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高考生物第一轮复习知识点挖空专项练习 回归课本之新教材的查缺补漏-09植物对于光、重力等的感知(原卷版+答案解析)
展开1.光作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程。
2.光敏色素
(1)植物具有能够接受光信号的分子,光敏色素是其中的一种。光敏色素主要吸收红光和蓝紫光。
(2)光敏色素是一类蛋白质,分布在植物各个部位,其中在分生组织的细胞内比较丰富。
(3)作用机理:受到光照射→光敏色素的结构发生变化→信息会经过信息传递系统传导到细胞核内→影响特定基因的表达→表现出生物学效应。
1.下列关于植物生命活动调节的相关叙述,错误的是( )
A.有些植物要经历低温诱导才能开花
B.重力会影响植物生长发育和形态建成
C.光敏色素能吸收红光和远红光用于光合作用
D.不同种植物激素的调节往往表现出一定的顺序性
2.毒麦是一种长日照植物, 科研人员进行相关研 究,结果如图所示。长日照处理为:8 小时 的自然光光照, 而后 16 小时的低强度光照。 下列叙述正确的是( )
A.毒麦植株年龄越大,植株开花需要的光诱导 循环次数越少
B.长日照循环的次数越多,越有利于毒麦植株 的营养生长和生殖生长
C.若在 16 小时的低强度光照期间给予 2 小时 的自然光光照, 毒麦将不能正常开花
D.随毒麦植株年龄的增长,可能其叶片细胞产生能够感受日长的光敏色素的能力增强
3、光对植物颜色的影响:
①机理:叶绿素的形成需要光。种子在黑暗中萌发,长成的幼苗叶片中缺乏叶绿素,表现为“黄化苗”。
②应用:韭黄、蒜黄的培育。
4、光对植物形态的影响:
①植物的向光性:单侧光照使向光侧的生长素向背光侧转移,导致背光侧生长较快,从而使植物向光生长。向光性使植物得到尽可能多的光照。
②豆芽的形态变化:黑暗中的幼苗下胚轴较长,使幼苗尽快出土;一旦见光,子叶展开,上胚轴快速生长,长成豆苗,以接受光照。
5、光对植物开花的影响
①长日照植物:长日照植物是指只有当日照长度超过临界日长(14~17小时),或者说暗期必须短于某一时数才能形成花芽的植物。否则不能形成花芽,只停留在营养生长阶段。如冬小麦、大麦、油菜、萝卜等,纬度超过60°的地区,多数植物是长日照植物。
②短日照植物:短日照植物是指只有当日照长度短于其临界日长(少于12小时,但不少于8小时)时才能开花的植物。在一定范围内,暗期越长,开花越早,如果在长日照下则只进行营养生长而不能开花。许多热带、亚热带和温带春秋季开花的植物大多属于短日照植物,如大豆、玉米、水稻、紫花地丁等。
6、光对植物生长发育有两种作用
3.自然界中,植物开花与光照有关。在24h昼夜周期中,日照长度长于一定时数才能开花的植物称为长日照植物,日照长度短于一定时数才能开花的植物称为短日照植物。下图是某短日照植物的开花与光照处理方式的研究结果,下列叙述错误的是( )
A.光照影响植物的开花与基因选择性表达有关
B.植物能够对光做出反应跟光敏色素有关,光敏色素主要吸收红光和蓝紫光
C.据图分析可知,控制开花的因素主要是持续黑暗的时长
D.菊花属于短日照植物,若使其在夏季开花,可适当延长黑暗时长
4.阳生植物受到周围植物遮蔽时,茎伸长速度加快,使株高和节间距增加,叶柄伸长,这种现象称为避阴反应,而阴生植物通常无此反应。
(1)自然光被植物滤过后,其中红光(R)/远红光(FR)的值会下降,原因是______________________。R/FR的变化会引起植物的避阴反应,从适应环境的角度分析其生理意义:_______________。
(2)研究发现,光敏色素可使植物感知其他植物的遮蔽。现有野生型和光敏色素B突变型(缺乏有相关功能的光敏色素B)拟南芥若干,利用这两种拟南芥验证光敏色素B能使植物具有避阴反应,请用表格写出实验设计思路并预测实验结果_______________。
(3)光敏色素B可感知R/FR的变化,调控某些基因表达,如激活生长素(IAA)、赤霉素(GA)合成相关基因的转录,促进茎秆伸长。GA还可作用于D蛋白(抑制植物生长蛋白),参与植物的避阴反应。
①依据上述信息,完善避阴反应中相关物质的相互关系及作用模式图。方框中选填“IAA”“GA”“D蛋白”,括号中选填“+”“-”(+表示促进,-表示抑制)_______________。
②研究发现乙烯也会参与多种植物的避阴反应,其功能的实现部分依赖于提高植物对赤霉素信号的敏感度,试推测其可能的机制:____________________。
(4)综合以上植物避阴反应的机理,说明植物生长发育的调控是由____________共同完成的。
1、温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动从而参与调节植物的生长发育;植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。
2、春化作用与植物的生长
(1)植物花的形成除了内部发育因素,还受外界环境条件的严格调控,主要是春化和光周期。
(2)低温诱导植物开花的形成,称为春化作用。开花受低温影响的植物,主要是一些二年生植物(如芹菜、萝卜、白菜、葱、蒜、天仙子等)和一些冬性一年生植物(如冬小麦、冬黑麦等)。
(3)在春化过程结束前,如遇高温,春化作用的效果就会削弱或消除,这种现象称为脱春化作用。冬季气温过高会导致小麦减产就是这个道理。
(4)春化形成的刺激物质称为春化素,通过春化植株的叶片同种嫁接,使没经过春化的植株开花,证明了春化素的存在。
5.下列关于环境因素对植物生命活动的影响,叙述错误的是( )
A.在温带地区可以根据年轮大致推测出树木的年龄
B.位于细胞膜上的光敏色素感知光信号被激活,影响基因的表达
C.有些植物需要经过春化作用才能开花,有利于躲过恶劣的环境
D.根的向地性和茎的背地性均与重力造成生长素分布的不均衡有关
6.冬小麦在生长期需要经历一段时间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被称为春化作用。研究发现,若每天使用一定浓度的赤霉素(GA)连续处理冬小麦20天后,冬小麦生长加快,不经过春化作用也能开花。下列叙述错误的是( )
A.春化过程中,低温诱导GA基因直接合成GA,促进开花
B.春化作用有利于小麦避免在寒冷开花后无法正常结果的情况
C.春化作用后,冬小麦细胞中自由水和结合水的比值可能升高
D.开花对洋葱的品质不利,消除春化作用有利于得到较大的鳞茎
1、重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。
2、作用机理:植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞,可以将動信号转换
成运输生长素的信号,造成生长素分布的不均衡,从而调节植物的生长方向。
3、淀粉—平衡石假说
“淀粉—平衡石假说”是被普遍承认的一种解释重力对植物生长调节的机制,该假说认为,植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞即平衡石细胞来实现的。
7.“淀粉—平衡石假说”认为植物依靠富含“淀粉体”的平衡石细胞感受重力的刺激。当重力方向发生改变时,平衡石细胞中的“淀粉体”就会沿着重力方向沉降,引起植物体内一系列信号分子的改变,如通过影响生长素的运输导致生长素沿着重力刺激的方向不对称分布,从而造成重力对植物生长的影响。下列有关叙述错误的是( )
A.富含“淀粉体”的细胞可感受重力的方向
B.“淀粉体”能促进重力信号转换成运输生长素的信号
C.茎的近地侧生长素分布较多,细胞生长快,使茎背地生长
