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人教版 (2019)选择性必修1第4节 环境因素参与调节植物的生命活动精练
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这是一份人教版 (2019)选择性必修1第4节 环境因素参与调节植物的生命活动精练，共13页。
题组一 分析光对植物生长发育的调节
1.种子萌发、植物生长和开花都接受光的调控,下列说法错误的是( )
A.烟草的种子在有光的情况下才能萌发的原因是需要光照提供能量
B.菠菜只有白天时长超过13小时才开花,所以菠菜通常在春天进行种植
C.植物是通过光敏色素等接受光信号的分子感受光照的
D.红光和蓝光对植物生长发育非常关键
2.(2021福建莆田七中高三月考)如图表示利用碗莲种子所做的探究实验(其他条件适宜且相同),下列叙述不正确的是( )
A.该实验的目的是探究光照、破壳处理和水分对碗莲种子萌发的影响
B.A组和B组对照可以说明种子萌发需要水分
C.C组和E组对照可以说明光照对种子萌发没有影响
D.该实验结果说明碗莲种子萌发需要水分和破壳处理
3.(2021江苏海安高二期中)赤霉素广泛分布于植物生长旺盛的部位,光敏色素(接受光信号的蛋白质)分布在植物的各个器官中。为研究赤霉素和光敏色素在水稻幼苗发育中的作用,科研人员将野生型、光敏色素A的突变体、光敏色素B的突变体的水稻种子播种在含不同浓度赤霉素合成抑制剂(PAC)的固体培养基上,在光照条件下培养8天后,测量幼苗地上部分高度和主根长度,得到如图所示结果。请分析回答:
图一
图二
(1)研究人员将种子播种在固体培养基上,而不是播种在培养液中,其原因是固体培养基能为种子萌发提供 ,同时有利于幼苗扎根。水稻幼苗中赤霉素的主要合成部位是 。
(2)据图一分析,光照条件下,PAC处理对水稻地上部分的生长具有 作用,而光敏色素 (填“A”或“B”)突变体传递的光信号减弱了PAC的该效果。
(3)据图二分析,PAC浓度分别为10-7 ml/L、10-5 ml/L时对野生型水稻幼苗主根生长分别起 、 作用。
(4)农业生产中常用赤霉素进行稻谷浸种,利用的是其 作用。赤霉素在绿叶菜、根菜、果菜类等蔬菜生产中应用广泛。据题目信息分析,使用赤霉素应该注意 。
题组二 参与调节植物生命活动的其他环境因素的分析
4.(2021湖北鄂州部分高中联考协作体高二期中)小麦在即将成熟时,如果经历一段时间的持续干热之后,又遇大雨,种子就容易在穗上发芽,其原因主要是( )
A.高温条件下生长素转移到穗上
B.大雨提供萌发需要的水分
C.高温条件下脱落酸降解
D.雨水条件下乙烯不能正常发挥作用
5.探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度,实验操作如图所示(注:A盒下侧有开口,可以进光)。结果预测及结论如下,其中错误的是( )
A.若A、B中幼苗都向上弯曲生长,且B向上弯曲程度更大,说明重力对生长素分布的影响大于单侧光对生长素分布的影响
B.若A中幼苗向下弯曲生长,B中幼苗向上弯曲生长,说明单侧光对生长素分布的影响大于重力对生长素分布的影响
C.若A中幼苗水平生长,B中幼苗向上弯曲生长,说明单侧光对生长素分布的影响与重力对生长素分布的影响相等
D.若A、B中幼苗都向上弯曲生长,且B向上弯曲程度更大,说明重力对生长素分布的影响小于单侧光对生长素分布的影响
6.植物生长过程中会对重力这一外界刺激产生反应,表现出向地性,这一现象称为重力反应。结合图示回答下列问题:
(1)茎的负向地性利于植物接受更多阳光和空气,根的正向地性利于植物深入土壤吸收 ,这些现象都是植物 的表现。
(2)独脚金内酯是近年发现的一种新型植物激素,在植物体内作用广泛。为研究独脚金内酯是否参与重力反应的调控,研究人员将正常生长状态下的水稻幼苗水平放置后,施加一定浓度的独脚金内酯类似物GR24,一段时间后测量茎的弯曲角度θ(如图1)。实验结果(如图2)表明,GR24能
植株的重力反应。
(3)已知生长素在植物的重力反应中发挥关键作用。为研究GR24影响重力反应的作用机理,研究人员进一步检测了上述幼苗上半侧、下半侧(图1)中生长素响应R基因的表达情况(R基因的表达量与生长素含量呈正相关),实验结果如图3。由对照组的结果可知重力刺激对生长素分布的影响是 ,茎两侧的细胞生长速度表现为 ,从而形成一定角度的弯曲,表现出负向地性。对比实验组和对照组结果,并结合图2可推测 。
(4)为检验上述推测,研究人员在图2实验的基础上补充A、B两组实验,其中A组用生长素类似物NAA处理,B组用 处理。如果观察到的现象是A组幼苗弯曲角度大于对照组,B组幼苗弯曲角度 ,则可进一步证明上述推测的正确性。
题组三 植物生长发育的整体调控的分析
7.(2021山东潍坊高二期中)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。下列有关说法正确的是( )
