第5章 植物生命活动的调节(单元测试卷)生物沪科版选择性必修1
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内容正文:
2026-2027学年沪科版选择性必修一单元测试
第五章 植物激素调节
建议用时:60分钟,满分:100分
一、解答题
1.
【答案】(1) ②→④→① ⑤
(2)依靠细胞伸长。阶段3的a至d,卷须不断显著生长,细胞长度和细胞数量均有显著上升,但细胞长度增加的比率远高于细胞数量的增加
(3)ABCD
(4)C
(5)②③④
(6)C
(7)B
(8)AB
(9)C
(10)正常卷须:无卷须=1:1
(11)①
(12)①③④
(13)ABCD
2.
【答案】(1)②⑥
(2)AC
(3) ①②③④⑤ ⑤
(4)B
(5)①④⑤
3.
【答案】(1)AB
(2)②③
(3)B
(4)C
(5)AB
(6)根据光合速率(蔗糖产量)调节气孔开度,既保证光合作用所需CO2的供应,又避免水分过度散失,协调了光合作用与蒸腾作用的关系,以适应环境变化,保障植物的正常生理活动
(7)①③
(8) ④ ④
4.
【答案】(1)④
(2)CD
(3)A
(4)②
(5)协同
(6)①③⑤
(7)① 转基因技术过表达H4.V基因:理由:H4.V可促进水稻盐胁迫响应通路的激活,使水稻更好地适应盐胁迫环境,提高耐盐能力。 ② 诱变育种筛选耐盐变异株:理由:通过诱变可产生新的耐盐变异,经多代筛选可获得稳定遗传的耐盐品种,适应盐渍化土壤
5.
【答案】(1)C
(2)③①⑤⑧⑥⑦
(3)C
(4)ABCD
(5)水、强光
(6)D
(7)ABCD
试卷第1页(共3页)
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2026-2027学年沪科版选择性必修一单元自测
第五章 植物激素调节
建议用时:60分钟,满分:100分
1、 解答题
1.黄瓜的卷须
卷须是黄瓜植株生长过程中产生的特化器官,常用于缠绕攀爬。卷须发育是一个连续的形态建成过程,人为划分成图1中的阶段1~4,每个阶段按时间顺序细分abcd段,其中卷须在阶段3中的伸长最为显著。
(1)根据图1和已学知识,推测并完善黄瓜卷须发育各步骤的先后顺序。_____→③→_____。
①生长为直线状结构②启动卷须发育相关基因的表达③卷须感知到支撑物④不对称生长使卷须形成同心圆状结构⑤启动螺旋缠绕,发生向触性弯曲
(2)根据上述信息和所学知识,判断阶段3中黄瓜卷须快速生长主要依靠细胞伸长还是细胞分裂,给出理由_____。
(3)黄瓜卷须快速伸长对植物生存的意义有_____。(多选)
A.使卷须能够在有限时间内快速“捕获”支撑物,提高攀爬成功率
B.细胞伸长不需要经过完整细胞周期,相比细胞分裂更快速、耗能更低
C.使黄瓜植株能够抢先占据垂直空间,获取更多光照资源
D.帮助植株获得适宜的生存环境,提高种间竞争优势
黄瓜在卷须感知到支撑物后的5 min内,启动一系列调节过程以完成向触性弯曲,其过程如图3所示。
(4)PIN的化学本质是_____。(单选)
A.DNA B.RNA C.蛋白质 D.氨基酸衍生物
(5)据题意分析,卷须感知到支撑物后的5 min内,下列细胞内的物质中,含量一定上升的有_____。(编号选填)
①TCH1蛋白 ②PIN ③PIN mRNA ④磷酸化的TCH1蛋白
(6)若在卷须细胞中导入一段可与PIN mRNA互补结合的RNA,抑制卷须发育,该RNA的作用效果最可能是_____。(单选)
A.抑制PIN基因的转录 B.促进PIN基因的甲基化
C.阻断PIN mRNA的翻译 D.增强PIN蛋白的磷酸化
在农业生产中,为减少养分争夺和便于管理,需人工摘除卷须。中国农业科学院的研究团队从全球不同黄瓜品种中筛选出唯一的西双版纳无卷须体。
(7)该无卷须体的显著特征在于:本应发育为卷须的组织,发生了同源器官转化,形成具有侧枝形态与功能的结构。这一发现为黄瓜的进化研究提供了_____层面的证据。(单选)
A.古生物化石 B.比较解剖学 C.分子生物学 D.细胞生物学
为了将无卷须性状引入其他品种,研究人员将无卷须黄瓜和野生型黄瓜杂交,结果如图4。
(8)相对于无卷须而言,黄瓜的正常卷须属于显性性状,原因是_____。(多选)
A.F1出现了正常卷须 B.F2中出现了无卷须
C.F2中出现了正常卷须 D.F2中同时出现了两种性状
(9)依据上述实验结果,控制卷须发育的相关基因在染色体上的分布应该是_____。(单选)
A. B. C. D.
(10)要验证上述推测,可将F₁与无卷须体杂交。若推测成立,则后代的性状及比例为_____。
UFO基因是黄瓜卷须发育的关键基因,其表达的UFO能够调控黄瓜卷须发育。与野生型相比,无卷须体UFO基因丢失了1600碱基对。科研人员检测了野生型和无卷须体中UFO基因的表达水平,结果如图5。
(11)根据题意分析,卷须缺陷黄瓜可能发生的变异类型是_____。(编号选填)
①基因突变 ②基因重组 ③染色体结构变异 ④染色体数目变异
(12)结合题目信息和所学知识,下列关于黄瓜卷须的形成机制,推测正确的是_____。(编号选填)
①卷须缺陷的形成与UFO基因表达下调有关②野生型和无卷须体UFO基因的空间结构不同③野生型UFO能促进卷须发育④卷须发育是基因表达调控与环境因素共同作用的结果
(13)农业上培育黄瓜时,可使用尼龙绳对无卷须体进行固定,与传统的地面匍匐生长种植相比能使产量上升,原因在于_____。(多选)
A.减少叶片重叠遮挡,充分利用光照 B.改善通风条件,使夜间适当降温
C.无卷须生长,减少无用消耗 D.避免茎蔓接触土壤,降低病虫害造成的养分损耗
【答案】(1) ②→④→① ⑤
(2)依靠细胞伸长。阶段3的a至d,卷须不断显著生长,细胞长度和细胞数量均有显著上升,但细胞长度增加的比率远高于细胞数量的增加
(3)ABCD
(4)C
(5)②③④
(6)C
(7)B
(8)AB
(9)C
(10)正常卷须:无卷须=1:1
(11)①
(12)①③④
(13)ABCD
【详解】(1)生物的性状是由基因控制和环境影响共同决定的,根据图示中卷须形成的过程可知,植物生长发育到一定阶段,细胞内会启动卷须发育相关基因的表达,进而在阶段2中通过不对称生长使卷须形成同心圆状结构,在阶段3c中卷须伸展,使其生长为直线状结构,当直线状的须感知到支撑物时,卷须会启动螺旋缠绕,发生向触性弯曲,进而使卷须围绕支撑物缠绕攀爬,因此黄瓜卷须发育各步骤的先后顺序为②→④→①→③→⑤。
(2)根据图2可知,阶段3的a→d过程中,卷须长度显著增加,但该过程中细胞数量增加并不明显,而细胞长度显著增加,因此可判断阶段3中黄瓜卷须快速生长主要依靠细胞伸长。
(3)A、卷须快速伸长可以在更短时间内接触到支撑物,提升攀爬成功概率,对生存有利,A正确;
B、细胞伸长仅需细胞生长,不需要经历细胞分裂这一完整的细胞周期,相较于细胞分裂,该方式伸长速度更快、消耗能量更少,更适应卷须快速伸长的需求,对植物生存有利,B正确;
C、黄瓜是攀援植物,快速伸长卷须帮助植株更快占据高处的垂直空间,能获得更多光照,提升光合作用效率,有利于生长,C正确;
D、黄瓜卷须快速伸长利于其攀爬生长,使其更快的获得适宜的光照、空间资源,能够让黄瓜在和其他物种的种间竞争中占据优势,利于种群生存,D正确。
(4)由图可知,机械刺激使细胞内TCH1发生磷酸化,进而调控细胞核内PIN基因转录,形成的mRNA在细胞质内翻译形成蛋白质,即PIN,因此PIN的化学本质是蛋白质,即C符合题意。
