生长素/细胞分裂素比值为43.1/17.2≈2.5,高山为41.9/20.9≈2.0,而高山花芽质量更高,说明比值低时更有利于花芽膨大,D错误。
29.D 据图示,脱落酸促进乙烯合成酶的合成,而乙烯合成酶能催化乙烯的合成。因此,脱落酸可以间接地促进乙烯的合成。而乙烯又能促进果实脱落,A正确。从图中可以看出,生长素抑制脱落,而脱落酸促进脱落。这两种激素的作用是相互拮抗的。因此,它们的比值,将决定最终是脱落还是不脱落。当生长素含量高,脱落酸/生长素比值低时,倾向于抑制脱落;反之,当脱落酸含量高,该比值高时,倾向于促进脱落,B正确。图示明确指出生长素抑制脱落酸的合成。抑制了脱落酸,就等于抑制了整个促进脱落的信号通路。因此,人为地喷施生长素类调节剂(如萘乙酸),可以提高植物体内的生长素水平,从而抑制脱落酸的产生,达到防止果实过早脱落(保果)的目的。这是生长素在农业生产上的一个重要应用,C正确。图中关于乙烯的调节环路可以得出乙烯的产生会抑制生长素的形成,而生长素会抑制脱落酸的合成,最后脱落酸会促进乙烯合成酶合成乙烯。这意味着乙烯的产生会促进其合成酶的产生,从而导致更多的乙烯被合成。这种“产物促进自身生成”的调节机制,是一种自我放大的效应,被称为正反馈,D错误。
30.D 光敏色素是一类含有色素的蛋白质(色素蛋白复合体),而非脂质化合物,A错误。赤霉素(GA)的主要作用是促进种子萌发,脱落酸(ABA)的主要作用是抑制种子萌发,据图分析,图中激素①是脱落酸,激素②是赤霉素,B错误。赤霉素(GA)的主要作用是促进种子萌发,分析题图,EBR抑制蛋白2形成,减少激素①对种子萌发的抑制作用,因此EBR和赤霉素是协同的关系,C错误。红光使光敏色素从无活性到有活性,促进种子萌发,而EBR抑制蛋白2形成,减少激素①对种子萌发的抑制作用,因此红光和EBR均能诱导拟南芥种子萌发,D正确。
31.C 根冠中的细胞能够感受重力信号 ,玉米种子萌发后,根冠细胞感受重力刺激,引起生长素的横向运输,使近地侧生长素浓度高抑制生长,从而使根向地生长,A正确。自由水与结合水的比值影响细胞代谢,自由水所占比例越高,细胞代谢越旺盛。与休眠种子相比,萌发的种子细胞内自由水所占比例高,呼吸作用旺盛,B正确。莴苣种子萌发受光的影响,红光可促进莴苣种子萌发,红外光可抑制莴苣种子萌发,且红光可逆转红外光的效应,C错误。植物激素对种子萌发有调节作用,赤霉素可打破种子休眠,促进萌发;脱落酸可维持种子休眠,抑制萌发,D正确。
32.C 由表可知,Y2的叶片数比WT少,相对叶表面积也小,因此光合总面积减少,A错误。将拟南芥的细胞分裂素氧化酶基因导入到野生型烟草中,会使细胞分裂素氧化酶增多,从而使细胞分裂素含量降低,Y1和Y2是导入了不同的细胞分裂素氧化酶基因得到的转基因烟草,无法确定它们的细胞分裂素氧化酶的活性等情况,所以Y1和Y2的细胞分裂素含量无法比较,B错误。细胞分裂素主要促进细胞分裂,若对Y1施加细胞分裂素类似物,不会被细胞分裂素氧化酶分解,可以使叶片数增加,C正确。由题表信息可知,将拟南芥的细胞分裂素氧化酶基因导入到野生型烟草(WT)中后,Y2的侧根数和不定根数都多于野生型,而细胞分裂素氧化酶会使细胞分裂素含量降低,所以若对Y2施加细胞分裂素类似物,侧根和不定根数会减少,D错误。
33.B 赤霉素主要合成部位是未成熟的种子、幼根和幼芽,赤霉素能促进植物的生长,可以诱导某些酶的合成促进种子萌发,A正确。生长素的极性运输属于主动运输,主动运输需要载体蛋白的协助并消耗能量,B错误。植物激素与受体特异性结合,引发细胞内发生一系列信号转导过程,进而诱导特定基因的表达,从而产生效应,C正确。调节植物生命活动的激素不是孤立的,而是相互作用共同调节的,因此一种激素可通过诱导其他激素的合成发挥作用,D正确。
34.B AUX1缺失突变体导致生长素不能正常运输,顶端优势消失,分蘖可能增多,A正确。分蘖发生部位生长素浓度过高时会对分蘖产生抑制,导致分蘖减少,B错误。在成熟组织中,生长素可以通过韧皮部进行非极性运输,C正确。根对生长素的敏感程度高于芽,同一浓度的生长素可能会促进分蘖的生长,却抑制根的生长,D正确。
