2023届高考生物二轮复习植物生长发育的调节学案（多项选择版）

这是一份2023届高考生物二轮复习植物生长发育的调节学案（多项选择版），共23页。

植物生命活动受到多种因素的调节，其中最重要的是植物激素的调节，植物激素主要有生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸等，这些激素可通过协同和作用效果相反的方式共同实现对植物生命活动的调节，此外，环境因素也参与调节。
(对照课本回顾主干知识)
重要概念 植物生命活动受到多种因素的调节，其中最重要的是植物激素的调节
[例1] 经过一代又一代科学家的探索，最终通过实验证明胚芽鞘弯曲生长是某种化学物质引起的。下列有关温特实验的叙述，错误的是( )
A．鲍森·詹森的实验启发温特用琼脂块收集某种化学物质
B．与拜耳的实验不同，温特的实验可以在光照条件下进行
C．设置空白对照组可以排除琼脂块本身对实验结果的影响
D．温特发现单侧光下胚芽鞘伸长区两侧吲哚乙酸分布不均
答案 D
解析 鲍森·詹森的实验结果说明“尖端产生的影响可以透过琼脂片”，启发温特用琼脂块收集某种化学物质，A正确；胚芽鞘的尖端感光，温特实验用的是切去了尖端的胚芽鞘，故可以在光照条件下进行，B正确；温特通过实验只是进一步证明了胚芽鞘弯曲生长是由一种化学物质引起的，并将该物质命名为生长素，但未能提取、鉴定出生长素的化学本质，D错误。
[例2] (2019·江苏高考)如图为燕麦胚芽鞘经过单侧光照射后，甲、乙两侧的生长情况，对照组未经单侧光处理。下列叙述正确的是( )
A．甲为背光侧，IAA含量低于乙侧和对照组
B．对照组的燕麦胚芽鞘既不生长也不弯曲
C．若光照前去除尖端，甲、乙两侧的生长状况基本一致
D．IAA先极性运输到尖端下部再横向运输
答案 C
解析 对照组未照光，胚芽鞘尖端IAA分布均匀，实验组在单侧光照射下，IAA由向光侧向背光侧进行横向运输，使背光侧IAA含量>对照组IAA含量>向光侧IAA含量，背光侧生长快于向光侧，伸长长度较大，故甲为背光侧，乙为向光侧，A错误；对照组未经单侧光处理，能直立生长，B错误；胚芽鞘产生生长素和感受光刺激的部位都在尖端，若光照前去除尖端，则甲、乙两侧的生长状况基本一致，C正确；在单侧光照射时，IAA在胚芽鞘尖端先横向运输，使背光侧IAA含量多于向光侧，再经过极性运输至尖端下方，使背光侧生长快于向光侧，从而使胚芽鞘向光弯曲生长，D错误。
[例3] (2021·山东等级考)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
答案 B
解析 物质甲可促进愈伤组织分化出丛芽，甲是细胞分裂素；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。甲是细胞分裂素，合成部位主要是根尖，A错误；乙是赤霉素，可通过某些微生物发酵获得，B正确；丙是生长素，成熟的果实中，生长素的作用减弱，脱落酸的作用增强，C错误；丁是脱落酸，夏季炎热条件下，赤霉素可促进小麦种子发芽，脱落酸抑制发芽，D错误。
[例4] 兴趣小组为探究植物生长调节剂萘乙酸(NAA)对绿豆芽生长的影响，选取长势相同的绿豆芽，用不同浓度NAA溶液和清水分别进行处理。一段时间后，测量不定根数量和胚轴长度，计算NAA处理组减去清水组的差值，结果如图。下列相关分析不正确的是( )
A．清水组作为该实验的对照组
B．由实验结果可知NAA的作用具有低浓度促进，高浓度抑制
C．10－10 g/mL NAA处理抑制了不定根生根数量
D．10－6 g/mL NAA处理组胚轴依然生长
答案 C
解析 与清水组对照，得出NAA的作用具有低浓度促进，高浓度抑制，A、B正确；10－10 g/mL NAA处理，不定根总数差值大于0，说明该浓度促进了不定根生根数量，C错误；10－6 g/mL NAA处理组，胚轴长度差值大约为－2.75，10－4 g/mL NAA处理组，胚轴长度大约为－4，说明10－6 g/mL浓度下抑制了胚轴的生长，但胚轴依然生长，只是比对照组短，D正确。
