2023届高考生物二轮复习精研重难点(五)植物激素调节与农业生产学案

这是一份2023届高考生物二轮复习精研重难点(五)植物激素调节与农业生产学案，共8页。
[例1] (2022·山东高考)石蒜地下鳞茎的产量与鳞茎内淀粉的积累量呈正相关。为研究植物生长调节剂对石蒜鳞茎产量的影响，将适量赤霉素和植物生长调节剂多效唑的粉末分别溶于少量甲醇后用清水稀释，处理长势相同的石蒜幼苗，鳞茎中合成淀粉的关键酶AGPase的活性如图。下列说法正确的是( )
A．多效唑通过增强AGPase活性直接参与细胞代谢
B．对照组应使用等量清水处理与实验组长势相同的石蒜幼苗
C．喷施赤霉素能促进石蒜植株的生长，提高鳞茎产量
D．该实验设计遵循了实验变量控制中的“加法原理”
[解析] 由图可知，多效唑可以增强AGPase活性，促进鳞茎中淀粉的合成，间接参与细胞代谢，A错误；由题干信息“适量赤霉素和植物生长调节剂多效唑的粉末分别溶于少量甲醇后用清水稀释”可知，对照组应使用等量的甲醇—清水稀释液处理，B错误；由题图可知，赤霉素降低AGPase的活性，进而抑制鳞茎中淀粉的积累，根据石蒜地下鳞茎的产量与鳞茎内淀粉的积累量呈正相关，喷施赤霉素不能提高鳞茎产量，反而使得鳞茎产量减少，C错误；与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”，用外源激素赤霉素和植物生长调节剂多效唑处理遵循了实验变量控制中的“加法原理”，D正确。
[答案] D
[例2] (2022·湖南高考，改编)植物受到创伤可诱导植物激素茉莉酸(JA)的合成，JA在伤害部位或运输到未伤害部位被受体感应而产生蛋白酶抑制剂Ⅰ(PⅠ-Ⅱ)，该现象可通过嫁接试验证明。试验涉及突变体m1和m2，其中一个不能合成JA，但能感应JA而产生PⅠ-Ⅱ；另一个能合成JA，但对JA不敏感。嫁接试验的接穗和砧木叶片中PⅠ-Ⅱ的mRNA相对表达量的检测结果如图表所示。
注：WT为野生型，m1为突变体1，m2为突变体2；“……”代表嫁接，上方为接穗，下方为砧木：“＋”“－”分别表示有无，“＋”越多表示表达量越高
下列判断或推测正确的是( )
A．m1不能合成JA，但能感应JA而产生PⅠ-Ⅱ
B．嫁接也产生轻微伤害，可导致少量表达PⅠ-Ⅱ
C．嫁接类型m1/m2叶片创伤，m1中大量表达PⅠ-Ⅱ
D．嫁接类型m2/m1叶片创伤，m2中少量表达PⅠ-Ⅱ
[解析] 在m1做接穗，野生型做砧木时，接穗叶片不能表达PⅠ-Ⅱ，说明m1对JA不敏感，A错误；分析第一组试验可知，野生型做接穗，野生型做砧木，砧木叶片未受创伤时，接穗叶片和砧木叶片都表达PⅠ-Ⅱ，说明嫁接也产生轻微伤害，可导致少量表达PⅠ-Ⅱ，B正确；m1对JA不敏感，m2不产生JA，故嫁接类型m1/m2叶片创伤，m1中不会大量表达PⅠ-Ⅱ，C错误；由第三组试验可知，嫁接类型m2/m1叶片创伤，m1合成大量JA，运输到m2中感应JA而产生大量PⅠ-Ⅱ，D错误。
[答案] B
从“深度”上提升知能
(一)植物激素间的相互作用
1．协同作用
2．效果相反
(二)常见植物生长调节剂的类型及应用
从“宽度”上拓展训练
1．(2022·浙江1月选考)某种植物激素能延缓离体叶片的衰老，可用于叶菜类的保鲜。该激素最可能是( )
A．细胞分裂素 B．生长素
C．脱落酸 D．赤霉素
解析：选A 细胞分裂素具有延缓衰老的作用，可用于叶菜类保鲜，故选A。
2．(2021·山东高考)实验发现，物质甲可促进愈伤组织分化出丛芽；乙可解除种子休眠；丙浓度低时促进植株生长，浓度过高时抑制植株生长；丁可促进叶片衰老。上述物质分别是生长素、脱落酸、细胞分裂素和赤霉素四种中的一种。下列说法正确的是( )
A．甲的合成部位是根冠、萎蔫的叶片
B．乙可通过发酵获得
C．成熟的果实中丙的作用增强
D．夏季炎热条件下，丁可促进小麦种子发芽