(5)根据图示可知,机械刺激使细胞内TCH1发生磷酸化,磷酸化后的TCH1可调控细胞核内PIN基因转录形成mRNA,mRNA在细胞质内翻译形成PIN蛋白,因此卷须感知到支撑物后的5min内,细胞内的②PIN、③PIN mRNA、④磷酸化的TCH1蛋白含量均会增加。
(6)mRNA是翻译的直接模板,若在卷须细胞中导入一段可与PIN mRNA互补结合的RNA,则会导致PIN mRNA不能翻译形成PIN蛋白,即导入的RNA的作用效果最可能是阻断PIN mRNA的翻译。
(7)比较解剖学通过研究同源器官,对比不同结构的形态与功能,为生物进化提供证据;本题中对同源器官发生形态功能转化的研究,属于比较解剖学层面的进化证据。
(8)亲本为正常卷须个体与无卷须个体杂交,子一代均为正常卷须,说明正常卷须为显性性状;子一代均为正常卷须,但子一代自交后代出现了无卷须个体,因此也可说明正常卷须为显性性状,即AB符合题意。
(9)根据子二代中正常卷须个体∶无卷须个体=873∶271≈3∶1,说明该性状是由一对等位基因控制的,等位基因位于一对同源染色体的相同位置上,因此C符合题意。
(10)要验证卷须是由一对等位基因控制的,可选择F1(Aa)与无卷须(aa)个体测交,若推测成立,则子一代会产生两种数量相等的配子,测交结果为Aa∶aa=1∶1,表型和分离比为:正常卷须∶无卷须=1∶1。
(11)已知UFO基因是黄瓜卷须发育的关键基因,其表达的UFO能够调控黄瓜卷须发育。与野生型相比,无卷须体UFO基因丢失了1600碱基对,导致UFO基因中碱基序列改变,进而导致生物性状改变,这属于可遗传变异中的基因突变。
(12)①根据图5可知,野生型个体中UFO基因表达量明显高于无卷须的个体,因此卷须缺陷的形成与UFO基因表达下调有关,①正确;
②野生型和无卷须体UFO基因的空间结构相同,都是双螺旋结构,②错误;
③野生型个体为正常卷须,细胞中UFO基因表达量高于无卷须的个体,因此可推测野生型UFO能促进卷须发育,③正确;
④黄瓜的卷须需要遇到支撑物才会形成有利于缠绕攀爬的形态,因此卷须发育是基因表达调控与环境因素共同作用的结果,④正确。
(13)A、对无卷须体直立固定后可减少匍匐生长时的叶片重叠,进而提高光能利用率,A正确;
B、使用尼龙绳对无卷须体进行固定,可使通风条件改善,有利于夜间降温,从而降低细胞呼吸对有机物的消耗,增加有机物积累,使产量上升,B正确;
C、无卷须避免了光合产物消耗在无用的卷须生长上,使更多养分分配给果实,使产量上升,C正确;
D、茎蔓不接触土壤,可减少病虫害侵染,降低养分损失,因此也能提升产量,D正确。
2.拟南芥黄化苗顶端钩的形成是其适应土壤黑暗、机械压力的关键特征,该过程受生长素、光信号及多种蛋白质共同调控。图1为顶端钩形态建成的分子机理(●表示生长素,字母代表功能蛋白,→表示促进,⊣表示抑制),其中DAR1的表达需生长素激活,IAA32/34是调控顶端钩弯曲的关键蛋白,ARFs为生长素响应因子,可启动下游基因表达。请回答下列问题:
(1)拟南芥种子萌发时,分生区细胞快速增殖以推动幼苗生长,该过程中不会发生的生理变化是_______(编号选填)。
①DNA复制时遵循碱基互补配对原则
②中心体发出星射线形成纺锤体
③着丝粒分裂导致染色体数目加倍
④核仁先消失后重建
⑤染色质与染色体相互转化
⑥同源染色体非姐妹染色单体交叉互换
(2)研究发现,顶端钩凹侧生长素浓度显著高于凸侧,且凹侧细胞生长受抑制、凸侧细胞生长受促进,该现象体现了生长素的两重性。下列生理过程中,与该现象机理最相似的是_______(多选)。
A.根的向地性 B.茎的向光性
C.顶端优势中侧芽的生长状态 D.用生长素类似物促进果实发育
(3)结合图1机理分析,下列①~⑥中,可通过影响IAA32/34降解速率间接调控顶端钩形态的是_______;与顶端钩凹侧生长素浓度呈负相关的是_______(编号选填)。
①活性TMK1c的含量
②WAVs基因的转录水平
③IAA32/34的磷酸化程度
④IAA32/34的泛素化程度
⑤DAR1蛋白的活性
⑥LBD基因的表达量
黄化拟南芥幼苗在光照下可启动叶绿素合成通路,逐渐转绿。图2为叶绿素生物合成的关键途径,其中ProtoIX可与Fe²⁺结合形成血红素,血红素不仅是线粒体有氧呼吸关键酶的组成成分,还可反馈抑制叶绿素合成的上游过程。请回答下列问题:
(4)叶绿素的合成需要多种物质参与,其中ProtoIX→*ProtoIX的过程需插入一种关键离子,该离子缺乏会导致植物出现黄化现象,该离子是_______(单选)。
A.Fe2+ B.Mg2+ C.K⁺ D.Mn2+
(5)若将黄化拟南芥幼苗分别置于“光照充足、谷氨酸充足”和“光照充足、谷氨酸不足”的两组环境中培养,一段时间后,两组植物的差异体现在_______(编号选填)。
①前者叶绿素含量更高
②前者ProtoIX合成量更少
③前者光能吸收效率更低
④前者有氧呼吸速率更快
⑤前者卡尔文循环速率更高
⑥前者ATP和NADPH合成更慢
【答案】(1)②⑥
(2)AC
(3) ①②③④⑤ ⑤
(4)B
(5)①④⑤
【详解】(1)①分生区细胞进行有丝分裂,DNA复制遵循碱基互补配对原则,保证复制准确性,①不符合题意;
②拟南芥为高等植物,无中心体,纺锤体由细胞两极发出的纺锤丝形成,②不符合题意;
③有丝分裂后期着丝粒分裂,染色体数目加倍,③符合题意;
④有丝分裂前期核仁消失,末期核仁重建,④不符合题意;
⑤分裂期染色质螺旋化形成染色体,末期染色体解螺旋形成染色质,⑤不符合题意;
⑥同源染色体非姐妹染色单体交叉互换仅发生在减数第一次分裂,有丝分裂无此过程,⑥符合题意。
综上,②⑥正确。
(2)生长素两重性指低浓度促进生长、高浓度抑制生长。
A、根的向地性:近地侧生长素浓度高,抑制根生长,背地侧浓度低,促进根生长,体现两重性,A正确;
B、茎的向光性:背光侧生长素浓度高,促进作用更强,无抑制作用,不体现两重性,B错误;
C、顶端优势中侧芽:顶芽产生的生长素积累在侧芽,侧芽浓度高,抑制生长,体现两重性,C正确;
D、生长素类似物促进果实发育,仅体现生长素的促进作用,不体现两重性,D错误。
(3)影响IAA32/34降解速率:①活性TMK1c促进IAA32/34泛素化,加速降解,①符合题意;②WAVs基因转录水平越高,其表达产物越多,促进IAA32/34泛素化,加快降解,②符合题意;③IAA32/34磷酸化会抑制其泛素化,减慢降解,③符合题意;④泛素化修饰直接促进IAA32/34降解,泛素化程度越高,降解越快,④符合题意;⑤DAR1蛋白受生长素诱导,可抑制IAA32/34泛素化,减慢降解,⑤符合题意;⑥LBD基因表达量受ARFs调控,在IAA32/34降解后发挥作用,不影响其降解速率,⑥不符合题意,综上,①②③④⑤正确。
与凹侧生长素浓度呈负相关:凹侧生长素浓度高,会诱导DAR1活性增强,但DAR1可抑制IAA32/34降解,且生长素浓度越高,DAR1的抑制作用虽存在,但TMK1c的促进作用更显著;进一步分析,生长素浓度高时,会促进TMK1c活性,而DAR1活性受生长素诱导,看似正相关,但结合机理,DAR1的作用是抑制降解,与生长素的“抑制凹侧生长”作用相反,且当生长素浓度过高时,DAR1的抑制作用会被抵消,实际二者呈负相关(生长素浓度高→DAR1活性虽升高,但对降解的抑制作用减弱,整体与生长素浓度呈负相关);①③④与生长素浓度呈正相关,②无直接关联,⑥不相关。⑤正确。
(4)Mg²⁺是叶绿素分子卟啉环的中心离子,是叶绿素合成的必需元素,缺乏Mg²⁺会导致叶绿素无法合成,植物黄化;Fe²⁺是血红素的中心离子,K⁺参与植物渗透压调节,Mn²⁺参与多种酶的活性调节,均不参与叶绿素核心结构组成,B正确,ACD错误。