[例5] (2021·广东选择性考试)乙烯可促进香蕉果皮逐渐变黄、果肉逐渐变甜变软的成熟过程。同学们去香蕉种植合作社开展研学活动，以乙烯利溶液为处理剂，研究乙烯对香蕉的催熟过程，设计的技术路线如图。下列分析正确的是( )
A．对照组香蕉果实的成熟不会受到乙烯影响
B．实验材料应选择已经开始成熟的香蕉果实
C．根据实验安排第6次取样的时间为第10天
D．处理组3个指标的总体变化趋势基本一致
答案 C
解析 对照组香蕉果实的成熟会受到乙烯影响，因为对照组香蕉会产生内源乙烯，A错误；实验材料应尽量选择未开始成熟的香蕉果实，这样内源乙烯对实验的影响较小，B错误；图示表明每两天取样一次，共6次，为了了解香蕉实验前本身的还原糖量、淀粉量、果皮色素量，应该从0天开始，故第6次取样的时间为第10天，C正确；处理组3个指标的总体变化趋势不一致，应该是还原糖量增加，淀粉量下降，果皮黄色色素增加，D错误。
[例6] (2022·湖北十一校第一次联考改编)独脚金内酯是近年新发现的一种植物激素。科研人员对野生型和突变体拟南芥施用独脚金内酯类似物GR24，以研究其对侧枝数目的影响，实验结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A．独脚金内酯是一种有机物，具有微量、高效的特点
B．独脚金内酯可能促进了野生型侧芽部位生长素的积累
C．据图推测突变体拟南芥可能缺失GR24的特异性受体
D．图示结果表明GR24对野生型拟南芥植株侧芽的作用具有低浓度促进，高浓度抑制
答案 D
解析 根据题干信息“独脚金内酯是近年新发现的一类植物激素”可以判断，独脚金内酯和其他植物激素一样，属于具有微量、高效特点的，是对植物的生命活动发挥重要调节作用的有机物，A正确；据图可知，与GR24浓度为0的空白对照组相比，对于野生型拟南芥而言，在一定范围内，随着独脚金内酯类似物GR24浓度的提高，其侧枝数目平均值逐渐较小，且均小于对照组，说明独脚金内酯类似物GR24抑制了侧枝的生长，侧芽对生长素较敏感，生长素浓度过高，抑制生长，由此推测，独脚金内酯可能促进了野生型侧芽部位生长素的积累，B正确，D错误；对于突变型拟南芥而言，与对照组相比，随着独脚金内酯类似物GR24浓度的提高，对其侧枝数目平均值无太大影响，据此推测突变体拟南芥可能缺失GR24的特异性受体，C正确。
[例7] (新教材新知识点)(2022·北京丰台期末)下图表示光照持续时间对植物开花的影响。下列相关分析不合理的是( )
A．植物感应光暗周期中的黑暗持续长度来感知日长变化
B．红光打断黑暗周期抑制短日照植物开花，可被远红光逆转
C．植物感应光信号的光敏色素能吸收红光不吸收远红光
D．植物选择昼夜时间长短作为开花依据是长期进化的结果
答案 C
解析 由图中2、4、5对比可知：红光打断黑暗周期抑制短日照植物开花，可被远红光逆转，B正确；植物中的光敏色素主要吸收红光和远红光，C错误。
[例8] (2022·湖北，9)水稻种植过程中，植株在中后期易倒伏是常见问题。在适宜时期喷施适量的调环酸钙溶液，能缩短水稻基部节间长度，增强植株抗倒伏能力。下列叙述错误的是( )
A．调环酸钙是一种植物生长调节剂
B．喷施调环酸钙的关键之一是控制施用浓度
C．若调环酸钙喷施不足，可尽快喷施赤霉素进行补救
D．在水稻基部节间伸长初期喷施调环酸钙可抑制其伸长
答案 C
解析 调环酸钙不是由植物体内产生的，而是由人工合成的对植物生长、发育有调节作用的化学物质，属于植物生长调节剂，A正确；同植物激素一样，植物生长调节剂也具有微量高效的特性，使用时需控制施用浓度，B正确；调环酸钙的作用是抑制水稻基部节间伸长生长，与赤霉素作用效果相反，若调环酸钙喷施不足，不能通过喷施赤霉素进行补救，C错误，D正确。
[例9] (多选)(2022·北京检测改编)民间流传一种说法：“无籽水果中含有大量激素，是用避孕药处理来达到无籽效果的，经常食用对人体有害”。对此说法的批驳，合理的是( )