解析：选B 分析题意，物质甲可促进愈伤组织分化出丛芽，是细胞分裂素；乙可解除种子休眠，是赤霉素；丙浓度低时促进植株生长，浓度过高时抑制植株生长，是生长素；丁可促进叶片衰老，是脱落酸。甲的合成部位主要是根尖，A错误；乙可通过某些微生物发酵获得，B正确；成熟的果实中，丙的作用减弱，丁的作用增强，C错误；夏季炎热条件下，乙可促进小麦种子发芽，丁抑制发芽，D错误。
3．(2022·全国甲卷)植物激素通常与其受体结合才能发挥生理作用。喷施某种植物激素，能使某种作物的矮生突变体长高。关于该矮生突变体矮生的原因，下列推测合理的是( )
A．赤霉素合成途径受阻
B．赤霉素受体合成受阻
C．脱落酸合成途径受阻
D．脱落酸受体合成受阻
解析：选A 赤霉素具有促进细胞伸长的作用，该作用的发挥需要与受体结合后才能完成，故喷施某种激素后作物的矮生突变体长高，说明喷施的为赤霉素，矮生突变体矮生的原因是缺乏赤霉素而非受体合成受阻(若受体合成受阻，则外源激素也不能起作用)，A正确，B错误；脱落酸抑制植物细胞的分裂和种子的萌发，与植物矮化无直接关系，C、D错误。
4．某实验小组探究一定浓度的萘乙酸(NAA)溶液和激动素(KT)溶液对棉花主根长度及单株侧根数的影响，结果如图所示。据此分析，下列叙述正确的是( )
A．空白对照中主根长度大于侧根数，说明在生长过程中主根具有顶端优势
B．乙、丙分别与甲组比较，说明NAA抑制主根生长和促进侧根发生，KT则相反
C．丙、丁组的实验结果与甲组比较，可以说明KT对侧根的发生具有低浓度促进、高浓度抑制的特性
D．甲、乙、丁组实验结果比较，说明KT能减弱NAA对侧根生长的促进作用
解析：选B 主根长度与侧根数是不同角度的因变量，它们之间比较不能证明主根具有顶端优势，A错误；乙、丙分别与甲组比较，说明NAA抑制主根生长和促进侧根发生，KT则相反，B正确；丙组的实验结果与甲组比较，可以说明KT对侧根的发生具有抑制作用，而丁组的实验结果与甲组比较，可以说明NAA和KT共同对侧根的发生具有促进作用，C错误；甲、乙、丁组实验结果比较，说明KT能增强NAA对侧根生长的促进作用，D错误。
[微课微练·一点一评]
一、选择题
1．(2022·咸阳模拟)在自然界中，种子萌发、植株生长、开花及衰老等生理过程都受到基因表达、激素调节和环境因素三方面的影响。下列相关叙述错误的是( )
A．温度影响植物的生理活动，但不影响植物分布的地域性
B．重力是调节植物生长、发育和形态建成的重要环境因素
C．光可作为一种信号，通过影响特定基因表达影响植物生长、发育
D．生长素作为一种信号，通过给细胞传递信息来调节生命活动
解析：选A 温度影响植物的生理活动，植物分布的地域性很大程度上是由温度决定的，A错误。
2．下列关于植物生命活动的调节，叙述错误的是( )
A．植物激素的产生和分布是基因选择性表达的结果，也受环境因素的影响
B．猕猴桃开花初期，细胞分裂素、生长素、赤霉素增多，果实发育后期脱落酸增多
C．根向下生、花向上开、春种秋收，分别属于光、重力、温度为主要环境因素的影响
D．植物分生组织的细胞内光敏色素丰富，红光和远红光照射后光敏色素发生结构变化，经过信息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
解析：选C 根向下生属于重力因素的影响，花向上开属于光照因素的影响，C错误。
3．(2022·广元二模)《农桑辑要》是元朝的一部农业科学著作，其中描述“苗长高二尺之上，打去冲天心……叶叶不空，开花结实”，此项操作与生长素有关，下列叙述不合理的是( )
A．“打去冲天心”可以解除顶端优势，加快侧芽生长，从而调整株型
B．色氨酸转变成生长素的过程发生在核糖体上
C．即使在失重的情况下，生长素仍可以进行极性运输
D．生长素可与细胞内的特异性受体结合，进而诱导特定基因的表达
解析：选B “打去冲天心”即摘除顶芽，可解除顶端优势，减少顶芽产生的生长素运输到侧芽，加快侧芽生长，从而调整株型，A正确；生长素不是蛋白质，是由色氨酸经过一系列反应转变形成的，色氨酸转变成生长素不会发生在核糖体上，B错误；生长素的极性运输不受重力影响，在失重的情况下，生长素仍可以进行极性运输，C正确；生长素先与细胞内的生长素受体特异性结合，引发细胞内发生一系列信号转导过程，进而诱导特定基因的表达，从而产生效应，D正确。