A.植物体内的光敏色素主要吸收红光和蓝紫光
B.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
C.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
D.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体内的激素无关
8.植物的休眠和生长主要由脱落酸和赤霉素这两种激素调节,其合成途径如下图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.秋天,叶肉细胞内的胡萝卜素含量增加,可提高光合作用速率
B.夏天,在光敏色素的作用下可合成赤霉素,这属于化学信息对植物激素的调控
C.冬天,休眠时,脱落酸的含量增加,而赤霉素的含量减少
D.春天,种子萌发时赤霉素含量会减少
9.某植物的夏季生长开花、冬季休眠,以及种子的萌发和休眠,均与光照、温度的变化有关。其体内几种激素的合成如图所示。下列叙述错误的是( )
A.植物的休眠和生长受到多种激素的平衡协调作用
B.适当升温,②④过程中酶活性的提高较为显著
C.低温和短日照处理将使该植物提前进入休眠状态
D.种子低温储藏时,赤霉素与脱落酸的含量均升高
能力提升练
题组 环境因素参与调节植物生命活动的综合题
1.(2020河南九师联盟高三月考,)某科研小组进行如下实验:将100粒莴苣种子放置在适合生长的恒温条件下,并在黑暗中吸收足够的水分,如下图中的Ⅰ~Ⅴ所示,通过图中不同组合的光照条件处理,48小时后,检查发芽率(发芽种子的比例),得到下图所示结果。下列相关叙述错误的是( )
A.本实验的目的是研究不同光环境对莴苣种子发芽率的影响
B.光直射和黑暗下种子能萌发是因为光反应为暗反应提供了ATP、NADPH
C.由图中实验可知,影响发芽率的关键因素是黑暗处理前是否进行光直射
D.莴苣种子萌发需要合适的温度、水分和氧气等,图中Ⅴ组发芽率应该是100%
2.(不定项)(2021山东枣庄高二期中,)光照、赤霉素和赤霉素合成抑制剂对某种植物茎伸长影响的实验结果如表所示。下列相关叙述中,错误的是( )
A.1、2组比较可以说明赤霉素能促进茎的伸长
B.3、6组或1、4组比较说明延长光照时间能促进茎的伸长
C.4、5组比较可以说明该植物还可以合成赤霉素
D.如果使用赤霉素合成抑制剂并给予8 h/d的光照,茎的长度在3 cm和5 cm之间
3.(2021山东青岛二中高二期中,)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对植物来说,光只是提供能量
②光敏色素是一类色素—蛋白复合体,主要吸收红光和远红光
③接受光照射时,光敏色素的结构会发生变化
④植物分布的地域性很大程度上就是由光照决定的
⑤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
⑥年轮、春化作用均能说明温度参与植物生长发育的调节
⑦植物对重力的感受是通过平衡石细胞来实现的
A.三项 B.四项 C.五项 D.六项
4.()花开花落,春华秋实。植物的生命活动调节受基因的调控、激素的调节和环境因素的影响,它们是相互作用、协调配合的。请回答下列与植物生命活动调节有关的问题:
(1)将休眠状态的某植物种子置于0~5 ℃的低温条件下1~2个月,可使种子提前萌发。处理过程中种子内赤霉素、脱落酸含量的变化情况如图1所示,图中曲线a、b分别表示 的含量变化。据图分析,低温处理可使种子提前萌发的主要原因有① ;② 。
图1
(2)在一天之中,白天与黑夜的相对长度,称为光周期。人们发现,植物开花与光周期有关,其中在24 h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,如冬小麦、大麦、油菜、萝卜等;日照长度短于一定时数就能开花的植物称为短日照植物,如水稻、菊花、苍耳等。某科学家将菊花顶部花芽附近的叶片去掉,并对顶部花芽和下部的叶片作以下四组不同处理,结果如图2所示。
图2
①该实验的目的是探究 。
②由上述实验结果可以推知,菊花感受光刺激的部位是 。
答案全解全析
基础过关练
1.A 烟草种子萌发需要光是因为光照可以引起光敏色素结构发生变化,从而影响特定基因表达,导致种子萌发,光照是作为外界刺激存在的,A错误;春天日照时间长,为长日照植物提供了光照条件,菠菜是长日照植物,所以菠菜通常在春天进行种植,B正确;植物能感受光照是因为植物有接受光信号的分子,如光敏色素,C正确;植物除了主要吸收红光和远红光的光敏色素外,还有感受蓝光的受体,环境中的红光和蓝光对植物生长发育非常关键,D正确。