D.根的近地侧生长素分布较多,细胞生长快,使根向地生长
8.“淀粉-平衡石假说”认为,植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞,即平衡石细胞来实现的。在垂直放置的根中,平衡石停留在根冠细胞的基部,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)。下列分析正确的是( )
A.重力是调节植物生长发育和形态建成的唯一重要环境因素
B.在水平放置的根中,近地侧伸长慢的原因是其IAA浓度高于远地侧
C.IAA在根部只能从形态学上端(根冠)向形态学下端(伸长区)运输
D.根向重力生长与平衡石细胞中的淀粉体将重力信号转换成合成生长素的信号有关
植物生长发育的调控,是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的网络。
(1)基因表达调控:植物的生长、发育、繁殖、休眠,都处在基因适时选择性表达的调控之下。
(2)激素调节:
①激素作为信息分子,会影响细胞的基因表达从而起到调节作用。
②激素的产生和分布是基因表达调控的结果,也受到环境因素的影响。
(3)环境因素:调控基因表达以及激素的产生、分布。
9.植物生长发育的调控,是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的网络。下列说法错误的是( )
A.太阳光中的可见光作为信号,被叶绿体中的色素识别、吸收,用于光合作用
B.光信号使得生长素在茎尖分布不均匀,导致尖端下面一段向光弯曲生长
C.生长素和赤霉素在促进细胞生长、生长素和细胞分裂素在促进细胞分裂上均有协同作用
D.生长素浓度增加到一定程度时,会促进乙烯合成,乙烯会抑制生长素促进细胞伸长的作用
10.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。请根据资料并结合所学内容回答下列问题。
资料1:在实验条件下,离体的植物细胞,在只有生长素(IAA)的条件下,会形成大量多核细胞。如果同时存在细胞分裂素(CTK),IAA就能促进细胞迅速分裂。
资料2:拟南芥赤霉素(GA)缺陷型突变体的种子GA含量极低,在缺乏外源GA的培养基上是不能发芽的。若诱变处理,筛选出能够发芽的回复突变株,发现有的回复突变株不能合成GA,而是ABA缺陷型突变株。检测发现这种双突变株种子内两种激素的绝对水平都极低。只是脱落酸(ABA)与赤霉素(GA)的比值与野生型相同,都比较低。
资料3:有些植物的开花需要较长时间的日照,这些植物一般在春末夏初开花,如菠菜;有些植物的开花需要较短时间的日照,这些植物一般在秋季开花,如菊科植物。我们把前者叫长日照植物,后者叫短日照植物。长日照植物开花有一个最小日照长度,短日照植物开花有一个最大日照长度﹐植物开花所需要的极限日照长度叫临界日长。有人用一种短日照植物苍耳做了下图中A、B、C三组实验。
A组:给予短日照,苍耳开花
B组:给予短日照,但用光照中断暗期,苍耳不开花
C组:给予短日照,但用黑暗中断光期,苍耳开花
资料4:为了研究植物生长调节剂芸苔素对侧枝长度的影响,以拟南芥的野生型植株和突变体植株为实验材料进行了实验,实验结果如下图。
(1)由资料1可知,生长素和赤霉素在细胞分裂中具有_______作用,生长素主要促进_______分裂,而赤霉素主要促进________的分裂。
(2)从资料2中得到结论是_______。
(3)由资料3可知,光期和暗期两者中,_______对短日照植物开花更重要。可采用_______措施让苍耳提前开花。
(4)资料4的实验自变量是_______。从实验结果可以看出芸苔素能促进_______(填“突变体”或“野生型”)拟南芥侧枝的伸长,________(填“能”或“不能”)解除植物的顶端优势。
11.光、温度、重力等环境因素对植物生长发育起重要的调节作用,下列叙述错误的是( )
A.光敏色素是一类蛋白质(色素—蛋白复合体)
B.植物分布的地域性很大程度上就是由光照决定的
C.春化作用能说明温度参与植物生长发育的调节
D.植物对重力的感受是通过平衡石细胞来实现的
12.植物的开花受到多种途径的调控。某植物成花诱导的基因调控机制如图所示,FLC和CO表示基因,分别表达FLC蛋白和CO蛋白。下列分析错误的是( )
A.FLC属于开花抑制因子基因
B.春化作用会抑制FLC蛋白的合成以解除开花抑制
C.植物细胞内的CO蛋白可能会出现昼夜节律性变化
D.光质途径通过光敏色素结构的改变直接影响核基因表达
13.高等植物的生长发育受到环境因素调节,光、温度、重力对植物生长发育的调节作用尤为重要,请判断下列说法正确的有几项( )
①光敏色素是一类色素-蛋白复合体,主要吸收红光和远红光②在受到光照射时,光敏色素的结构会发生变化③植物分布的地域性很大程度上是由光照决定的④高等植物正常生长发育需要各个器官、组织、细胞之间的协调和配合⑤年轮、春化作用均能说明温度参与植物生长发育的调节⑥植物对重力的感受是通过平衡石细胞来实现的
A.三B.四C.五D.六
14.“淀粉平衡石假说”认为根向地生长的原因是在根冠中存在一种平衡细胞,含有能感受重力刺激的淀粉体。当植株横放时,平衡细胞的生命活动如下图所示,①~④是调节过程。内质网释放钙离子的量会影响钙调蛋白的激活数量。下列叙述正确的是( )
A.切除根冠后,幼根的向地生长会受到抑制
B.淀粉体最终将重力信号转变成运输生长素的信号
C.生长素泵功能的正常进行依赖被激活的钙调蛋白
D.当内质网中初始钙离子水平较低时,根横放时其向地性程度增强
15.下列有关环境因素与高等动植物生命活动调节的叙述,正确的是( )
A.植物细胞内的光敏色素主要吸收蓝光,通过改变自身结构引发胞内信号转导,影响特定基因转录
B.重力可能会使植物平衡石细胞中"淀粉体"分布不均,通过影响生长素合成使其分布不均
C.炎热环境可能使机体调节功能紊乱,说明外环境保持相对稳定是内环境维持稳态的前提
D.外界环境变化和机体通过调节细胞代谢的活动,都可能使内环境的成分和理化性质发生波动
16.植物的生长发育的调控,是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的(三者关系如下图)。下列说法不正确的是( )
A.图中a、b、c依次代表植物激素、基因和环境因素
B.单侧光照可以影响生长素在胚芽鞘伸长区的横向运输体现c改变a的分布
C.赤霉素调控萌发大麦种子α-淀粉酶基因表达体现a对b的影响
D.a的产生和分布是b调控的结果,也受到c的影响
17.植物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,三者关系如图所示。相关说法错误的是( )
A.图中a、b、c依次代表基因表达调控、环境因素调节、激素调节
B.激素的产生和分布是基因表达调控的结果,也受环境因素的影响
C.采用适当的修剪、摘心、光照控制等措施,可有效地调控植物株形和花期
D.植物的生长发育过程始终在环境因素的影响、调节下完成,如光在植物生长发育的全过程中都起调节作用
18.植物生长发育与光信号密切相关。农业生产中,高低作物间作模式会导致“荫蔽胁迫”,低位作物主要通过光敏色素B(phyB)感知该环境中红光与远红光比值(R:FR)的降低,从而引发一系列生物学效应,降低了作物产量和品质。下图为光调控幼苗下胚轴伸长的反应机制部分示意图。
注:PIFS是一类具有调控基因转录作用的蛋白质、ROT3、BZR1和ARF6均为基因
(1)图中四种激素在调控下胚轴伸长方面表现为____________作用。