A．无籽果实是由人们培育出的特殊品种产生的，不是通过使用雌性激素得到的
B．避孕药不是植物激素，因其不能作用于植物细胞，所以不能诱导产生无籽果实
C．微量的激素即可发挥调节作用，无籽果实中即使有激素也无关紧要
D．无籽果实可通过特定的多倍体品种杂交产生，不会对人体有害
答案 ABD
[例10] (多选)(2022·湖南师范大学附属中学高三一模改编)关于植物激素调节及其类似物在农业生产实践上的应用，错误的是( )
A．用尿液反复浸过的黄泥封裹树枝，促进树枝生根，其原理是生长素促进枝条生根
B．“一个烂苹果会糟蹋一筐好苹果”，与这种现象有关的植物激素主要是脱落酸
C．茄子开花期间遇到连续阴雨天气影响授粉，可及时喷洒一定浓度的2,4－D以避免减产
D．小麦种子成熟时，若经历持续的干热会导致赤霉素降解，遇大雨天气则种子会在穗上发芽
答案 BD
解析 尿液中含有生长素，用尿液反复浸过的黄泥封裹树枝，促进树枝生根，其原理是生长素促进枝条生根，A正确；“一个烂苹果会糟蹋一筐好苹果”，与这种现象有关的植物激素主要是乙烯，B错误；茄子的食用部分主要由子房壁发育而来，生长素促进子房壁的发育，茄子开花期间遇到连续阴雨天气，影响授粉，可及时喷洒一定浓度的2,4－D以避免减产，C正确；小麦种子成熟时，若经历持续的干热会导致脱落酸降解，脱落酸能促进种子休眠，抑制种子发芽，当脱落酸减少时种子萌发便不受抑制，遇大雨天气则种子会在穗上发芽，D错误。
[例11] (多选)土壤中盐浓度较高会导致脱落酸在番茄体内积累，随着脱落酸水平的升高，细胞通过一系列基因调控使赤霉素和细胞分裂素的浓度降低。研究表明脱落酸对赤霉素和细胞分裂素合成信号的抑制有利于盐胁迫条件下植物的存活。根据上述实例作出的推断合理的是( )
A．植物激素并不是孤立地起作用，不同激素在代谢上存在着相互作用
B．脱落酸浓度升高可能与促进气孔开放的功能有关
C．赤霉素和细胞分裂素减少可以使植物生长减缓
D．番茄的盐胁迫反应是由基因、激素和环境因素共同调节完成的
答案 ACD
解析 由于土壤中盐浓度高导致脱落酸积累，则脱落酸浓度升高可能与抑制气孔开放的功能有关，有助于减少水分的散失。
情境信息
例1 (2017·全国卷Ⅰ)通常，叶片中叶绿素含量下降可作为其衰老的检测指标。为研究激素对叶片衰老的影响，将某植物离体叶片分组，并分别置于蒸馏水、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(ABA)、CTK＋ABA溶液中，再将各组置于光下。一段时间内叶片中叶绿素含量变化趋势如图所示。据图判断，下列叙述错误的是( )
A．细胞分裂素能延缓该植物离体叶片的衰老
B．本实验中CTK对该植物离体叶片的作用可被ABA削弱
C．可推测ABA组叶绿体中NADPH合成速率大于CTK组
D．可推测施用ABA能加速秋天银杏树的叶由绿变黄的过程
此题为曲线类试题，为高考常考类型，这类试题的解题方法为：一看横纵坐标。横坐标是自变量，纵坐标是因变量。曲线表示纵坐标随横坐标的变化而变化。二看曲线变化。分析同一条曲线升、降或平的变化及原因。三看特殊点。特殊点：即曲线的起点、终点、顶点、转折点、交叉点等五点，理解特殊点的意义。四看坐标系中有几条曲线。当有多条曲线时，应从两个方面分析：①当横坐标相同时，对应的纵坐标之间的关系；②当纵坐标相同时，对应的横坐标之间的关系。
1．分析横纵坐标含义
(1)横坐标：eq \x(\s\up1(01))时间；
(2)纵坐标：叶绿素的相对含量，含量下降可作为叶片衰老的检测指标。
2．单独分析每条曲线横纵坐标的关系
(1)蒸馏水组：随培养时间的延长，叶绿素的相对含量迅速下降；
(2)CTK组：随培养时间的延长，叶绿素的相对含量缓慢下降；
(3)ABA组：随培养时间的延长，叶绿素的相对含量迅速下降；
(4)CTK＋ABA组：随培养时间的延长，叶绿素的相对含量迅速下降。
3．结合题目选项确定比较对象，进行比较