35.A 分析图a,用外源ABA处理,基因R的相对表达量增高,说明ABA可促进基因R的表达;缺失基因R的突变体种子中ABA含量较高,说明基因R的表达又会抑制ABA的合成。由题可知,ABA是植物响应逆境胁迫的信号分子,NaCl和PEG6000可以引起渗透胁迫,促进ABA的合成,进而促进基因R的表达,而ABA可以直接促进基因R的表达,因此NaCl、PEC6000和ABA对种子萌发的调节机制不同,A错误。由图a可知,渗透胁迫会先促进内源ABA的合成,内源ABA含量的升高又会促进基因R的表达,B正确。ABA的存在会抑制种子的萌发,因此基因R突变体种子中ABA含盘升高可延长种子贮藏寿命,C正确。无论在正常还是逆境下,基因R突变体种子中ABA的含量皆高于野生型,可能是因为基因R突变解除了其对ABA生物合成的抑制,导致ABA的合成量增加,D正确。
36.D 菊花是自然条件下秋季开花的植物,菊花是短日照植物,遮光处理可使其促进开花,A错误。玉米倒伏后,茎背地生长与重力引起近地侧生长素含量较高有关,B错误。组织培养中,细胞分裂素与生长素浓度比值高时能诱导芽的分化,细胞分裂素与生长素浓度比值低时能诱导根的分化,C错误。土壤干旱时,豌豆根部合成的脱落酸向地上运输可引起气孔关闭,以减少水分蒸腾,D正确。
37.D 矮壮素是人工合成的具有调节作用的物质,不是从植物体提取的,A 错误。由图可知,施用矮壮素的最适浓度不是 400mg/L,应该在200mg/L左右,B 错误。由图可知,一定范围内,随浓度增加,矮壮素对草莓幼苗的矮化作用先增强后减弱,C 错误。从图中可以看出,在一定浓度范围内,果实总产量与幼苗地上部鲜重的变化趋势较为相近,D 正确。
38.A ①由于水可以通过水通道蛋白进入细胞,且速度更快,而人工膜缺少水分子通道蛋白,所以水分子通过细胞膜的速率高于人工膜,①正确。②人成熟红细胞不含任何细胞器,故可由其脂质单分子层面积为表面积的2倍,推测细胞膜中的磷脂分子为两层,②正确。③如果只是注射加热致死的S型肺炎链球菌,由于缺少R型细菌,所以小鼠不会死亡,不能得出S型肺炎链球菌的DNA被破坏的结论,③错误。④沃森和克里克根据DNA的双螺旋结构提出了遗传物质自我复制假说,这种复制方式称作半保留复制,④正确。⑤单侧光照射时,胚芽鞘向光弯曲生长,只能说明胚芽鞘具有向光性,由于缺乏相应对照,无法说明胚芽鞘尖端产生生长素,⑤错误。
39.D 由题可知,乙烯受体缺失水稻由基因突变得到,因此乙烯受体功能恢复型水稻还可以通过杂交技术获得,A错误。第②组与第③组对比,自变量为是否含有NAA,只能说明NAA对根系生长有促进作用,不能说明乙烯对根系生长有促进作用,B错误。第③组与第④组对比,自变量不唯一,没有遵循单一变量原则,不能说明NAA对根系生长有促进作用,C错误。根据第①组、第②组和第④组的结果可知,野生型水稻和乙烯受体功能恢复型水稻植物体内生长素含量与根系长度的相关指标都比突变型水稻(乙烯受体缺失)组的大,说明乙烯可能影响生长素的合成,进而调控根系的生长,D正确。
40.D 干旱胁迫下,植物体内的脱落酸含量显著增加,促使气孔关闭,避免蒸腾失水,A错误。干旱胁迫下,植物含水量下降,避免失水过多,增强抗旱能力,B错误。干旱胁迫下,脱落酸受体缺失突变体因脱落酸不能正常发挥作用,气孔不能正常关闭,一般不耐旱,C错误。干旱胁迫下,叶面喷施赤霉素促进植株生长,不利于植物抗旱,D正确。
41.B 拟南芥植株会产生脱落酸和赤霉素,MS为基本培养基,可以排除内源脱落酸和赤霉素的影响,A正确。与MS组相比, MS+PAC(PAC为赤霉素合成抑制剂)组种子萌发率明显降低,这说明基因S通过促进赤霉素的合成来促进种子萌发,B错误。与MS组相比,MS+脱落酸组种子萌发率明显降低,这说明基因S过表达减缓脱落酸对种子萌发的抑制,C正确。与MS组相比, MS+PAC组种子萌发率明显降低,这说明赤霉素能促进拟南芥种子的萌发;与MS组相比,MS+脱落酸组种子萌发率明显降低,这说明脱落酸能抑制拟南芥种子的萌发,因此脱落酸和赤霉素在拟南芥种子的萌发过程中相互拮抗,D正确。