(2)phyB的化学本质是色素一蛋白复合体。已知phyB存在非活化(Pr)和活化(Pfr)两种形式。正常光照环境下,R:FR较高,phyB主要以活化形式存在,其可进入细胞核,通过抑制PFs与BZR1、ARF6的启动子结合,以调控其转录,调节幼苗下胚轴的伸长。荫蔽胁迫下,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。已知“荫蔽胁迫”导致了萌发后生长阶段的下胚轴、叶柄及茎秆的过度伸长,这有利于植物获得更多____________,以适应“荫蔽胁迫”环境。据此分析,高低作物间作模式下低位作物产量降低的原因可能是更多的(营养)物质和能量供给下胚轴、叶柄及茎秆生长。
(3)植物生命活动的调节有基因控制、____________和____________三个方面,它们是相互作用、协调配合的。
19.高等植物的正常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。请联系所学内容回答下列问题:
(1)研究发现,生长素对脱落酸的功能有抑制作用。某生物兴趣小组欲设计实验进行验证。
取若干长势相同并处于生殖生长末期的棉花植株,均分成甲、乙、丙三组,进行如下图所示的处理,观察三组植株叶片脱落的先后顺序。
①图中X处应放置_____,乙、丙两组的自变量是_____。
②若_____,则说明生长素对脱落酸的功能有抑制作用。
(2)人为控制每日光照和黑暗的长度可以改变花期。下图为光周期(日照长短)诱导植物开花的实验。图中植物去掉顶端的全部叶片,A、B植株分别接受长日照、短日照,C、D植株方框内为受短日照处理的部位。
①据图分析可知该植物属于_____(填“短日照”或“长日照”)植物,感受光刺激的部位是_____(填“叶”或“花蕾”)。
②研究发现,光可作为_____(填“信号”或“能量”)被植物体中的光敏色素捕获,进而调控植物的生长发育。尝试分析光周期诱导植物花期改变的原理:_____。
(3)请在下图中用箭头表示调节植物生长发育的环境因素、植物激素和基因表达三者之间的关系。_____。
20.有些植物需经历一段时间的持续低温才能开花。这种经历低温诱导促使植物开花的作用称为春化作用。V3基因是春化的活化基因。
(1)春化作用说明植物的生长发育过程不仅受植物激素调节,还受_____调节。植物进化出春化作用机制对其适应生存环境的意义是_____。
(2)研究发现,与20℃培养相比,低温(5℃)培养的拟南芥根尖分生区的N8蛋白浓度明显升高。将野生型拟南芥和N8高表达突变株(n8)放在20℃条件下培养,检测V3基因转录水平,结果如图1.综合上述实验结果推测_____。
(3)为探究温度信号对拟南芥N8蛋白的影响机制,科研人员做了系列实验。
实验1:在5℃条件下培养野生型拟南芥28天,再转至20C条件下培养8天,定期取样检测拟南芥中N8基因相对表达水平,结果如图2。
实验2:在5℃条件下培养野生型拟南芥28天,用CHX(翻译抑制剂)处理后分成两组,分别在5'C和20C下培养,定期取样检测拟南芥中N8含量,结果如图3。
图2结果说明_____。实验2证明N蛋白的降解不响应温度信号,理由是_____。
(4)研究人员推测:由于低温条件下植物生长速度缓慢,导致单位质量拟南芥的N8蛋白含量上调。为验证该推测,实验组选择的实验材料、培养条件、使用的试剂及检测指标分别是_____。
a、野生型拟南芥b、N8高表达突变株(n8)
c、5℃培养d、20℃培养
e、植物生长抑制剂f、蒸馏水
g、植株N8蛋白浓度h、植株干重
回归课本之新教材的查缺补漏-09植物对于光、重力等的感知
专题9 植物对于光、重力等的感知
1.光作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程。
2.光敏色素
(1)植物具有能够接受光信号的分子,光敏色素是其中的一种。光敏色素主要吸收红光和蓝紫光。
(2)光敏色素是一类蛋白质,分布在植物各个部位,其中在分生组织的细胞内比较丰富。
(3)作用机理:受到光照射→光敏色素的结构发生变化→信息会经过信息传递系统传导到细胞核内→影响特定基因的表达→表现出生物学效应。
1.下列关于植物生命活动调节的相关叙述,错误的是( )
A.有些植物要经历低温诱导才能开花
B.重力会影响植物生长发育和形态建成
C.光敏色素能吸收红光和远红光用于光合作用
D.不同种植物激素的调节往往表现出一定的顺序性
2.毒麦是一种长日照植物, 科研人员进行相关研 究,结果如图所示。长日照处理为:8 小时 的自然光光照, 而后 16 小时的低强度光照。 下列叙述正确的是( )
A.毒麦植株年龄越大,植株开花需要的光诱导 循环次数越少
B.长日照循环的次数越多,越有利于毒麦植株 的营养生长和生殖生长
C.若在 16 小时的低强度光照期间给予 2 小时 的自然光光照, 毒麦将不能正常开花
D.随毒麦植株年龄的增长,可能其叶片细胞产生能够感受日长的光敏色素的能力增强
3、光对植物颜色的影响:
①机理:叶绿素的形成需要光。种子在黑暗中萌发,长成的幼苗叶片中缺乏叶绿素,表现为“黄化苗”。
②应用:韭黄、蒜黄的培育。
4、光对植物形态的影响:
①植物的向光性:单侧光照使向光侧的生长素向背光侧转移,导致背光侧生长较快,从而使植物向光生长。向光性使植物得到尽可能多的光照。
②豆芽的形态变化:黑暗中的幼苗下胚轴较长,使幼苗尽快出土;一旦见光,子叶展开,上胚轴快速生长,长成豆苗,以接受光照。
5、光对植物开花的影响
①长日照植物:长日照植物是指只有当日照长度超过临界日长(14~17小时),或者说暗期必须短于某一时数才能形成花芽的植物。否则不能形成花芽,只停留在营养生长阶段。如冬小麦、大麦、油菜、萝卜等,纬度超过60°的地区,多数植物是长日照植物。
②短日照植物:短日照植物是指只有当日照长度短于其临界日长(少于12小时,但不少于8小时)时才能开花的植物。在一定范围内,暗期越长,开花越早,如果在长日照下则只进行营养生长而不能开花。许多热带、亚热带和温带春秋季开花的植物大多属于短日照植物,如大豆、玉米、水稻、紫花地丁等。
6、光对植物生长发育有两种作用
3.自然界中,植物开花与光照有关。在24h昼夜周期中,日照长度长于一定时数才能开花的植物称为长日照植物,日照长度短于一定时数才能开花的植物称为短日照植物。下图是某短日照植物的开花与光照处理方式的研究结果,下列叙述错误的是( )
A.光照影响植物的开花与基因选择性表达有关
B.植物能够对光做出反应跟光敏色素有关,光敏色素主要吸收红光和蓝紫光
C.据图分析可知,控制开花的因素主要是持续黑暗的时长
D.菊花属于短日照植物,若使其在夏季开花,可适当延长黑暗时长
4.阳生植物受到周围植物遮蔽时,茎伸长速度加快,使株高和节间距增加,叶柄伸长,这种现象称为避阴反应,而阴生植物通常无此反应。
(1)自然光被植物滤过后,其中红光(R)/远红光(FR)的值会下降,原因是______________________。R/FR的变化会引起植物的避阴反应,从适应环境的角度分析其生理意义:_______________。
(2)研究发现,光敏色素可使植物感知其他植物的遮蔽。现有野生型和光敏色素B突变型(缺乏有相关功能的光敏色素B)拟南芥若干,利用这两种拟南芥验证光敏色素B能使植物具有避阴反应,请用表格写出实验设计思路并预测实验结果_______________。
(3)光敏色素B可感知R/FR的变化,调控某些基因表达,如激活生长素(IAA)、赤霉素(GA)合成相关基因的转录,促进茎秆伸长。GA还可作用于D蛋白(抑制植物生长蛋白),参与植物的避阴反应。
①依据上述信息,完善避阴反应中相关物质的相互关系及作用模式图。方框中选填“IAA”“GA”“D蛋白”,括号中选填“+”“-”(+表示促进,-表示抑制)_______________。
②研究发现乙烯也会参与多种植物的避阴反应,其功能的实现部分依赖于提高植物对赤霉素信号的敏感度,试推测其可能的机制:____________________。