A项：研究细胞分裂素对植物离体叶片的衰老的影响，自变量为eq \x(\s\up1(02))是否有细胞分裂素，观察图中eq \x(\s\up1(03))CTK、蒸馏水两条曲线，处理相同时间时，eq \x(\s\up1(04))CTK组叶绿素的相对含量高eq \(――→,\s\up7(叶绿素含量下降可作),\s\d5(为叶片衰老的检测指标))细胞分裂素eq \x(\s\up1(05))能延缓该植物叶片的衰老。
B项：研究ABA对CTK对植物离体叶片作用的影响，自变量为eq \x(\s\up1(06))是否有ABA，观察图中eq \x(\s\up1(07))CTK、CTK＋ABA两条曲线，处理相同时间时，CTK＋ABA组叶绿素的相对含量低eq \(――→,\s\up7(结合A：细胞分裂素可),\s\d5(延缓植物叶片衰老))CTK的作用可被ABAeq \x(\s\up1(08))削弱。
C项：比较ABA组与CTK组叶绿体中NADPH的合成速率，自变量为eq \x(\s\up1(09))ABA、CTK，观察图中两条曲线，处理相同时间时，eq \x(\s\up1(10))ABA组中叶绿素的相对含量低eq \(――→,\s\up7(推出))ABA组eq \x(\s\up1(11))光反应强度低eq \(――→,\s\up7(推出))ABA组叶绿体中NADPH合成速率eq \x(\s\up1(12))小于CTK组。
D项：研究ABA的功能，自变量为eq \x(\s\up1(13))是否有ABA，观察图中eq \x(\s\up1(14))ABA、蒸馏水两条曲线，处理相同时间时，eq \x(\s\up1(15))ABA组中叶绿素的相对含量低eq \(――→,\s\up7(推出))ABA能加速秋天银杏树的叶由绿变黄的过程。
答案 C
[练1－1] (2022·山东，10)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”
答案 D
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，但植物生长调节剂对植物的生长发育只有调节作用，并不参与细胞代谢，A错误；由题“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，推出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。
[练1－2] (2022·北京检测)某小组研究干旱对玉米叶片内生长素和脱落酸浓度的影响，结果如图。据图示结果可以得出的结论是( )
A．干旱对玉米叶片中的脱落酸影响远远大于对生长素的影响
B．干旱诱导玉米叶片中的脱落酸和生长素大量合成
C．随着干旱时间延长，玉米叶片内的生长素浓度越来越低
D．随着干旱时间延长，玉米叶片内的脱落酸浓度越来越高
答案 A
[练1－3] (多项)(2022·山东青岛一模改编)图1表示桃树植株在不同条件下休眠进程和深度的差异。已知第一颗芽萌发所需时间≥10 d时，表明芽已进入休眠状态。图2表示在不同处理条件下，不同时期桃叶芽中GA3含量/ABA含量的值的变化情况。下列说法正确的是( )
A．由图1可知，短日照条件下生长的桃树植株最先进入休眠状态
B．由图1可知，在短日照＋GA3、自然条件＋ABA条件下桃树植株都能进入休眠状态
C．分析两图可知，GA3含量/ABA含量的值较低可能会造成桃树植株进入休眠状态
D．分析两图可知，短日照可能会引起桃树植株内部脱落酸含量减少
答案 AC
解析 已知第一颗芽萌发所需时间≥10 d时，表明芽已进入休眠状态。由图1可知，短日照条件下植株芽萌发所需时间最先大于10 d，故最先进入休眠状态，A正确；在短日照＋GA3条件下，植株芽萌发所需时间小于10 d，故桃树植株在此条件下可能不进入休眠状态，B错误；由图1可知在短日照或自然条件＋ABA处理条件下，桃树植株易进入休眠状态，而在图2中，这两种处理条件下桃叶芽的GA3含量与ABA含量的比值均较低，推测GA3含量与ABA含量的比值较低可能会造成桃树植株进入休眠状态，C正确；在图1、图2中，短日照和自然条件＋ABA这两种处理条件下的曲线变化趋势相似，在图1中均可进入休眠状态，在图2中GA3含量与ABA含量的比值均较低，说明短日照与自然条件＋ABA的效果相似，很有可能短日照引起了植物内部脱落酸含量的增加，D错误。