4．(2022·吕梁二模)植物在遇到干旱时，体内脱落酸的含量增加，作用于叶片气孔的保卫细胞使大量气孔处于关闭状态，下列叙述错误的是( )
A．植物合成脱落酸的部位主要是根冠和萎蔫的叶片等
B．干旱时植物细胞中自由水/结合水的比值降低
C．与正常条件相比，干旱时叶绿体中ATP的含量可能会增加
D．干旱时若抑制脱落酸的合成，植物光合速率不会降低
解析：选D 植物合成脱落酸的部位主要是根冠和萎蔫的叶片等，脱落酸可以促进叶和果实的衰老和脱落，A正确；结合水与生物体的抗逆性有关，故干旱条件下，植物细胞中的自由水/结合水比值降低，B正确；与正常条件相比，干旱条件时大量气孔处于关闭状态，叶肉细胞吸收CO2的量大量减少，合成C3的量减少，还原C3过程消耗的ATP减少，故叶绿体中ATP的含量可能会增加，C正确；干旱时，若抑制脱落酸的合成，叶片气孔开放，植物长时间蒸腾作用散失大量的水，可能会导致光合速率减弱，D错误。
5．在自然界中，种子萌发，植物生长、开花、衰老，等等，都会受到光的调控。植物的向光性生长，实际上也是植物对光刺激的反应。光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。机制如下：阳光照射→光敏色素被激活，结构发生变化→信号经过转导，传递到细胞核内→细胞核内特定基因的转录变化→表现出生物学效应。下列分析错误的是( )
A．幼苗横放后茎背地生长是光调控的结果
B．光可调控基因组的表达进而调控生长发育
C．人为控制光照时间，可实现花卉分批上市
D．光敏色素可能是一种接受光信号的受体
解析：选A 幼苗横放后，重力作用导致近地侧生长素浓度高于远地侧，茎的近地侧生长速度比远地侧快而表现出背地生长现象，不是光调控的结果，A错误。
6．(2022·南宁三模)已知细胞分裂素(CTK)、脱落酸(ABA)和赤霉素(GA)调节种子萌发的机理如图所示，其中A、B、D、G均表示植物体内的基因，B基因表达会导致种子休眠。基因表达产物对相关基因产生一定的生理效应，图中“－”表示抑制。下列叙述错误的是( )
A．细胞分裂素可解除种子休眠，使种子进入萌发状态
B．赤霉素可能通过促进淀粉酶的合成，提高了种子内还原糖的含量
C．脱落酸通过抑制B、G基因的表达来抑制种子萌发
D．在调节种子萌发过程中脱落酸和细胞分裂素的作用效果相反
解析：选C B基因表达会导致种子休眠，细胞分裂素(CTK)可以引起A基因的表达，从而抑制B基因的表达，从而解除种子休眠，使种子进入萌发状态，A正确；赤霉素可抑制D基因的表达，从而解除D基因的表达产物对G基因表达的抑制作用，促进淀粉酶的合成，提高了种子内还原糖的含量，B正确；脱落酸可以引起B基因表达、抑制G基因的表达来抑制种子萌发，C错误；在调节种子萌发过程中，脱落酸抑制种子萌发，细胞分裂素促进种子萌发，两者的作用效果相反，D正确。
7．(2022·贵阳三模)研究发现某植物休眠种子经过5 ℃湿沙分层堆积处理1个多月才能萌发。开始时脱落酸(ABA)含量很高，后来迅速下降，细胞分裂素(CTK)含量首先上升再下降，接着是赤霉素(GA)含量上升再下降，如图所示。下列说法不正确的是( )
A．在种子5 ℃湿沙分层堆积处理过程中，ABA与GA的作用效果相反
B．在种子5 ℃湿沙分层堆积处理过程中，GA与CTK可能存在协同作用
C．种子经过5 ℃湿沙分层堆积处理后萌发，种子内有机物总量减少、种类增加
D．脱落酸抑制种子萌发，促进果实脱落，对植物都是不利的
解析：选D 由题图可知，休眠种子经过5 ℃湿沙分层堆积处理1个多月才能萌发，开始时ABA含量最多，随后不断减少，GA在处理约40天内一直增加，说明ABA抑制种子萌发，GA促进种子萌发，两者在种子5 ℃湿沙分层堆积处理过程中的作用效果相反，A正确；GA与CTK的含量在一定处理时间内均增加，且GA促进种子萌发，CTK促进细胞分裂，两者可能存在协同作用，B正确；萌发的种子细胞呼吸加快，有机物总量减少，代谢过程中产生中间代谢产物，有机物种类增加，C正确；脱落酸抑制种子萌发，促进果实脱落，有利于种子度过不利环境，对植物繁殖是有利的，D错误。