(5)谷氨酸是叶绿素合成的前体,光照充足、谷氨酸充足时:①叶绿素合成原料充足,叶绿素含量更高,①正确;②ProtoIX作为叶绿素合成的中间产物,前体充足会使其合成量增加,②错误;③叶绿素含量高,光能吸收(红光、蓝紫光)效率更高,③错误;④谷氨酸充足可促进含氮物质(如呼吸酶)合成,有氧呼吸速率更快,④正确;⑤叶绿素增多,光反应增强,为卡尔文循环提供更多ATP和NADPH,卡尔文循环速率更高,⑤正确;⑥光反应增强,ATP和NADPH合成更快,⑥错误,综上,①④⑤正确。
3.气孔的开闭由保卫细胞(吸水促使气孔打开)控制,进而影响植物的光合作用等生理过程。最近研究表明,拟南芥叶肉细胞生成的蔗糖作用于邻近的保卫细胞并调节气孔开度(图1)。研究人员首先调查了红光照射下保卫细胞气孔开度与不同浓度蔗糖的关系,结果如图2所示
(1)图2所示研究选用了红光照射,据所学知识推测,此时叶肉细胞内发生的现象合理的是______。
A.色素吸收并转换光能 B.ATP和NADPH生成
C.五碳化合物含量上升 D.CO2浓度下降和卡尔文循环受限
(2)据所学知识分析图2结果,下列表述合理的是_______。(编号选填,字母代替编号)
①红光照射直接改变保卫细胞的形状
②气孔开度仅受外界蔗糖浓度形成的渗透压影响
③红光照射下气孔开度的变化是因叶肉细胞生成了蔗糖
④红光照射下水的光解加剧,氧气释放量增加,气孔开度变大
(3)如果要定量测定细胞外蔗糖分子的含量,可先利用蔗糖酶水解蔗糖,然后加入试剂,通过吸光度计算蔗糖含量,此时选用的试剂应为_______。
A.班氏试剂 B.DNS试剂 C.双缩脲试剂 D.苏丹Ⅳ染料
研究发现,当蔗糖浓度小于1mM时,其诱导气孔打开的机理如下图3所示。
(4)据图3判断,K+进入保卫细胞的方式是_______。
A.自由扩散 B.协助扩散 C.主动运输 D.胞吞作用
(5)据图3和所学知识分析,图3中结构X与类囊体膜上ATP合酶在功能上的相似点包括_______
A.充当H+转运蛋白 B.参与能量转换
C.创建H+浓度梯度 D.催化ATP合成
(6)据图2、3及所学知识简述当蔗糖浓度小于1mM时,其诱导气孔打开的这种调节机制在植物体内的生物学意义__________________。
(7)图3显示,蔗糖可作为信息分子调节气孔开度。植物体内与图3中蔗糖所起的调节效应相似的生理现象还有_______。(编号选填,字母代替编号)
①植物中普遍存在的顶端优势现象②单侧光下,植株表现为向光生长③重力刺激下,根表现为向地生长④重力刺激下,茎表现为背地生长
(8)脱落酸(ABA)也能调节气孔开度,其作用机制如图3所示。就调节气孔开度而言,H+与Cl-,ABA与蔗糖浓度的关系分别为_______和_______。(编号选填,字母代替编号)
①竞争作用②协同作用 ③无关作用④拮抗作用
【答案】(1)AB
(2)②③
(3)B
(4)C
(5)AB
(6)根据光合速率(蔗糖产量)调节气孔开度,既保证光合作用所需CO2的供应,又避免水分过度散失,协调了光合作用与蒸腾作用的关系,以适应环境变化,保障植物的正常生理活动
(7)①③
(8) ④ ④
【详解】(1)AB、红光属于光合色素可吸收的光,叶肉细胞中的光合色素能吸收并转换光能,生成ATP和NADPH,AB正确;
C、红光下暗反应(卡尔文循环)正常进行,五碳化合物(C5)会参与CO2固定、同时被C3还原生成,含量维持动态平衡,不会 “上升”,C错误;
D、由图2可知,红光照射下气孔开度增大,CO2进入增多,浓度不会下降,卡尔文循环会增强,D错误。
(2)①红光是通过促进叶肉细胞光合产生蔗糖,间接影响保卫细胞,并非直接作用,①错误;
②黑暗对照组蔗糖浓度变化但气孔孔径仍小,说明仅靠外界蔗糖的渗透压无法引发该结果,②正确;
③红光下气孔开度变化是因叶肉细胞生成了蔗糖,符合题干 “叶肉细胞生成的蔗糖作用于保卫细胞” 的机制,③正确;
④气孔开度由保卫细胞吸水/失水调节,与氧气释放无关,④错误。
(3)A、蔗糖水解为葡萄糖、果糖(均为还原糖),班氏试剂可定性检测还原糖,无法定量,A错误;
B、DNS试剂可定量测定还原糖(通过吸光度计算含量),B正确;
C、双缩脲试剂常用来检测蛋白质,与还原糖无关,C错误;
D、苏丹Ⅳ染料是用来检测脂肪的,与还原糖无关,D错误。
(4)图3中,结构X(H+泵)主动转运H+外流,创建H+浓度梯度,K+借助该梯度,通过载体进入保卫细胞,即K+进入保卫细胞需要载体蛋白,且需要能量驱动,根据物质跨膜运输方式的特点,这种运输方式是主动运输。ABD错误,C正确。
(5)A、结构X可充当H+通道,类囊体膜上ATP合酶也有运输离子的通道功能,A正确;
B、结构X参与H+的运输,涉及能量相关过程,类囊体膜上ATP合酶参与ATP合成,与能量转换有关,二者在功能上有参与能量转换的相似点,B正确;
C、结构X能创建H+浓度梯度,类囊体膜上ATP合酶利用氢离子浓度差合成ATP,降低氢离子浓度差,C错误;
D、类囊体膜上ATP合酶可催化ATP合成,结构X不能催化ATP合成,D错误。
(6)根据光合速率(蔗糖产量)调节气孔开度,既保证光合作用所需CO2的供应,又避免水分过度散失,协调了光合作用与蒸腾作用的关系,以适应环境变化,保障植物的正常生理活动。
(7)蔗糖作为信息分子调节生理活动,既有促进作用也有抑制作用。①顶端优势(生长素调节)、③根向地生长(生长素调节)体现了生长素低促高抑的特点,②单侧光下,植株表现为向光生长、④茎背地生长(生长素调节)仅体现了促进作用,①③正确。
(8)H+与Cl⁻对K+进入保卫细胞,二者在调节上分别是促进和抑制作用,就调节气孔开度而言,H⁺与Cl⁻的关系是拮抗作用;ABA抑制气孔打开,蔗糖促进气孔打开,二者在调节气孔开度上起拮抗作用,所以ABA与低浓度蔗糖的关系是拮抗作用。
4.水稻响应盐胁迫的机制
盐胁迫下,水稻体内H4.V和脱落酸的含量均增加。H4.V是一种与组蛋白H4略有差异的蛋白质,能促进组蛋白H4乙酰化。植物对脱落酸越敏感则其抗逆性越差。为探究水稻响应盐胁迫的机制,研究人员选用水稻开展实验,部分数据如图所示。为进一步探究WRKY45-2与脱落酸之间的关系,研究人员开展实验,部分数据如表所示。(WT表示野生型;KO和OE分别表示敲除和过表达相关基因;RNAi表示RNA干扰)
组别
脱落酸
生长状况
组1(WT)
未加入
++++
组2(WRKY45-2-OE)
未加入
++++
组3(WRKY45-2-RNAi)
未加入
++++
组4(WT)
等量加入
++
组5(WRKY45-2-OE)
等量加入
+
组6(WRKY45-2-RNAi)
等量加入
+++
注:“+”多少表示良好程度
(1)据题干推测,H4.V与H4的差异一定包括______。(编号选填)
①氨基酸的数量 ②肽键的结构
③氨基酸的排列顺序 ④蛋白质的功能
(2)已知组蛋白带正电荷,乙酰基带负电荷。在H4.V的作用下,_______。(多选)
A.核小体的结构更加稳定
B.组蛋白与DNA缠绕更紧密
C.组蛋白乙酰化“抵消”部分正电荷
D.负责转录起始的蛋白质更易识别并结合启动子
(3)组蛋白H4乙酰化最可能发生在有丝分裂的_______。(单选)
A.间期 B.前期 C.中期 D.后期
(4)盐胁迫下,植物体内积累的大量活性氧会中断光合作用中电子传递的过程,从而直接影响_______。(编号选填)
①三碳化合物还原 ②H+进入类囊体腔
③光能的捕获与转换 ④CO2的吸收与固定
(5)盐胁迫下,水稻根部会积累过量的生长素,该激素与脱落酸在调节植物生长方面表现为_______关系。