(4)综合以上植物避阴反应的机理,说明植物生长发育的调控是由____________共同完成的。
1、温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动从而参与调节植物的生长发育;植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。
2、春化作用与植物的生长
(1)植物花的形成除了内部发育因素,还受外界环境条件的严格调控,主要是春化和光周期。
(2)低温诱导植物开花的形成,称为春化作用。开花受低温影响的植物,主要是一些二年生植物(如芹菜、萝卜、白菜、葱、蒜、天仙子等)和一些冬性一年生植物(如冬小麦、冬黑麦等)。
(3)在春化过程结束前,如遇高温,春化作用的效果就会削弱或消除,这种现象称为脱春化作用。冬季气温过高会导致小麦减产就是这个道理。
(4)春化形成的刺激物质称为春化素,通过春化植株的叶片同种嫁接,使没经过春化的植株开花,证明了春化素的存在。
5.下列关于环境因素对植物生命活动的影响,叙述错误的是( )
A.在温带地区可以根据年轮大致推测出树木的年龄
B.位于细胞膜上的光敏色素感知光信号被激活,影响基因的表达
C.有些植物需要经过春化作用才能开花,有利于躲过恶劣的环境
D.根的向地性和茎的背地性均与重力造成生长素分布的不均衡有关
6.冬小麦在生长期需要经历一段时间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被称为春化作用。研究发现,若每天使用一定浓度的赤霉素(GA)连续处理冬小麦20天后,冬小麦生长加快,不经过春化作用也能开花。下列叙述错误的是( )
A.春化过程中,低温诱导GA基因直接合成GA,促进开花
B.春化作用有利于小麦避免在寒冷开花后无法正常结果的情况
C.春化作用后,冬小麦细胞中自由水和结合水的比值可能升高
D.开花对洋葱的品质不利,消除春化作用有利于得到较大的鳞茎
1、重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。
2、作用机理:植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞,可以将動信号转换
成运输生长素的信号,造成生长素分布的不均衡,从而调节植物的生长方向。
3、淀粉—平衡石假说
“淀粉—平衡石假说”是被普遍承认的一种解释重力对植物生长调节的机制,该假说认为,植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞即平衡石细胞来实现的。
7.“淀粉—平衡石假说”认为植物依靠富含“淀粉体”的平衡石细胞感受重力的刺激。当重力方向发生改变时,平衡石细胞中的“淀粉体”就会沿着重力方向沉降,引起植物体内一系列信号分子的改变,如通过影响生长素的运输导致生长素沿着重力刺激的方向不对称分布,从而造成重力对植物生长的影响。下列有关叙述错误的是( )
A.富含“淀粉体”的细胞可感受重力的方向
B.“淀粉体”能促进重力信号转换成运输生长素的信号
C.茎的近地侧生长素分布较多,细胞生长快,使茎背地生长
D.根的近地侧生长素分布较多,细胞生长快,使根向地生长
8.“淀粉-平衡石假说”认为,植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞,即平衡石细胞来实现的。在垂直放置的根中,平衡石停留在根冠细胞的基部,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)。下列分析正确的是( )
A.重力是调节植物生长发育和形态建成的唯一重要环境因素
B.在水平放置的根中,近地侧伸长慢的原因是其IAA浓度高于远地侧
C.IAA在根部只能从形态学上端(根冠)向形态学下端(伸长区)运输
D.根向重力生长与平衡石细胞中的淀粉体将重力信号转换成合成生长素的信号有关
植物生长发育的调控,是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的网络。
(1)基因表达调控:植物的生长、发育、繁殖、休眠,都处在基因适时选择性表达的调控之下。
(2)激素调节:
①激素作为信息分子,会影响细胞的基因表达从而起到调节作用。
②激素的产生和分布是基因表达调控的结果,也受到环境因素的影响。
(3)环境因素:调控基因表达以及激素的产生、分布。
9.植物生长发育的调控,是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的网络。下列说法错误的是( )
A.太阳光中的可见光作为信号,被叶绿体中的色素识别、吸收,用于光合作用
B.光信号使得生长素在茎尖分布不均匀,导致尖端下面一段向光弯曲生长
C.生长素和赤霉素在促进细胞生长、生长素和细胞分裂素在促进细胞分裂上均有协同作用
D.生长素浓度增加到一定程度时,会促进乙烯合成,乙烯会抑制生长素促进细胞伸长的作用
10.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。请根据资料并结合所学内容回答下列问题。
资料1:在实验条件下,离体的植物细胞,在只有生长素(IAA)的条件下,会形成大量多核细胞。如果同时存在细胞分裂素(CTK),IAA就能促进细胞迅速分裂。
资料2:拟南芥赤霉素(GA)缺陷型突变体的种子GA含量极低,在缺乏外源GA的培养基上是不能发芽的。若诱变处理,筛选出能够发芽的回复突变株,发现有的回复突变株不能合成GA,而是ABA缺陷型突变株。检测发现这种双突变株种子内两种激素的绝对水平都极低。只是脱落酸(ABA)与赤霉素(GA)的比值与野生型相同,都比较低。
资料3:有些植物的开花需要较长时间的日照,这些植物一般在春末夏初开花,如菠菜;有些植物的开花需要较短时间的日照,这些植物一般在秋季开花,如菊科植物。我们把前者叫长日照植物,后者叫短日照植物。长日照植物开花有一个最小日照长度,短日照植物开花有一个最大日照长度﹐植物开花所需要的极限日照长度叫临界日长。有人用一种短日照植物苍耳做了下图中A、B、C三组实验。
A组:给予短日照,苍耳开花
B组:给予短日照,但用光照中断暗期,苍耳不开花
C组:给予短日照,但用黑暗中断光期,苍耳开花
资料4:为了研究植物生长调节剂芸苔素对侧枝长度的影响,以拟南芥的野生型植株和突变体植株为实验材料进行了实验,实验结果如下图。
(1)由资料1可知,生长素和赤霉素在细胞分裂中具有_______作用,生长素主要促进_______分裂,而赤霉素主要促进________的分裂。
(2)从资料2中得到结论是_______。
(3)由资料3可知,光期和暗期两者中,_______对短日照植物开花更重要。可采用_______措施让苍耳提前开花。
(4)资料4的实验自变量是_______。从实验结果可以看出芸苔素能促进_______(填“突变体”或“野生型”)拟南芥侧枝的伸长,________(填“能”或“不能”)解除植物的顶端优势。
11.光、温度、重力等环境因素对植物生长发育起重要的调节作用,下列叙述错误的是( )
A.光敏色素是一类蛋白质(色素—蛋白复合体)
B.植物分布的地域性很大程度上就是由光照决定的
C.春化作用能说明温度参与植物生长发育的调节
D.植物对重力的感受是通过平衡石细胞来实现的
12.植物的开花受到多种途径的调控。某植物成花诱导的基因调控机制如图所示,FLC和CO表示基因,分别表达FLC蛋白和CO蛋白。下列分析错误的是( )
A.FLC属于开花抑制因子基因
B.春化作用会抑制FLC蛋白的合成以解除开花抑制
C.植物细胞内的CO蛋白可能会出现昼夜节律性变化
D.光质途径通过光敏色素结构的改变直接影响核基因表达
