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(六) 绿色的希望——种子和果实
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一、单项选择题
1.小麦种子中的淀粉主要来源于麦穗下的第一片叶(旗叶)光合作用合成的葡萄糖,细胞中的K+能促进糖类向储藏器官运输。种子成熟后,如果遇到长时间高温和连续阴雨的天气,很容易在麦穗上发芽。因此,小麦成熟后,要及时收获、晒干储藏。下列说法错误的是( )
A.缺少K+的植株中,籽粒的充盈度较低,说明无机盐能维持生物体的生命活动
B.去掉部分正在发育的籽粒,一段时间后,旗叶中有机物含量、光合速率均会增加
C.种子发芽主要与脱落酸减少、赤霉素增多有关,两种激素的作用效果相反
D.为避免小麦成熟后遭受鸟害,用音响设备模拟天敌声音驱赶鸟类属于生物防治
解析:选B 细胞中的K+能促进糖类向储藏器官运输,缺少K+的植株中,小麦籽粒的充盈度较低,说明无机盐能维持生物体的生命活动,A正确;去掉部分正在发育的籽粒,由于旗叶中有机物运输到籽粒减少,所以旗叶中有机物含量增加,旗叶中有机物积累会限制光合作用,故一段时间后旗叶的光合速率会下降,B错误;正常情况下,成熟种子中脱落酸的含量较高,抑制种子萌发,在高温条件下,脱落酸被分解,抑制作用减弱,同时遇雨后,赤霉素含量逐渐增多,促进种子萌发,故脱落酸、赤霉素的作用效果相反,C正确;为避免小麦成熟后遭受鸟害,用音响设备模拟天敌声音驱赶鸟类,利用的是物理信息,属于生物防治,D正确。
2.种子是农业的命脉。下列叙述不正确的是( )
A.种子的形成过程中既有细胞的增殖也有细胞的凋亡
B.种子萌发时RNA和蛋白质的种类和数量均会增加
C.脱落酸能促进萌发的大麦种子中淀粉酶基因的表达
D.刚收获的种子在晾干过程中失去的水主要是自由水
解析:选C 多细胞生物体的个体发育中既有细胞的增殖分化,也有细胞的凋亡,A正确;在种子萌发的过程中,由于基因的选择性表达,RNA和蛋白质的种类和数量均会增加,B正确;大麦种子萌发过程中淀粉酶基因表达后,形成的淀粉酶可将淀粉水解,为种子萌发供应能量,而脱落酸能抑制种子萌发,说明脱落酸能抑制萌发的大麦种子中淀粉酶基因的表达,C错误;刚收获的种子在晾干过程中失去的水主要是自由水,D正确。
3.常见农作物的种子分为淀粉种子、油料种子和豆类种子等。下列说法正确的是( )
A.与淀粉种子相比,在播种油料种子时需浅播
B.种子萌发形成幼苗后吸收的氮元素可用于合成蛋白质、脂肪和核酸
C.向萌发时期的这三类种子制备的研磨液中加入斐林试剂后即可出现砖红色沉淀
D.这三类种子的主要成分分别为淀粉、脂肪和蛋白质,它们都是生物大分子
解析:选A 油料种子中脂肪含量高,萌发时需要消耗大量的氧气,所以需要浅播,A正确;脂肪的元素组成是C、H、O,B错误;种子萌发后期,会有葡萄糖的生成,故向三类种子制备的研磨液中加斐林试剂并水浴加热后才出现砖红色沉淀,C错误;脂肪不是生物大分子,淀粉、蛋白质是生物大分子,D错误。
4.某小组为了探究现存的水稻种子是否有活性,他们将吸水膨胀的种子200粒放在加有溴麝香草酚蓝的琼脂凝胶培养皿中培养,观察琼脂凝胶的颜色变化而作出判断。下列说法错误的是( )
A.活种子呼吸作用产生的CO2可使其周围凝胶呈现黄色
