高中生物 （新高考）2021届高三大题优练8 植物生命活动的调节 教师版

例1．生长素是最早发现的一类促进植物生长的激素。以下为研究人员利用水稻进行有关生长素的实验。根据所学知识，回答下列问题：

图1                       图2

（1）水稻植物生长素主要的合成部位是________________，合成的原料是________。

（2）图1表示水稻幼苗生长素浓度与其作用的关系。研究人员测得已经表现出向光性的水稻幼苗，其向光侧的生长素浓度为f，则其背光侧的生长素浓度y的范围为______。

（3）图2表示将水稻的胚芽鞘切除尖端后，在切面一侧放置含不同浓度生长素的琼脂块，并测定各胚芽鞘弯曲生长的角度，结果发现，在一定范围内，随着生长素浓度增加，α先逐渐增大，后逐渐减小，由此可得出结论：______________。

（4）用单侧光照射水稻根，可引起水稻根出现背光生长的现象，其原因可能是_________。

【答案】（1）幼嫩的芽、叶和发育中的种子    色氨酸   

（2）f<y<2f

（3）在一定范围内，随生长素浓度升高，对胚芽鞘生长的促进作用先增强后减弱

（4）在单侧光照射下，背光侧生长素浓度高于向光侧，由于根对生长素浓度敏感，使得背光侧生长受到抑制，而向光侧生长受促进，因此出现根的背光生长现象

【解析】（3）据题图分析可知，在一定范围内，随生长素浓度升高，对胚芽鞘生长的促进作用先增强后减弱。（4）在单侧光照射下，背光侧生长素浓度高于向光侧，由于根对生长素浓度敏感，使得背光侧生长受到抑制，而向光侧生长受促进，因此出现根的背光生长现象。

例2．植物的生长不仅受到激素调控，还受到光的调控。科研人员对光和脱落酸（ABA）如何影响某植物生长进行了研究。

（1）光作为能源驱动植物进行光合作用，光合作用既为植物自身生长发育，也为其他生物的生长发育提供_________。近年来研究发现，光还作为_________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。

（2）科研人员测定了野生型植株和光受体缺失突变体中ABA的含量，结果如图1所示。据实验结果推测，光可能_________。

（3）科研人员测定了不同处理下的种子萌发率，结果如图2所示。

①实验的自变量包括：_________。

②实验结果表明，_________条件下，种子萌发对ABA处理更为敏感。

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_________。

（4）据研究表明，光敏色素蛋白有两种形式：无活性Pr形式和有活性的Pfr形式。黑暗条件下以Pr形式存在，光照会促进Pr转化为Pfr。结合实验结果，推测光照条件下突变体相对于野生型对ABA的作用更敏感的机理为：_________。

【答案】（1）能量和物质    信号   

（2）抑制植物ABA的合成   

（3）光照和黑暗、野生型植株和光受体缺失突变体、ABA的有无和浓度    黑暗    在光照条件下，野生型植株在不同浓度ABA处理下种子萌发率大于突变体种子的萌发率（或在不同浓度ABA处理下，野生型植株在光照条件下的种子萌发率都大于黑暗条件）   

（4）在光照条件下，光敏色素蛋白感受光信号转变成有活性的Pfr形式，Pfr降低了水稻种子对ABA的敏感性（或降低了ABA的浓度），而突变体中缺乏功能性光敏色素蛋白，所以对ABA更为敏感

【解析】（1）光作为能源驱动植物进行光合作用，光合作用既为植物自身生长发育，也为其他生物的生长发育提供能量和物质，近年来研究发现，光还作为光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。（2）科研人员测定了野生型植株和光受体缺失突变体中ABA的含量，根据题图和实验结果推测，光受体缺失突变体ABA含量明显高于野生型，推测光可能抑制植物ABA的合成。（3）科研人员测定了不同处理下的种子萌发率：①实验的自变量包括光照和黑暗、野生型植株和光受体缺失突变体、ABA的有无和浓度。②实验结果表明，野生型黑暗条件和野生型光照条件对照可推知，黑暗条件下，种子萌发对ABA处理更为敏感。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，野生型植株在不同浓度ABA处理下种子萌发率大于突变体种子的萌发率（或在不同浓度ABA处理下，野生型植株在光照条件下的种子萌发率都大于黑暗条件）。（4）据研究表明，光敏色素蛋白有两种形式：无活性Pr形式和有活性的Pfr形式。黑暗条件下以Pr形式存在，光照会促进Pr转化为Pfr。结合实验结果，推测光照条件下突变体相对于野生型对ABA的作用更敏感的机理为：在光照条件下，光敏色素蛋白感受光信号转变成有活性的Pfr形式，Pfr降低了水稻种子对ABA的敏感性（或降低了ABA的浓度），而突变体中缺乏功能性光敏色素蛋白，所以对ABA更为敏感。

