专题3 植物调节-植物突变体-【热点专栏】备战2022年高考生物热点知识及技巧名师精讲课件

这是一份专题3 植物调节-植物突变体-【热点专栏】备战2022年高考生物热点知识及技巧名师精讲课件，共39页。PPT课件主要包含了必修三P54，植物激素突变体，B枝条的顶牙，二氧化硅，最下端，ATP，CO2吸收不足，气孔相对开放度小，类囊体基粒，光照强度等内容，欢迎下载使用。

植物生命活动的调节应该从根本上去分析，探究它的具体过程是非常必要的，要深入浅出的解释植物生命获得调节的过程
诱发基因突变的方法有自然突变和人工诱发突变两种，后者有物理因素诱变（如X射线、γ射线等）和化学因素诱发（如甲基磺酸乙酯、乙烯亚胺等）。植物激素突变体可分为两类：其一是合成型突变体，由于基因突变影响激素生物合成过程中的某个（或一个以上）步骤，影响激素水平。其二是敏感型突变体，其体内保存正常激素水平，但由于某种原因（如体内激素运输受阻）使激素不能发挥正常功能，影响激素反应。各种激素都有不同的突变体，为研究植物激素生物合成、降解和生理功能提供了最佳手段。
在遗传分析中，为了获得某一组分的功能，而将其敲除形成的个体叫做突变体。突变体往往具有与野生型不同的表型，这样就为缺失组分的功能提供了有益的信息。同样，现在会将含有某一组分过量表达的个体也称为突变体。
例1.独脚金内酯是近年新发现的一类植物激素。为了研究独脚金内酯类似物GR24对侧枝生长发育的影响，科研人员用GR24处理拟南芥的野生型和突变体植株，结果如图。下列相关叙述错误的是（ ）A.独脚金内酯是植物生命活动起调节作用的微量有机物 B.由图结果可知，GR24的生理作用是抑制植株侧枝的产生 C.由图结果可知，GR24对突变体植株的作用没有体现两重性作用 D. 由图结果可知，野生型植株可能出现了独脚金内酯信息传递的缺陷
解析： 独脚金内酯为植物激素，植物激素是指植物体内一定部位产生，从产生部位运输到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物，A正确；据图显示，用GR24处理拟南芥的野生型和突变体植株，据实验结果推测∶GR24浓度越高，野生型侧枝数目平均值越小，可推知的作用是其抑制侧枝产生，B正确; GR24对突变体植株的作用未体现出低浓度促进高浓度抑制，因此没有体现两重性作用，C正确; GR24处理突变体，对突变体植株几乎没有影响，原因可能出现了独脚金内酯信息传递缺陷，D错误。
例2.油菜素内酯是近年来发现的植物体内具有调节生长发育功能的重要物质，为目前国际公认的第六类植物激素。为探究油菜素内酯（BR）对生长素（IAA）生理作用的影响，研究人员外施一定浓度的BR和不同浓度的IAA处理同一批长势相同的绿豆芽幼根，观察其对主根伸长的影响，结果如图所示。下列分析正确的是（ ）
A．图中曲线I为对照组，本实验中自变量为是否添加BRB．单独用IAA处理，对主根生长的影响不能体现生长素的两重性C．单独分析曲线II，能证明BR可能促进主根生长也能抑制主根生长 D．当IAA为100nml·L-1时，添加BR相比不添加会大大抑制主根生长
例3.某种南瓜矮生突变体可分为两类:激素合成缺陷型突变体和激素不敏感型突变体。为研究某种矮生南瓜的矮生突变体属于哪种类型，研究者应用赤霉素和生长素溶液进行了相关实验，结果如图所示。下列相关分析正确的是
A. 由图可看出，赤霉素能促迸正常植株茎的伸长，生长素对正常植株的作用具有两重性B. 由图可以判断,该矮生南瓜突变体是生长素和赤霉素不敏感型突变体C. 若两种南瓜内生长素和赤霉素的含量都很接近,则可以判断该矮生南瓜突变体是激素合成缺陷型D. 正常南瓜茎的伸长对赤霉素的作用更敏感
例4.某课题组以南瓜为实验材料，应用赤霉素和生长素进行相关研究。结果如下图，据图分析正确的是（ ）