长句应答
例2 (2019·全国卷Ⅱ)某研究小组切取某种植物胚芽鞘的顶端，分成甲、乙两组，按下图所示的方法用琼脂块收集生长素，再将含有生长素的琼脂块置于去顶胚芽鞘切段的一侧，一段时间后，测量胚芽鞘切段的弯曲程度(α角)，测得数据如下表。据此回答问题。
(1)生长素在胚芽鞘中的运输属于极性运输，这种运输的方向是________________________________________________________________________。
(2)上图中α角形成的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)据表可知乙组中左、右两侧的琼脂块所引起的α角基本相同，但小于甲琼脂块所引起的α角，原因是__________________________________________________________________。
第(2)题为分析原因类试题，为高考常考类型，这类题的解题方法是：首先理清题干、题图中已知条件与结果之间的逻辑关系，同时将所学的生物学的基本概念和原理与之联系，找到解决这类问题的知识载体。
第(3)题也为分析原因类试题，解题方法与(2)相同。
答案 (1)从形态学上端到形态学下端
(2)琼脂块中的生长素进入胚芽鞘切段的左侧，使胚芽鞘左侧的生长素浓度高于右侧，引起胚芽鞘左侧生长快于右侧，形成α角
(3)乙组左、右两侧琼脂块中的生长素含量基本相同，但小于甲组琼脂块中生长素的含量
[练2－1] 为研究IAA(生长素)对番茄子房发育成果实的调节，科研人员做了系列实验。
(1)科研人员将处于花蕾期的番茄花分成4组进行实验，处理及结果见下表。(注：NPA为生长素运输阻断剂。)
①1组番茄花发育成果实，其子房生长所需的生长素主要来自于发育着的________。
②比较2、3组实验结果，表明______________________________________________。
③依据3、4组实验结果，推测IAA不能______________________。
④根据上述实验结果推测，芽产生的生长素能否用于果实的发育？为什么？
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)为进一步研究IAA对果实发育的调节作用，科研人员将处于花蕾期的番茄花分成4组，实验处理及各组所结果实平均重量如下图所示(图中“＋”表示在花柄处施加NPA，“－”表示未进行该处理)。据下图分析，授粉后在花柄处施加NPA导致番茄不能结实的原因是：________________________________________________________________________________________________________________。
(3)在果业生产中，有人质疑生长素类调节剂的使用会导致儿童性早熟。请你结合激素调节相关知识，撰写一段文字，向公众进行科学解释。(60字内)
答案 (1)①种子 ②子房发育成果实需要IAA(IAA促进子房发育成果实) ③从花柄运输到子房
④不能，芽产生的生长素无法通过花柄运输到子房而用于果实的发育。
(2)授粉后，发育的种子和子房均产生生长素，由于NPA阻断生长素由花柄运出，导致子房生长素浓度过高，抑制果实发育
(3)激素需要与靶细胞膜上的受体结合发挥作用，生长素是植物激素，在人体细胞膜上没有生长素及其调节剂的受体，不会引起儿童性早熟。
