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专题08 植物生命活动的调节-2025年高考生物 热点 重点 难点 专练(北京专用)
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1.命题趋势:明考情知方向
2.重难诠释:知重难、掌技巧、攻薄弱
3.创新情境练:知情境练突破
4.限时提升练:(30min)综合能力提升
重难点
(一)生长素的合成、运输与分布
1.生长素的合成
(1)生长素主要的合成部位:芽、幼嫩的叶和发育中的种子。
(2)生长素由色氨酸经过一系列反应转变而来。
形态学上端
形态学上端
转变
色氨酸
(3)种类:吲哚乙酸、苯乙酸、吲哚丁酸等。
2.生长素的运输
(1)极性运输:胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中,只能从形态学上端到形态学下端。极性运输是细胞的主动运输。
(2)非极性运输:成熟组织中,通过韧皮部进行非极性运输。
(3)横向运输:由于单侧光、重力等因素,发生根尖、茎尖在等细胞分裂特别旺盛的部位。
3.生长素的生理作用
(1)细胞水平:起着促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用;
(2)器官水平:影响器官的生长、发育,如促进侧根和不定根发生,影响花、叶和果实发育等。
4.植物生长素的作用特点:具有两重性。
(1)“促进”或“抑制”,是相对于生长素处于最低浓度时各器官的生长速度而言,当生长素浓度过高而“抑制”生长时,器官表现为生长速度减慢,甚至生长停滞。
(2)一般表现为较低的浓度促进生长,浓度过高则抑制生长。
(3)对于不同的器官来说,生长素促进生长的最适浓度不同。
(4)三种器官对生长素的敏感性大小依次是:根 >芽 >茎
高分技巧
1.植物向光性原因的分析
(1)外因:单侧光照;
(2)内因:生长素的分布不均,背光侧生长素含量多于向光侧,背光侧生长快于向光侧,从而导致向光弯曲生长。
(3)关于植物向光性生长的解释
①解释1:单侧光照射下,向光侧的生长素横向运输,向背光侧转移。
②解释2:单侧光照射下,向光侧的生长素被分解。
③解释3:单侧光照射下,抑制生长的物质分布不均匀。
(4)实验探究:设计实验验证解释2、3
①若解释2正确,则a~d四个琼脂块中生长素的含量关系为c=a=b>d。
②若解释3正确,则a~d四个琼脂块中生长素的含量关系为a=b=c=d。
2.胚芽鞘系列实验的重要结论
(1)生长素的产生部位:胚芽鞘尖端;感光部位:胚芽鞘尖端。
(2)生长素横向运输的部位胚芽鞘尖端;生长素的产生是否需要光:不需要。
(3)生长素发挥作用的部位(即生长部位):胚芽鞘尖端下部的伸长区。
3.胚芽鞘生长、弯曲情况分析
(1)基本原理:对胚芽鞘而言,生长素浓度较高的部位,生长快;生长素浓度较低的部位,生长慢,因此分析胚芽鞘的生长方向的根本依据是其内部生长素的分布情况。
(2)常见情况汇总
①遮盖类
实验现象:甲尖端未受光,因此直立生长。乙尖端受光,因此弯曲向光源生长。
尖端是感光部位,也是生长素横向运输的部位;
生长素在尖端产生,经极性运输的方式运输至尖端下部,促进尖端下部生长。
②插入类:生长素不能透过云母片,能透过琼脂块。
实验现象:甲向右弯曲生长。乙直立生长。丙向光生长。丁向光生长。
③旋转类
A.仅暗盒内植物旋转则胚芽鞘各部位均匀受光;