13.高等植物的生长发育受到环境因素调节,光、温度、重力对植物生长发育的调节作用尤为重要,请判断下列说法正确的有几项( )
①光敏色素是一类色素-蛋白复合体,主要吸收红光和远红光②在受到光照射时,光敏色素的结构会发生变化③植物分布的地域性很大程度上是由光照决定的④高等植物正常生长发育需要各个器官、组织、细胞之间的协调和配合⑤年轮、春化作用均能说明温度参与植物生长发育的调节⑥植物对重力的感受是通过平衡石细胞来实现的
A.三B.四C.五D.六
14.“淀粉平衡石假说”认为根向地生长的原因是在根冠中存在一种平衡细胞,含有能感受重力刺激的淀粉体。当植株横放时,平衡细胞的生命活动如下图所示,①~④是调节过程。内质网释放钙离子的量会影响钙调蛋白的激活数量。下列叙述正确的是( )
A.切除根冠后,幼根的向地生长会受到抑制
B.淀粉体最终将重力信号转变成运输生长素的信号
C.生长素泵功能的正常进行依赖被激活的钙调蛋白
D.当内质网中初始钙离子水平较低时,根横放时其向地性程度增强
15.下列有关环境因素与高等动植物生命活动调节的叙述,正确的是( )
A.植物细胞内的光敏色素主要吸收蓝光,通过改变自身结构引发胞内信号转导,影响特定基因转录
B.重力可能会使植物平衡石细胞中"淀粉体"分布不均,通过影响生长素合成使其分布不均
C.炎热环境可能使机体调节功能紊乱,说明外环境保持相对稳定是内环境维持稳态的前提
D.外界环境变化和机体通过调节细胞代谢的活动,都可能使内环境的成分和理化性质发生波动
16.植物的生长发育的调控,是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的(三者关系如下图)。下列说法不正确的是( )
A.图中a、b、c依次代表植物激素、基因和环境因素
B.单侧光照可以影响生长素在胚芽鞘伸长区的横向运输体现c改变a的分布
C.赤霉素调控萌发大麦种子α-淀粉酶基因表达体现a对b的影响
D.a的产生和分布是b调控的结果,也受到c的影响
17.植物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,三者关系如图所示。相关说法错误的是( )
A.图中a、b、c依次代表基因表达调控、环境因素调节、激素调节
B.激素的产生和分布是基因表达调控的结果,也受环境因素的影响
C.采用适当的修剪、摘心、光照控制等措施,可有效地调控植物株形和花期
D.植物的生长发育过程始终在环境因素的影响、调节下完成,如光在植物生长发育的全过程中都起调节作用
18.植物生长发育与光信号密切相关。农业生产中,高低作物间作模式会导致“荫蔽胁迫”,低位作物主要通过光敏色素B(phyB)感知该环境中红光与远红光比值(R:FR)的降低,从而引发一系列生物学效应,降低了作物产量和品质。下图为光调控幼苗下胚轴伸长的反应机制部分示意图。
注:PIFS是一类具有调控基因转录作用的蛋白质、ROT3、BZR1和ARF6均为基因
(1)图中四种激素在调控下胚轴伸长方面表现为____________作用。
(2)phyB的化学本质是色素一蛋白复合体。已知phyB存在非活化(Pr)和活化(Pfr)两种形式。正常光照环境下,R:FR较高,phyB主要以活化形式存在,其可进入细胞核,通过抑制PFs与BZR1、ARF6的启动子结合,以调控其转录,调节幼苗下胚轴的伸长。荫蔽胁迫下,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。已知“荫蔽胁迫”导致了萌发后生长阶段的下胚轴、叶柄及茎秆的过度伸长,这有利于植物获得更多____________,以适应“荫蔽胁迫”环境。据此分析,高低作物间作模式下低位作物产量降低的原因可能是更多的(营养)物质和能量供给下胚轴、叶柄及茎秆生长。
(3)植物生命活动的调节有基因控制、____________和____________三个方面,它们是相互作用、协调配合的。
19.高等植物的正常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。请联系所学内容回答下列问题:
(1)研究发现,生长素对脱落酸的功能有抑制作用。某生物兴趣小组欲设计实验进行验证。
取若干长势相同并处于生殖生长末期的棉花植株,均分成甲、乙、丙三组,进行如下图所示的处理,观察三组植株叶片脱落的先后顺序。
①图中X处应放置_____,乙、丙两组的自变量是_____。
②若_____,则说明生长素对脱落酸的功能有抑制作用。
(2)人为控制每日光照和黑暗的长度可以改变花期。下图为光周期(日照长短)诱导植物开花的实验。图中植物去掉顶端的全部叶片,A、B植株分别接受长日照、短日照,C、D植株方框内为受短日照处理的部位。
①据图分析可知该植物属于_____(填“短日照”或“长日照”)植物,感受光刺激的部位是_____(填“叶”或“花蕾”)。
②研究发现,光可作为_____(填“信号”或“能量”)被植物体中的光敏色素捕获,进而调控植物的生长发育。尝试分析光周期诱导植物花期改变的原理:_____。
(3)请在下图中用箭头表示调节植物生长发育的环境因素、植物激素和基因表达三者之间的关系。_____。
20.有些植物需经历一段时间的持续低温才能开花。这种经历低温诱导促使植物开花的作用称为春化作用。V3基因是春化的活化基因。
(1)春化作用说明植物的生长发育过程不仅受植物激素调节,还受_____调节。植物进化出春化作用机制对其适应生存环境的意义是_____。
(2)研究发现,与20℃培养相比,低温(5℃)培养的拟南芥根尖分生区的N8蛋白浓度明显升高。将野生型拟南芥和N8高表达突变株(n8)放在20℃条件下培养,检测V3基因转录水平,结果如图1.综合上述实验结果推测_____。
(3)为探究温度信号对拟南芥N8蛋白的影响机制,科研人员做了系列实验。
实验1:在5℃条件下培养野生型拟南芥28天,再转至20C条件下培养8天,定期取样检测拟南芥中N8基因相对表达水平,结果如图2。
实验2:在5℃条件下培养野生型拟南芥28天,用CHX(翻译抑制剂)处理后分成两组,分别在5'C和20C下培养,定期取样检测拟南芥中N8含量,结果如图3。
图2结果说明_____。实验2证明N蛋白的降解不响应温度信号,理由是_____。
(4)研究人员推测:由于低温条件下植物生长速度缓慢,导致单位质量拟南芥的N8蛋白含量上调。为验证该推测,实验组选择的实验材料、培养条件、使用的试剂及检测指标分别是_____。
a、野生型拟南芥b、N8高表达突变株(n8)
c、5℃培养d、20℃培养
e、植物生长抑制剂f、蒸馏水
g、植株N8蛋白浓度h、植株干重
参考答案:
1.C
【分析】激素调节在植物的生长发育和对环境的适应过程中发挥着重要作用,但是,激素调节只是植物生命活动调节的一部分。植物的生长发育过程,在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。光照、温度等环境因子的变化,会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化,进而对基因组的表达进行调节。
【详解】A、有些植物要经历低温诱导才能开花,称为春化作用,A正确;
B、重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素,如根的向地生长和茎的背地生长,B正确;
C、光敏色素可以吸收红光和远红光,红光和远红光作为光信号,不是用于光合作用,C错误;
D、植物生长发育过程中不同种激素调节往往表现出一定的顺序性,例如在植物生长发育阶段细胞分裂素和生长素以及赤霉素含量较高,而在植物果实的成熟阶段,乙烯以及脱落酸的含量较高,D正确。
故选C。
2.A