A. 南瓜突变体为上述激素合成缺陷型 B. 生长素和赤霉素生理作用表现为拮抗关系 C. 赤霉素对南瓜突变体生理作用明显 D. 生长素对正常南瓜的生理作用表现两重性
例5.研究发现脱落酸（ABA）的浓度较高时会使种子休眠，而高含量的赤霉素会降解脱落酸并抑制其作用，促进种子萌发，如图表示不同浓度的脱落酸对野生型和突变型（缺乏赤霉素和脱落酸）拟南芥种子萌发的影响，下列叙述正确的是（ ）
A.种子的休眠和萌发受脱落酸和赤霉素的共同催化B.拟南芥种子内无赤霉素和脱落酸时将不能萌发C.野生型拟南芥种子对脱落酸的敏感性高于突变型D.保存种子的过程中可以使用较高浓度的脱落酸处理
例6.已知干旱可促进植物体内脱落酸的合成。取某种植物的野生型和脱落酸缺失突变体幼苗，进行适度干旱处理，测定一定时间内茎叶和根的生长量，结果如图所示。下列分析错误的是（ ）
A．干旱处理40h突变体茎叶长度增加值大于野生型而根相反B．据图推测脱落酸可能具有抑制茎叶生长、促进根生长的作用C．实验中自变量是干旱处理时间，因变量是茎叶和根长度增加值D．根据图示结果推测突变体植株可能不利于在干旱的环境中生长
例7.请回答下列与生命活动调节有关的问题：科学家在研究植株激素的相互作用时发现：植物的生长物质SL与生长素共同调节着顶端优势的形成，研究者发现了一种不能合成SL的豌豆突变体（R），将R突变体与野生型（W）植株进行不同组合的“Y”型嫁接（如图甲，嫁接类型用A∙B/C表示），并测定不同嫁接株的A、B枝条上侧芽的长度，结果如图乙所示．请据图回答：
（1）图甲中，调节顶端优势形成的生长素由 产生，运输到作用部位时需要细胞提供能量。（2）分析图乙结果可知，SL对植物侧芽的生长具有 作用，其合成部位最可能在 填“A”“B”或“C”），合成后运输到特定的部位发挥作用．
（3）R∙RRR•RR嫁接株中 （填“含有”或“不含”）生长素．根据图乙可知其A、B枝条均未表现出顶端优势，这说明生长素抑制侧芽的生长需要 的协助．（4）研究者将W∙W/W组合中A、B部位的顶芽都切除．侧芽表现明显生长现象．若只切除该组合中A部位的顶芽，其侧芽不会明显生长，其最可能的原因是B产生的生长素运至C处，促进 ，从而抑制A中侧芽的生长．
C处合成的SL向上运输至A
解析：（1）甲图中，调节顶端优势形成的生长素由（A、B枝条的）顶芽产生，运输到作用部位时是逆浓度梯度进行的，需要细胞提供能量．（2）据乙图分析，将不能合成SL的豌豆突变体（R）枝条嫁接到野生型（W）植株上，与野生型（W）植株嫁接到野生型（W）植株上，侧芽长度差不多，并长度较短．但是野生型（W）植株枝条嫁接在不能合成SL的豌豆突变体（R）与不能合成SL的豌豆突变体（R）嫁接在不能合成SL的豌豆突变体（R）上，侧芽长度差不多，并长度较长，说明SL合成与根和枝条无关，肯能与嫁接点有关，并SL对植物侧芽的生长具有抑制作用．测量的是枝条长度，可预测SL运输的方向由下往上（由根部向茎部）．（3）R∙R/R嫁接株是不能合成SL的豌豆突变体组合体，含有IAA，根据图乙可知其A、B枝条均未表现出顶端优势，生长素会使植物体出现顶端优势，但是该植物体不能合成SL，可能这说明生长索必需通过SL才能抑制侧芽的生长．（4）研究者将W∙W/W组合中A、B部位的顶芽都切除，侧芽表现明显生长现象．由于B产生的生长素运至C处，促进C处合成的SL向上运输至A，抑制A中侧芽的生长，因此若只切除该组合中A部位的顶芽，其侧芽不会明显生长．
例8.科研人员获得一种叶绿素b完全缺失的某植物突变体，该突变体对强光照环境的适应能力更强（如图）．该突变体植物叶片发育过程中，净光合速率及相关指标的变化见表（“-”表示未测数据）．请回答下列有关问题：
（1）提取该植物突变体的光合色素，应在研磨叶片时加入 ，以加速研磨．用纸层析法分离该突变体叶片的光合色素，缺失的色素带应位于滤纸条的 ．