B.仅暗盒旋转,则植株仍受单侧光;
C.暗盒连同植株一起旋转,则植株仍受单侧光;
D.植物处于转盘中心时,植物不受离心作用,生长素分布均匀,若植物置于转盘边缘,则离心作用使生长素向远离转盘中心处沉积。
实验现象:甲直立生长。乙向光生长。丙向小孔弯曲生长。丁向转盘中心弯曲生长。
④移植类
琼脂块本身对胚芽鞘的生长无影响,琼脂块中的生长素可以沿重力方向扩散进入胚芽鞘,但不会受单侧光等因素影响进行横向运输。
实验现象:甲不生长,也不弯曲。乙直立生长。丙向左弯曲生长。丁向右弯曲生长。
(建议用时:10分钟)
1.(实验探究)油菜素内酯(BL)是植物体内的重要激素,科研人员利用不同浓度的BL和生长素(IAA)处理萌发的种子,观察二者对主根伸长的影响,结果如下图所示。据图可知,下列有关说法正确的是( )
A.单独IAA处理时,其浓度大于100nml/L后抑制主根伸长
B.BL和IAA对主根伸长的作用均表现为低浓度促进,高浓度抑制
C.在IAA浓度为0~10nml/L时,BL对主根伸长的抑制作用加强
D.随IAA浓度不断增加,BL对主根伸长的作用由抑制转为促进
2.(联系生活)月季是北京市市花之一,具有重要的观赏价值和经济价值。月季种苗繁殖以扦插为主,植物激素和环境因子等条件影响扦插成活率。下列叙述不合理的是( )
A.适宜的温度有利于扦插枝条成活
B.适度保留芽有利于扦插枝条生根
C.去除部分叶片有利于扦插枝条成活
D.沾蘸脱落酸有利于扦插枝条生根
3.(实验探究)为探讨乙烯与赤霉素对根生长的影响是否完全独立,用乙烯和赤霉素处理水稻幼苗,结果如图1。已知D蛋白可以抑制赤霉素途径,从而抑制植物生长,分析D蛋白突变体对乙烯的反应,结果如图2。下列推测错误的是( )
A.赤霉素处理缓解了乙烯对根的抑制
B.野生型比D蛋白突变体更能抵抗乙烯的作用
C.乙烯可通过促进D蛋白的合成抑制赤霉素途径
D.乙烯和赤霉素对根生长的作用不是完全独立的
4.(联系生活)颐和园乐寿堂前盛开的玉兰是游客们不能错过的美景,从1963年至今,科研人员认真记录了这几棵玉兰从发芽、开花直至凋落的准确时间,经数据分析发现,随着气候变暖,玉兰的花期在相应提前,原本在4月初才绽放的花苞,在3月20日左右就已经绽放。下列叙述错误的是( )
A.植物所有的生理活动都是在一定的温度范围内进行
B.温度可以作为一种信号,参与调控植物的生长发育
C.温度可通过影响玉兰细胞中激素的含量而影响花期
D.玉兰树对环境温度不敏感导致其开花时间不断改变
(建议用时:30分钟)
一、选择题
1.(2024·北京·高考真题)五彩缤纷的月季装点着美丽的京城,其中变色月季“光谱”备受青睐。“光谱”月季变色的主要原因是光照引起花瓣细胞液泡中花青素的变化。下列利用“光谱”月季进行的实验,难以达成目的的是( )
A.用花瓣细胞观察质壁分离现象
B.用花瓣大量提取叶绿素
C.探索生长素促进其插条生根的最适浓度
D.利用幼嫩茎段进行植物组织培养
2.(2024·北京西城·二模)植物生长调节剂在农业生产中已广泛应用,下列说法正确的是( )
A.生长调节剂的使用可减轻人工劳动成本
B.生长调节剂均是植物激素的结构类似物
C.探究生长调节剂最适浓度无需做预实验
D.过量使用植物生长调节剂不会影响环境
3.(2024·北京通州·模拟预测)科研人员研究脱落酸(ABA)在植物抗旱中的作用,将刚萌发的玉米种子分成4组进行处理,一段时间后观察主根长度和侧根数量,实验处理方法及结果如图所示,下列叙述正确的是( )