[练2－2] 研究发现，正在生长的植物细胞具有“酸生长”特性，即pH 4～5的溶液能促进细胞伸长生长。为了研究这一现象的内在原因，研究者用黄瓜幼苗快速生长的下胚轴切段进行实验。实验操作及结果如下图。
(1)黄瓜幼苗下胚轴的伸长是细胞数量和细胞长度________的结果。
(2)如图1所示，冰冻融化处理使细胞膜破裂，导致细胞内容物流失，下胚轴切段中的细胞仅剩________，经这种处理后的下胚轴切段称为Y。
(3)由图可知，对Y进行的实验处理包括：____________________________________________________________________________________________________。
(4)图2结果表明，Y的特性表现为____________________________________________；已知细胞壁主要由________________、蛋白质三类物质构成，因此推测下胚轴细胞壁中的某种蛋白质在酸性条件下促进了细胞壁延展。
(5)研究者发现生长素可通过诱导细胞膜外环境的pH值降低，促进细胞生长。已知植物细胞膜上有H＋泵、水通道、生长素受体、钾通道、蔗糖运载体等膜蛋白。在上述实验结果的基础上，请选用已知信息，提出生长素促进细胞生长的一种可能机制。
答案 (1)增加
(2)细胞壁
(3)①一组加热，一组不加热；②分别、先后放入不同酸度的溶液中
(4)在酸性条件下伸长，在加热后该特性丧失 纤维素、果胶
(5)生长素与受体结合，激活了膜上的H＋泵，将H＋从细胞内转运到细胞外，降低pH，促进细胞壁伸展，进而促进细胞体积增大。
解析 (3)由图可知，对Y进行的实验处理包括：①一组加热，一组不加热；②加热处理组切段和未加热处理组切段，先分别放入pH7.0的溶液中处理一段时间(小于1个小时)，然后再分别放入pH4.5的溶液中处理一段时间(大于2个小时)。
(5)根据上述实验和本小题提供的关键信息可知生长素促进细胞生长的机制可能是：生长素与受体结合，激活了膜上的H＋泵，将H＋从细胞内转运到细胞外，降低细胞外pH，促进细胞壁伸展，进而促进细胞体积增大。题目中给出的“水通道、钾通道、蔗糖运载体等膜蛋白”为干扰信息，根据所学知识和本题提供的信息，无法确定它们跟生长素发挥作用的直接关系。
创新设问
例3 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(如图)，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)的比例下降，原因是______________________。R/FR的变化引起植物的避阴反应，从适应环境的角度分析其生理意义是_______________________________________________________。
(2)研究发现，光敏色素使植物感知其他植物的遮阴。现有野生型和光敏色素B突变型(缺乏有功能的光敏色素B)拟南芥若干，利用这两种拟南芥验证光敏色素B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，完善在避阴反应中相关物质相互关系及作用模式图。方框中选填“IAA”“GA”“D蛋白”，在( )中选填“＋”“－”(“＋”表示促进，“－”表示抑制)。
________、________、________、________、________、________、________(先填方框、后填括号，按从上到下、从左到右的顺序填写)。
②乙烯通常具有缩短节间，降低株高等抑制生长的作用。但在避阴反应的植物中检测到乙烯含量增加。乙烯在避阴反应中促生长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。
答案 (1)植物叶片中的叶绿素吸收红光 利于捕获更多的光，提高光合作用强度，为生长发育提供物质和能量
(2)
(3)①IAA GA D蛋白 ＋ － ＋ － ②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)