（2）该突变体和野生型植物的O2释放速率与光照强度的关系如图所示．当光照强度为n时，与野生型相比，突变体单位面积叶片中叶绿体的氧气产生速率 ．当光照强度为m时，测得突变体叶片气孔开放程度比野生型更大，据此推测，突变体固定CO2形成 的速率更快，对光反应产生的 消耗也更快，进而提高了光合放氧速率。
表格中的四组叶片，B的净光合速率较低，推测原因可能是： ， 。
（2）（4）将A、D分别置于光温恒定的密闭容器中，一段时间后，A的叶肉细胞中，将开始积累 ；D的叶肉细胞中，ATP含量将 ．（5）与C相比，D的叶肉细胞的叶绿体中，数量明显增多的结构是 ．
解析：（1）提取色素时，为了加速研磨，应在研磨叶片时加入二氧化硅．分离色素时，叶绿素b在层析液中溶解度最低，扩散的最慢，其色素带位于滤纸条的最下端．（2）据图示曲线知，当光照强度为n时，与野生型相比，突变体单位面积叶片中叶绿体的氧气产生速率较大．光照强度为m时，叶片气孔开放程度大的植株CO2供应充足，固定CO2形成C3的速率更快，消耗光反应产生的NADPH和ATP也更快，从而提高了光合放氧速率．（3）由于叶绿素含量低，导致光能吸收不足；气孔相对开放度小，CO2吸收不足，所以B的净光合速率较低．（4）将A、D分别置于光温恒定的密闭容器中，一段时间后，A的叶肉细胞进行无氧呼吸，所以细胞中将开始积累乙醇；D的叶肉细胞中，气孔相对开放度为81%，说明CO2供应不充足，导致ATP含量增加．（5）D的叶肉细胞的叶绿体中，总叶绿素含量为11.1（mg．g-1．fw-1 ），明显高于C的叶肉细胞的叶绿体中的量，而色素分布在类囊体上，所以D的叶肉细胞的叶绿体中，数量明显增多的结构是类囊体．
例9.研究表明，拟南芥中光敏色素介导的光信号与植物激素脱落酸（ABA）代谢途径相互作用。phyB突变体水稻无法合成光敏色素，利用野生型和光敏色素突变体水稻作为研究材料，分析光敏色素介导的光信号对ABA生物代谢的影响，结果如下图所示。请回答下列问题：
（1）分析实验，phyB突变体与野生型相比体内内源ABA含量差异可能原因是:实验（b）中ABA合成代谢相关基因是OsABAOX_____________（填1、2或3），在phyB突变体中的表达水平明显_____________野生型，而ABA降解代谢相关基因是OsABAOX_____________（填 1、2或3）。
（2）另有实验表明，外源ABA明显抑制光照下生长的水稻种子的萌发，且外源ABA对phyB突变体种子萌发的抑制效果更明显。据此推测，在野生型水稻体内光敏色素通过感受光信号_____________（填“削弱”或“增强”）了ABA对种子萌发的抑制效果。
（3）ABA的生理作用除了抑制种子萌发外，还可以_______________________。
抑制细胞分裂，促进叶和果实的衰老和脱落
解析：据图分析，a图中，叶片和幼苗的野生型的ABA含量都低于突变体，且叶片的野生型和突变体的ABA含量都高于幼苗。b图中，突变体的OsABAOX1基因表达水平低于野生型，而OsABAOX2基因和OsABAOX3基因的表达水平都高于野生型。（1）根据以上分析已知，b图中显示突变体的OsABAOX2基因和OsABAOX3基因的表达水平都高于野生型，导致叶片和幼苗的突变体内源ABA含量都高于野生型；而突变体的OsABAOX1基因的表达水平低于野生型，说明ABA降解代谢相关基因是OsABAOX1。（2）根据题意分析，外源ABA明显抑制光照下生长的水稻种子的萌发，且外源ABA对 phyB突变体种子萌发的抑制效果更明显，说明在野生型水稻体内光敏色素通过感受光信号削弱了ABA对种子萌发的抑制效果。（3）脱落酸（ABA）可以解除种子休眠，还可以抑制细胞分裂，促进叶和果实的衰老和脱落。