1．回答下列有关植物激素的问题。

（1）当植物表现出顶端优势时，顶芽产生的生长素运到相邻侧芽________(填“需要”或“不需要”)消耗ATP。

（2）某研究小组探究避光条件下生长素浓度对燕麦胚芽鞘生长的影响。胚芽鞘去顶静置一段时间后，将含有不同浓度生长素的琼脂块分别放置在不同的去顶胚芽鞘一侧，一段时间后测量并记录弯曲角度(α)。下图为实验示意图。

①α的范围为________________(填180°≥α>0°、180°≥α≥90”或90°≥α>0)。

②在两组实验中若α相同，则琼脂块中含有生长素的浓度________(填一定或不一定)相同。

（3）有科学家认为根的向地生长不仅与生长素有关，还与乙烯的作用有关。为了研究二者的关系，科研人员做了这样的实验：将某种开花植物的根尖放在含不同浓度生长素的培养液中，并加入少量蔗糖作为能源。发现在这些培养液中出现了乙烯，且生长素浓度越高，培养液中乙烯的浓度也越高，根尖生长所受的抑制也越强。此实验设计不够严谨，该如何改进？______________________________________________。据此实验结果，推断水平放置的植物其根向重力生长的原因是______________________________________。

【答案】（1）需要   

（2）90°≥α＞0°    不一定   

（3）该实验设计不够严谨，缺乏对照，为使实验更严谨，还需将另一些等量的根尖放在含等量蔗糖但不含生长素的培养液中，作为对照组    高浓度生长素诱导根细胞合成了乙烯，乙烯抑制了根近地侧的生长   

【解析】（1）当植物表现出顶端优势时，顶芽产生的生长素运到相邻侧芽是一种主动运输，需要消耗能量。（2）①结合题图分析可知，α的范围为90°≥α＞0°。②生长素生理作用具有两重性，故在两组实验中若α相同，则琼脂块中含有生长素的浓度不一定相同。（3）该实验设计不够严谨，缺乏对照，为使实验更严谨，还需将另一些等量的根尖放在含等量蔗糖但不含生长素的培养液中，作为对照组；据实验结果可推断水平放置的植物其根向重力生长的原因是高浓度生长素诱导根细胞合成了乙烯，乙烯抑制了根近地侧的生长。

2．仙客来有“盆花女王”之美誉，一般采用种子繁殖。科研人员用IAA处理仙客来种子，观察并记录种子的发芽情况，部分结果如表所示，请回答下列问题：

（1）在植物体内IAA的主要合成部位是_____________。在这些部位，______（填物质）经过一系列反应可转变成IAA。上述实验中，_____组为对照组，以上实验结果____（填“能”或“不能”）说明IAA的生理作用具有两重性，判断的依据是__________________。

（2）每组实验均需处理多粒种子，原因是______________________

（3）上述浓度中，IAA促进仙客来种子发芽效果最好的是_____mg/L。若欲进一步确定促进仙客来种子发芽的最适浓度，请写出实验思路___________________________。

【答案】（1）幼嫩的芽、叶和发育中的种子    色氨酸    A    不能    与A组相比，B~F组中IAA浓度对种子萌发均表现出促进作用   

（2）避免实验结果的偶然性，减少误差   

（3）25    在20～30mg/L浓度范围内，缩小IAA的浓度梯度设计多组实验，若所测发芽率出现峰值，则峰值所对应的浓度即为最适浓度

【解析】（1）在植物体内IAA的主要合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。在在这些部位，色氨酸经过一系列反应可转变成IAA。上述实验中，A组为空白对照组，以上实验结果不能说明IAA的生理作用具有两重性，因为上述实验中的结果均高于A组的实验结果，没有显示高浓度抑制的特性。（2）实验中为了避免偶然因素的影响，提高实验的可信度，每组实验均需处理多粒种子。（3）上述实验结果显示，IAA促进仙客来种子发芽效果最好的是25mg/L。为进一步确定促进仙客来种子发芽的最适浓度，根据上述实验的结果需要在20～30mg/L浓度范围内，缩小IAA的浓度梯度设计多组实验，根据实验结果中出现的发芽率出现峰值的情况推测最适浓度，则峰值所对应的浓度即为最适浓度。