【分析】分析曲线图和题干信息可知:叶片感受光周期作用的能力和年龄有关:成熟叶片大于未成熟叶片;植物对光周期作用敏感的年龄不同:老龄大于幼龄。
【详解】A、分析曲线图,最老植株经过1个长日照循环可开花,较嫩植株经2个长日照循环可开花,最嫩植株经4个长日照循环可开花,说明毒麦植株年龄越大,植株开花需要的光诱导循环次数越少,A正确;
B、毒麦植株年龄不同, 长日照循环的次数对植株的营养生长和生殖生长的影响也不同,B错误;
C、若在16小时的低强度光照期间给予 2小时的自然光光照,毒麦长日照植物不影响,将能正常开花,C错误;
D、随毒麦植株年龄的增长, 可能其叶片细胞产生能够感受夜长的光敏色素的能力增强,D错误。
故选A。
3.B
【分析】激素调节在植物的生长发育和对环境的适应过程中发挥着重要作用,但是,激素调节只是植物生命活动调节的一部分。植物的生长发育过程,在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。光照、温度等环境因子的变化,会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化,进而对基因组的表达进行调节。
【详解】A、植物的生长发育从根本上看是基因在一定时间和空间上程序性表达的结果,植物的开花亦是如此,A正确;
B、光敏色素的本质是蛋白质,主要吸收红光和远红光,B错误;
C、由图示后两组的实验条件可知,控制开花的因素是持续不断夜间的长度,而不是日照的长度,C正确;
D、菊花属于短日照植物,应该黑暗的长度超过一定的时间才能开花,所以若使其在夏季开花,可适当延长黑暗时长,D正确。
故选B。
4.(1) 植物叶片中的叶绿素吸收红光 有利于捕获更多的光,以提高植物遮阴时的光合作用强度,为生长发育提供物质、能量
(2)
(3) 提高了GA与受体结合的能力(或促进了GA信号转导途径的某个环节)
(4)基因表达调控、激素调节和环境因素调节
【分析】遮阴反应是指阳生植物受到周围植物遮蔽时,茎伸长速度加快,使株高和节间距增加,叶柄伸长的现象。该现象是植物适应环境的体现,有利于捕获更多的光,提高植物遮时光合作用强度,为生长发育提供物质能量的生理意义。
【详解】(1)植物叶片中的叶绿素进行光合作用时主要吸收红光和蓝紫光,自然光被植物滤过后,由于红光被吸收,故红光(R) /远红光(FR)的比例下降。R/FR的变化引起植物的避阴反应,茎伸长速度加快,使株高和节间距增加,叶柄伸长,这有利于植物叶片捕获更多的光,以提高植物遮阴时的光合作用强度,为生长发育提供物质、能量,使得植物能适应环境。
(2)由题意知,该实验是验证光敏色素B使植物具有避阴反应,实验材料是野生型和光敏色素B突变型(缺乏有功能的光敏色素B)拟南芥若干。该实验的自变量是拟南芥的种类、正常光下是否遮阴,因变量是植物是否具有避阴反应。可通过在实验一段时间后,观察茎伸长速度是否加快、株高和节间距是否增加、叶柄是否伸长等现象,来验证光敏色素B使植物具有避阴反应。据以上分析,实验设计思路、预测实验结果可以如表格所示:
(3)①分析题意可知,光敏色素B感知R/FR的变化,调控、促进某些基因表达,如激活生长素(IAA)、赤霉素(GA)合成相关基因的转录,生长素和赤霉素可以协同作用,共同促进细胞伸长,促进茎秆伸长,由于D蛋白为抑制植物生长蛋白,故GA合成之后还可抑制D蛋白的作用,降低D蛋白对避阴反应的抑制效应,故图中信息如下: 。
②乙烯通常具有缩短节间,降低株高等抑制生长的作用,而避阴反应中存在增长节间距、增高株高的现象,可能乙烯提高了GA与受体结合能力或促进GA信号转导途径的某个环节,故乙烯在避阴反应中作用通过依赖于提高植物对赤霉素信号的敏感度从而参与植物避阴反应。
(4)由(1)可知植物的生长发育与环境因素有关,由(3)可知植物的生长发育与光敏色素B感知R/FR的变化,调控某些基因的表达、乙烯和赤霉素的调节有关。根据以上植物避阴反应的机理,说明植物生长发育的调控是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。
5.B
【分析】激素调节在植物的生长发育和对环境的适应过程中发挥着重要作用,但是,激素调节只是植物生命活动调节的一部分。植物的生长发育过程,在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。光照、温度等环境因子的变化,会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化,进而对基因组的表达进行调节。
【详解】A、温带地区四季分明,春夏两季细胞分裂快,秋冬两季细胞分裂慢,会在树干上形成深浅不同的色素带,称为年轮,可以根据年轮数推测出季节转换数,从而推测出树木的年龄,A正确;
B、光敏色素位于细胞内,而不是细胞膜上,B错误;
C、有些植物需要经过春化作用才能开花,有利于躲过恶劣环境,比如如果在冬季来临之前开花,那么可能会因为气温过低而不能正常结果,C正确;
D、根的向地性和茎的背地性均与重力造成生长素分布的不均衡有关,从而引起生长的不均衡,D正确。
故选B。
6.A
【分析】有些植物的种子或幼苗需经过一定的低温处理才会开花结实,此现象叫做春化作用。其实,春化作用的出现和休眠一样,也是植物应付恶劣环境的一种策略,植物在开花期是最脆弱的时候,如果不幸遇上低温,则很容易无法抵抗而导致不开花或死亡。所以经过长久的演化,植物本身便发展出一个适应的策略,那就是等待寒冬过去后再开花结实,以确保繁衍后代的目的。
【详解】A、上述实例能说明赤霉素能产生与春化相同的效果,说明春化作用可能诱导了赤霉素的产生,不是诱导GA基因直接合成GA,A错误;
B、春化作用有利于小麦避免在寒冷开花后,光合速率弱,无法正常结果的情况,B正确;
C、冬季来临之前,植物细胞内自由水/结合水比值会下降,细胞代谢活动降低,避免气温下降时自由水过多导致结冰而损害自身,从而适应寒冷环境,春化作用后,冬小麦细胞中自由水和结合水的比值可能升高,以适应 生长发育需要,C正确;
D、人们对洋葱的需要是鳞茎,开花会消耗大量有机物储存对洋葱的品质不利,消除春化作用有利于得到较大的鳞茎,D正确。
故选A。
7.D
【分析】淀粉-平衡石假说是被普遍承认的一种解释中立对植物生长调节的机制,该假说认为,植物对重力的感受是通过体内一类富含淀粉体的细胞,即平衡石细胞来实现的,当重力的方向发生改变时,平衡石细胞中的淀粉体就会沿着重力方向沉降,引起植物体内一系列信息分子的改变。如通过影响生长素的运输导致生长素沿着重力刺激的方向不对称分布,从而造成重力对植物生长的影响。
【详解】A、由题干信息可知,植物依靠富含“淀粉体”的平衡石细胞感受重力的刺激,当重力方向发生改变时,平衡石细胞中的“淀粉体”就会沿着重力方向沉降,A正确;
B、由题干可知,平衡石细胞中的“淀粉体”会沿着重力方向沉降,引起植物体内一系列信号分子的改变,如通过影响生长素的运输导致生长素沿着重力刺激的方向不对称分布,说明“淀粉体”能促进重力信号转换成运输生长素的信号,B正确;
C、由于受重力影响,茎的近地侧生长素浓度高于远地侧,生长较远地侧快,C正确;
D、高浓度生长素对植物根生长有抑制作用,根的近地侧生长素分布较多,细胞生长受抑制,根的远地侧生长素分布较少,细胞生长快,使根向地生长,D错误。
故选D。
8.B
【分析】分析题意可知:在垂直放置的根中,平衡石停留在根冠细胞的基部,导致经由中柱运来的IAA在根冠均等分布;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,根对生长素比较敏感,近地侧生长素浓度高,生长受到抑制,远地侧生长素浓度低,生长较快,故根向地生长。
【详解】A、重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素,不是唯一因素,还受光照、温度等环境因子影响,A错误;