例10.下列是有关植物突变体与野生型的研究，请回答相关问题∶I、某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的—半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型，图1显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。（1）光照强度低于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是 ，突变型的光反应强度 （填高于、低于或等于）野生型。（2）光照强度高于P时，突变型的暗反应强度 （填高于、低于或等于）野生型
例10.下列是有关植物突变体与野生型的研究，请回答相关问题∶II、某种番茄的黄化实变体与野生型相比，叶片中的叶绿素、类胡萝卜素含量均降低。净光合作用速率（实际光合作用速率-呼吸速率）、呼吸速率及相关指标如表所示。
（1）叶绿体中色素分布在 上，可用 （试剂）提取;如图2为野生型叶片四种色素在滤纸条上的分离结果，色素在层析液中溶解度最大的是 （填标号）。
（2）在光照充足时给植物番茄叶肉细胞提供 18O，在植物释放的CO2中检测到了18O，请写出18O的转移途径 （用箭头和物质名称表示）（3）番茄的黄化突变可能 （填"促进"或"抑制"）叶绿素a向叶绿素b转化的过程。（4）突变体叶片中叶绿体对CO2的消耗速率比野生型降低了 （μml·m-2·s-1）。研究人员认为气孔因素不是导致突变体光台速率降低的限制因素，依据是____。
18O2→ H218O→ C18O2
突变体叶片细胞中的CO2浓度高
解析∶ I（1）光照强度低于P时，曲线处于上升阶段，此时限制光合作用的因素是自变量，故限制实变型光合速率的主要环境因素是光照强度。由于野生型的净光合速率大于突变型，所以突变型的光反应强度低于野生型。（2）光照强度高于P时，突变型水稻的CO2吸收速率（净光合速率）大于野生型，而两者的呼吸速率相同，因此突变型水稻的实际光合速率大于野生型，故突变型水稻的暗反应强度高于野生型。Ⅱ（1）叶绿体中色素分布在类载体薄膜（其粒） 上，可用无水乙醇提取∶叶绿素a，叶绿素b含有镁元素，而目滤纸条从上到下依次是∶胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，如图为野生型叶片四种色素在滤纸条上的分离结果，叶绿素a的溶解度最大，含量最多。（2）光照充足时给植物番茄叶肉细胞提供18O2，其首先参与有氧呼吸第三阶段生成放射性的水，水再参与有氧呼吸第二阶段生成放射性的二氧化碳。（3）题表中叶绿素a/b与类胡萝卜素/叶绿素升高，叶绿素减少使叶片呈现黄化色泽。可能的原因是突变可能抑制叶绿素a向叶绿索b转化的过程，（4）根据题表可知，突变体叶片中叶绿体的CO2的消耗速率为净光合速率+呼吸速率=5.66＋3.60=9.26，同理，野生型叶片中叶绿体的 CO2）的消耗速率为8.13+4.07=12.20，实变体叶片中叶绿体的CO2的消耗速率比野生型低12.20-9.26=2.94μmlCO2"m-2•s-1.由于突变体叶片中的胞间CO2浓度较高，所以气孔因素不是导致突变体光合速率降低的限制因素。
例11.现有味甘汁多、消暑解 渴、稳定遗传的绿皮（G）、红瓢（R）、小籽（e）西瓜品种甲与白皮（g）、黄熟（r）、大籽（E）西瓜品种乙，三对基因自由组合.已知西瓜的染色体数目2n=22，请根据下面提供的西瓜育种流程图回答有关问题∶
（1）图中①过程所用的试剂为 。通过②途径培育无籽西瓜的方法叫做 ，所结西瓜果实的表现型为 。
（2）种子公司用品种甲作母本、乙作父本，通过⑤途径制得杂交种F1，播种开花后彼此相互授粉，结出的瓜比亲本个大、味甜、品位高，这是利用了的 原理.将此瓜所结种子留下，年再种，却发现有些个体的产量、品质大大下降，这种现象在遗传学上称 .