A.与第1组相比,第2组结果说明干旱处理促进侧根的生长
B.与第2组相比,第3组结果说明缺少ABA时主根生长加快
C.本实验中,自变量为不补加蒸馏水和加入ABA合成抑制剂
D.上述实验可验证干旱条件下ABA对主根生长有促进作用
4.(2024·北京顺义·一模)细胞分裂素不仅参与调控细胞增殖,还参与植物体多种生理代谢和发育过程。下图示细胞分裂素功能的相关实验研究。依据实验结果可得出的结论是( )
注:黑点表示放射性氨基丁酸的分布
A.在植物体内细胞分裂素可促进细胞分裂
B.细胞分裂素可促进细胞吸收氨基酸
C.甲组与丙组对照说明细胞分裂素可诱导营养物质运输
D.细胞分裂素可调节植物体内营养物质的再分配
5.(2024·北京朝阳·一模)分蘖是禾本科等植物在近地面处发生的分枝,对产量至关重要。科研人员发现了一株水稻多分蘖突变体,与野生型相比,其分蘖芽中细胞分裂素浓度较高,而生长素无显著差异。用细胞分裂素合成抑制剂与外源NAA(生长素类似物)处理突变体后,结果如图。
下列说法错误的是( )
A.较高的生长素/细胞分裂素比值导致突变性状
B.抑制细胞分裂素合成能减少突变体的分蘖数
C.水稻的分蘖过程受到多种激素的共同调节
D.外源NAA处理抑制了突变体分蘖芽的生长
6.(2024·北京东城·一模)一些植物能通过感知外界光照变化,调节脱落酸和赤霉素合成,保证冬天(短日照)休眠、夏天(长日照)生长。有关叙述错误的是( )
A.光作为一种信号参与植物生命活动的调节
B.短日照能抑制脱落酸和赤霉素的合成
C.脱落酸和赤霉素的合成均受基因表达的调控
D.植物的生长发育不仅受激素调节,还受环境因素影响
7.(2024·北京石景山·一模)人工种植甘草是缓解野生甘草供应不足的重要途径。茉莉酸甲酯(MeJA)是一种植物生长调节物质,为研究MeJA对甘草种子萌发的影响,进行发芽试验,7天后得到下图所示结果。下列叙述不正确的是( )
A.在进行正式实验之前,一般需要先进行预实验
B.MeJA可直接参与甘草种子萌发时的各种代谢反应
C.MeJA对甘草种子萌发具有低浓度促进、高浓度抑制的效应
D.施用MeJA时还需考虑施用时间、部位、甘草的生理状态等因素
8.(2024·北京密云·模拟预测)GR24是植物激素独脚金内酯的人工合成类似物,在农业生产上合理应用可提高农作物的抗逆性和产量。某小组研究弱光条件下GR24对番茄幼苗生长的影响,结果如下表。下列叙述不正确的是( )
A.GR24处理提高了番茄幼苗对弱光的利用能力
B.GR24处理使幼苗叶绿素含量上升、叶绿素a/b上升
C.GR24是具有调节植物生长发育作用的有机物
D.长期处于弱光下,叶绿体的类囊体数目可能会增多
9.(2023·北京·高考真题)水稻种子萌发后不久,主根生长速率开始下降直至停止。此过程中乙烯含量逐渐升高,赤霉素含量逐渐下降。外源乙烯和赤霉素对主根生长的影响如图。以下关于乙烯和赤霉素作用的叙述,不正确的是( )
A.乙烯抑制主根生长
B.赤霉素促进主根生长
C.赤霉素和乙烯可能通过不同途径调节主根生长
D.乙烯增强赤霉素对主根生长的促进作用
10.(2023·北京·模拟预测)在双子叶植物的种子萌发过程中,幼苗顶端形成“弯钩”结构。研究发现,弯钩的形成是由于尖端一侧的生长素浓度过高,抑制生长。研究者探究SA(水杨酸)和ACC(乙烯前体)对弯钩形成的影响,结果如下图所示。下列相关叙述不正确的是( )
A.弯钩形成体现了生长素作用的两重性
B.本实验是在黑暗下进行的
C.ACC可能影响生长素在弯钩内外侧的分布