42.A 分析图1可知,砷处理6h,细胞分裂素水解酶基因相对表达量远低于细胞分裂素合成酶基因相对表达量,根中细胞分裂素的含量会增加,A错误。结合图2、3推测,与空白对照组相比,砷处理组生长素含量高但是根长度短,砷处理抑制根的生长可能与生长素含量过高有关,B正确。结合图1,随着砷处理时间的延长,LOG2基因相对表达量减少,推测增强LOG2蛋白活性可能缓解砷对根的毒害作用,C正确。根可吸收水和无机盐,抑制根生长后,植物因吸收水和无机盐的能力下降而影响生长,D正确。
二、多选题
1.ABD 从图中可以得知,与浸泡蒸馏水组对比,浸种12h内,种子的发芽率在上升,因赤霉素有促进种子萌发的作用,可推知种子中的赤霉素含量在上升,A正确。浸种24h内,随赤霉素浸泡时间的延长,种子的吸水率在上升,吸水过程中自由水含量增加,可推出种子细胞中自由水与结合水的比值升高,B正确。浸种24—48h,种子的发芽率呈下降趋势,但仍旧比蒸馏水浸泡组高,故此时间内赤霉素仍是促进种子萌发,C错误。浸种36—48h,种子长时间浸泡在溶液中,氧气供应不足,导致无氧呼吸增强,D正确。
2.ABC 由图可知,Cl-借助转运蛋白甲顺浓度梯度进入植物细胞,属于协助扩散,A错误。转运蛋白甲是协助Cl-顺浓度梯度进入植物细胞,转运蛋白乙(载体蛋白)协助Cl-逆浓度排出植物细胞,两者的结构和功能不同,B错误。由图可知,ABA与细胞质膜上的受体结合,没有进入细胞,通过信号转导促进细胞核相关基因的表达,C错误。细胞质膜实现了跨膜运输Cl-及接受ABA的信息分子,发挥了物质运输、信息交流的功能,D正确。
3.AC 植物叶片中的光敏色素可以感受光质和光周期等光信号调控开花,A正确。植物体中感受光信号的色素主要分布在叶片中,而不是均衡分布在各组织中,B错误。光敏色素在感受光周期信号改变时会发生结构的改变,这种改变会影响细胞核基因的表达,进而调控开花,C正确。光信号影响植物生长发育的主要机制是调节植株生长、开花衰老等,D错误。
三、非选择题
1.【答案】(1)产生;激素
(2)主动运输
(3)B;D
(4)PN 能直接将生长素跨膜运输/PN 能与生长素直接结合
【解析】(1)生长素属于植物激素,只能由植物体内产生(合成)部位,运输到作用部位发挥调节作用。植物激素定义:植物体内产生、能从产生部位运送到作用部位,对植物生长发育有显著影响的微量有机物,生长素符合该定义。
(2)呼吸抑制剂会抑制细胞呼吸,减少ATP合成;生长素极性运输被显著抑制,说明该过程消耗能量,且依赖载体蛋白,符合主动运输的两大特征(载体+耗能)。
(3)生长素运输方式为极性运输,只能从形态学上端运到形态学下端。将茎段一端插入含14C-IAA培养基,检测另一端放射性,放射性越高代表向下运输的生长素越多。野生型PN蛋白正常,极性运输能力最强,放射性最高;pn突变体PN蛋白功能减弱,运输能力下降,放射性低;若茎段下端插入培养基无极性运输,上端无放射性。由此得出,组1应为B,组3应为D。
(4)题干仅证明PN蛋白是极性运输必需组分,要直接证明PN是生长素载体蛋白,还需补充直接证据,任选一条作答:①证明PN蛋白定位在细胞膜上;②体外实验证明PN蛋白可转运生长素;③PN蛋白能与生长素特异性结合;④回补PN基因后pn突变体运输能力恢复。
2.【答案】(1)A基因的表达水平(或水稻类型)
(2)提高;高
(3)参与脱落酸(ABA)的合成(或促进GA降解)
(4)敲除C基因的A-OE株系的种子;与对照组相比,实验组种子内脱落酸(ABA)含量更低,赤霉素(GA)含量无明显差异,GA与ABA的比值更高,证明C基因功能的预测成立
【解析】(1)本实验探究A基因对水稻种子萌发的影响,以野生型水稻(WT)和A基因过表达株系(A-OE)的种子为材料开展实验,温度等为无关变量,需要保持一致,自变量为A基因的表达情况(水稻类型),因变量是种子萌发速率。
(2)由曲线可知,相同萌发时间下,A基因过表达株系(A-OE)发芽率高于野生型(WT),说明A基因提高水稻种子萌发速率;赤霉素(GA)促进萌发,脱落酸(ABA)抑制萌发,萌发更快的A-OE种子GA更多、ABA更少,因此GA和ABA的比值更高。
