重点培优-植物生命活动调节的实验设计分析与调控机制

重点培优

植物生命活动调节的实验设计分析与调控机制（点击进入“专题验收评价”）培优点(一)

植物激素调节的相关实验分析植物生命活动调节相对动物生命活动调节方式单一，各种生理活动基本上都是在不同激素浓度变化下的生理响应，因此进行植物激素类实验设计，需要着重分析内源性激素与外源性激素(或类似物)水平的变化。[应用体验]1.植物激素间的相互作用在植物生命周期中是必不可少的。现以单子叶植物大麦胚芽鞘为材料，研究了生长素(IAA)和2,4-表油菜素内酯(epiBR)对胚芽鞘伸长的影响，结果如表。相关分析或推测错误的是

(

)组别处理净伸长量/cm1CK(空白对照)0.712IAA1.043epiBR1.124epiBR＋IAA1.60A.实验中胚芽鞘应去除尖端以排除内源性激素对实验结果的影响B.IAA和epiBR在大麦胚芽鞘的伸长生长过程中存在协同作用C.为保证实验的科学性，实验中IAA与epiBR均应选用适合的浓度D.epiBR通过促进胚芽鞘内源IAA水平的升高引起胚芽鞘的生长答案：D

解析：胚芽鞘尖端能产生IAA，实验中胚芽鞘应去除尖端以排除内源性激素对实验结果的影响，A正确；分析表格数据可知，IAA和epiBR单独处理大麦胚芽鞘时均可促进其伸长，而IAA与epiBR共同处理时大麦胚芽鞘伸长量更大，因此两者存在协同作用，B正确；为保证实验的科学性，实验中IAA与epiBR均应选用适合的浓度，C正确；本实验不能证明epiBR通过促进胚芽鞘内源IAA水平的升高引起胚芽鞘的生长，D错误。2.(2023·海宁月考)某兴趣小组探究6-BA与2，4-D诱导银杏插条生根的最适浓度组合，下列说法不正确的是

(

)A.本实验可以作为预实验，在正式实验中不需要清水组对照B.银杏插条的枝龄和芽的数量要相同，才能确保对激素的敏感性和内源激素量基本一致C.实验结果表明，6-BA和2,4-D协同使用的效果优于单独使用D.对银杏插条剪切时应把形态学上端剪成平口，形态学下端剪成斜面答案：C

解析：本实验中初始6-BA的浓度、2,4-D的浓度都为0，可以作为预实验，在正式实验中不需要清水作为对照，A正确；分析题意可知，该实验的自变量是6-BA与2,4-D的浓度，因变量是根的数量，无关变量是芽的数量、插条的枝龄、溶液处理的时间等，因此要保证插条的枝龄和芽的数量相同，才能确保对激素的敏感性和内源激素量基本一致，B正确；实验并没有单独使用6-BA和2,4-D，故实验结果无法看出单独使用6-BA和2,4-D的效果，C错误；对银杏插条剪切时应把形态学上端剪成平口，形态学下端剪成斜面，这样可以增大插条与土壤的接触面积，有利于根的生成，促进扦插成活，D正确。植物激素类实验设计流程|思|维|建|模|续表续表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。植物细胞接收特定环境信号后进行相关基因表达调控，调控植物体内不同激素水平，分别或相互协调地调控植物的生长发育与分化等生命历程。培优点(二)

植物通过基因的表达调节植物生长发育[应用体验]3.(2023·衢州期末)植物的生长发育是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。下列说法正确的是

(

)A.植物激素通过进入细胞核影响基因的表达，从而起调节作用B.可以人为地控制光照时间，达到使花卉分批上市的目的C.冬小麦需经历低温诱导才能开花结实，说明开花结实与植物激素无关D.植物根中具有感受重力的物质和细胞，可以将重力信号直接转换成生长素答案：B