D.SA和ACC对弯钩形成具有协同作用
11.(2023·北京海淀·二模)玉米根尖处于垂直状态时,茎芽中合成的生长素(IAA)通过中柱运输到根尖,均等地分布在根冠的各个方向;将玉米幼苗水平放置时,幼根会弯向下方生长。科研人员建立下图所示模型解释上述现象产生的机理。
推测弯曲生长过程中不会发生的是( )
A.含淀粉体的根冠细胞感受重力变化
B.根冠细胞中生长素载体重新分布
C.根冠中的生长素向伸长区运输
D.根尖近地侧的伸长区细胞生长更快
12.(2023·北京通州·三模)某研究小组切取某种植物胚芽鞘顶端,随机分成甲、乙两组,按下图所示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),测量数据如下表,以下叙述错误的是( )
A.该实验可增加不含生长素的琼脂块组作为空白对照组
B.生长素在胚芽鞘中的运输方式为极性运输,该过程不消耗能量
C.α角形成原因是胚芽鞘切段左侧生长素浓度高,生长更快
D.乙图右侧琼脂块生长素含量与左侧基本相同,k约等于9.0
13.(2023·北京顺义·二模)采用不同浓度的赤霉素(GA3)处理培养在20℃和25℃条件下的两头毛种子5小时,培养一段时间后统计种子萌发率,由下表实验结果不能得出的结论是( )
A.实验设定的GA3浓度中,对种子萌发促进作用最强的是100mg/L
B.两个温度下的GA3均表现为低浓度促进萌发、高浓度抑制萌发
C.25℃时,两头毛种子对高浓度的GA3更敏感
D.CA3处理的同时合理控制温度条件更有利于两头毛种子的萌发
14.(2023·北京东城·一模)生长素能够被细胞一极吸收并从相反极外排,从而导致了极性运输,细胞膜上的生长素外排蛋白PIN在此过程中发挥重要作用。NPA可以与生长素竞争性结合PIN蛋白上的结合位点,下列推测不合理的是( )
A.PIN蛋白定位于细胞膜上需内质网、高尔基体等参与
B.PIN蛋白在细胞膜上分布不均,集中于形态学下方一侧
C.NPA通过阻碍生长素的运输抑制植物的生长
D.PIN基因缺失突变体植株比野生型植株高大
15.(2023·北京朝阳·一模)乙烯信号通路中的关键蛋白能结合在赤霉素(GA)水解酶的启动子区域。研究乙烯和GA在水稻初生根发育过程中的作用,结果如图。乙组GA含量在添加乙烯前后无差异,丙组添加乙烯后GA含量显著降低。据此不能得出的结论是( )
A.乙烯对初生根的生长有一定的抑制作用
B.赤霉素对初生根的生长有一定的促进作用
C.外施乙烯能抑制丙组GA水解酶基因表达
D.乙烯还可能通过其他机制抑制初生根生长
二、非选择题
16.(2024·北京·高考真题)植物通过调节激素水平协调自身生长和逆境响应(应对不良环境的系列反应)的关系,研究者对其分子机制进行了探索。
(1)生长素(IAA)具有促进生长的作用,脱落酸(ABA)可提高抗逆性并抑制茎叶生长,两种激素均作为 分子,调节植物生长及逆境响应。
(2)TS基因编码的蛋白(TS)促进IAA的合成。研究发现,拟南芥受到干旱胁迫时,TS基因表达下降,生长减缓。研究者用野生型(WT)和TS基因功能缺失突变株(ts)进行实验,结果如图甲。
图甲结果显示,TS基因功能缺失导致 。
(3)为了探究TS影响抗旱性的机制,研究者通过实验,鉴定出一种可与TS结合的酶BG。已知BG催化ABA-葡萄糖苷水解为ABA。提取纯化TS和BG,进行体外酶活性测定,结果如图乙。由实验结果可知TS具有抑制BG活性的作用,判断依据是: 。