(6)据相关信息,推测水稻响应盐胁迫的机制可能包括_______。(编号选填)
①降低水稻对脱落酸的敏感性
②提高水稻对脱落酸的敏感性
③WRKY45-2促进脱落酸的作用
④WRKY45-2基因转录出更多的mRNA
⑤WRKY45-2发挥功能依赖于脱落酸的存在
(7)土壤盐渍化现象在我国北方和沿海地区尤为突出。为提高植物在上述地区的生存能力,请提出2种方法或技术,并阐述理由____________________________。
【答案】(1)④
(2)CD
(3)A
(4)②
(5)协同
(6)①③⑤
(7)① 转基因技术过表达H4.V基因:理由:H4.V可促进水稻盐胁迫响应通路的激活,使水稻更好地适应盐胁迫环境,提高耐盐能力。 ② 诱变育种筛选耐盐变异株:理由:通过诱变可产生新的耐盐变异,经多代筛选可获得稳定遗传的耐盐品种,适应盐渍化土壤
【详解】(1)①分析题意,H4.V与H4是两种不同的蛋白质,若仅发生单个氨基酸替换,氨基酸数量不变,①错误;
②肽键都是氨基酸经脱水缩合形成的,肽键的结构相同,②错误;
③不同蛋白质的结构与其氨基酸的种类、数目、排列顺序及多肽的盘曲折叠方式和蛋白质的结构有关,两者的氨基酸排序可能相同,但蛋白质结构有差异,③错误;
④且H4.V功能(促进组蛋白乙酰化)与H4(组蛋白参与构成染色质)不同,④正确。
(2)AB、DNA本身带负电,原本带正电的组蛋白与DNA吸引力强,缠绕紧密;抵消部分正电后,组蛋白与DNA吸引力减弱,缠绕变疏松,核小体结构稳定性下降,AB错误;
C、组蛋白带正电荷,乙酰基带负电荷,乙酰化后乙酰基可抵消组蛋白部分正电荷,C正确;
D、启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点,用以驱动基因的转录,而基因的转录是以DNA的一条链为模板进行的,染色质疏松后,负责转录起始的蛋白质更容易识别结合启动子,D正确。
(3)组蛋白乙酰化促进转录过程,有丝分裂间期进行DNA复制和蛋白质合成(转录、翻译),分裂期染色体高度螺旋化无法进行转录,因此乙酰化最可能发生在间期。A符合题意。
(4)①③电子传递属于光反应过程,电子传递链为H+进入类囊体腔供能,电子传递中断直接影响H+进入类囊体腔,其余都是间接影响。
(5)盐胁迫下,水稻根部会积累过量的生长素,抑制植物生长,此情境下该激素与脱落酸在调节植物生长方面表现为协同关系。
(6)①②植物对脱落酸越敏感则其抗逆性越差,盐胁迫下,水稻对脱落酸的敏感性降低,抗性增强,①正确,②错误;
③⑤根据实验结果,未加脱落酸时,不同WRKY45-2表达量的水稻生长无差异,加入脱落酸后才出现生长差异,说明WRKY45-2发挥功能依赖脱落酸,且可促进脱落酸的作用,③⑤正确;
④柱状图显示盐胁迫下WRKY45-2表达相对水平降低,④错误。
(7)为提高植物在上述地区的生存能力,可通过以下途径进行:① 转基因技术过表达H4.V基因:理由:H4.V可促进水稻盐胁迫响应通路的激活,使水稻更好地适应盐胁迫环境,提高耐盐能力。 ② 诱变育种筛选耐盐变异株:理由:通过诱变可产生新的耐盐变异,经多代筛选可获得稳定遗传的耐盐品种,适应盐渍化土壤。
5.光与脱落酸(ABA)对光系统Ⅱ(PSⅡ)的调节
植物光合作用过程吸收的光能一旦超出其自身最大利用能力,就容易使PSⅡ(光合色素与蛋白结合的复合体,可捕光、分解水)受损,致使光合速率降低。
Ⅰ.PSⅡ对不同光照条件的适应性保护机制
研究表明,蛋白质LHCⅡ可通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图)。
(1)在叶绿体中,PSⅡ分布的场所及用于提取其中光合色素的试剂分别为________。(单选)
A.叶绿体内膜;无水乙醇 B.叶绿体内膜;无菌水
C.类囊体;无水乙醇 D.类囊体;无菌水
(2)结合上图和所学知识判断,强光下,叶片的叶肉细胞中依次发生________。(编号选填并排序)
①叶绿体聚集在细胞侧面 ②叶绿体聚集在细胞受光面
③细胞质改变环流方向 ④LHCⅡ与PSⅡ结合
⑤LHCⅡ与PSⅡ分离 ⑥分解水产生的H+和O2减少
⑦ATP和NADPH的合成量减少 ⑧色素捕获光能减少
Ⅱ.内源性ABA对PSⅡ的影响
研究表明,逆境胁迫下植物体内ABA含量显著变化,诱导新基因表达,有利于其适应环境、增强抗逆性。
(3)有关ABA的说法正确的是________。(单选)
A.在小麦体内含量很丰富 B.可直接参与PSⅡ有关基因的表达
C.对生命活动的调节具有高效性 D.在合成部位直接发挥作用
(4)下列生理功能可体现脱落酸增强植物抗逆性的有________。(多选)
A.促进器官脱落 B.抑制种子萌发 C.促进气孔关闭 D.加快叶片衰老
Ⅲ.探究外源ABA对强光胁迫下小麦叶片PSⅡ的影响
实验方法和步骤如图所示,实验结果见下表。
组别
喷液
照光
光合荧光参数(Fv/Fm)
CK1
水
中等光
0.780a
CK2
?
?
0.404d
ABA1
50mmol·L-1ABA
强光
0.665b
ABA2
100mmol·L-1ABA
强光
0.742a
ABA3
200mmol·L-1ABA
强光
0.542c
备注:光合荧光参数(Fv/Fm)可以体现PSⅡ反应中心的光能转换效率。
不同小写字母表示不同处理间存在显著差异(p<0.05)。
(5)上表中,CK2组的喷液和光照处理分别为________,获得的数据应为每组的平均值。
(6)结合上表信息,以下分析正确的是________。(单选)
A.强光下PSⅡ的光能转换效率增加
B.PSⅡ光能捕获能力与脱落酸浓度呈正相关
C.脱落酸对光能转换效率的调节具有两重性
D.实验组中,100mmol·L-1ABA的保护效应最好
Ⅳ.探究外源ABA对强光胁迫下小麦叶片氧化损伤的影响
强光下,植物体内的活性氧大量积累,脂质过氧化作用加剧,PSⅡ光能转换效率明显下降。植物体内的SOD等酶类可及时清除过多的活性氧。
(7)结合图a和图b,分析强光胁迫、外源ABA对小麦叶片中SOD活性和H2O2含量的影响,下列关于ABA保护作用的机制和生产实践建议说法正确的是( )(多选)
A.强光照射导致小麦叶片的SOD活性明显下降,叶片H2O2,含量显著增加
B.适宜浓度ABA处理可使小麦叶片维持较高SOD活性,H2O2含量有不同程度的下降
C.小麦遭受强光胁迫之前,喷施适当浓度的ABA可以减轻强光胁迫导致的氧化损伤
D.强光胁迫前,对小麦可以提前喷施适宜浓度的ABA,中午阳光过强可适当遮阴
【答案】(1)C
(2)③①⑤⑧⑥⑦
(3)C
(4)ABCD
(5)水、强光
(6)D
(7)ABCD
【详解】(1)PSII(光系统 Ⅱ)参与光反应,光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜,因此 PSII 分布于类囊体。 光合色素不溶于水,易溶于有机溶剂,提取时常用无水乙醇(或丙酮),C正确。
(2)强光下,为避免光能过剩损伤 PSII,叶肉细胞会通过以下机制保护:③细胞质改变环流方向 →①叶绿体聚集在细胞侧面(减少受光面积)→⑤LHCII 与 PSII 分离(减弱光能捕获)→⑧色素捕获光能减少→⑥分解水产生的H+和O2减少→⑦ATP 和 NADPH 合成量减少(避免光能过度转化为化学能)。故排序为③①⑤⑧⑥⑦。
(3)A 、植物激素在体内含量极少,并非 “很丰富”,A错误;
B、ABA 通过诱导基因表达发挥作用,不直接参与基因表达过程,B错误;
C、植物激素对生命活动的调节具有高效性(微量、高效),C正确;