解析：植物激素能够作为信号分子影响细胞基因的表达，从而起调节作用，但植物激素不一定进入细胞核，A错误；植物开花需要光周期刺激，可以通过人为地控制光照时间，控制植物开花的时间，达到花卉分批上市的目的，B正确；冬小麦需经历低温诱导才能开花结实，说明温度能够调节植物的生长发育，但低温处理后冬小麦开花结实过程中细胞分裂、分化都受生长素、细胞分裂素等激素的调节，因此开花结实与植物激素有关，C错误；植物根中具有感受重力的物质和细胞，可以将重力信号转换成运输生长素的信号，D错误。4.在黑暗中生长的植物幼苗通常表现为黄叶，称为黄化苗。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.光敏色素是一种易溶于水的具有独特吸光特性的蛋白质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.光照环境下，进入细胞核的光敏色素抑制HY5降解,使幼苗发生去黄化反应D.细胞分裂素可促进叶绿素的合成，黑暗条件可能抑制了细胞分裂素的降解，导致叶绿素合成量减少形成黄化苗答案：D

解析：光敏色素是一种易溶于水的具有独特吸光特性的蛋白质(色素-蛋白复合体)，A正确；由题图可知，黑暗环境下与光照环境下光敏色素的结构不同，推测其接受光信号后，空间结构会发生变化，并且根据图中信息推测光照环境下，光敏色素结构改变之后，进入细胞核内，抑制了HY5降解，HY5可影响特定基因的表达，使幼苗发生去黄化反应，B、C正确；细胞分裂素可以促进叶绿素合成，黑暗条件可能加速了细胞分裂素的降解，导致叶绿素合成量减少形成黄化苗，D错误。专题验收评价一、选择题1.(2023·温州二模)人们常说，一个烂苹果会糟蹋一筐好苹果。从植物激素的角度分析，该现象中起作用的激素主要是

(

)A.生长素

B.赤霉素C.乙烯

D.细胞分裂素答案：C

解析：根据题意“一个烂苹果会糟蹋一筐好苹果”可知，该现象中起作用的激素主要是乙烯。阅读下列材料，回答2～3题。将某幼苗横放，一段时间后可观察到茎向上弯曲生长，根向下弯曲生长，示意图如图。2.图中生长素主要对细胞伸长生长起抑制作用的位置是

(

)A.①

B.②

C.③

D.④答案：B

解析：根的向地性能够体现出生长素的两重性，具有抑制作用的部位是②。3.下列对该现象的叙述错误的是

(

)A.该现象属于向性运动B.该现象是植物对环境信号做出的生长反应C.该现象中根部感受重力的细胞在根伸长区D.该现象的形成机制是植物经长期自然选择的结果答案：C

解析：向性运动是植物受到光、重力等有方向性的环境刺激而引起的生长运动，是植物对环境信号的一种生长反应，A、B正确；根部感受重力的细胞在根冠，C错误；植物茎的背地生长和根的向地生长机制是植物经长期自然选择的结果，D正确。4.(2023·金华一中月考)用不同浓度的赤霉素对甜叶菊扦插苗进行浸泡处理，一段时间后，测量其根粗、根长及生根数，结果如下表所示，其中体现赤霉素的作用具有两重性的是

(

)①根数②根粗③根长浓度/(mg·L－1)根数/条根粗/mm根长/cm03.70.172.91005.50.294.22004.20.223.23003.80.213.04002.50.162.35002.20.111.3A.仅①②

B.仅②③C.仅①③

D.①②③答案：D

解析：赤霉素作用两重性是指在低浓度时具有促进生长的作用，在高浓度时具有抑制生长的作用，从表格数据分析①根数、②根粗、③根长都出现了低浓度促进生长，高浓度抑制生长的现象，故三者都体现了赤霉素作用的两重性。5.(2023·浙睿联盟第二次联考)将离体的某植物根尖细胞用不同浓度的生长素处理，测得经某一浓度生长素处理前后的细胞内DNA、RNA、蛋白质含量比值的变化如图所示。下列相关叙述正确的是(

)A.该浓度的生长素可以促进相关基因的表达B.该浓度生长素处理的根尖细胞生长速度一定加快C.处理过程中，DNA的数量、结构等始终没有发生变化D.图示现象说明生长素直接参与了植物的代谢过程答案：A