(4)为了证明TS通过抑制BG活性降低ABA水平,可检测野生型和三种突变株中的ABA含量。请在图丙“(______)”处补充第三种突变株的类型,并在图中相应位置绘出能证明上述结论的结果 。
(5)综合上述信息可知,TS能精细协调生长和逆境响应之间的平衡,使植物适应复杂多变的环境。请完善TS调节机制模型(从正常和干旱两种条件任选其一,以未选择的条件为对照,在方框中以文字和箭头的形式作答) (略)。
17.(2024·北京昌平·二模)阅读以下材料,回答(1)~(4)题。
东方甜瓜果实成熟调控途径
东方甜瓜是我国北方广泛种植的重要栽培瓜类之一,喜高温和日照,每年的5-6月,随着气温不断攀升,甜瓜逐渐成熟。甜瓜果实成熟过程中,可溶性糖积累量决定了肉质果实的品质,蔗糖是甜瓜成熟期的主要糖类,明确果实中蔗糖积累的分子机制,对提高甜瓜风味品质具有重要意义。
科研人员对高蔗糖品系(HS)和低蔗糖品系(LW)甜瓜果实进行实验研究,发现乙烯含量达到一定浓度时,诱导控制乙烯反应因子的基因Ⅰ-2过表达,表达产物蛋白Ⅰ-2作为阻遏物,通过结合C基因的启动子,在C基因上游发挥作用,抑制其表达。C蛋白能结合到蔗糖合成途径关键基因S和乙烯积累关键基因A的启动子上,抑制二者表达。
研究者检测甜瓜细胞内6个乙烯合成关键基因的表达量,发现HS均显著高于LW。对HS和LW甜瓜果实发育成熟过程中内源乙烯的浓度进行检测,结果如下图。
本研究丰富了对乙烯参与调控甜瓜果实蔗糖积累分子机制的认知,为进一步研究甜瓜果实成熟和品质形成过程中,调控蛋白之间的相互作用提供了线索,同时为培育高品质的甜瓜提供依据。
(1)甜瓜果实成熟的调控是由 和环境因素调节共同完成。
(2)综合文中信息,完善下面的东方甜瓜果实成熟调控的流程图 。
注:方框内填物质名称,括号内填“+”或“-”,“+”代表促进,“-”代表抑制
(3)图中LW果实的乙烯产量未出现明显峰值,其根本原因是 ,导致对(2)途径的调节 。
(4)基于上述研究,请提出可提高LW果实蔗糖积累量的简易方法: 。
18.(2024·北京西城·二模)科研人员对生长素(IAA)参与莲藕不定根(Ar)形成的调控机制进行了一系列研究。
(1)研究发现,10μml·L-1的IAA能显著促进莲藕Ar的形成,而150μml·L-1的IAA则起到抑制作用,这体现了IAA的作用具有 的特点。后续研究中IAA处理组均选用10μml·L⁻¹作为处理浓度。
(2)植物下胚轴分生组织的细胞经 发育成根原基(Rp),继续发育并突破表皮形成Ar,研究者通过显微结构观察莲藕Ar的发育过程,结果如图1。
结果表明,IAA通过 从而促进了Ar的生长。
(3)IAA氧化酶(IAAO)能氧化分解IAA。研究者进一步检测了实验组和对照组IAAO活性和内源IAA含量,结果如图2。
据图2推测,施加IAA后促进Ar生长的原因是 。
(4)在生长素介导的信号转导机制中,ARF和AUX起到重要作用(图3)。研究者进一步检测了ARF基因的相对表达量(图4)。结合图3和图4阐释施加IAA促进莲藕Ar形成的分子机制 。
19.(2024·北京丰台·二模)研究人员就乙烯对水稻胚芽鞘伸长的作用展开了相关研究。
(1)研究表明乙烯能促进水稻种子萌发过程中胚芽鞘的伸长,促进幼苗出土。在此过程中,乙烯与生长素之间具有 效应。
(2)研究人员检测种子出土过程中乙烯释放量和集中在胚芽鞘顶部的蛋白E1含量变化,结果如图1和2。据此推测乙烯与E1的表达呈 相关。