D、由植物体内产 生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物,叫作植物激素;ABA属于植物激素,ABA 合成部位(如根冠、萎蔫叶片)与作用部位可能不同,需运输后发挥作用,D错误。
(4)脱落酸增强抗逆性体现为帮助植物适应逆境(如干旱、强光); 促进器官脱落、抑制种子萌发(逆境中保存能量,避免萌发后死亡)、 促进气孔关闭(减少水分散失,适应干旱)、加快叶片衰老,与 “抗逆性” 都直接关联,ABCD正确。
(5)实验设计需遵循对照原则:CK1 为 “水 + 中等光”,CK2 作为强光对照,喷液应为 “水”,光照处理为 “强光”。
(6)A 、CK2(强光 + 水)的光能转换效率(0.404)低于 CK1(中等光 + 水,0.780),说明强光下 PSII 效率下降,A错误;
B、ABA 组中,ABA2(0.742)效率最高,ABA3(0.542)低于 ABA1(0.665),未呈现 “正相关”,B错误;
C 、“两重性” 需体现低浓度促进、高浓度抑制,与CK2强光对照组相比,ABA1-3组随着ABA 浓度增加三组光合荧光参数均高于强光对照组,说明脱落酸对光能转换效率的调节不具有两重性,C错误;
D 、ABA2 组的光能转换效率(0.742)在强光处理组中最高,说明其保护效应最好,D正确。
(7)A、从图a和图b中观察对照组(CK1和CK2)在强光胁迫下的情况,可以看到在强光照射下,小麦叶片的SOD活性明显下降(图a中CK1的SOD活性相对较高,而强光胁迫下的CK2活性降低),同时叶片中H₂O₂含量显著增加(图b中CK2的H₂O₂含量高于CK1),A正确;
B、观察图a和图b中外源ABA处理组(ABA1、ABA2、ABA3)的情况。与仅受强光胁迫的CK2组相比,用适宜浓度的ABA处理可使小麦叶片维持较高的SOD活性(图a中ABA1、ABA2、ABA3组的SOD活性均高于CK2),并且H₂O₂含量有不同程度的下降(图b中ABA1、ABA2、ABA3组的H₂O₂含量均低于CK2),B正确;
CD、根据A项和B项分析可知,在小麦遭受强光胁迫之前,喷施适当浓度的ABA可以维持较高的SOD活性,SOD等酶类能够及时清除过多的活性氧,从而减少H₂O₂的积累,减轻强光胁迫导致的氧化损伤;考虑到强光胁迫会对小麦造成损伤,中午阳光过强时可适当遮阴,减少强光对小麦的直接照射,降低氧化损伤的风险,C正确,D正确。
试卷第1页(共3页)
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第五章 植物激素调节
建议用时:60分钟,满分:100分
1、 解答题
1.黄瓜的卷须
卷须是黄瓜植株生长过程中产生的特化器官,常用于缠绕攀爬。卷须发育是一个连续的形态建成过程,人为划分成图1中的阶段1~4,每个阶段按时间顺序细分abcd段,其中卷须在阶段3中的伸长最为显著。
(1)根据图1和已学知识,推测并完善黄瓜卷须发育各步骤的先后顺序。_____→③→_____。
①生长为直线状结构②启动卷须发育相关基因的表达③卷须感知到支撑物④不对称生长使卷须形成同心圆状结构⑤启动螺旋缠绕,发生向触性弯曲
(2)根据上述信息和所学知识,判断阶段3中黄瓜卷须快速生长主要依靠细胞伸长还是细胞分裂,给出理由_____。
(3)黄瓜卷须快速伸长对植物生存的意义有_____。(多选)
A.使卷须能够在有限时间内快速“捕获”支撑物,提高攀爬成功率
B.细胞伸长不需要经过完整细胞周期,相比细胞分裂更快速、耗能更低
C.使黄瓜植株能够抢先占据垂直空间,获取更多光照资源
D.帮助植株获得适宜的生存环境,提高种间竞争优势
黄瓜在卷须感知到支撑物后的5 min内,启动一系列调节过程以完成向触性弯曲,其过程如图3所示。
(4)PIN的化学本质是_____。(单选)
A.DNA B.RNA C.蛋白质 D.氨基酸衍生物
(5)据题意分析,卷须感知到支撑物后的5 min内,下列细胞内的物质中,含量一定上升的有_____。(编号选填)
①TCH1蛋白 ②PIN ③PIN mRNA ④磷酸化的TCH1蛋白
(6)若在卷须细胞中导入一段可与PIN mRNA互补结合的RNA,抑制卷须发育,该RNA的作用效果最可能是_____。(单选)
A.抑制PIN基因的转录 B.促进PIN基因的甲基化
C.阻断PIN mRNA的翻译 D.增强PIN蛋白的磷酸化
在农业生产中,为减少养分争夺和便于管理,需人工摘除卷须。中国农业科学院的研究团队从全球不同黄瓜品种中筛选出唯一的西双版纳无卷须体。
(7)该无卷须体的显著特征在于:本应发育为卷须的组织,发生了同源器官转化,形成具有侧枝形态与功能的结构。这一发现为黄瓜的进化研究提供了_____层面的证据。(单选)
A.古生物化石 B.比较解剖学 C.分子生物学 D.细胞生物学
为了将无卷须性状引入其他品种,研究人员将无卷须黄瓜和野生型黄瓜杂交,结果如图4。
(8)相对于无卷须而言,黄瓜的正常卷须属于显性性状,原因是_____。(多选)
A.F1出现了正常卷须 B.F2中出现了无卷须
C.F2中出现了正常卷须 D.F2中同时出现了两种性状
(9)依据上述实验结果,控制卷须发育的相关基因在染色体上的分布应该是_____。(单选)
A. B. C. D.
(10)要验证上述推测,可将F₁与无卷须体杂交。若推测成立,则后代的性状及比例为_____。
UFO基因是黄瓜卷须发育的关键基因,其表达的UFO能够调控黄瓜卷须发育。与野生型相比,无卷须体UFO基因丢失了1600碱基对。科研人员检测了野生型和无卷须体中UFO基因的表达水平,结果如图5。
(11)根据题意分析,卷须缺陷黄瓜可能发生的变异类型是_____。(编号选填)
①基因突变 ②基因重组 ③染色体结构变异 ④染色体数目变异
(12)结合题目信息和所学知识,下列关于黄瓜卷须的形成机制,推测正确的是_____。(编号选填)
①卷须缺陷的形成与UFO基因表达下调有关②野生型和无卷须体UFO基因的空间结构不同③野生型UFO能促进卷须发育④卷须发育是基因表达调控与环境因素共同作用的结果
(13)农业上培育黄瓜时,可使用尼龙绳对无卷须体进行固定,与传统的地面匍匐生长种植相比能使产量上升,原因在于_____。(多选)
A.减少叶片重叠遮挡,充分利用光照 B.改善通风条件,使夜间适当降温
C.无卷须生长,减少无用消耗 D.避免茎蔓接触土壤,降低病虫害造成的养分损耗
2.拟南芥黄化苗顶端钩的形成是其适应土壤黑暗、机械压力的关键特征,该过程受生长素、光信号及多种蛋白质共同调控。图1为顶端钩形态建成的分子机理(●表示生长素,字母代表功能蛋白,→表示促进,⊣表示抑制),其中DAR1的表达需生长素激活,IAA32/34是调控顶端钩弯曲的关键蛋白,ARFs为生长素响应因子,可启动下游基因表达。请回答下列问题:
(1)拟南芥种子萌发时,分生区细胞快速增殖以推动幼苗生长,该过程中不会发生的生理变化是_______(编号选填)。
①DNA复制时遵循碱基互补配对原则
②中心体发出星射线形成纺锤体
③着丝粒分裂导致染色体数目加倍
④核仁先消失后重建
⑤染色质与染色体相互转化
⑥同源染色体非姐妹染色单体交叉互换
(2)研究发现,顶端钩凹侧生长素浓度显著高于凸侧,且凹侧细胞生长受抑制、凸侧细胞生长受促进,该现象体现了生长素的两重性。下列生理过程中,与该现象机理最相似的是_______(多选)。
A.根的向地性 B.茎的向光性
C.顶端优势中侧芽的生长状态 D.用生长素类似物促进果实发育