2.C 由题图可知,A组、B组的自变量是有无水分,B组、C组的自变量是有无破壳处理,B组、D组的自变量是有无光照,因此该实验的目的是探究光照、破壳处理和水分对碗莲种子萌发的影响,A正确;A组和B组对照可说明种子萌发需要水分,B正确;从题图中信息可知,不破壳处理的种子均不萌发,所以破壳是种子萌发的前提条件,探究光照对碗莲种子萌发的影响应对比B组和D组,B组和D组实验结果说明光照对种子萌发无影响,C错误;综合五组实验结果,说明碗莲种子萌发需要水分和破壳处理,D正确。
3.答案 (1)充足氧气(空气) 幼根和幼芽 (2)抑制 B (3)促进 促进 (4)促进种子萌发 合理控制赤霉素的浓度
解析 由题意知:PAC抑制赤霉素的合成。分析曲线图:图一和图二中自变量为PAC浓度和水稻种类,因变量是幼苗地上部分和主根的相对长度。图一中随着PAC浓度的增加,地上部分相对高度减小,而光敏色素B突变体相对生长较快。图二中,随着PAC浓度的增加,对根的生长促进作用先增加后降低,最后表现为抑制作用。(1)相对于培养液,固体培养基可以为种子萌发提供充足的氧气,同时有利于幼苗扎根;赤霉素的合成部位主要是幼根和幼芽。(2)从图一可看出,随着PAC浓度的增加,植物地上部分相对高度逐渐减小,所以PAC对地上部分的生长有抑制作用;光敏色素B突变体的抑制效果相对较小,即减弱了PAC的作用。(3)PAC浓度分别为10-7 ml/L和10-5 ml/L时根的相对长度比PAC浓度为0时的长,说明都是起促进作用。(4)赤霉素可以促进种子萌发;根据题目信息,使用赤霉素需要合理控制赤霉素的浓度。
4.C 生长素主要促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等,种子在穗上发芽与生长素关系不大,A错误;持续干热后遇到大雨,种子容易在穗上发芽,这与干热有密切关系,与水分的关系是次要的,B错误;高温条件下脱落酸降解,脱落酸抑制种子萌发的作用解除,所以种子在穗上发芽,C正确;乙烯可促进果实成熟,与种子萌发无关,D错误。
5.D 结合题图分析,A受重力和单侧光的影响,B仅受重力影响。重力使生长素由远地侧向近地侧运输,单侧光使生长素由近地侧向远地侧运输,B受重力影响,不受单侧光影响,近地侧生长素浓度大于远地侧。若重力对生长素分布的影响大于单侧光,则A中近地侧生长素浓度高于远地侧,幼苗向上弯曲生长,且B近地侧生长素浓度高于A近地侧,所以B幼苗也向上弯曲生长,且弯曲程度大于A,A正确;若重力对生长素分布的影响小于单侧光,则A中远地侧生长素浓度高于近地侧,远地侧生长快于近地侧,A幼苗向下弯曲生长,B受重力影响,不受单侧光影响,近地侧生长素浓度高于远地侧,B幼苗表现为向上弯曲生长,B正确,D错误;若B中幼苗向上弯曲生长,说明重力作用使幼苗两侧生长素分布不均匀,而A中幼苗水平生长,说明在重力和单侧光的作用下,幼苗中近地侧和远地侧的生长素含量相同,可推测单侧光对生长素分布的影响与重力对生长素分布的影响相等,C正确。
6.答案 (1)水和无机盐 适应环境 (2)减弱 (3)下半侧生长素含量高于上半侧 下半侧快于上半侧 GR24通过降低生长素不均匀分布的差异从而减弱重力反应 (4)GR24+NAA 大于实验组且小于A组
解析 (1)根的正向地性利于植物深入土壤吸收水和无机盐,是植物适应环境的表现。(2)据图2可知,施加一定浓度的独脚金内酯类似物GR24后,茎的弯曲角度θ减小,说明GR24能减弱植株的重力反应。(3)根据图3可知,对照组的上半侧R基因的表达量较低,下半侧较高,且R基因的表达量与生长素含量呈正相关,即生长素含量上半侧低,下半侧高,导致茎下半侧生长速度快,表现出负向地性。实验组上、下半侧R基因的表达量都比对照组低,即生长素含量降低,且下半侧的生长素含量降低得多,推测GR24通过降低生长素不均匀分布的差异从而减弱重力反应。(4)为检验上述推测,可在图2实验的基础上补充A、B两组实验,A组用生长素类似物NAA处理,B组用生长素类似物处理的同时补充GR24,通过观察茎的弯曲程度来推测GR24是否通过降低生长素不均匀分布的差异从而减弱重力反应。如果推测成立,则A组幼苗弯曲角度大于对照组,B组幼苗弯曲角度大于实验组且小于A组。
7.B 植物细胞里储存着全套基因,从本质上来说,植物生长、发育、繁殖、休眠都处在基因适时选择性表达的调控之下。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。植物体内的光敏色素主要吸收红光和远红光,A错误;植物激素不能提供能量,也不能催化化学反应,只是作为信息分子,调控细胞的基因表达,B正确;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,C错误;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化、分裂都受生长素、细胞分裂素等激素的调节,D错误。
8.C 秋天植物体内叶绿素分解,类胡萝卜素的比例增加,植物光合作用强度减弱,A错误;光敏色素通过吸收光来调节植物的生长发育,B错误;脱落酸促进休眠,赤霉素打破休眠,C正确;赤霉素能解除种子休眠,促进萌发,春天种子萌发时赤霉素含量会增加,D错误。