3．为研究生长素(IAA)和赤霉素(GA)对豌豆黄化幼苗茎切段伸长的影响，设计了以下两个实验：

实验一：用不同浓度的IAA和GA分别处理相同的茎切段，结果如图1所示；

实验二：将相同的茎切段自顶端向下对称纵切到3/4处后，分别做不同的处理，—段时间后，结果如图2所示。

请回答下列问题：

(1)分析图1中实验的自变量是__________，该同学图1的设计实验缺少了一组，该组应该用________处理。

(2)根据图1实验结果中IAA处理的结果能否得出IAA生理作用具有两重性?__________；若想进一步研究IAA和GA之间是否有协同作用，应增加用__________处理茎切段的实验组。

(3)分析图2结果，研究者推测IAA和GA的作用部位有差异，用图2中的甲、乙、丙三组弯曲部位的茎切段为实验材料，分别制作__________(填“横切片”或“纵切片”)进行显微观察。若乙组与甲组对比，观察到乙组__________，则表明IAA作用于表皮细胞；若丙组与甲组对比，观察到丙组__________，则表明GA作用于内部组织细胞。

【答案】(1)激素的种类和浓度    等量蒸馏水   

(2)不能    IAA和GA同时   

(3)纵切片    表皮细胞较长    内部组织细胞较长

【解析】（1）由图可知图1中实验的自变量是激素的种类和浓度，实验一中只有使用激素的实验，没有使用蒸馏水的对照实验，所以实验图1中少空白对照组数据。（2）根据图1实验结果可知，在浓度为250μmol·L−1时促进作用减弱但仍比2μmol·L−1、10μmol·L−1时作用大，所以不能说明出现抑制现象，因此不能反映两重性；实验中IAA和GA都是单独作用于茎段，要研究它们之间相互作用的关系，应该同时用两种激素处理茎切段作为实验组。（3）茎段的伸长是细胞纵向生长的结果，所以应分别制作纵切片进行显微观察。由于乙组用IAA处理，所以乙组表皮细胞较长时，表明IAA作用于表皮细胞；丙组用GA处理，当内部组织细胞较长时，表明GA作用于内部组织细胞。

4．植物激素对作物雄性不育的发生及育性转换起重要的调节作用，科研小组以无雄穗系I17春季（I17sp）秋季（I17au）；正常系N17春季（N17sp）、秋季（N17au）玉米为材料，研究了雄性不育品系中相关激素的变化，结果如下图所示。回答下列问题：

（1）在玉米幼嫩的芽、叶部位，____________经过一系列反应可转变为IAA；秋玉米无雄穗不育品系I17au叶片中的IAA含量在苗期、抽雄期、花粒期均____________相应的春季不育品系I17sp及正常系N17sp、N17au。

（2）IAA亏缺与雄性不育密切相关。IAA氧化酶和过氧化物酶活性会影响IAA的含量。花粉中这两种酶的活性都比较低，使其IAA浓度过高，较高浓度的1AA会使活性很强的花粉处于一种代谢水平很低的状态，推测这一过程的生理意义是_______________________，IAA含量高的组织和器官是营养物质输入的“库”，因此不育系组织中IAA亏缺势必引起物质合成和运输的不足，从而导致____________。

（3）图2中ABA在秋季不育品系组织中的含量____________可育品系。结合图1和图2及影响IAA合成、含量的因素，推测ABA在影响花粉发育中发挥作用的机理是_______________________。

（4）研究表明，玉米雄穗的发生还受日照长度和温度的调控，通常在高温或短日照下无雄穗发生，表现为雄性不育。结合本实验，由此说明对玉米雄性不育的调控是____________的结果。

【答案】（1）色氨酸    （显著）低于   

（2）可减少贮藏养分的消耗（合理即可）    花粉发育异常和败（不）育   

（3）高于    可能通过提高相应部位的1AA氧化酶和过氧化物酶活性，以降低不育品系相应部位的IAA含量（ABA可能通过影响1AA的代谢而影响花粉败育，合理即可）   