B、在水平放置的根中,近地侧伸长慢的原因是IAA浓度高于远地侧,根对生长素比较敏感,近地侧生长素浓度高,生长受到抑制,远地侧生长素浓度低,生长较快,B正确;
C、看图可知:IAA在根部既能从伸长区向根冠运输,也能从根冠向伸长区运输,C错误;
D、根据试题分析,根向重力生长与平衡石在根冠细胞中的位置密切相关,植物细胞内的淀粉体感受重力信号的刺激,并将重力信号转变成运输生长素的信号,而不是合成生长素的信号,使近地侧生长素浓度高于远地侧,D错误。
故选B。
9.A
【分析】植物的生长发育受激素的调节,同时环境因素如光、温度、重力等也参与调节植物的生长发育。植物细胞里储存着全套基因,从本质上来说,植物生长发育的调节都处在基因适时选择性表达的调控之下。
【详解】A、可见光能被叶绿体中的色素吸收、传递和转化,用于光合作用,此时光的作用是提供能量,而不是作为信号,A错误;
B、光敏色素等接受光信号,经过一系列过程,使得生长素在茎尖分布不均匀,这种变化能使尖端下部背光侧生长快于向光侧,表现为向光弯曲生长,B正确;
C、生长素和赤霉素都能促进细胞伸长,生长素和细胞分裂素都能促进细胞分裂,其中生长素主要促进细胞核的分裂,细胞分裂素主要促进细胞质的分裂,协同作用于细胞分裂的过程,C正确;
D、生长素浓度增加到一定程度时,会促进乙烯合成,乙烯会抑制生长素的作用,这反映出不同激素在代谢上存在着相互关系,D正确。
故选A。
10.(1) 协同 细胞核 细胞质
(2)种子的休眠与萌发并非取决于赤霉素和脱落酸的绝对含量,而是由二者比例决定,ABA与GA比值较高促进休眠,反之促进萌发
(3) 暗期 延长连续黑暗期
(4) 芸苔素的浓度、拟南芥的类型 野生型 能
【分析】植物体内的激素并非单独发挥作用,而是相互作用、共同调节生物体的生长发育,有的激素起到协同作用,有的激素在某一方面起到拮抗作用。
【详解】(1)由资料1可知,在只有生长素(IAA)的条件下,会形成大量多核细胞,说明生长素能促进细胞分裂;同时存在细胞分裂素(CTK),IAA就能促进细胞迅速分裂,使细胞数目增加,由此可见生长素和赤霉素在细胞分裂中有协同作用,生长素主要促进细胞核分裂,而赤霉素主要促进细胞质的分裂。
(2)拟南芥赤霉素(GA)缺陷型突变体的种子GA含量极低,不能萌发,而诱变产生的双突变株种子内两种激素的绝对水平都极低,脱落酸(ABA)与赤霉素(GA)的比值与野生型相同,都比较低,能正常萌发,说明种子的休眠与萌发并非取决于赤霉素和脱落酸的绝对含量,而是由二者比例决定,ABA与GA比值较高促进休眠,反之促进萌发。
(3)由题意可知,给予短日照时苍耳开花,虽给予短日照但用光照中断其黑暗期时,苍耳不开花,给予短日照但用黑暗中断光照期时,不影响苍耳开花,表明黑暗期对短日照植物开花更重要,即短日照植物开花要求足够长的连续黑暗期,可采用延长连续黑暗期措施让短日照植物苍耳提前开花。
(4)结合实验数据分析可知,本实验的自变量是不同浓度的芸苔素和拟南芥的类型,因变量是侧枝的平均长度。从实验结果可以看出芸苔素能促进野生型拟南芥侧枝的伸长,但对突变型几乎没有起到作用,说明突变型拟南芥可能无法接收到芸苔素的调控信息,由于芸苔素能促进侧枝的生长,因此芸苔素能解除植物的顶端优势,即解除顶芽对侧芽的抑制作用。
11.B
【分析】激素调节只是植物生命活动调节的一部分,植物的生长发育过程,在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。
【详解】A 、光敏色素是一类蛋白质(色素—蛋白复合体),主要吸收红光和远红光, A正确;
B、植物分布的地域性很大程度上是由温度决定的,B错误;
C、春化作用指用低温诱导促使植物开花,说明温度参与植物生长发育的调节,C正确;
D、淀粉—平衡石假说认为:植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞,即平衡石细胞来实现的,D正确。
故选B。
12.D
【分析】光敏色素是一类蛋白质(色素—蛋白复合体),分布在植物的各个部位,其中在分生组织的细胞内比较丰富。在受到光照射时,光敏色素的结构会发生变化,这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内,影响特定基因的表达,从而表现出生物学效应。
【详解】AB、分析图可知,FLC基因抑制开花,FLC属于开花抑制因子基因,春化作用抑制FLC蛋白合成,从而减弱FLC蛋白的抑制作用,以解除开花抑制,AB正确;
C、光周期具有昼夜节律性变化,影响CO基因的表达,所以植物细胞内的CO蛋白可能出现昼夜节律性变化,C正确;
D、受到光照射时,光敏色素的结构会发生变化,这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核,影响特定基因的表达,D错误。
故选D。
13.C
【分析】激素调节在植物的生长发育和对环境的适应过程中发挥着重要作用,但是,激素调节只是植物生命活动调节的一部分。植物的生长发育过程,在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。光照、温度等环境因子的变化,会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化,进而对基因组的表达进行调节。
【详解】①光敏色素是一类色素--蛋白复合体,主要吸收红光和远红光,①正确;
②接受到光照射时,光敏色素的结构会发生变化,这一变化的信息经过信息传递系统传导到细胞核,影响特定基因的表达,从而表现出生物学效应,②正确;
③植物分布的地域性很大程度上是由温度决定的,③错误;
④植物生长发育的调控,是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成,需要各个器官、组织、细胞之间的协调和配合,④正确;
⑤年轮的宽窄同当年降水或温度关系十分密切,春化作用指用低温诱导促使植物开花说明温度参与植物生长发育的调节,⑤正确;
⑥淀粉——平衡石假说认为:植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞,即平衡石细胞来实现的,⑥正确。
故选C。
14.ABC
【分析】由图示分析可知,在重力作用下,淀粉体沉降到下侧内质网上,诱发内质网释放Ca2+,释放的Ca2+与无活性的钙调蛋白激活形成有活性的钙调蛋白,钙调蛋白再作用于生长素泵,使其开放。
【详解】A、幼根向地生长是由根冠平衡石细胞中的淀粉体会沉降到细胞下侧诱发的,若根冠切除后,幼根向地生长会受到抑制,A正确;
BC、由图可知,在重力作用下,淀粉体沉降到下侧内质网上,诱发内质网释放Ca2+,释放的Ca2+与无活性的钙调蛋白激活形成有活性的钙调蛋白,钙调蛋白再作用于生长素泵,使其开放,淀粉体最终将重力信号转变成运输生长素的信号,BC正确;
D、当内质网中初始钙离子水平较低时,经过图示一系列的变化,释放的生长素将会降低,根横放时其向地性程度将减弱,D错误。
故选ABC。
15.D
【分析】淀粉-平衡石假说是被普遍承认的一种解释中立对植物生长调节的机制,该假说认为,植物对重力的感受是通过体内一类富含淀粉体的细胞,即平衡石细胞来实现的,当重力的方向发生改变时,平衡石细胞中的淀粉体就会沿着重力方向沉降,引起植物体内一系列信息分子的改变。如通过影响生长素的运输导致生长素沿着重力刺激的方向不对称分布,从而造成重力对植物生长的影响。
【详解】A、植物细胞内的光敏色素主要吸收红光和远红光,A错误;
B、当重力的方向发生改变时,平衡石细胞中的淀粉体就会沿着重力方向沉降,引起植物体内一系列信息分子的改变,可能会使植物平衡石细胞中“淀粉体”分布不均,通过影响生长素运输使其分布不均,B错误;