9.D 植物的各种生命活动不是由单一激素控制的,而是受各种激素相互作用,植物的休眠和生长也受到多种激素的平衡协调作用,A正确;赤霉素可促进种子萌发,细胞分裂素能够促进细胞分裂,由题意可知,该植物夏季开花、冬季休眠,因此适当升温,②④过程中酶活性的提高较为显著,有助于赤霉素和细胞分裂素的合成,B正确;脱落酸可使植物保持休眠,在低温和短日照的条件下,植物体内脱落酸含量会增加,使该植物提前进入休眠状态,C正确;赤霉素有促进种子萌发的作用,脱落酸有维持种子休眠的作用,所以在种子低温储藏的过程中,赤霉素含量逐渐减少,脱落酸含量逐渐增加,D错误。
能力提升练
1.B 种子萌发的环境条件为一定的水分、适宜的温度和充足的空气等;自身条件是胚是完整的、胚是活的、种子不在休眠期以及含有发育所需的营养物质等。题述实验的目的是研究不同光环境对莴苣种子发芽率的影响,A正确;光直射下种子能萌发可能与光谱、光直射量等能促进种子萌发有关,未萌发的种子不能进行光合作用,B错误;根据图中实验对比分析可知,影响发芽率的关键因素是黑暗处理前是否进行光直射,C正确;莴苣种子萌发需要合适的温度、水分和氧气等,根据影响发芽的关键因素是黑暗处置前的光直射处理,V组黑暗前有直射光照射,故图中V组发芽率应该是100%,D正确。
2.D 1组为对照组,2组为实验组,自变量是有无赤霉素,因变量为茎的长度,1组和2组对比,2组的茎长度更长,说明赤霉素能促进茎的伸长,A正确;3、6组或1、4组的自变量是光照时间,通过对比可知,光照时间更长的6组和4组的茎长度更长,说明延长光照时间能促进茎的伸长,B正确;4组和5组的自变量为是否有赤霉素合成抑制剂,通过对比,5组的茎长度更短,4组的茎长度更长,说明赤霉素合成抑制剂抑制了赤霉素的合成,进而说明植物可以合成赤霉素,C正确;使用赤霉素合成抑制剂并给予8 h/d的光照,会抑制茎的伸长,因此茎的长度小于3 cm,D错误。
3.C 环境因素(光照、温度、重力等)对植物的生长发育有一定的影响。对植物来说,光不只是起提供能量的作用,还能作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程,①错误;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正确;接受光照射时,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内,影响特定基因的表达,从而表现出生物学效应,③正确;植物分布的地域性很大程度上是由温度决定的,④错误;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的,需要各个器官、组织、细胞之间的协调和配合,⑤正确;年轮的宽窄同当年降水和温度关系十分密切,春化作用指用低温诱导促使植物开花,均能说明温度参与植物生长发育的调节,⑥正确;“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,⑦正确。故选C。
4.答案 (1)脱落酸、赤霉素 低温使赤霉素含量升高,促进种子萌发 低温使脱落酸含量降低,抑制种子发芽的作用减弱 (2)菊花感受光周期刺激的部位是顶部的花芽还是下部的叶片 下部的叶片
解析 植物激素亦称植物天然激素或植物内源激素,是指植物体内产生的一些微量而能调节植物自身生理过程的有机化合物。植物体内常见的激素有生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯。它们都是小分子有机化合物,但它们的生理效应却非常复杂、多样。从影响细胞的分裂、伸长、分化到影响植物发芽、生根、开花、结实、性别决定、休眠和脱落等,植物激素对植物的生长发育有重要的调控作用。生长素、赤霉素、细胞分裂素能促进植物生长和发育过程,而脱落酸和乙烯的作用则是抑制植物生长,促进成熟和衰老。(1)由坐标曲线图可知,随着低温处理时间的延长,激素a含量下降,激素b含量先升高后下降。赤霉素可促进发芽,脱落酸可抑制发芽,已知低温处理可使种子提前萌发,因此可判断b是赤霉素,a是脱落酸;低温处理可使赤霉素含量升高,促进种子萌发,同时可使脱落酸含量降低,抑制种子发芽的作用减弱,因此种子提前萌发。(2)已知菊花是短日照植物,通过该实验的处理可知,短日照和长日照处理的部位是顶部的花芽和下部的叶片,因此该实验的目的是探究菊花感受光周期刺激的部位是顶部的花芽还是下部的叶片。由图示结果可以推知,当下部叶片受到短光照的时候,菊花才会开放,所以推测菊花感受光周期刺激的部位是下部的叶片。
1
2
3
4
5
6
光照
8 h/d
8 h/d
8 h/d
16 h/d
16 h/d
16 h/d
激素
无
赤霉素
赤霉素+
赤霉素合
成抑制剂
无
赤霉素合
成抑制剂
赤霉素+
赤霉素合
成抑制剂
茎长度
3 cm