(3)结合图1机理分析,下列①~⑥中,可通过影响IAA32/34降解速率间接调控顶端钩形态的是_______;与顶端钩凹侧生长素浓度呈负相关的是_______(编号选填)。
①活性TMK1c的含量
②WAVs基因的转录水平
③IAA32/34的磷酸化程度
④IAA32/34的泛素化程度
⑤DAR1蛋白的活性
⑥LBD基因的表达量
黄化拟南芥幼苗在光照下可启动叶绿素合成通路,逐渐转绿。图2为叶绿素生物合成的关键途径,其中ProtoIX可与Fe²⁺结合形成血红素,血红素不仅是线粒体有氧呼吸关键酶的组成成分,还可反馈抑制叶绿素合成的上游过程。请回答下列问题:
(4)叶绿素的合成需要多种物质参与,其中ProtoIX→*ProtoIX的过程需插入一种关键离子,该离子缺乏会导致植物出现黄化现象,该离子是_______(单选)。
A.Fe2+ B.Mg2+ C.K⁺ D.Mn2+
(5)若将黄化拟南芥幼苗分别置于“光照充足、谷氨酸充足”和“光照充足、谷氨酸不足”的两组环境中培养,一段时间后,两组植物的差异体现在_______(编号选填)。
①前者叶绿素含量更高
②前者ProtoIX合成量更少
③前者光能吸收效率更低
④前者有氧呼吸速率更快
⑤前者卡尔文循环速率更高
⑥前者ATP和NADPH合成更慢
3.气孔的开闭由保卫细胞(吸水促使气孔打开)控制,进而影响植物的光合作用等生理过程。最近研究表明,拟南芥叶肉细胞生成的蔗糖作用于邻近的保卫细胞并调节气孔开度(图1)。研究人员首先调查了红光照射下保卫细胞气孔开度与不同浓度蔗糖的关系,结果如图2所示
(1)图2所示研究选用了红光照射,据所学知识推测,此时叶肉细胞内发生的现象合理的是______。
A.色素吸收并转换光能 B.ATP和NADPH生成
C.五碳化合物含量上升 D.CO2浓度下降和卡尔文循环受限
(2)据所学知识分析图2结果,下列表述合理的是_______。(编号选填,字母代替编号)
①红光照射直接改变保卫细胞的形状
②气孔开度仅受外界蔗糖浓度形成的渗透压影响
③红光照射下气孔开度的变化是因叶肉细胞生成了蔗糖
④红光照射下水的光解加剧,氧气释放量增加,气孔开度变大
(3)如果要定量测定细胞外蔗糖分子的含量,可先利用蔗糖酶水解蔗糖,然后加入试剂,通过吸光度计算蔗糖含量,此时选用的试剂应为_______。
A.班氏试剂 B.DNS试剂 C.双缩脲试剂 D.苏丹Ⅳ染料
研究发现,当蔗糖浓度小于1mM时,其诱导气孔打开的机理如下图3所示。
(4)据图3判断,K+进入保卫细胞的方式是_______。
A.自由扩散 B.协助扩散 C.主动运输 D.胞吞作用
(5)据图3和所学知识分析,图3中结构X与类囊体膜上ATP合酶在功能上的相似点包括_______
A.充当H+转运蛋白 B.参与能量转换
C.创建H+浓度梯度 D.催化ATP合成
(6)据图2、3及所学知识简述当蔗糖浓度小于1mM时,其诱导气孔打开的这种调节机制在植物体内的生物学意义__________________。
(7)图3显示,蔗糖可作为信息分子调节气孔开度。植物体内与图3中蔗糖所起的调节效应相似的生理现象还有_______。(编号选填,字母代替编号)
①植物中普遍存在的顶端优势现象②单侧光下,植株表现为向光生长③重力刺激下,根表现为向地生长④重力刺激下,茎表现为背地生长
(8)脱落酸(ABA)也能调节气孔开度,其作用机制如图3所示。就调节气孔开度而言,H+与Cl-,ABA与蔗糖浓度的关系分别为_______和_______。(编号选填,字母代替编号)
①竞争作用②协同作用 ③无关作用④拮抗作用
4.水稻响应盐胁迫的机制
盐胁迫下,水稻体内H4.V和脱落酸的含量均增加。H4.V是一种与组蛋白H4略有差异的蛋白质,能促进组蛋白H4乙酰化。植物对脱落酸越敏感则其抗逆性越差。为探究水稻响应盐胁迫的机制,研究人员选用水稻开展实验,部分数据如图所示。为进一步探究WRKY45-2与脱落酸之间的关系,研究人员开展实验,部分数据如表所示。(WT表示野生型;KO和OE分别表示敲除和过表达相关基因;RNAi表示RNA干扰)
组别
脱落酸
生长状况
组1(WT)
未加入
++++
组2(WRKY45-2-OE)
未加入
++++
组3(WRKY45-2-RNAi)
未加入
++++
组4(WT)
等量加入
++
组5(WRKY45-2-OE)
等量加入
+
组6(WRKY45-2-RNAi)
等量加入
+++
注:“+”多少表示良好程度
(1)据题干推测,H4.V与H4的差异一定包括______。(编号选填)
①氨基酸的数量 ②肽键的结构
③氨基酸的排列顺序 ④蛋白质的功能
(2)已知组蛋白带正电荷,乙酰基带负电荷。在H4.V的作用下,_______。(多选)
A.核小体的结构更加稳定
B.组蛋白与DNA缠绕更紧密
C.组蛋白乙酰化“抵消”部分正电荷
D.负责转录起始的蛋白质更易识别并结合启动子
(3)组蛋白H4乙酰化最可能发生在有丝分裂的_______。(单选)
A.间期 B.前期 C.中期 D.后期
(4)盐胁迫下,植物体内积累的大量活性氧会中断光合作用中电子传递的过程,从而直接影响_______。(编号选填)
①三碳化合物还原 ②H+进入类囊体腔
③光能的捕获与转换 ④CO2的吸收与固定
(5)盐胁迫下,水稻根部会积累过量的生长素,该激素与脱落酸在调节植物生长方面表现为_______关系。
(6)据相关信息,推测水稻响应盐胁迫的机制可能包括_______。(编号选填)
①降低水稻对脱落酸的敏感性
②提高水稻对脱落酸的敏感性
③WRKY45-2促进脱落酸的作用
④WRKY45-2基因转录出更多的mRNA
⑤WRKY45-2发挥功能依赖于脱落酸的存在
(7)土壤盐渍化现象在我国北方和沿海地区尤为突出。为提高植物在上述地区的生存能力,请提出2种方法或技术,并阐述理由____________________________。
5.光与脱落酸(ABA)对光系统Ⅱ(PSⅡ)的调节
植物光合作用过程吸收的光能一旦超出其自身最大利用能力,就容易使PSⅡ(光合色素与蛋白结合的复合体,可捕光、分解水)受损,致使光合速率降低。
Ⅰ.PSⅡ对不同光照条件的适应性保护机制
研究表明,蛋白质LHCⅡ可通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图)。
(1)在叶绿体中,PSⅡ分布的场所及用于提取其中光合色素的试剂分别为________。(单选)
A.叶绿体内膜;无水乙醇 B.叶绿体内膜;无菌水
C.类囊体;无水乙醇 D.类囊体;无菌水
(2)结合上图和所学知识判断,强光下,叶片的叶肉细胞中依次发生________。(编号选填并排序)
①叶绿体聚集在细胞侧面 ②叶绿体聚集在细胞受光面
③细胞质改变环流方向 ④LHCⅡ与PSⅡ结合
⑤LHCⅡ与PSⅡ分离 ⑥分解水产生的H+和O2减少
⑦ATP和NADPH的合成量减少 ⑧色素捕获光能减少
Ⅱ.内源性ABA对PSⅡ的影响
研究表明,逆境胁迫下植物体内ABA含量显著变化,诱导新基因表达,有利于其适应环境、增强抗逆性。
(3)有关ABA的说法正确的是________。(单选)
A.在小麦体内含量很丰富 B.可直接参与PSⅡ有关基因的表达
C.对生命活动的调节具有高效性 D.在合成部位直接发挥作用
(4)下列生理功能可体现脱落酸增强植物抗逆性的有________。(多选)
A.促进器官脱落 B.抑制种子萌发 C.促进气孔关闭 D.加快叶片衰老
Ⅲ.探究外源ABA对强光胁迫下小麦叶片PSⅡ的影响
实验方法和步骤如图所示,实验结果见下表。
组别
喷液
照光
光合荧光参数(Fv/Fm)
CK1
水
中等光
0.780a
CK2
?
?