(3)ROS(活性氧)在植物生长和抗逆境中发挥重要作用,研究人员推测ROS参与了乙烯对胚芽鞘生长的调控过程,对照V基因的表达产物参与清除ROS。现构建了e1突变体(E1基因突变)、e1/V-OX突变体(E1基因突变、V基因过表达)。观察乙烯处理下不同组的细胞伸长情况,如图3。
①对比 (填字母)伸长量,说明乙烯通过促进E1基因的表达促进细胞伸长;
②对比b图、e图显示,乙烯处理后,细胞仍有伸长。针对这一现象,提出一种假设 。
③e1/V-OX与e1相比,胚芽鞘细胞长度显著增加。有人认为E基因通过V基因发挥促进细胞伸长的作用。你是否认同该观点并说明理由 。
(4)根据以上研究成果,有人提出了培育ROS合成酶基因的缺失突变体水稻品种。请评价该思路 。
20.(2024·北京朝阳·一模)研究者以拟南芥等为材料,探究植物响应干旱胁迫的调控机制。
(1)叶片表皮上的气孔是由一对保卫细胞组成的孔隙。干旱胁迫下,脱落酸含量升高,其与受体结合后,通过一定途径使保卫细胞渗透压降低,保卫细胞 (填“失水”或“吸水”),气孔关闭。
(2)P基因表达产物参与水分从根部向叶片的运输。研究者构建P基因功能缺失突变体和P基因超表达株系,在实验室中采用停止浇水的方法模拟干旱处理,结果如图1。
据图1推测随着干旱处理时间延长, 会先萎蔫,理由是 。
研究发现,P基因编码的P蛋白是一种水通道蛋白。研究者将P基因导入酵母菌,并接种在添加高浓度甘露醇的液体培养基中,测定生长曲线。若P蛋白具有水通道蛋白活性,请在图2b中补充实验组的生长曲线 。
(3)AR基因的表达量均受脱落酸诱导显著上调。R基因编码的R蛋白是脱落酸信号通路中的一种调控因子.可与A基因编码的A蛋白(一种转录因子)结合。为研究A蛋白、R蛋白在P基因表达中的作用,研究者构建多种表达载体,导入烟草原生质体中。结果如图3。
图3结果表明, 。
综合系列研究可知,植物响应干旱胁迫的调控由 共同完成。
(4)已有研究证实A基因表达增强可抑制植株地上部的生长。干旱胁迫导致植株光合速率显著下降,且植株根部的营养分配比例增大。从物质与能量的角度,分析植物生长发育状态改变的意义 。
考点
三年考情分析
2025考向预测
植物生命活动的调节
(2024.北京卷.T18)植物生命活动的调节综合
(2023.北京卷.T8)其他植物激素的产生、分布和功能,不同的植物激素对植物生命活动的调节
(2022.北京卷.T7)参与调节植物生命活动的其他环境因素,植物生长调节剂及应用
(2022.北京卷.T17)生长素的发现过程,不同的植物激素对植物生命活动的调节
考点预测:植物激素
考法预测:一是直接考查考生对某一种植物激素作用的识记,考查考生对生长素作用及作用特点与 向光性、根的向地性和茎的背地性、顶端优势等生命活动实例的解释等基础知识的识记。二是考查考生对不同植物激素同时调节某项生命活动时的功能及关系的辨析、某种 植物激素调节的分子机制的理解
处理
指标
叶绿素a含量
(mg·g-1)
叶绿素b含量
(mg·g-1)
叶绿素a/b
单株干重(g)
单株分枝数(个)
弱光+水
1.39
0.61
2.28
1.11
1.83
弱光+GR24
1.98
0.98
2.02
1.30
1.54
分组
甲
乙
左
右
α角/度
20.4
9.0
k
GA3浓度(mg/L)
萌发率%
20℃
25℃
0
89.3
88.2
100
93.7
92.1
200
91.5
86.5
500
90.7
84.7
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