B.若种子周围的凝胶保持蓝色则可判定该种子没有活性
C.吸水膨胀种子的细胞中结合水比例上升,细胞代谢加快
D.温度等培养条件会影响琼脂凝胶颜色变化的快慢
解析:选C 活种子呼吸作用产生的CO2可使其周围凝胶呈现黄色,因为CO2可使含有溴麝香草酚蓝的琼脂由蓝变绿再变黄,A正确;若种子周围的凝胶保持蓝色说明没有CO2产生,则可判定该种子没有活性,因为水稻种子无论有氧呼吸还是无氧呼吸过程中都有CO2生成,B正确;吸水膨胀种子的细胞中自由水比例上升,细胞代谢加快,C错误;温度会通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸速率,因而会影响CO2的产生速率进而影响琼脂凝胶颜色变化的快慢,D正确。
5.种子库在适当的低温下保存植物的种子。入库保存前需对种子进行清洗、干燥等处理,然后密封包装存入-18 ℃的冷库。下列有关叙述正确的是( )
A.入库前干燥处理主要是除去大量的结合水
B.冷库中-18 ℃的低温会造成种子细胞中呼吸酶变性失活
C.密封包装袋中需要充入充足的氧气,以维持种子的活性
D.建立种子库可以保存濒危植物的种子,保护生物多样性
解析:选D 入库前干燥处理主要是除去大量的自由水,以降低种子的细胞呼吸,便于储存,A错误;低温下呼吸酶的活性会降低,但低温并没有破坏酶的结构,不会使其失去活性,B错误;种子储存时需要降低氧气的浓度,以减弱细胞呼吸,便于储存,C错误;建立种子库可以保存濒危植物的种子,从而保护生物的多样性,D正确。
6.将玉米种子置于25 ℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发,每天定时取相同数量的萌发种子,一半直接烘干称重,另一半切取胚乳烘干称重,计算每粒的平均干重,结果如图所示。假设种子萌发所需的营养物质全部来源于胚乳,下列叙述正确的是( )
A.种子萌发过程中产生的[H]全部用来还原丙酮酸
B.保持实验条件不变,120 h后萌发种子的干重先减少后增加
C.种子萌发过程中产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值低于1
D.萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗组成物质的最大转化速率为22(mg·粒-1·d-1)
解析:选D 种子萌发过程中产生的[H]全部用来与氧结合生成水,并释放大量能量,A错误;由于玉米种子置于25 ℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发,不能进行光合作用,若保持实验条件不变,120 h后萌发种子的干重一直下降,B错误;由于有氧呼吸过程中,每分解1摩尔葡萄糖需要消耗6摩尔O2,产生6摩尔CO2,且萌发条件适宜说明种子没有进行无氧呼吸,所以种子萌发过程中产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值等于1,C错误;细胞呼吸所消耗的有机物量=胚乳减少的干重量-转化成幼苗组成物质的量,由此并结合题图分析出96~120 h范围内,转化成幼苗组成物质的速率增大,为(118.1-91.1)-(177.7-172.7)=22(mg·粒-1·d-1),D正确。