15 cm
11 cm
30 cm
5 cm
24 cm
1.A
2.C
4.C
5.D
7.B
8.C
9.D
1.B
2.D
3.C
题组一 分析光对植物生长发育的调节
1.种子萌发、植物生长和开花都接受光的调控,下列说法错误的是( )
A.烟草的种子在有光的情况下才能萌发的原因是需要光照提供能量
B.菠菜只有白天时长超过13小时才开花,所以菠菜通常在春天进行种植
C.植物是通过光敏色素等接受光信号的分子感受光照的
D.红光和蓝光对植物生长发育非常关键
2.(2021福建莆田七中高三月考)如图表示利用碗莲种子所做的探究实验(其他条件适宜且相同),下列叙述不正确的是( )
A.该实验的目的是探究光照、破壳处理和水分对碗莲种子萌发的影响
B.A组和B组对照可以说明种子萌发需要水分
C.C组和E组对照可以说明光照对种子萌发没有影响
D.该实验结果说明碗莲种子萌发需要水分和破壳处理
3.(2021江苏海安高二期中)赤霉素广泛分布于植物生长旺盛的部位,光敏色素(接受光信号的蛋白质)分布在植物的各个器官中。为研究赤霉素和光敏色素在水稻幼苗发育中的作用,科研人员将野生型、光敏色素A的突变体、光敏色素B的突变体的水稻种子播种在含不同浓度赤霉素合成抑制剂(PAC)的固体培养基上,在光照条件下培养8天后,测量幼苗地上部分高度和主根长度,得到如图所示结果。请分析回答:
图一
图二
(1)研究人员将种子播种在固体培养基上,而不是播种在培养液中,其原因是固体培养基能为种子萌发提供 ,同时有利于幼苗扎根。水稻幼苗中赤霉素的主要合成部位是 。
(2)据图一分析,光照条件下,PAC处理对水稻地上部分的生长具有 作用,而光敏色素 (填“A”或“B”)突变体传递的光信号减弱了PAC的该效果。
(3)据图二分析,PAC浓度分别为10-7 ml/L、10-5 ml/L时对野生型水稻幼苗主根生长分别起 、 作用。
(4)农业生产中常用赤霉素进行稻谷浸种,利用的是其 作用。赤霉素在绿叶菜、根菜、果菜类等蔬菜生产中应用广泛。据题目信息分析,使用赤霉素应该注意 。
题组二 参与调节植物生命活动的其他环境因素的分析
4.(2021湖北鄂州部分高中联考协作体高二期中)小麦在即将成熟时,如果经历一段时间的持续干热之后,又遇大雨,种子就容易在穗上发芽,其原因主要是( )
A.高温条件下生长素转移到穗上
B.大雨提供萌发需要的水分
C.高温条件下脱落酸降解
D.雨水条件下乙烯不能正常发挥作用
5.探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度,实验操作如图所示(注:A盒下侧有开口,可以进光)。结果预测及结论如下,其中错误的是( )
A.若A、B中幼苗都向上弯曲生长,且B向上弯曲程度更大,说明重力对生长素分布的影响大于单侧光对生长素分布的影响
B.若A中幼苗向下弯曲生长,B中幼苗向上弯曲生长,说明单侧光对生长素分布的影响大于重力对生长素分布的影响
C.若A中幼苗水平生长,B中幼苗向上弯曲生长,说明单侧光对生长素分布的影响与重力对生长素分布的影响相等
D.若A、B中幼苗都向上弯曲生长,且B向上弯曲程度更大,说明重力对生长素分布的影响小于单侧光对生长素分布的影响
6.植物生长过程中会对重力这一外界刺激产生反应,表现出向地性,这一现象称为重力反应。结合图示回答下列问题:
(1)茎的负向地性利于植物接受更多阳光和空气,根的正向地性利于植物深入土壤吸收 ,这些现象都是植物 的表现。
(2)独脚金内酯是近年发现的一种新型植物激素,在植物体内作用广泛。为研究独脚金内酯是否参与重力反应的调控,研究人员将正常生长状态下的水稻幼苗水平放置后,施加一定浓度的独脚金内酯类似物GR24,一段时间后测量茎的弯曲角度θ(如图1)。实验结果(如图2)表明,GR24能
植株的重力反应。
(3)已知生长素在植物的重力反应中发挥关键作用。为研究GR24影响重力反应的作用机理,研究人员进一步检测了上述幼苗上半侧、下半侧(图1)中生长素响应R基因的表达情况(R基因的表达量与生长素含量呈正相关),实验结果如图3。由对照组的结果可知重力刺激对生长素分布的影响是 ,茎两侧的细胞生长速度表现为 ,从而形成一定角度的弯曲,表现出负向地性。对比实验组和对照组结果,并结合图2可推测 。
(4)为检验上述推测,研究人员在图2实验的基础上补充A、B两组实验,其中A组用生长素类似物NAA处理,B组用 处理。如果观察到的现象是A组幼苗弯曲角度大于对照组,B组幼苗弯曲角度 ,则可进一步证明上述推测的正确性。
题组三 植物生长发育的整体调控的分析
7.(2021山东潍坊高二期中)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。下列有关说法正确的是( )
A.植物体内的光敏色素主要吸收红光和蓝紫光
B.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