解析：由题图可知，RNA和蛋白质的含量相对于DNA的含量都有所增加，故判断生长素促进了细胞内相关基因的表达，导致RNA和蛋白质含量增加，A正确；生长素的生理作用具有两重性，该浓度生长素处理的根尖细胞生长速度不一定加快，B错误；处理过程中会有基因的转录，转录是以DNA的一条链为模板进行的，因此会有DNA结构的改变，C错误；生长素属于植物激素，起调节作用，不能直接参与细胞代谢过程，D错误。阅读下列材料，回答6～7题。生长素促进靶细胞生长是多方面因素共同作用的结果，其机理如图所示。一方面，生长素激活了伸长区细胞膜上的质子泵，可在数分钟内将ATP水解并将大量H＋泵出到细胞膜外，使细胞壁处pH远低于细胞内，导致细胞壁结构变得松散；另一方面，生长素也会迅速作用于细胞内的基因表达，从而促进细胞的生长。6.下列关于生长素的叙述，正确的是

(

)A.生长素是一种携带信息的小分子有机物B.生长素通常在顶芽、幼叶等部位产生，且在同一部位起作用C.温特的实验中，生长素以主动转运的方式进入空白琼脂块D.单侧光引起胚芽鞘向光弯曲生长，体现了生长素作用具有两重性答案：A

解析：生长素的化学本质是吲哚乙酸，是一种携带信息的小分子有机物，A正确；生长素通常在顶芽、幼叶和幼嫩的种子等部位产生，然后运输到其他部位起作用，B错误；温特的实验中，生长素以扩散的方式进入空白琼脂块，C错误；单侧光引起胚芽鞘向光弯曲生长体现了生长素促进生长的作用，不能体现两重性，D错误。7.据图可知，关于生长素促进靶细胞生长过程的叙述，错误的是(

)A.图中生长素与受体结合后，不会通过载体蛋白进入靶细胞B.激活的转录因子可促进RNA聚合酶与起始密码子的结合C.质子泵具有运输和催化的功能D.靶细胞接受生长素的信息后，会发生渗透吸水答案：B

解析：生长素与靶细胞膜上的相应受体结合发挥作用后被分解，不能进入靶细胞，A正确；激活的转录因子可促进RNA聚合酶与相关基因上的启动子结合，B错误；由题干信息“质子泵可在数分钟内将ATP水解并将大量H＋泵出到细胞膜外”可知，质子泵具有运输和催化的功能，C正确；靶细胞接受生长素的信息后，能引起内质网释放Ca2＋，Ca2＋促使细胞内的H＋运往细胞外，导致细胞壁的结构变得松散，使细胞壁对细胞的压力减小，导致细胞渗透吸水，D正确。8.(2023·嘉兴二模)番茄果实在成熟前某一阶段，会出现乙烯合成和细胞呼吸急剧增强现象，称之为呼吸跃变。对未成熟番茄果实施加少量外源乙烯，能引发呼吸跃变，此时果实产生的乙烯量远高于外源乙烯。研究人员通过基因工程技术获得了乙烯合成酶缺陷型番茄(番茄a)和乙烯受体缺陷型番茄(番茄b)。下列叙述正确的是

(

)A.番茄a和b的果实在正常存放时都会出现呼吸跃变现象B.施用外源乙烯后，普通番茄果实不能合成乙烯C.施用外源乙烯后，能促进番茄b的果实成熟D.为便于运输、储存和销售，应推广种植番茄a答案：D

解析：乙烯属于植物激素，需要与受体结合后才能起作用，分析题意可知，乙烯合成酶缺陷型番茄(番茄a)和乙烯受体缺陷型番茄(番茄b)分别因乙烯缺乏和乙烯受体缺乏，正常存放时都不会出现呼吸跃变现象，A错误；分析题意可知，对未成熟番茄果实施加少量外源乙烯，此时果实产生的乙烯量远高于外源乙烯，说明施用外源乙烯后，普通番茄果实能合成乙烯，B错误；番茄b是乙烯受体缺陷型番茄，由于缺乏乙烯受体，即使施用外源乙烯，也不能发挥作用，C错误；由于乙烯合成和细胞呼吸急剧增强会导致呼吸跃变，而番茄a是乙烯合成酶缺陷型番茄，体内乙烯含量低，施用外源乙烯可使其成熟，故为便于运输、储存和销售，应推广种植番茄a，D正确。9.(2023·温州十校联合体期中联考)某些早稻品种的种子在收获时如遇高温和多雨天气，会在田间母本植株上直接萌发，称为胎萌现象。下列说法错误的是