（3）拟南芥是遗传学研究的模式植物，其突变体可用于验证相关基因的功能．野生型拟南芥的种皮为深褐色（TT），某突变体的种皮为黄色（tt），如图是利用该突变体验证油菜种皮颜色基因（Tn）功能的流程示意图.
假设该油菜Tn基因连接到拟南芥染色体并替换其中一个t基因，则③中进行减数分裂的细胞在联会时的基因型为 ;同时，③的叶片卷曲（叶片正常对叶片卷曲为显性，且与种皮性状独立遗传），用它与种皮深褐色、叶片正常的双杂合体拟南芥杂交，其后代中所占比例最小的个体表现型为 ; 取③的茎尖培养成 16棵植株，其性状通常 （填"不变"或"改变"），所得的转基因拟南芥与野生型拟南芥 （填"是"或"不是"）同一个物种.
解析：（1）图中①过程所用的试剂为秋水仙素，可用于多倍体育种，通过②途径培育无籽西瓜的方法叫做多倍体育种，所结西瓜果实的表现型由三倍体基因型决定的．三倍体基因型为GGgRRrEee，又由于没有授粉，则所结西瓜果实的表现型为绿皮红瓢无籽。（2）种子公司用品种甲作母本、乙作父本，通过⑤途径制得杂交种F1，播种开花后彼此相互授粉，结出的瓜比亲本个大，味甜，品位高，这是利用了杂交优势的原理，将此瓜所结种子留下，来年再种，会出现性状分离，有些个体的产量、品质大大下降。（3）假设该油菜Tn基因连接到拟南芥染色体并替换其中一个t基因，则拟南芥的基因型为Tnt，联会发生在减数第一次分裂的前期，此时染色体已复制，因此③中进行减数分裂的细胞在联会时的基因型为TnTntt，③的叶片卷曲（叶片正常对叶片卷曲为显性，且与种皮性，工神种皮黄色; 对于叶片的形状是测交，且与种皮性状独立遗传），用它与种皮深褐色、叶片正常的双杂合体拟南芥杂交，后代中有3/4子种皮深褐色，1/4种皮黄色，，对于叶片的形状是测交，一半是卷曲、一半是正常，因此其后代中所占比例最小的个体表现型为黄色正常、黄色卷曲．所得的转基因拟南芥与野生型拟南芥之间没有出现生殖隔离，因此依然是同一物种。
例11.近年来研究发现，光不仅能作为能源驱动植物进行光合作用，还能作为信号在植物体中被光敏色素(一种蛋白)捕捉，进而调控植物的生长发育。科研人员对光和脱落酸(ABA)如何影响水稻生长进行了相关研究，测定了野生型水稻和光受体缺失突变体水稻中ABA的含量，结果如图1所示。测定了不同处理下的种子萌发率，结果如图2所示。回答下列问题：
(1)由图1可推测：ABA合成代谢相关基因在突变体水稻中的表达水平_____(填“高于”“等于”或“低于”)野生型，据此分析影响这些基因表达的原因是______________________________________。
光抑制植物ABA合成代谢相关基因的表达
解析　由图1可看出，光受体缺失突变体中ABA的含量高于野生型水稻，可推测ABA合成代谢相关基因在突变体水稻中的表达水平高于野生型；分析结果出现差异的原因是突变体缺失光受体，所以是光抑制植物ABA合成代谢相关基因的表达。
(2)由图2结果分析： ①该实验的自变量包括光照和黑暗、野生型水稻和光受体缺失突变体、____________。②外源ABA处理明显抑制黑暗和光照下生长的水稻种子的萌发，但_____条件下对__________________种子萌发的抑制效果更明显。
③据实验结果可以推测，光信号减弱了ABA对种子萌发的抑制效果，其依据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
在光照条件下，野生型水稻在不同浓度ABA处理下种子萌发率大于突变种子的萌发率(或在不同浓度ABA处理下，野生型水稻在光照条件下的种子萌发率都大于黑暗条件)
解析　题干中关键信息为“光信号减弱了ABA对种子萌发的抑制效果”，所以依据是在光照条件下，野生型水稻在不同浓度ABA处理下种子萌发率大于突变种子的萌发率(或在不同浓度ABA处理下，野生型水稻在光照条件下的种子萌发率都大于黑暗条件)。