C.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
D.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体内的激素无关
8.植物的休眠和生长主要由脱落酸和赤霉素这两种激素调节,其合成途径如下图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.秋天,叶肉细胞内的胡萝卜素含量增加,可提高光合作用速率
B.夏天,在光敏色素的作用下可合成赤霉素,这属于化学信息对植物激素的调控
C.冬天,休眠时,脱落酸的含量增加,而赤霉素的含量减少
D.春天,种子萌发时赤霉素含量会减少
9.某植物的夏季生长开花、冬季休眠,以及种子的萌发和休眠,均与光照、温度的变化有关。其体内几种激素的合成如图所示。下列叙述错误的是( )
A.植物的休眠和生长受到多种激素的平衡协调作用
B.适当升温,②④过程中酶活性的提高较为显著
C.低温和短日照处理将使该植物提前进入休眠状态
D.种子低温储藏时,赤霉素与脱落酸的含量均升高
能力提升练
题组 环境因素参与调节植物生命活动的综合题
1.(2020河南九师联盟高三月考,)某科研小组进行如下实验:将100粒莴苣种子放置在适合生长的恒温条件下,并在黑暗中吸收足够的水分,如下图中的Ⅰ~Ⅴ所示,通过图中不同组合的光照条件处理,48小时后,检查发芽率(发芽种子的比例),得到下图所示结果。下列相关叙述错误的是( )
A.本实验的目的是研究不同光环境对莴苣种子发芽率的影响
B.光直射和黑暗下种子能萌发是因为光反应为暗反应提供了ATP、NADPH
C.由图中实验可知,影响发芽率的关键因素是黑暗处理前是否进行光直射
D.莴苣种子萌发需要合适的温度、水分和氧气等,图中Ⅴ组发芽率应该是100%
2.(不定项)(2021山东枣庄高二期中,)光照、赤霉素和赤霉素合成抑制剂对某种植物茎伸长影响的实验结果如表所示。下列相关叙述中,错误的是( )
A.1、2组比较可以说明赤霉素能促进茎的伸长
B.3、6组或1、4组比较说明延长光照时间能促进茎的伸长
C.4、5组比较可以说明该植物还可以合成赤霉素
D.如果使用赤霉素合成抑制剂并给予8 h/d的光照,茎的长度在3 cm和5 cm之间
3.(2021山东青岛二中高二期中,)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对植物来说,光只是提供能量
②光敏色素是一类色素—蛋白复合体,主要吸收红光和远红光
③接受光照射时,光敏色素的结构会发生变化
④植物分布的地域性很大程度上就是由光照决定的
⑤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
⑥年轮、春化作用均能说明温度参与植物生长发育的调节
⑦植物对重力的感受是通过平衡石细胞来实现的
A.三项 B.四项 C.五项 D.六项
4.()花开花落,春华秋实。植物的生命活动调节受基因的调控、激素的调节和环境因素的影响,它们是相互作用、协调配合的。请回答下列与植物生命活动调节有关的问题:
(1)将休眠状态的某植物种子置于0~5 ℃的低温条件下1~2个月,可使种子提前萌发。处理过程中种子内赤霉素、脱落酸含量的变化情况如图1所示,图中曲线a、b分别表示 的含量变化。据图分析,低温处理可使种子提前萌发的主要原因有① ;② 。
图1
(2)在一天之中,白天与黑夜的相对长度,称为光周期。人们发现,植物开花与光周期有关,其中在24 h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,如冬小麦、大麦、油菜、萝卜等;日照长度短于一定时数就能开花的植物称为短日照植物,如水稻、菊花、苍耳等。某科学家将菊花顶部花芽附近的叶片去掉,并对顶部花芽和下部的叶片作以下四组不同处理,结果如图2所示。
图2
①该实验的目的是探究 。
②由上述实验结果可以推知,菊花感受光刺激的部位是 。
答案全解全析
基础过关练
1.A 烟草种子萌发需要光是因为光照可以引起光敏色素结构发生变化,从而影响特定基因表达,导致种子萌发,光照是作为外界刺激存在的,A错误;春天日照时间长,为长日照植物提供了光照条件,菠菜是长日照植物,所以菠菜通常在春天进行种植,B正确;植物能感受光照是因为植物有接受光信号的分子,如光敏色素,C正确;植物除了主要吸收红光和远红光的光敏色素外,还有感受蓝光的受体,环境中的红光和蓝光对植物生长发育非常关键,D正确。
2.C 由题图可知,A组、B组的自变量是有无水分,B组、C组的自变量是有无破壳处理,B组、D组的自变量是有无光照,因此该实验的目的是探究光照、破壳处理和水分对碗莲种子萌发的影响,A正确;A组和B组对照可说明种子萌发需要水分,B正确;从题图中信息可知,不破壳处理的种子均不萌发,所以破壳是种子萌发的前提条件,探究光照对碗莲种子萌发的影响应对比B组和D组,B组和D组实验结果说明光照对种子萌发无影响,C错误;综合五组实验结果,说明碗莲种子萌发需要水分和破壳处理,D正确。