二、非选择题
8．(2022·大理一模)光作为一种信号，影响、调控植物生长发育的全过程。在农业生产中，作物密植或高低作物间套作会导致荫蔽胁迫，主要表现为环境中红光与远红光比值(R∶FR)降低，从而影响作物产量和质量。如图为光敏色素B(phyB)和几种重要植物激素响应荫蔽胁迫的信号传递系统，PIFs、BZR1和ARF6均表示基因。回答下列问题：
(1)在图中的植物激素中，能引起水稻恶苗病的是________。乙烯与油菜素内酯在调控下胚轴伸长方面表现为______作用。
(2)phyB存在非活化(Pr)和活化(Pfr)两种形式。荫蔽胁迫下，phyB主要以________形式贮存，由此______(填“增强”或“减弱”)对PIFs的抑制作用。
(3)植物通过phyB感知环境中R∶FR的变化。当R∶FR增高时，phyB从________转化为______形式，这一转化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内，影响____________，从而表现出相应生物学效应。
(4)请用箭头表示荫蔽胁迫下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。
(5)玉米—大豆间作模式能在不降低玉米产量的同时净增加大豆产量。但在该模式下，高位作物玉米对低位作物大豆造成荫蔽胁迫，极大地限制了间作大豆的产量和品质提升。因此，研究大豆对荫蔽胁迫的响应机理的生产实践意义为________________________________
_____________________________________________________________________________
____________________________________________________________(答出一个方面即可)。
解析：(1)赤霉素的作用是促进细胞伸长，从而引起植株增高，赤霉素分泌过多，会导致水稻患恶苗病。据图可知，乙烯可间接促进下胚轴伸长，油菜素内酯也能间接促进下胚轴伸长，因此乙烯与油菜素内酯在调控下胚轴伸长方面表现为协同作用。(2)荫蔽胁迫下，R∶FR降低，Pfr转化为Pr，因此phyB主要以非活化(Pr)形式贮存，Pfr的减少降低了对PIFs的抑制作用，导致下胚轴过度伸长。(3)当R∶FR增高时，说明光照增强，光敏色素吸收光能，phyB从非活化(Pr)形式转化为活化(Pfr)形式，这一转化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内，影响PIFs基因的表达，进而调控BZR1和ARF6基因的表达，从而表现出相应生物学效应。(4)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见答案。(5)研究大豆对荫蔽胁迫的响应机理可以提高玉米—大豆间作模式的产量，提高经济收入，也可以指导合理密植，以提高产量。
答案：(1)赤霉素 协同 (2)非活化(Pr) 减弱 (3)非活化(Pr) 活化(Pfr) PIFs基因的表达
(4)
(5)合理安排种植密度，提高玉米—大豆间作的产量，增加经济收入
植物激素
对应生长
①促进扦插枝条的生根
调节剂
应用
②促进果实发育，防止落花落果
生长素
α-萘乙酸、2,4-D
③用作农业除草剂
赤霉素
赤霉素
①促进植物茎秆伸长
②解除种子和其他部位的休眠，提早用来播种
细胞分裂素
青鲜素
常在蔬菜储藏中用来保持蔬菜鲜绿，延长储藏时间
乙烯
乙烯利
用于催熟果实
脱落酸
矮壮素
控制植物徒长，使植株节间缩短，长得矮、壮、粗，根系发达，抗倒伏