7.《齐民要术》记载了“热进仓”贮麦法:将经暴晒的小麦种子,趁热进仓贮存,温度控制在46 ℃左右,贮藏7~10天后通风降温,该贮藏方法具有防霉防虫的作用,且不影响种子的发芽率。以下说法错误的是( )
A.暴晒后自由水减少有利于贮存
B.种子贮藏时有一定强度的细胞呼吸
C.46 ℃高温持续时间越长越有利于提高种子发芽率
D.降低含水量有利于抑制霉菌等有害生物的增殖
解析:选C 暴晒后种子的自由水减少,细胞代谢减弱,有利于种子贮存,A正确;种子贮藏时仍有活性,因此仍有一定强度的细胞呼吸,B正确;若46 ℃高温持续时间过长,则种子会保持较高的呼吸速率,消耗较多的有机物,不利于种子萌发,C错误;水是生物代谢所必需的,降低含水量有利于抑制霉菌等有害生物的增殖,D正确。
8.气调包装是指通过改变包装袋内的气体组成,使鲜切果蔬的生理活动受到抑制,从而延长贮藏保鲜期的一种包装方式,通常采用低O2、高CO2进行保鲜。高氧气调包装是近年来研究较热的一种鲜切果蔬贮藏保鲜技术。细胞呼吸是果蔬采摘后的主要生理活动,它与贮藏保鲜密切相关。科研人员研究高氧气调包装对鲜切胡萝卜呼吸强度的影响,结果如图(对照组为大气气体环境),下列分析错误的是( )
A.100%氧气处理组的呼吸强度在第15 d之前均低于对照组,而其他组均高于对照组
B.贮藏初期鲜切胡萝卜利用体内贮存的营养物质及包装袋中充足的氧气使呼吸强度加剧
C.鲜切胡萝卜呼吸强度呈先上升后下降的趋势,后期下降可能与营养物质消耗有关
D.实验结果说明纯氧气调包装在一定时间内有利于抑制鲜切胡萝卜的细胞呼吸
解析:选A 由图可知,100%氧气处理组的呼吸强度在第12 d之前均低于对照组,而其他组均高于对照组,A错误;贮藏初期,不同氧气含量下,呼吸强度均升高,故贮藏初期鲜切胡萝卜利用体内贮存的营养物质及包装袋中充足的氧气使呼吸强度加剧,B正确;分析题图可知,在氧气含量不同的情况下,鲜切胡萝卜呼吸强度均呈先上升后下降的趋势,后期下降可能与营养物质消耗有关,C正确;第12 d之前,100%氧气处理组的呼吸强度均低于对照组和其他氧气含量组,因此纯氧气调包装在一定时间内有利于抑制鲜切胡萝卜的细胞呼吸,D正确。
9.植物种子在土壤中萌发受到土壤机械压力的作用时,幼苗下胚轴快速伸长,同时抑制子叶发育,并在顶端形成弯钩(图1)。科学家成功揭示了植物嫩芽顶端弯钩的发育调控机制,发现生长素在弯钩的外侧浓度低于内侧,部分调控机制如图2所示。下列叙述错误的是( )
A.顶端弯钩的形成是生长素对植物细胞生长的差异性调控导致的
B.土壤的机械压力可导致乙烯产生量增加,从而促进顶端弯钩的形成
C.生长素的产生和分布是基因表达调控的结果,也受到环境因素的影响
D.水杨酸通过抑制EIN3/EIL1活性,增强HLS1基因的表达,抑制顶端弯钩形成
解析:选D 根据题干信息“生长素在弯钩的外侧浓度低于内侧”,可知弯钩两侧生长素分布不均匀,表现为高浓度抑制生长,低浓度促进生长,故顶端弯钩的形成是生长素对植物细胞生长的差异性调控导致的,A正确;种子在土壤中萌发受到土壤机械压力的作用时,幼苗下胚轴快速伸长,同时抑制子叶发育,说明生长素产生较多而导致乙烯产生量增加,从而促进顶端弯钩的形成,B正确;生长素的产生和分布是基因表达调控的结果,也受到环境因素的影响,C正确;从图2可知,水杨酸通过抑制EIN3/EIL1活性,从而抑制HLS1基因的表达,进而抑制顶端弯钩的形成,D错误.