3.答案 (1)充足氧气(空气) 幼根和幼芽 (2)抑制 B (3)促进 促进 (4)促进种子萌发 合理控制赤霉素的浓度
解析 由题意知:PAC抑制赤霉素的合成。分析曲线图:图一和图二中自变量为PAC浓度和水稻种类,因变量是幼苗地上部分和主根的相对长度。图一中随着PAC浓度的增加,地上部分相对高度减小,而光敏色素B突变体相对生长较快。图二中,随着PAC浓度的增加,对根的生长促进作用先增加后降低,最后表现为抑制作用。(1)相对于培养液,固体培养基可以为种子萌发提供充足的氧气,同时有利于幼苗扎根;赤霉素的合成部位主要是幼根和幼芽。(2)从图一可看出,随着PAC浓度的增加,植物地上部分相对高度逐渐减小,所以PAC对地上部分的生长有抑制作用;光敏色素B突变体的抑制效果相对较小,即减弱了PAC的作用。(3)PAC浓度分别为10-7 ml/L和10-5 ml/L时根的相对长度比PAC浓度为0时的长,说明都是起促进作用。(4)赤霉素可以促进种子萌发;根据题目信息,使用赤霉素需要合理控制赤霉素的浓度。
4.C 生长素主要促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等,种子在穗上发芽与生长素关系不大,A错误;持续干热后遇到大雨,种子容易在穗上发芽,这与干热有密切关系,与水分的关系是次要的,B错误;高温条件下脱落酸降解,脱落酸抑制种子萌发的作用解除,所以种子在穗上发芽,C正确;乙烯可促进果实成熟,与种子萌发无关,D错误。
5.D 结合题图分析,A受重力和单侧光的影响,B仅受重力影响。重力使生长素由远地侧向近地侧运输,单侧光使生长素由近地侧向远地侧运输,B受重力影响,不受单侧光影响,近地侧生长素浓度大于远地侧。若重力对生长素分布的影响大于单侧光,则A中近地侧生长素浓度高于远地侧,幼苗向上弯曲生长,且B近地侧生长素浓度高于A近地侧,所以B幼苗也向上弯曲生长,且弯曲程度大于A,A正确;若重力对生长素分布的影响小于单侧光,则A中远地侧生长素浓度高于近地侧,远地侧生长快于近地侧,A幼苗向下弯曲生长,B受重力影响,不受单侧光影响,近地侧生长素浓度高于远地侧,B幼苗表现为向上弯曲生长,B正确,D错误;若B中幼苗向上弯曲生长,说明重力作用使幼苗两侧生长素分布不均匀,而A中幼苗水平生长,说明在重力和单侧光的作用下,幼苗中近地侧和远地侧的生长素含量相同,可推测单侧光对生长素分布的影响与重力对生长素分布的影响相等,C正确。
6.答案 (1)水和无机盐 适应环境 (2)减弱 (3)下半侧生长素含量高于上半侧 下半侧快于上半侧 GR24通过降低生长素不均匀分布的差异从而减弱重力反应 (4)GR24+NAA 大于实验组且小于A组
解析 (1)根的正向地性利于植物深入土壤吸收水和无机盐,是植物适应环境的表现。(2)据图2可知,施加一定浓度的独脚金内酯类似物GR24后,茎的弯曲角度θ减小,说明GR24能减弱植株的重力反应。(3)根据图3可知,对照组的上半侧R基因的表达量较低,下半侧较高,且R基因的表达量与生长素含量呈正相关,即生长素含量上半侧低,下半侧高,导致茎下半侧生长速度快,表现出负向地性。实验组上、下半侧R基因的表达量都比对照组低,即生长素含量降低,且下半侧的生长素含量降低得多,推测GR24通过降低生长素不均匀分布的差异从而减弱重力反应。(4)为检验上述推测,可在图2实验的基础上补充A、B两组实验,A组用生长素类似物NAA处理,B组用生长素类似物处理的同时补充GR24,通过观察茎的弯曲程度来推测GR24是否通过降低生长素不均匀分布的差异从而减弱重力反应。如果推测成立,则A组幼苗弯曲角度大于对照组,B组幼苗弯曲角度大于实验组且小于A组。
7.B 植物细胞里储存着全套基因,从本质上来说,植物生长、发育、繁殖、休眠都处在基因适时选择性表达的调控之下。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。植物体内的光敏色素主要吸收红光和远红光,A错误;植物激素不能提供能量,也不能催化化学反应,只是作为信息分子,调控细胞的基因表达,B正确;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,C错误;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化、分裂都受生长素、细胞分裂素等激素的调节,D错误。
8.C 秋天植物体内叶绿素分解,类胡萝卜素的比例增加,植物光合作用强度减弱,A错误;光敏色素通过吸收光来调节植物的生长发育,B错误;脱落酸促进休眠,赤霉素打破休眠,C正确;赤霉素能解除种子休眠,促进萌发,春天种子萌发时赤霉素含量会增加,D错误。