0.404d
ABA1
50mmol·L-1ABA
强光
0.665b
ABA2
100mmol·L-1ABA
强光
0.742a
ABA3
200mmol·L-1ABA
强光
0.542c
备注:光合荧光参数(Fv/Fm)可以体现PSⅡ反应中心的光能转换效率。
不同小写字母表示不同处理间存在显著差异(p<0.05)。
(5)上表中,CK2组的喷液和光照处理分别为________,获得的数据应为每组的平均值。
(6)结合上表信息,以下分析正确的是________。(单选)
A.强光下PSⅡ的光能转换效率增加
B.PSⅡ光能捕获能力与脱落酸浓度呈正相关
C.脱落酸对光能转换效率的调节具有两重性
D.实验组中,100mmol·L-1ABA的保护效应最好
Ⅳ.探究外源ABA对强光胁迫下小麦叶片氧化损伤的影响
强光下,植物体内的活性氧大量积累,脂质过氧化作用加剧,PSⅡ光能转换效率明显下降。植物体内的SOD等酶类可及时清除过多的活性氧。
(7)结合图a和图b,分析强光胁迫、外源ABA对小麦叶片中SOD活性和H2O2含量的影响,下列关于ABA保护作用的机制和生产实践建议说法正确的是( )(多选)
A.强光照射导致小麦叶片的SOD活性明显下降,叶片H2O2,含量显著增加
B.适宜浓度ABA处理可使小麦叶片维持较高SOD活性,H2O2含量有不同程度的下降
C.小麦遭受强光胁迫之前,喷施适当浓度的ABA可以减轻强光胁迫导致的氧化损伤
D.强光胁迫前,对小麦可以提前喷施适宜浓度的ABA,中午阳光过强可适当遮阴
试题 第3页(共8页) 试题 第4页(共8页)
试题 第1页(共8页) 试题 第2页(共8页)
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第五章 植物激素调节
建议用时:60分钟,满分:100分
1、 解答题
1.黄瓜的卷须
卷须是黄瓜植株生长过程中产生的特化器官,常用于缠绕攀爬。卷须发育是一个连续的形态建成过程,人为划分成图1中的阶段1~4,每个阶段按时间顺序细分abcd段,其中卷须在阶段3中的伸长最为显著。
(1)根据图1和已学知识,推测并完善黄瓜卷须发育各步骤的先后顺序。_____→③→_____。
①生长为直线状结构②启动卷须发育相关基因的表达③卷须感知到支撑物④不对称生长使卷须形成同心圆状结构⑤启动螺旋缠绕,发生向触性弯曲
(2)根据上述信息和所学知识,判断阶段3中黄瓜卷须快速生长主要依靠细胞伸长还是细胞分裂,给出理由_____。
(3)黄瓜卷须快速伸长对植物生存的意义有_____。(多选)
A.使卷须能够在有限时间内快速“捕获”支撑物,提高攀爬成功率
B.细胞伸长不需要经过完整细胞周期,相比细胞分裂更快速、耗能更低
C.使黄瓜植株能够抢先占据垂直空间,获取更多光照资源
D.帮助植株获得适宜的生存环境,提高种间竞争优势
黄瓜在卷须感知到支撑物后的5 min内,启动一系列调节过程以完成向触性弯曲,其过程如图3所示。
(4)PIN的化学本质是_____。(单选)
A.DNA B.RNA C.蛋白质 D.氨基酸衍生物
(5)据题意分析,卷须感知到支撑物后的5 min内,下列细胞内的物质中,含量一定上升的有_____。(编号选填)
①TCH1蛋白 ②PIN ③PIN mRNA ④磷酸化的TCH1蛋白
(6)若在卷须细胞中导入一段可与PIN mRNA互补结合的RNA,抑制卷须发育,该RNA的作用效果最可能是_____。(单选)
A.抑制PIN基因的转录 B.促进PIN基因的甲基化
C.阻断PIN mRNA的翻译 D.增强PIN蛋白的磷酸化
在农业生产中,为减少养分争夺和便于管理,需人工摘除卷须。中国农业科学院的研究团队从全球不同黄瓜品种中筛选出唯一的西双版纳无卷须体。
(7)该无卷须体的显著特征在于:本应发育为卷须的组织,发生了同源器官转化,形成具有侧枝形态与功能的结构。这一发现为黄瓜的进化研究提供了_____层面的证据。(单选)
A.古生物化石 B.比较解剖学 C.分子生物学 D.细胞生物学
为了将无卷须性状引入其他品种,研究人员将无卷须黄瓜和野生型黄瓜杂交,结果如图4。
(8)相对于无卷须而言,黄瓜的正常卷须属于显性性状,原因是_____。(多选)
A.F1出现了正常卷须 B.F2中出现了无卷须
C.F2中出现了正常卷须 D.F2中同时出现了两种性状
(9)依据上述实验结果,控制卷须发育的相关基因在染色体上的分布应该是_____。(单选)
A. B. C. D.
(10)要验证上述推测,可将F₁与无卷须体杂交。若推测成立,则后代的性状及比例为_____。
UFO基因是黄瓜卷须发育的关键基因,其表达的UFO能够调控黄瓜卷须发育。与野生型相比,无卷须体UFO基因丢失了1600碱基对。科研人员检测了野生型和无卷须体中UFO基因的表达水平,结果如图5。
(11)根据题意分析,卷须缺陷黄瓜可能发生的变异类型是_____。(编号选填)
①基因突变 ②基因重组 ③染色体结构变异 ④染色体数目变异
(12)结合题目信息和所学知识,下列关于黄瓜卷须的形成机制,推测正确的是_____。(编号选填)
①卷须缺陷的形成与UFO基因表达下调有关②野生型和无卷须体UFO基因的空间结构不同③野生型UFO能促进卷须发育④卷须发育是基因表达调控与环境因素共同作用的结果
(13)农业上培育黄瓜时,可使用尼龙绳对无卷须体进行固定,与传统的地面匍匐生长种植相比能使产量上升,原因在于_____。(多选)
A.减少叶片重叠遮挡,充分利用光照 B.改善通风条件,使夜间适当降温
C.无卷须生长,减少无用消耗 D.避免茎蔓接触土壤,降低病虫害造成的养分损耗
2.拟南芥黄化苗顶端钩的形成是其适应土壤黑暗、机械压力的关键特征,该过程受生长素、光信号及多种蛋白质共同调控。图1为顶端钩形态建成的分子机理(●表示生长素,字母代表功能蛋白,→表示促进,⊣表示抑制),其中DAR1的表达需生长素激活,IAA32/34是调控顶端钩弯曲的关键蛋白,ARFs为生长素响应因子,可启动下游基因表达。请回答下列问题:
(1)拟南芥种子萌发时,分生区细胞快速增殖以推动幼苗生长,该过程中不会发生的生理变化是_______(编号选填)。
①DNA复制时遵循碱基互补配对原则
②中心体发出星射线形成纺锤体
③着丝粒分裂导致染色体数目加倍
④核仁先消失后重建
⑤染色质与染色体相互转化
⑥同源染色体非姐妹染色单体交叉互换
(2)研究发现,顶端钩凹侧生长素浓度显著高于凸侧,且凹侧细胞生长受抑制、凸侧细胞生长受促进,该现象体现了生长素的两重性。下列生理过程中,与该现象机理最相似的是_______(多选)。
A.根的向地性 B.茎的向光性
C.顶端优势中侧芽的生长状态 D.用生长素类似物促进果实发育
(3)结合图1机理分析,下列①~⑥中,可通过影响IAA32/34降解速率间接调控顶端钩形态的是_______;与顶端钩凹侧生长素浓度呈负相关的是_______(编号选填)。
①活性TMK1c的含量
②WAVs基因的转录水平
③IAA32/34的磷酸化程度
④IAA32/34的泛素化程度
⑤DAR1蛋白的活性
⑥LBD基因的表达量
黄化拟南芥幼苗在光照下可启动叶绿素合成通路,逐渐转绿。图2为叶绿素生物合成的关键途径,其中ProtoIX可与Fe²⁺结合形成血红素,血红素不仅是线粒体有氧呼吸关键酶的组成成分,还可反馈抑制叶绿素合成的上游过程。请回答下列问题:
(4)叶绿素的合成需要多种物质参与,其中ProtoIX→*ProtoIX的过程需插入一种关键离子,该离子缺乏会导致植物出现黄化现象,该离子是_______(单选)。
A.Fe2+ B.Mg2+ C.K⁺ D.Mn2+
(5)若将黄化拟南芥幼苗分别置于“光照充足、谷氨酸充足”和“光照充足、谷氨酸不足”的两组环境中培养,一段时间后,两组植物的差异体现在_______(编号选填)。
①前者叶绿素含量更高
②前者ProtoIX合成量更少
③前者光能吸收效率更低
④前者有氧呼吸速率更快
⑤前者卡尔文循环速率更高
⑥前者ATP和NADPH合成更慢