C、机体通过自身的调节维持内环境稳态,保证生命活动正常进行和适应外界环境的变化,虽然长时间处于高温环境可能使机体的体温调节功能紊乱,发生中暑,但只要不是外界环境变化过于剧烈,超过机体的调节限度,机体也能通过调节维持内环境稳态,C错误;
D、外界环境的变化和体内细胞代谢活动的进行是内环境成分和理化性质发生波动的原因,D正确。
故选D。
16.B
【分析】1、植物激素是由植物体内产生,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,包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯。
2、植物的生长发育,在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果,同时也会受到环境因素的影响。
【详解】A、环境因素和植物激素都能影响基因的表达,环境因素可改变激素的分布情况,因此图中a、b、c依次代表植物激素、基因和环境因素,A正确;
B、单侧光可改变生长素在胚芽鞘尖端的分布,即横向运输发生在胚芽鞘尖端,而不是胚芽鞘伸长区,B错误;
C、a、b、c依次代表植物激素、基因和环境因素,因此赤霉素调控萌发大麦种子α-淀粉酶基因表达体现a对b的影响,C正确;
D、a、b、c依次代表植物激素、基因和环境因素,激素的产生和分布是基因表达的结果,也受到环境的影响,D正确。
故选B。
17.A
【分析】激素调节在植物的生长发育和对环境的适应过程中发挥着重要作用,但是,激素调节只是植物生命活动调节的一部分。植物的生长发育过程,在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。光照、温度等环境因子的变化,会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化,进而对基因组的表达进行调节。
【详解】AB、环境因素和植物激素都能影响基因的表达,环境因素可改变激素的产生和分布,激素的产生和分布是基因表达调控的结果,因此图中a、b、c依次代表植物激素、基因和环境因素,A错误,B正确;
C、通过调节繁殖期或栽植期,采用修剪、 摘心、施肥和控制水分等措施,可有效地调节株形和花期,C正确;
D、植物的生长发育过程始终在环境因素的影响、调节下完成,光在植物生长、发育的全过程中都起调节作用,其他环境因素也参与调节植物的生长发育,D正确。
故选A。
18.(1)协同##促进
(2) 非活化(Pr ) 减弱 光照
(3) 激素调节 环境因素影响(环境因素)
【分析】1、植物激素是由植物体内产生,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。人们发现的植物激素有生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等。
2、在植物个体生长发育和适应环境的过程中,各种植物激素不是孤立地起作用,而是相互协调、共同调节,植物激素的合成受基因的控制,也对基因的程序性表达具有调节作用。
【详解】(1)据图可知,赤霉素和乙烯促进PIFs的生成,进而促进生长素的生成,生长素促进ARF6基因的表达,油菜素甾醇促进BZR1基因的表达,进而促进ARF6基因的表达,四种激素均能促进植物幼苗下胚轴伸长,表现为协同作用。
(2)据图可知,正常光照下,R:FR增高,非活化Pr转化为活化Pfr,以活化的形式存在,所以荫蔽胁迫下,R:FR降低,Pfi转化为Pr,Pfi的减少减弱了对PIFs的抑制作用,导致下胚轴过度伸长,导致植物长高,有利于植物获得更多的光照。
(3)结合题干及所学知识可知,植物生长发育的调控中,激素作为信息分子会影响基因的表达;激素的产生和分布是基因表达调控的结果,也受环境因素的影响;植物通过光敏色素响应环境变化调控基因表达及激素的产生和分布,因此植物生命活动调节有环境因素、植物激素和基因控制。
19.(1) 空白琼脂块 有无生长素 丙组落叶明显早于甲、乙组
(2) 短日照 叶 信号 光周期诱导光敏色素结构发生改变,影响特定基因的表达,从而改变植物的花期(答案合理即可以)
(3)
【分析】在植物个体生长发育和适应环境的过程中,各种植物激素不是孤立地起作用,而是相互协调、共同调节,植物激素的合成受基因的控制,也对基因的程序性表达具有调节作用。
【详解】(1)①根据题意可知,实验目的是验证生长素对脱落酸的功能有抑制作用,因此自变量为是否含有生长素,甲有顶芽,可产生生长素,乙去掉了顶芽,但在顶芽位置放置含有生长素的琼脂块,为排除琼脂块的作用,丙组X处应放置空白琼脂块,因此乙、丙两组的自变量是有无生长素。
②若生长素对脱落酸的功能有抑制作用,则甲和乙两组的生长素会向下运输抑制叶片的脱落,而丙组由于没有生长素向下运输,不能抑制脱落酸的作用,故叶片脱落较早,因此若丙组落叶明显早于甲、乙组,则说明生长素对脱落酸的功能有抑制作用。
(2)①根据A图接受长日照处理后不开花,而B图接受短日照后开花,可知该植物属于短日照植物,C图叶片接受短日照表现开花,而D图花蕾接受短日照表现为不开花,可知感受光刺激的部位是叶。
②光可作为信号在植物体中被光敏色素捕获,该过程中光不提供能量。光周期诱导植物花期改变的原理可能是:光周期诱导光敏色素结构发生改变,影响特定基因的表达,从而改变植物的花期。
(3)植物生长发育的调控中,激素作为信息分子会影响基因的表达;激素的产生和分布是基因表达调控的结果,也受环境因素的影响;植物通过光敏色素响应环境变化调控基因表达及激素的产生和分布,因此环境因素、植物激素和基因表达三者之间的关系为: 。
20.(1) 环境因素(温度) 避免出现在冬季来临之前开花而无法正常结果的情况
(2)春化过程中低温,植物体内N8的浓度(含量)增加,进而促进了V3的转录。
(3) 低温并未显著促进 N8 基因的转录(表达)/低温、常温 N8 相对表达量无品著差异/低温使N8表达量较高(逐渐提高),温度上升表达量会短暂降低但很快回升
用 CHX 抑制翻泽导致没有新 N8 蛋白合成,但在 5°C和 20°C下,48h内 N8 蛋白的含量并未降低,说明均未被降解
(4)adeg(h可不写)
【分析】春化作用:一般是指植物必须经历一段时间的持续低温才能由营养生长阶段转入生殖阶段生长的现象,我们把这一现象称为春化作用。
【详解】(1)春化作用受持续低温才有,说明植物的生长发育过程不仅受植物激素调节,还受低温(环境)调节;开花和结果代谢加快,需要的能量多,经历持续低温才开花有利于避免出现在冬季来临之前开花而无法正常结果的情况
(2)低温(5℃)培养的拟南芥根尖分生区的N8蛋白浓度明显升高,进而促进了V3的转录。
(3)结合图2曲线可知,低温使N8表达量较高(N8的mRNA水平逐渐提高),温度上升表达量会短暂降低但很快回升;翻译是表达的第二步,用 CHX 抑制翻泽导致没有新 N8 蛋白合成,但在 5°C和 20°C下,48h内 N8 蛋白的含量并未降低(电泳图可知蛋白质含量并未减少),说明均未被降解。
(4)要验证低温条件下单位质量拟南芥的N8蛋白含量上调,自变量是温度,因此实验组选择野生型拟南芥(n8),培养条件为20℃培养,加入植物生长抑制剂,检测植株干重和植株N8蛋白浓度,计算单位质量拟南芥的N8蛋白含量。故选adeg(h可不写)。
【点睛】本题主要考查基因表达的影响因素,要求学生有一定的理解分析能力。
植物(拟南芥)
正常光下(不遮阴)
遮阴
野生型
茎伸长不明显(无避阴反应)
茎明显伸长(有避阴反应)
光敏色素B突变型
茎伸长不明显(无避阴反应)
茎伸长不明显(无避阴反应)
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