9.D 植物的各种生命活动不是由单一激素控制的,而是受各种激素相互作用,植物的休眠和生长也受到多种激素的平衡协调作用,A正确;赤霉素可促进种子萌发,细胞分裂素能够促进细胞分裂,由题意可知,该植物夏季开花、冬季休眠,因此适当升温,②④过程中酶活性的提高较为显著,有助于赤霉素和细胞分裂素的合成,B正确;脱落酸可使植物保持休眠,在低温和短日照的条件下,植物体内脱落酸含量会增加,使该植物提前进入休眠状态,C正确;赤霉素有促进种子萌发的作用,脱落酸有维持种子休眠的作用,所以在种子低温储藏的过程中,赤霉素含量逐渐减少,脱落酸含量逐渐增加,D错误。
能力提升练
1.B 种子萌发的环境条件为一定的水分、适宜的温度和充足的空气等;自身条件是胚是完整的、胚是活的、种子不在休眠期以及含有发育所需的营养物质等。题述实验的目的是研究不同光环境对莴苣种子发芽率的影响,A正确;光直射下种子能萌发可能与光谱、光直射量等能促进种子萌发有关,未萌发的种子不能进行光合作用,B错误;根据图中实验对比分析可知,影响发芽率的关键因素是黑暗处理前是否进行光直射,C正确;莴苣种子萌发需要合适的温度、水分和氧气等,根据影响发芽的关键因素是黑暗处置前的光直射处理,V组黑暗前有直射光照射,故图中V组发芽率应该是100%,D正确。
2.D 1组为对照组,2组为实验组,自变量是有无赤霉素,因变量为茎的长度,1组和2组对比,2组的茎长度更长,说明赤霉素能促进茎的伸长,A正确;3、6组或1、4组的自变量是光照时间,通过对比可知,光照时间更长的6组和4组的茎长度更长,说明延长光照时间能促进茎的伸长,B正确;4组和5组的自变量为是否有赤霉素合成抑制剂,通过对比,5组的茎长度更短,4组的茎长度更长,说明赤霉素合成抑制剂抑制了赤霉素的合成,进而说明植物可以合成赤霉素,C正确;使用赤霉素合成抑制剂并给予8 h/d的光照,会抑制茎的伸长,因此茎的长度小于3 cm,D错误。
3.C 环境因素(光照、温度、重力等)对植物的生长发育有一定的影响。对植物来说,光不只是起提供能量的作用,还能作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程,①错误;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正确;接受光照射时,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内,影响特定基因的表达,从而表现出生物学效应,③正确;植物分布的地域性很大程度上是由温度决定的,④错误;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的,需要各个器官、组织、细胞之间的协调和配合,⑤正确;年轮的宽窄同当年降水和温度关系十分密切,春化作用指用低温诱导促使植物开花,均能说明温度参与植物生长发育的调节,⑥正确;“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,⑦正确。故选C。
4.答案 (1)脱落酸、赤霉素 低温使赤霉素含量升高,促进种子萌发 低温使脱落酸含量降低,抑制种子发芽的作用减弱 (2)菊花感受光周期刺激的部位是顶部的花芽还是下部的叶片 下部的叶片
解析 植物激素亦称植物天然激素或植物内源激素,是指植物体内产生的一些微量而能调节植物自身生理过程的有机化合物。植物体内常见的激素有生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯。它们都是小分子有机化合物,但它们的生理效应却非常复杂、多样。从影响细胞的分裂、伸长、分化到影响植物发芽、生根、开花、结实、性别决定、休眠和脱落等,植物激素对植物的生长发育有重要的调控作用。生长素、赤霉素、细胞分裂素能促进植物生长和发育过程,而脱落酸和乙烯的作用则是抑制植物生长,促进成熟和衰老。(1)由坐标曲线图可知,随着低温处理时间的延长,激素a含量下降,激素b含量先升高后下降。赤霉素可促进发芽,脱落酸可抑制发芽,已知低温处理可使种子提前萌发,因此可判断b是赤霉素,a是脱落酸;低温处理可使赤霉素含量升高,促进种子萌发,同时可使脱落酸含量降低,抑制种子发芽的作用减弱,因此种子提前萌发。(2)已知菊花是短日照植物,通过该实验的处理可知,短日照和长日照处理的部位是顶部的花芽和下部的叶片,因此该实验的目的是探究菊花感受光周期刺激的部位是顶部的花芽还是下部的叶片。由图示结果可以推知,当下部叶片受到短光照的时候,菊花才会开放,所以推测菊花感受光周期刺激的部位是下部的叶片。
1
2
3
4
5
6
光照
8 h/d
8 h/d
8 h/d
16 h/d
16 h/d
16 h/d
激素
无
赤霉素
赤霉素+
赤霉素合
成抑制剂
无
赤霉素合
成抑制剂
赤霉素+
赤霉素合
成抑制剂
茎长度
3 cm
15 cm
11 cm
30 cm
5 cm
24 cm
1.A
2.C
4.C
5.D
7.B
8.C
9.D
1.B
2.D
3.C
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