10.种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力,TTC(无色)进入活细胞后可被[H]还原成TTF(红色)。大豆充分吸胀后,取种胚浸于0.5%TTC溶液中,30 ℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是( )
A.该反应需要在光下进行
B.TTF可在细胞质基质中生成
C.TTF生成量与保温时间无关
D.不能用红色深浅判断种子活力高低
解析:选B 种子通过细胞呼吸产生[H]的过程不需要光,A错误;细胞呼吸的第一阶段能产生[H],且该过程发生在细胞质基质中,[H]可将TTC还原成TTF,B正确;保温时间长短可影响[H]的生成量,进而影响TTF的生成量,C错误;活力高的种子代谢旺盛,相同时间内产生的[H]多,还原成的TTF也多,实验过程中种胚出现的红色深,反之,实验过程中种胚出现的红色浅,故能用红色深浅判断种子活力高低,D错误。
11.如图甲为某单子叶植物种子萌发过程中干重的变化曲线,图乙为萌发过程中O2吸收量和CO2释放量的变化曲线。据图分析,下列可以得出的结论是( )
A.种子萌发初期以有氧呼吸为主
B.干重减少的原因主要是细胞呼吸分解有机物
C.A点时萌发的种子开始进行光合作用
D.图乙两条曲线相交时,有氧呼吸与无氧呼吸速率相等
解析:选B 种子萌发初期以无氧呼吸为主,A错误;干重减少的原因主要是种子萌发过程中,细胞呼吸分解有机物,B正确;A点时萌发种子的光合作用强度等于细胞呼吸强度,而光合作用在A点之前就已进行,但强度小于细胞呼吸强度,C错误;图乙两条曲线相交时,O2吸收量与CO2释放量相等,此时,细胞只进行有氧呼吸,D错误。
12.胎萌是指种子未脱离母体即发芽。下列关于种子胎萌和萌发的叙述,错误的是( )
A.外施赤霉素合成抑制剂,种子萌发会受到抑制
B.抑制与脱落酸合成相关酶的基因表达,会引起胎萌
C.外施脱落酸,可抑制脱落酸受体缺失突变体发生胎萌
D.离体的水稻成熟胚,可在无激素的基础培养基上萌发
解析:选C 赤霉素可以促进种子萌发,所以外施赤霉素合成抑制剂,抑制赤霉素合成,种子萌发会受到抑制,A正确;脱落酸可以维持种子休眠,抑制与脱落酸合成相关酶的基因表达,导致脱落酸不能合成,会引起胎萌,B正确;脱落酸受体缺失突变体,由于缺失脱落酸受体,即使外施脱落酸也不能发挥作用,也会发生胎萌,C错误;离体的水稻成熟胚,自身能合成激素,可在无激素的基础培养基上萌发,D正确。
13.以一个有正常叶舌的小麦纯系种子为材料,进行辐射处理。处理后将种子单独隔离种植,发现其中有两株(甲、乙)的后代分离出无叶舌突变株,且正常株与突变株的分离比例均接近3∶1,这些叶舌突变型都能正常遗传。下列叙述错误的是( )
A.辐射处理正常叶舌的小麦纯系种子获得新品种的原理是基因突变
B.该过程需要用到大量的种子,其原因是基因突变具有普遍性
C.实验结果表明,辐射处理最可能导致甲、乙中各有一个基因发生突变
D.将甲的F1自由交配,正常株上所结的种子无叶舌突变类型的比例为1/6