（4）多种植物激素代谢和环境因素相互作用

【解析】（1）在玉米幼嫩的芽、叶部位，色氨酸可经过一系列反应转变为IAA；由左图的柱形图可知，秋玉米无雄穗不育品系I17au叶片中的IAA含量在苗期、抽雄期、花粒期均低于相应的春季不育品系I17sp及正常系N17sp、N17au。（2）较高浓度的1AA会使活性很强的花粉处于一种代谢水平很低的状态，进而可减少贮藏养分的消耗（合理即可）。IAA含量高的组织和器官是营养物质输入的“库”，因此不育系组织中IAA亏缺势必引起物质合成和运输的不足，从而导致花粉发育异常和败（不）育。（3）由图2柱形图可知，ABA在秋季不育品系组织中的含量高于可育品系。结合图1和图2中数量关系以及影响IAA合成、含量的因素，推测ABA在影响花粉发育中发挥作用的机理可能是：ABA通过提高相应部位的1AA氧化酶和过氧化物酶活性，以降低不育品系相应部位的IAA含量。（4）玉米雄穗的发生不仅受多种激素的影响还受日照长度和温度的调控，说明对玉米雄性不育的调控是多种植物激素调节和环境因素相互作用的结果。

5．请回答下列与植物生命活动调节有关的问题：

（1）“唤醒沉睡的种子，调控幼苗的生长。引来繁花缀满枝，瓜熟蒂落也有时。靠的是雨露阳光，更离不开信息分子。”文中的“信息分子”是指__________，其中“唤醒沉睡的种子”的主要是__________：其合成部位主要是__________和幼芽；与“瓜熟蒂落”有关的主要是__________。

（2）根据上文描述可以推论：植物的生长发育过程是________________________________________的结果。

（3）通常，叶片中叶绿素含量下降可作为其衰老的检测指标。为研究相关激素对叶片衰老的影响，用银杏离体叶片进行分组实验得到如下结果：

据表分析可得出的结论是：____________________________________________________________。

【答案】（1）植物激素    赤霉素    未成熟的种子、幼根    乙烯和脱落酸   

（2）多种激素相互作用共同调节   

（3）CTK能延缓离体叶片的衰老，ABA能加快离体叶片的衰老，ABA能削弱CTK对离体叶片延缓衰老的作用   

【解析】（1）唤醒沉睡的种子”的激素是赤霉素，与“瓜熟蒂落”有关的激素是乙烯和脱落酸，故文中的“信息分子”是指植物激素，赤霉素合成部位主要是未成熟的种子、幼根。（2）根据上文描述可以推论：植物的生长发育过程是多种激素相互作用共同调节的结果。（3）由分析可知：一定浓度的细胞分裂素CTK溶液处理，一段时间内叶片中叶绿素含量较高；一定浓度的脱落酸ABA溶液处理则叶绿素含量较低；两者同时使用时则介于两者之间，说明CTK能延缓离体叶片的衰老，ABA能加快离体叶片的衰老，ABA能削弱CTK对离体叶片延缓衰老的作用。

6．为验证吲哚乙酸（IAA）在茎尖切段运输方式，用放射性同位素14C标记IAA开展如下图所示的实验。请回答下列问题：

（注：AB为茎尖切段，A端为形态学上端、B端为形态学下端）

（1）实验发现，只有接收琼脂块________（填图中序号）中出现较强放射性，说明IAA在茎尖切段运输方式为______________，IAA的运输过程________（填“需要”或“不需要”）载体参与。

（2）若供应琼脂块所含的IAA没有用14C标记，则无法直接判断琼脂块①②中是否含有IAA。请以胚芽鞘为材料，设计一个实验对琼脂块中是否含有IAA作出判断（要求写出简要实验设计思路和预期的结果）。

实验设计思路：___________________________。

预期的结果：_________________________。

【答案】（1）①    极性运输    需要   

（2）实验设计思路：取生长状况相同的去除了尖端的胚芽鞘分为2组，一组在切口处放①，另一组在切口处放②，在相同且适宜的环境下一段时间后观察并测量胚芽鞘的生长情况    预期的结果：放琼脂块①的胚芽鞘生长，琼脂块②的胚芽鞘不生长

【解析】（1）实验发现，只有接收琼脂块①中出现较强放射性，说明IAA在茎尖切段只能从形态学上端向形态学下端运输，叫做极性运输；IAA的运输过程为主动运输，该过程需要载体参与；（2）要以胚芽鞘为材料，设计实验对琼脂块中是否含有IAA作出判断，实验的自变量依旧是切断的方向，因变量为①②中生长素的有无（表现为尖端是否生长），故实验设计思路为：取生长状况相同的去除了尖端的胚芽鞘分为2组，一组在切口处放①，另一组在切口处放②，在相同且适宜的环境下一段时间后观察并测量胚芽鞘的生长情况。预期的结果：放琼脂块①的胚芽鞘生长，琼脂块②的胚芽鞘不生长。