(3)A-OE中B基因表达上升,功能为参与GA合成,使GA增加;C基因表达下降后,共同作用让GA/ABA进一步升高,可推知C基因功能为参与ABA合成或促进GA降解:C表达量下降后ABA合成减少,或GA降解减少,共同提高GA/ABA比值,促进萌发。
(4)本实验在A-OE株系背景下验证C基因功能,自变量为C基因的有无:对照组为普通A-OE种子,实验组为敲除C基因的A-OE种子;若C参与ABA合成,则敲除C后ABA合成减少,预期结果为实验组ABA含量低于对照组、GA无明显变化,GA/ABA比值高于对照组,证明预测成立。
3.【答案】(1)绿;类囊体/基粒 分析表格数据可知,与对照组相比,添加X的培养液中,绿光下需氧细菌数量增加最为明显。由于需氧细菌会聚集在氧气释放多的部位,而氧气是光合作用光反应的产物,所以X能够促进水绵利用绿光。叶绿体中类囊体薄膜是光反应的场所,能吸收、传递和转化光能,当X分布在叶绿体的类囊体(基粒)时,能更好地促进光能的吸收和利用,使水绵光能利用效率最佳。
(2)促进;丙;x溶液处理叶圆片能提高光能利用率,促进光反应速率,产生氧气速率加快 由图可知,与没有添加X的组相比,添加X的组中Y的变化量更大,说明X能促进叶绿体合成NADPH。经煮沸的叶绿体已经失去活性,不能进行光合作用,也就不能合成NADPH,Y的量基本不变,所以该处理获得的结果最符合图中曲线的丙。
将清水和X溶液分别处理后的植物叶片用打孔器打出叶圆片,抽气后,再置于1%的碳酸氢钠溶液中,给予相同的光照,发现X溶液处理的叶圆片先浮出叶面,其原因是x溶液处理叶圆片能提高光能利用率,促进光反应速率,产生氧气速率加快。
(3)脱落酸含量增加 脱落酸能促进气孔关闭,当处理植物的X浓度过高时,植物叶片气孔开放度下降,推测与之相关的植物激素是脱落酸,且其含量增加。
4.【答案】(1)光照强度;蓝光能促进光合作用相关酶的活性(或蓝光被光合色素吸收的效率更高等合理答案) 当胞间CO2浓度在900−1200μmol⋅mol−1范围时,从图a中红光曲线来看,随着CO2浓度增加,光合速率不再上升,说明此时CO2浓度不是限制因子,而可能是光照强度因素限制了光合速率。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)突变体中 PILI5 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 已知红光下植物的相关反应与白天相似,远红光下植物的相关反应与夜间相似,突变体发生了PILI5基因的功能缺失,且该基因参与脱落酸信号通路的调控。在远红光与红光条件下蒸腾速率接近,推测原因可能是突变体中PILI5基因功能缺失,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)有机物中的化学能;光敏色素;光敏色素→(-)PILI5 基因→(+)脱落酸信号通路→( - )气孔开放程度 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 PILI5 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 PILI5 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,可推断光敏色素对 PILI5 基因表达的影响是负相关,PILI5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→(-)PILI5 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 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PILI5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)。
5.【答案】(1)为光合作用提供能量;作为一种信号调节植物生长发育 光可以为植物光合作用提供光能;同时光可以作为一种光信号调节植物生长发育,故光对植物生长发育的作用有为光合作用提供能量和作为一种信号调节植物生长发育两个方面。