(

)A.种子胎萌会消耗其营养物质，造成减产B.喷施赤霉素能够有效抑制胎萌现象C.脱落酸受体缺失的早稻种子储存能力较弱D.离体的水稻种子成熟胚，能在无激素的MS培养基上萌发答案：B

解析：种子胎萌时，细胞呼吸旺盛，消耗的营养物质增多，造成减产，A正确；脱落酸抑制种子萌发，赤霉素促进种子萌发，喷施赤霉素不能抑制胎萌现象，B错误；脱落酸抑制种子萌发，因此脱落酸受体缺失的早稻种子容易萌发，储存能力较弱，C正确；离体的水稻种子成熟胚能产生赤霉素等内源激素，能在无激素的MS培养基上萌发，D正确。10.自然条件下，苍耳只有在一天日照时间短于15.5小时才开花。如图表示“光调节苍耳开花”的实验方法和结果。下列叙述正确的是(

)A.实验中光的主要作用是为苍耳的光合作用提供能量B.感受日照时间刺激的部位是茎尖而非叶片C.苍耳开花需要的条件可能是黑暗时间长于8.5小时D.将苍耳引种到不同地区不会改变其开花日期答案：C

解析：实验中光的主要作用是作为光信号对苍耳的生命活动进行调控，A错误；据题图分析可知，感受日照时间刺激的部位是叶片，B错误；苍耳只有在一天日照时间短于15.5小时才开花，说明苍耳开花需要的条件可能是黑暗时间长于8.5小时，C正确；将苍耳引种到不同地区，由于温度、海拔、光照时间等环境不同，其开花日期可能也会发生改变，D错误。二、非选择题11.(2023·嘉兴平湖月考)红麻生长快、纤维产量高、耐盐碱，是改善和修复盐碱地的理想材料。活性氧是细胞代谢产物，通常含量较低。逆境下植物细胞内积累大量活性氧，引起膜质过氧化、DNA损伤等。水杨酸(SA)是广泛存在于各种植物体内的激素，对于提高植物抗逆性有重要作用。(1)植物激素是一类对植物生长发育具有显著________作用的物质。温带地区的植物冬季会通过落叶来降低代谢，以度过低温逆境，参与此过程的植物激素主要是____________。(2)科研人员选择籽粒饱满的两种红麻种子若干，进行相关实验。实验处理及结果如表。不同处理A品种B品种发芽率总根长/cm根系活力/(mg·g－1·h－1)发芽率总根长/cm根系活力/(mg·g－1·h－1)未处理(N0)82%7800.5371%8800.6SA处理(S0)88%8400.5896%10630.73未处理＋盐胁迫(N1)

5340.14

6250.45SA处理＋盐胁迫(S1)

6210.39

7250.48注：SA处理是用0.2mmol·L－1SA浸种处理；盐胁迫是用150mmol·L－1NaCl的营养液处理萌发后的幼苗。①据结果推测，B品种的耐盐性比A品种强。做出此推测的依据是__________________________________________________________________________________________________________________。②据结果可以得出，SA可以________种子的萌发，在红麻种子萌发过程中与赤霉素可能表现出__________作用。此外，盐胁迫条件下SA还可以__________________，从而提高植物耐盐性。(3)为探究SA在提高植物耐盐性方面的机制。研究者在分子水平进行了相关检测。①检测发现活性氧降解酶SOD的活性，N1组______(填“大于”或“小于”)S1组，说明SA通过提高盐胁迫下红麻抗氧化能力，从而缓解过量活性氧对幼苗的伤害。②检测还发现，S1组ACC脱氨酶基因的表达量显著高于N1组，影响了乙烯的合成。而盐胁迫下植物根系IAA浓度的升高也会影响乙烯的合成。乙烯代谢与生长素的关系如下图。据图，当乙烯含量上升时，会引起生长素向根部伸长区运输而积累，进而促进乙烯的合成，此为__________调节机制。由上图推测，SA提高幼苗耐盐性的机制还可能是____________________________________________________