解析:选B 以正常叶舌的小麦纯系种子为材料,进行辐射处理,属于诱变育种,诱变育种的原理是基因突变,A正确;由于基因突变具有不定向性和低频性特点,因此诱变育种需要处理大量的实验材料才可能获得所需要的性状,B错误;由题意可知,自交后代的性状分离比例均接近3∶1,说明符合一对等位基因的分离定律,表明辐射处理最可能导致甲、乙中各有一个基因发生突变,C正确;假设控制突变株的基因为a,正常株基因为A,甲植株后代出现3∶1的分离比,基因型及比例是AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,产生的花粉基因型及比例是A∶a=1∶1,而正常植株上产生的卵细胞的基因型及比例是A∶a=2∶1,因此甲株的后代种植在一起,让其自由交配,只收获正常株上所结的种子,若每株的传粉率和结籽率相同,则其中无叶舌突变类型aa的比例为1/3×1/2=1/6,D正确。
14.研究发现大豆种皮有黄色(俗称黄豆)和黑色(俗称黑豆)两种表型,若用黄豆与黑豆杂交,F1植株所结种子的种皮颜色为黑黄镶嵌(俗称花脸豆),F2表现为1/4黄豆、1/2花脸豆、1/4黑豆。下列分析正确的是( )
A.大豆种皮颜色的黄色由显性基因控制,黑色由隐性基因控制
B.F1种皮细胞基因相同,但不同种皮细胞中基因表达情况不同
C.F2大豆种皮颜色的表型及比例,符合基因的自由组合定律
D.将花脸豆与黄豆进行杂交,子代出现纯合花脸豆的概率是1/2
解析:选B 由于F1的种皮颜色为黑黄镶嵌,说明黄色和黑色都表达,因而没有显隐性之分,A错误;镶嵌显性现象出现的原因是个体发育过程中黄色基因和黑色基因在不同部位选择性表达,B正确;大豆种皮的颜色由一对等位基因控制,所以不符合基因的自由组合定律,C错误;将花脸豆与黄豆进行杂交,子代出现纯合花脸豆的概率是0,D错误。
15.某实验小组将小麦种子横切两部分:“含胚半粒”和“无胚半粒”,用清水浸泡后,分别把两部分及等量缓冲液加入4支试管中,并按下表中的操作进行实验。保温一段时间后,取各试管中等量的上清液,加碘检测,结果见下表。请据表分析下列说法不正确的是( )
试管 编号 半粒种子 (10粒) 赤霉素/ (10-6g/mL) 赤霉素抑制剂/ (5×10-4mol/L) 检测结果 (蓝色深浅)
1 有胚 - - +
2 无胚 - - +++
3 无胚 0.2 mL - +
4 无胚 0.2 mL 0.2 mL +++
注:“-”为不添加相应物质,“+”为浅蓝色,“+++”为深蓝色。
A.1、2组结果可以说明小麦胚可以产生淀粉酶催化淀粉水解
B.3组与2、4组结果不同,说明赤霉素可以促进无胚部分产生淀粉酶
C.1、3组检测结果相同可能因为有胚部分的赤霉素促进淀粉酶的合成
D.根据表格可推测,小麦种子在成熟过程中赤霉素的含量逐渐增多
解析:选D 与2组结果相比,1组试管蓝色较浅、淀粉含量较少,说明淀粉酶催化了淀粉的水解,因此1、2组结果说明小麦胚可以产生淀粉酶催化淀粉水解,A正确;3组与2、4组结果不同,说明赤霉素可以促进无胚部分产生淀粉酶,B正确;1、3组检测结果相同可能因为种子有胚部分可产生赤霉素,赤霉素能促进淀粉酶的合成,C正确;根据表格不能推测小麦种子在成熟过程中赤霉素含量的变化,D错误。
二、不定项选择题
16.呼吸速率是植物生命活动强弱的重要指标之一,常用于植物生理及农业生产实践等方面的研究。通常情况幼嫩组织器官比衰老组织器官的呼吸速率要高一些。人们在生产实践中可以通过改变环境条件来影响植物组织的呼吸速率,从而满足相关的需求。下列措施不恰当的是( )
A.储存粮食水果时,应将储存环境设置为无氧条件,最大限度地减小呼吸速率
B.大棚种植植物,夜间应升高温度提高呼吸速率保证充足的能量供应
C.中耕松土可以增加土壤中氧气含量,提高根的呼吸速率