(2)①③④ ;温度和二氧化碳浓度 为探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响,至少应选用上述盐胁迫组(③)和盐胁迫加光处理组(④)进行对比分析 。①③比较可知盐胁迫对作物生长的影响,①③④比较可判断实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响。实验中除了自变量和因变量,其余变量称为无关变量,该实验中的无关变量有温度和二氧化碳浓度等。
(3)始终大于;④组呼吸作用强于③组,但是两组光补偿点相同也就是呼吸速率等于总光合速率时的光照强度相等,所以④组达到光补偿点之前的总光合速率也大于③组 由于④组呼吸作用强于③组,但是两组光补偿点相同也就是呼吸速率等于总光合速率时的光照强度相等,所以④组达到光补偿点之前的总光合速率始终大于③组。
6.【答案】(1)与青蒿素合成相关的基因在叶片腺毛细胞中选择性表达 在细胞分化过程中,基因会进行选择性表达。青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累,这是因为与青蒿素合成相关的基因在叶片腺毛细胞中进行了选择性表达。
(2)①负;外源 MeJA 处理会使青蒿素含量增加 观察可知,miR160 基因过表达时,青蒿素含量降低;敲除miR160基因时,青蒿素含量升高,所以miR160的表达量与青蒿素含量间呈现负相关性。②从图中看到,MeJA处理组与对照组相比,miR160表达量降低,而miR160表达量与青蒿素含量负相关,所以可以推测外源MeJA处理会使青蒿素含量增加。
(3)ARF1 蛋白的合成(或 ARF1 基因的表达) 已知miR160是一种微小RNA,能与靶 mRNA 结合,引起后者降解,且miR160的一种靶mRNA编码ARF1蛋白,所以miR160通过直接影响ARF1蛋白的合成(或 ARF1 基因的表达),调控青蒿素的合成。
(4)SA—|miR160—|ARF1→DBR2→青蒿素 根据题意,SA和MeJA通过调控miR160的表达量,miR160 能影响 ARF1 蛋白(因为其靶 mRNA 编码 ARF1 蛋白),ARF1 蛋白影响青蒿素合成关键酶基因 DBR2 的表达,进而影响青蒿素合成。所以调控通路为:SA—|miR160—|ARF1→DBR2→青蒿素 (这里表示 SA 抑制 miR160 表达,miR160 抑制 ARF1 表达,ARF1促进 DBR2 表达,DBR2 促进青蒿素合成)
(5)通过基因工程技术敲除黄花蒿中的miR160基因(或抑制miR160基因的表达 由于 miR160 的表达量与青蒿素含量呈负相关,所以可以通过基因工程技术敲除黄花蒿中的miR160基因,或者抑制 miR160 基因的表达,从而培育出青蒿素含量高的黄花蒿新品种。
7.【答案】(1)信息 两种植物激素均作为信息分子,参与调节植物生长及逆境响应。
(2)IAA含量下降,在干旱条件下ts的生存率高于WT 由图甲可知,TS基因缺失会导致 IAA含量降低,植株生长减缓,同时在干旱条件下,TS基因功能缺失突变株(ts)生存率比正常植株生存率更高。
(3)在0~2μg的浓度范围内,随着TS浓度的升高,BG活性逐渐降低 由图乙可知,在0~2μg的浓度范围内,随着TS浓度的升高, BG活性逐渐降低,证明TS具有抑制BG活性的作用。
(4)根据图可知,还需要在图丙中补充TS、BG功能缺失突变株(ts+ bg)实验组,因为TS是通过BG发挥调节功能,所以如果BG无法发挥功能,是否存在TS对实验结果几乎没有影响,该组与bg组结果相同,相应的图如下:
(5)由上述信息可知,TS基因能精细协调生长和逆境响应之间的平衡,使植物适应复杂多变的环境。干旱条件下TS调节机制模型图如下:
8.【答案】(1)生长素。
(2)生长素合成;生长素运输;生长素载体蛋白基因;作为实验组检测A试剂和NAA是否影响根伸长,作为乙烯处理的对照组。
(3)生长素信号转导(或生长素受体功能)。