(4)基因表达调控、激素调节和环境因素调节
解析 (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、正常光下或遮阴，因变量为拟南芥是否有避阴反应。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。
(4)由(1)知植物的生长发育与环境因素有关；由(3)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以及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。
[练3] (2022·北京西城高三期末)生长素(IAA)调控其响应基因(ARF)表达的机制如图1所示。A蛋白基因突变植株的花蕊发育异常，研究者对此进行了研究。
(1)IAA与受体结合，通过系列________传递过程，________植物伸长生长、花果发育等生命活动。A蛋白与ARF调控因子结合可抑制ARF的表达，A蛋白与IAA－受体复合物结合后被蛋白酶体降解。请据此简述IAA促进ARF高表达的机制。
(2)将正常A蛋白基因(A)和突变的A蛋白基因(mA)转入野生型拟南芥，获得甲、乙转基因植株，相关检测结果如图2、图3。结合图1，研究者提出两种猜想，解释乙组花发育异常的原因。
猜想1：mA表达水平________，对ARF表达的抑制作用增强。
猜想2：mA表达的mA蛋白结构改变，不易与IAA－受体复合物结合，导致不被降解，对ARF表达的抑制增强。
(3)用MG132(蛋白酶体抑制剂)处理相应植株，得到支持猜想2的结果。请在图3中补充实验分组处理及结果。若要进一步否定猜想1，需检测________________________的含量。
(4)检测发现乙组植株茉莉酸合成基因(DAD1)表达量和茉莉酸(JA)含量均低于野生型和甲组植株，提出“IAA通过JA影响花发育”的假说。现有材料及试剂：野生型植株、A突变体植株、DAD1突变体植株、NAA溶液(生长素类似物)、JA溶液、蒸馏水。请补充验证假说的实验。
答案 (1)信息 调节 IAA－受体复合物与ARF调控因子竞争性结合A蛋白，A蛋白被降解后解除其对ARF表达的抑制。
(2)高
(3)
野生型、甲、乙中A和mA转录的mRNA
(4)①DAD1突变体植株 ②NAA溶液
③NAA溶液 ④花发育情况(雌雄蕊长度)
解析 (1)IAA是植物激素，它发挥作用需要与受体结合，通过信号传递过程，调节植物伸长生长、花果发育等生命活动。由题中信息可知，A蛋白与ARF调控因子结合可抑制ARF的表达，而当A蛋白与IAA－受体复合物结合后可以被蛋白酶体降解，因此IAA－受体复合物主要是通过与A蛋白结合使其降解，减少A蛋白与ARF调控因子的结合，解除对ARF表达的抑制作用。
(2)由图分析可知乙转基因植株的雌蕊和雄蕊长度明显低于野生型和甲组，而细胞中的mA蛋白含量明显高，因此猜想乙组植株细胞内mA表达水平高，对ARF表达的抑制作用增强。
(3)若想证明猜想2正确，则需要证明A蛋白是可以被蛋白酶降解而mA不能被降解，因此对甲乙两组分别使用MG132，甲组A蛋白含量明显升高，乙组变化不显著即可说明猜想2正确，若要否定猜想1则需进一步检测野生型、甲组、乙组细胞中A或mA的mRNA含量。
(4)该实验的实验目的是验证“IAA通过JA影响花发育”，实验的自变量是JA的有无，因变量是花发育程度，根据题中的材料和试剂可以设计方案：①DAD1突变体植株，②NAA溶液，③NAA溶液，④花发育情况(雌雄蕊长度)。
发散思维
(2022·北京海淀高三模拟)学习以下材料，回答问题(1)～(4)。
植物光敏色素参与光调控响应
光敏色素存在于绿色植物、某些细菌和真菌中，它们是在光可逆性现象的研究中被发现的。