3.气孔的开闭由保卫细胞(吸水促使气孔打开)控制,进而影响植物的光合作用等生理过程。最近研究表明,拟南芥叶肉细胞生成的蔗糖作用于邻近的保卫细胞并调节气孔开度(图1)。研究人员首先调查了红光照射下保卫细胞气孔开度与不同浓度蔗糖的关系,结果如图2所示
(1)图2所示研究选用了红光照射,据所学知识推测,此时叶肉细胞内发生的现象合理的是______。
A.色素吸收并转换光能 B.ATP和NADPH生成
C.五碳化合物含量上升 D.CO2浓度下降和卡尔文循环受限
(2)据所学知识分析图2结果,下列表述合理的是_______。(编号选填,字母代替编号)
①红光照射直接改变保卫细胞的形状
②气孔开度仅受外界蔗糖浓度形成的渗透压影响
③红光照射下气孔开度的变化是因叶肉细胞生成了蔗糖
④红光照射下水的光解加剧,氧气释放量增加,气孔开度变大
(3)如果要定量测定细胞外蔗糖分子的含量,可先利用蔗糖酶水解蔗糖,然后加入试剂,通过吸光度计算蔗糖含量,此时选用的试剂应为_______。
A.班氏试剂 B.DNS试剂 C.双缩脲试剂 D.苏丹Ⅳ染料
研究发现,当蔗糖浓度小于1mM时,其诱导气孔打开的机理如下图3所示。
(4)据图3判断,K+进入保卫细胞的方式是_______。
A.自由扩散 B.协助扩散 C.主动运输 D.胞吞作用
(5)据图3和所学知识分析,图3中结构X与类囊体膜上ATP合酶在功能上的相似点包括_______
A.充当H+转运蛋白 B.参与能量转换
C.创建H+浓度梯度 D.催化ATP合成
(6)据图2、3及所学知识简述当蔗糖浓度小于1mM时,其诱导气孔打开的这种调节机制在植物体内的生物学意义__________________。
(7)图3显示,蔗糖可作为信息分子调节气孔开度。植物体内与图3中蔗糖所起的调节效应相似的生理现象还有_______。(编号选填,字母代替编号)
①植物中普遍存在的顶端优势现象②单侧光下,植株表现为向光生长③重力刺激下,根表现为向地生长④重力刺激下,茎表现为背地生长
(8)脱落酸(ABA)也能调节气孔开度,其作用机制如图3所示。就调节气孔开度而言,H+与Cl-,ABA与蔗糖浓度的关系分别为_______和_______。(编号选填,字母代替编号)
①竞争作用②协同作用 ③无关作用④拮抗作用
4.水稻响应盐胁迫的机制
盐胁迫下,水稻体内H4.V和脱落酸的含量均增加。H4.V是一种与组蛋白H4略有差异的蛋白质,能促进组蛋白H4乙酰化。植物对脱落酸越敏感则其抗逆性越差。为探究水稻响应盐胁迫的机制,研究人员选用水稻开展实验,部分数据如图所示。为进一步探究WRKY45-2与脱落酸之间的关系,研究人员开展实验,部分数据如表所示。(WT表示野生型;KO和OE分别表示敲除和过表达相关基因;RNAi表示RNA干扰)
组别
脱落酸
生长状况
组1(WT)
未加入
++++
组2(WRKY45-2-OE)
未加入
++++
组3(WRKY45-2-RNAi)
未加入
++++
组4(WT)
等量加入
++
组5(WRKY45-2-OE)
等量加入
+
组6(WRKY45-2-RNAi)
等量加入
+++
注:“+”多少表示良好程度
(1)据题干推测,H4.V与H4的差异一定包括______。(编号选填)
①氨基酸的数量 ②肽键的结构
③氨基酸的排列顺序 ④蛋白质的功能
(2)已知组蛋白带正电荷,乙酰基带负电荷。在H4.V的作用下,_______。(多选)
A.核小体的结构更加稳定
B.组蛋白与DNA缠绕更紧密
C.组蛋白乙酰化“抵消”部分正电荷
D.负责转录起始的蛋白质更易识别并结合启动子
(3)组蛋白H4乙酰化最可能发生在有丝分裂的_______。(单选)
A.间期 B.前期 C.中期 D.后期
(4)盐胁迫下,植物体内积累的大量活性氧会中断光合作用中电子传递的过程,从而直接影响_______。(编号选填)
①三碳化合物还原 ②H+进入类囊体腔
③光能的捕获与转换 ④CO2的吸收与固定
(5)盐胁迫下,水稻根部会积累过量的生长素,该激素与脱落酸在调节植物生长方面表现为_______关系。
(6)据相关信息,推测水稻响应盐胁迫的机制可能包括_______。(编号选填)
①降低水稻对脱落酸的敏感性
②提高水稻对脱落酸的敏感性
③WRKY45-2促进脱落酸的作用
④WRKY45-2基因转录出更多的mRNA
⑤WRKY45-2发挥功能依赖于脱落酸的存在
(7)土壤盐渍化现象在我国北方和沿海地区尤为突出。为提高植物在上述地区的生存能力,请提出2种方法或技术,并阐述理由____________________________。
5.光与脱落酸(ABA)对光系统Ⅱ(PSⅡ)的调节
植物光合作用过程吸收的光能一旦超出其自身最大利用能力,就容易使PSⅡ(光合色素与蛋白结合的复合体,可捕光、分解水)受损,致使光合速率降低。
Ⅰ.PSⅡ对不同光照条件的适应性保护机制
研究表明,蛋白质LHCⅡ可通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图)。
(1)在叶绿体中,PSⅡ分布的场所及用于提取其中光合色素的试剂分别为________。(单选)
A.叶绿体内膜;无水乙醇 B.叶绿体内膜;无菌水
C.类囊体;无水乙醇 D.类囊体;无菌水
(2)结合上图和所学知识判断,强光下,叶片的叶肉细胞中依次发生________。(编号选填并排序)
①叶绿体聚集在细胞侧面 ②叶绿体聚集在细胞受光面
③细胞质改变环流方向 ④LHCⅡ与PSⅡ结合
⑤LHCⅡ与PSⅡ分离 ⑥分解水产生的H+和O2减少
⑦ATP和NADPH的合成量减少 ⑧色素捕获光能减少
Ⅱ.内源性ABA对PSⅡ的影响
研究表明,逆境胁迫下植物体内ABA含量显著变化,诱导新基因表达,有利于其适应环境、增强抗逆性。
(3)有关ABA的说法正确的是________。(单选)
A.在小麦体内含量很丰富 B.可直接参与PSⅡ有关基因的表达
C.对生命活动的调节具有高效性 D.在合成部位直接发挥作用
(4)下列生理功能可体现脱落酸增强植物抗逆性的有________。(多选)
A.促进器官脱落 B.抑制种子萌发 C.促进气孔关闭 D.加快叶片衰老
Ⅲ.探究外源ABA对强光胁迫下小麦叶片PSⅡ的影响
实验方法和步骤如图所示,实验结果见下表。
组别
喷液
照光
光合荧光参数(Fv/Fm)
CK1
水
中等光
0.780a
CK2
?
?
0.404d
ABA1
50mmol·L-1ABA
强光
0.665b
ABA2
100mmol·L-1ABA
强光
0.742a
ABA3
200mmol·L-1ABA
强光
0.542c
备注:光合荧光参数(Fv/Fm)可以体现PSⅡ反应中心的光能转换效率。
不同小写字母表示不同处理间存在显著差异(p<0.05)。
(5)上表中,CK2组的喷液和光照处理分别为________,获得的数据应为每组的平均值。
(6)结合上表信息,以下分析正确的是________。(单选)
A.强光下PSⅡ的光能转换效率增加
B.PSⅡ光能捕获能力与脱落酸浓度呈正相关
C.脱落酸对光能转换效率的调节具有两重性
D.实验组中,100mmol·L-1ABA的保护效应最好
Ⅳ.探究外源ABA对强光胁迫下小麦叶片氧化损伤的影响
强光下,植物体内的活性氧大量积累,脂质过氧化作用加剧,PSⅡ光能转换效率明显下降。植物体内的SOD等酶类可及时清除过多的活性氧。
(7)结合图a和图b,分析强光胁迫、外源ABA对小麦叶片中SOD活性和H2O2含量的影响,下列关于ABA保护作用的机制和生产实践建议说法正确的是( )(多选)
A.强光照射导致小麦叶片的SOD活性明显下降,叶片H2O2,含量显著增加
B.适宜浓度ABA处理可使小麦叶片维持较高SOD活性,H2O2含量有不同程度的下降
C.小麦遭受强光胁迫之前,喷施适当浓度的ABA可以减轻强光胁迫导致的氧化损伤
D.强光胁迫前,对小麦可以提前喷施适宜浓度的ABA,中午阳光过强可适当遮阴
试卷第1页(共3页)
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