【解析】(1)由实验一结果分析,加入K试剂不加NAA组与加入K试剂和NAA组对比可发现,同时加入K试剂和NAA,乙烯可以抑制WT根伸长,由题干信息K试剂抑制激素X的合成,可推测NAA的作用效果和激素X类似,NAA是生长素类似物,所以推测激素X为生长素。
(2)①实验二的因变量是激素X含量,所以实验二的目的是检测m2的突变基因是否与生长素合成有关。
②实验三野生型幼苗在乙烯、NAA+乙烯作用下根伸长均受抑制,而突变体m2幼苗在乙烯、NAA+乙烯作用下根长均正常,由实验二结果可知,野生型和突变体m2生长素含量大致一样,则初步判断乙烯抑制根伸长与生长素运输有关。若要进一步验证该结论并检验 m2 的突变基因是否与此有关,可检测生长素载体蛋白基因的表达情况。
③★所示组和其他空气处理组对比,可作为实验组检测A试剂和NAA是否影响根伸长;★所示组和同处理乙烯组对比,可作为乙烯处理的对照组。
(3)分析上述结果,推测乙烯对水稻幼苗根伸长的抑制可能是通过影响生长素受体功能实现的。
9.【答案】(1)无水乙醇;防止研磨中色素被破坏。
(2)叶绿素的形成需要光照,正常光下更有利于叶绿素的形成。
(3)纯合突变体叶片中的叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低,光合作用极弱,无法满足植株生长对有机物的需求。
(4)与野生型相比,纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低(几乎为零)。
(5)细胞分裂素;含水量等适宜;叶绿体的大小及数量,取其平均值;B组叶绿体的大小及数量高于A组,C、D两组叶绿体的大小及数量无差异且均明显低于A、B两组。
【解析】(1)叶片中的叶绿素和类胡萝卜素都能溶解在有机溶剂中,所以常使用无水乙醇提取。加入少许碳酸钙可以防止研磨中色素被破坏。
(2)叶绿素的形成需要光照,正常光下更有利于叶绿素的形成,所以野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高。
(3)在正常光照下(400μmol·m-2•s-1),纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失,叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低,分别为0.3和0.1,说明纯合突变体的光合作用极弱,无法满足植株生长对有机物的需求,使得植株难以生长,因此正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子。
(4)由图可知:与野生型相比,纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低(几乎为零),说明此突变体与类胡萝卜素合成有关。
(5)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷。由图可知:纯合突变体叶片中的叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低,而细胞分裂素能促进叶绿素的合成, 据此可推知:X最可能是细胞分裂素。若以上推断合理,则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量,但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设,并结合题意“在正常光照下,纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失”可知:该实验的自变量是植株的种类和培养条件,因变量是叶绿体的大小及数量,而在实验过程中对植株的生长有影响的无关变量应控制相同且适宜。据此,依据实验设计遵循的对照原则和单一变量原则和题干中给出的不完善的实验设计可推知,补充完善的实验设计如下:
①植物培养和处理:取野生型和纯合突变体种子,萌发后在含水量等适宜条件下培养一周,然后将野生型植株均分为A、B两组,将突变体植株均分为C、D两组,A、C组为对照,B、D组干旱处理4小时。