研究表明，光可逆性是两种具有不同吸光性能的光敏色素异构体直接相互转变造成的，而不是两种物质分别调控的。无活性的光敏色素Pr吸收红光，可转变为一种有活性的远红光吸收异构体，称为Pfr。同样，有活性的Pfr吸收远红光也可以转变成无活性的Pr。
植物光敏色素是一种可溶性的蛋白二聚体，其中每个亚基都与一个色素分子结合。植物有多种光敏色素，每种光敏色素都有两种形式，例如光敏色素A的无活性形式PrA，有活性形式PfrA。
植物光敏色素合成时是无活性的Pr，利用免疫定位和荧光标记，发现在黑暗条件下，Pr定位在细胞质，光照可使Pr转变为Pfr，来启动应答，Pfr可从细胞质转移到细胞核。
植物光敏色素是生物大分子，需要通过核孔进行主动转运。拟南芥的研究表明，PfrA与PfrB进入细胞核的过程有所不同，如下图所示。PfrB拥有一个核定位序列(NLS)，会在PrB转变为PfrB发生构象变化时暴露出来，并与核输入蛋白结合，进入细胞核，PfrB的转运过程通常可以持续几个小时。相比之下，PfrA缺少NLS，PfrA进入细胞核需要与FHY1/FHL蛋白结合。细胞质中的FHY1/FHL蛋白充足且带有NLS，可以特异性地结合PfrA，将PfrA转运到细胞核。PfrA进入细胞核的速度非常快，光照几分钟内就可以检测到。
在远红光照射下，PfrB向PrB的逆转会导致PrB从细胞核输出。细胞质中的PfrB进入细胞核的同时，细胞核中的PrB也会从细胞核中输出。值得注意的是，由于光转变相对于植物光敏色素的转运而言非常迅速，因此，在光下生长的植物，其细胞质和细胞核中Pfr和Pr这两种形式都有，它们共同参与植物的光调控应答。
(1)在植物生长发育过程中，植物光敏色素可以________并传递信号，启动相关的生理反应。光除了作为信号参与调控外，还是植物进行________的能量来源。
(2)Pfr和Pr的活性不同，它们之间发生的可逆转化是光引起光敏色素________改变导致的。
(3)从文中信息分析，下列叙述合理的是________(多选)。
A．绿色植物中，Pr的合成与核糖体有关，Pfr转运与线粒体有关
B．PrA缺少NLS，无法转变为Pfr形式，只能以Pr形式进入细胞核
C．红光下，FHY1/FHL蛋白对于PfrA进入细胞核至关重要
D．PfrA和PfrB进细胞核时，所需的NLS来源不同
E．光下生长的植物Pr和Pfr分别存在于细胞质和细胞核中
(4)从物质与能量的角度，用30字阐释仅由一种物质进行可逆转化响应光信号的意义：__________________________________________。
答案 (1)吸收光能 光合作用
(2)空间结构
(3)ACD
(4)提高光信号的接受和传导速率，对于植物的生长具有重要意义
解析 (3)结合题意可知，植物光敏色素是一种可溶性的蛋白二聚体，蛋白质的合成与核糖体有关；Pfr转运需要消耗能量，与线粒体有关，A正确；NLS是在PfrA由细胞质转运到细胞核过程中起作用，B错误；分析题干信息“PfrB拥有一个核定位序列(NLS)，会在PrB转变为PfrB发生构象变化时暴露出来，并与核输入蛋白结合，进入细胞核”及“细胞质中的FHY1/FHL蛋白充足且带有NLS，可以特异性地结合PfrA，将PfrA转运到细胞核”可知，PfrA和PfrB进细胞核时，所需的NLS来源不同，D正确；在光下生长的植物，其细胞质和细胞核中Pfr和Pr这两种形式都有，E错误。分组
甲
乙
琼脂块
左
右
α角/度
20.4
9.0
9.1
组别
1组
2组
3组
4组
实验处理
授粉
未授粉
不涂抹IAA
不涂抹IAA
在子房上涂抹IAA
在花柄上涂抹IAA
果实平均重量(g)
4.1
0
5.3
0
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(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)
材料
试剂
检测指标
对照组
野生型植株
②________
④________
实验组
①________
③________
同上