②测量指标:每组取3-5株植物的叶片,在显微镜下观察、测量并记录各组的叶绿体的大小及数量,取其平均值。
③预期结果:本实验为验证性实验,其结论是已知的,即干旱处理能够提高野生型中激素X的含量,但不影响纯合突变体中X的含量,所以预期的结果是:B组叶绿体的大小及数量高于A组,C、D两组叶绿体的大小及数量无差异且均明显低于A、B两组。
10.【答案】(1)内膜;ATP;热能。
(2)正反馈调节。
(3)逐渐上升而后相对稳定;将采摘后分别放置0、1、2、3、4、5天的菠萝蜜分成6组,编号为①、②、③、④、⑤、⑥;在5支试管中分别添加等量的DNS试剂,混匀;在加热的过程中观察5组试管中颜色变化,并记录。
(4)乙烯具有催熟作用,且乙烯含量上升时,会使某品种的菠萝蜜出现呼吸速率迅速上升,再迅速下降的现象,进而促进果实的成熟。
【解析】(1)菠萝蜜在贮藏期间,细胞呼吸的耗氧场所是线粒体的内膜,即消耗氧气的阶段是有氧呼吸的第三阶段,发生在线粒体内膜上,其释放的能量一部分用于生成ATP,另一部分以热能的形式散失,其中转移到ATP中的能量可以用于耗能的生命活动。
(2)据图可知,菠萝蜜在贮藏初期会释放少量乙烯,随后有大量乙烯生成,进而加速了果实的成熟,这体现了乙烯产生的调节方式为正反馈调节。
(3)图中显示,菠萝蜜在贮藏5天内呼吸速率迅速上升而后下降,同时乙烯的产生量也表现出先上升后下降的趋势,据此推测,该过程中可溶性糖的含量变化趋势是逐渐上升而后相对稳定。为证实上述推测,拟设计实验进行验证。假设菠萝蜜中的可溶性糖均为葡萄糖,现有充足的新采摘菠萝蜜、仪器设备(如比色仪,可用于定量分析溶液中物质的浓度)、玻璃器皿和试剂(如DNS试剂,该试剂能够和葡萄糖在沸水浴中加热产生棕红色的可溶性物质)等,本实验的目的是检测葡萄糖含量的变化,利用的原理是颜色反应,颜色的深浅代表葡萄糖含量的多少,据此简要描述实验过程:
①分组编号,将采摘后分别放置0、1、2、3、4、5天的菠萝蜜分成6组,编号为①、②、③、④、⑤,⑥,实验中保证采摘后用于实验的菠萝蜜生长状态一致;
②分别取等量的5组菠萝蜜制作匀浆,取等量(1毫升)匀浆液分别置于5支干净的试管中;
③在5支试管中分别添加等量的DNS试剂,混匀;
④分别在沸水浴中加热;
⑤在加热的过程中观察5组试管中颜色变化,并记录。分析实验结果得出相应的结论。
(4)综合上述发现,新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中释放的乙烯能调控果实的呼吸速率上升,这是因为乙烯具有催熟作用,但乙烯含量上升时,会使某品种的菠萝蜜出现呼吸速率迅速上升,再迅速下降的现象,进而促进果实的成熟。
11.【答案】(1)信息。
(2)IAA含量降低,生长减缓;干旱处理下,植株生存率提高。
(3)在0-2μg的浓度范围内,随着TS浓度的升高,BG活性逐渐降低。
(4)
(5)
【解析】(1)两种植物激素均作为信息分子,参与调节植物生长及逆境响应。
(2)由图甲可知,TS基因缺失会导致 IAA含量降低,植株生长减缓,同时在干旱条件下,TS基因功能缺失突变株(ts)生存率比正常植株生存率更高。
(3)由图乙可知,在0~2μg的浓度范围内,随着TS浓度的升高, BG活性逐渐降低,证明TS具有抑制BG活性的作用。
(4)根据图可知,还需要在图丙中补充TS、BG功能缺失突变株(ts+ bg)实验组,因为TS是通过BG发挥调节功能,所以如果BG无法发挥功能,是否存在TS对实验结果几乎没有影响,该组与bg组结果相同,相应的图如下:
(5)由上述信息可知,TS基因能精细协调生长和逆境响应之间的平衡,使植物适应复杂多变的环境。图如下:
12.【答案】(1)失水;减小。
(2)促进。
(3)干旱条件下脱落酸含量升高,促进叶片脱落,抑制气孔开放,能够减少蒸腾作用,保存植物体内水分,使植物能够在干旱中生存。
(4)rhc1。
【解析】(1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外,导致细胞液的渗透压降低,保卫细胞失水引起气孔关闭。气孔关闭后,CO2吸收减少,光合速率减小。
(2)r组是rhc1基因功能缺失突变体,即缺少rhc1基因产物,wt组能正常表达rhc1基因产物。分析图2,高浓度CO2时,wt组气孔开放度低于r组,说明rhc1基因产物能促进气孔关闭。
(3)脱落酸是植物生长抑制剂,它能够抑制细胞的分裂和种子的萌发,还有促进叶和果实的衰老和脱落。干旱条件下脱落酸含量升高,促进叶片脱落,抑制气孔开放,能够减少蒸腾作用,保存植物体内水分,使植物能够在干旱中生存。
(4)分析图2可知,高浓度CO2时,r组气孔开放度均高于wt组、h组和h/r组,结合图1分析,高浓度CO2时蛋白甲经过一系列调控机制最终使气孔关闭。r组是rhc1基因功能缺失突变体,高浓度CO2时,r组气孔开放度高,说明缺失rhc1基因编码的蛋白质不能够引起气孔关闭,由此推测,rhc1基因编码的是蛋白甲。
13.【答案】(1)ATP、NADPH;突变体细胞分裂素合成更多,而细胞分裂素能促进叶绿素的合成。
(2)高;突变体气孔导度更大而胞间CO2浓度更小,而呼吸作用不受影响,说明相同光照强度下,突变体光合作用消耗CO2速率更大,因此突变体吸收利用光能的效率更高。在其他限制因素相同的情况下,突变体可以利用更多的光能,因此光饱和点更高。
(3)叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处,而蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖,表中突变体蔗糖转化酶活性大于野生型,因此突变体内可向外运输到籽粒的蔗糖少于野生型。
【解析】(1)光反应产生的ATP和NADPH可用于暗反应C3的还原。对比野生型和突变型不同条件下类囊体膜蛋白稳定性可知,不同条件下突变型类囊体膜蛋白稳定性均高于野生型,可能是突变型细胞分裂素合成增加,使类囊体膜蛋白稳定性增强,而细胞分裂素可促进叶绿素的合成,故与野生型相比,开花后突变体叶片变黄的速度慢。
(2)据表可知,突变体气孔导度更大而胞间CO2浓度更小,而呼吸作用不受影响,说明相同光照强度下,突变体光合作用消耗CO2速率更大,因此突变体吸收利用光能的效率更高,在其他限制因素相同的情况下,突变体可以利用更多的光能,因此光饱和点更高。
(3)据图可知,与野生型相比,突变体蔗糖转化酶活性更高,而蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖,故突变体内蔗糖减少,且叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处,因此突变体向外运输的蔗糖减少,导致籽粒淀粉含量低。
14.【答案】(1)三/3;细胞质基质;葡萄糖分解(糖酵解);耐渍害。
(2)胞间CO2浓度;下降;非气孔限制因素;胞间CO2浓度与光合速率和气孔导度呈负相关。
(3)脱落酸;程序性死亡/凋亡。
【解析】(1)有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜进行,是有氧呼吸过程中释放能量最多的阶段。乙醇发酵(无氧呼吸)的场所是细胞质基质。葡萄糖分解形成丙酮酸和NADH,该过程需要NAD+参与,所以氢接受体(NAD+)再生,有利于葡萄糖分解的正常进行,由此可知,渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种能产生更多的能量维持生命活动的进行,更加耐渍害。
(2)由表可知,叶绿素含量与胞间CO2浓度的相关系数为负值,说明二者呈负相关。光合速率与蒸腾速率的相关系数为0.95,为正相关,所以光合速率显著下降,则蒸腾速率呈下降趋势。由于胞间CO2浓度与光合速率和气孔导度呈负相关,即虽然气孔导度下降,但胞间CO2上升,说明光合速率下降主要由非气孔限制因素导致的。
(3)脱落酸具有诱导气孔关闭的功能,在受渍害时,其诱导气孔关闭,调整相关反应,防止有毒物质积累,提高植物对渍害的耐受力。渍害发生后,有些植物根系细胞通过凋亡(程序性死亡),从而形成腔隙,进一步形成通气组织,促进氧气运输到根部,缓解渍害。
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