D.在幼嫩种子有机物快速积累期,应尽量创设低温条件,降低其呼吸速率
解析:选ABD 储存粮食水果时,应将储存环境设置为低氧条件(无氧条件下,细胞无氧呼吸速率快,消耗有机物相对较多),最大限度地减小呼吸速率,A错误;大棚种植植物,夜间应降低温度,减弱细胞呼吸,减少有机物的消耗,B错误;中耕松土可以增加土壤中氧气含量,提高根的呼吸速率,利于根对营养物质的吸收,C正确;在幼嫩种子有机物快速积累期,需要能量把糖类物质转化为构建新生组织所必需的材料,故在种子有机物的快速积累期,呼吸速率较高,不能创设低温条件,D错误。
17.为寻找啤酒发酵的优良原料,某科研小组分别称取等量小麦、谷子、绿豆三种未萌发种子和萌发种子,研磨后制备的酶提取液分别与1 mL质量分数为1%的淀粉溶液混合,25 ℃保温5 min后,立即将试管放入沸水浴中保温5 min。测定各试管中还原糖的含量,比较不同种子萌发前后淀粉酶的活性,其实验结果如下表。根据上述实验,下列叙述正确的是( )
名称 小麦 谷子 绿豆
未萌发种子的淀粉酶活性/(U·g-1) 0.028 9 0.009 4 0.007 4
萌发种子的淀粉酶活性/(U·g-1) 5 1.764 5 0.039 5
A.制备酶提取液过程中加入石英砂可使研磨更充分
B.研磨后需用3支试管收集制备好的酶提取液
C.将试管在沸水浴中保温的目的是使酶快速失活
D.未萌发的绿豆种子可作为啤酒发酵的优良原料
解析:选AC 在制备酶提取液过程中,加入石英砂(SiO2)可以使研磨更充分,A正确;根据表格分析可知,研磨后需用6支试管收集制备好的酶提取液,B错误;将试管在沸水浴中保温的目的是使酶快速失活,让其催化的化学反应立即停止,C正确;根据表格数据分析,未萌发的绿豆种子的淀粉酶活性较低,不能作为啤酒发酵的优良原料,D错误。
18.无融合生殖是指不发生雌、雄配子结合而产生种子的一种无性繁殖过程。如图为我国科研人员对杂交水稻无融合结籽品系的研究:含基因A的植株形成雌配子时,减数分裂Ⅰ过程中所有染色体移向同一极,导致雌配子染色体数目加倍;含基因B的植株产生的雌配子不经受精作用,直接发育成个体。雄配子的发育不受基因A、B的影响。研究人员采用如图所示的杂交方案,获得了无融合结籽个体。下列叙述正确的是( )
A.子代Ⅰ自交后代全部是无融合结籽个体
B.子代Ⅱ自交后代会产生染色体数目变异
C.子代Ⅲ自交可得到3种基因型的植株
D.无融合生殖可使水稻的杂种优势稳定遗传
解析:选ABD 子代Ⅰ的基因型为AaBb,含有A和B基因,其产生的雌配子基因型为AaBb,该雌配子不经过受精即可产生后代,且后代的基因型均为AaBb,即后代全部是无融合结籽个体,A正确;子代Ⅱ的基因型为Aabb,其产生的雌配子的基因型为Aabb,产生的雄配子的基因型为Ab和ab,雌雄配子结合后产生的后代的基因型为AAabbb和Aaabbb,产生了染色体数目变异,B正确;子代Ⅲ的基因型为aaBb,根据题意可知,该个体产生的雌配子可直接发育成新个体,即产生的子代为aB、ab两种基因型,C错误;无融合生殖个体的基因型为AaBb,其产生后代的基因型不变,显然无融合生殖可使水稻的杂种优势稳定遗传,D正确。
19.皱粒豌豆的形成是由于编码SBE1蛋白的基因中插入了一段800 bp(碱基对)的Ips-r片段(如图所示),从而使豌豆种子内淀粉合成受阻,使淀粉含量降低,当豌豆成熟时不能有效地保留水分,导致种子皱缩。下列相关叙述正确的是( )
A.皱粒豌豆的出现是基因突变的结果
B.该实例说明基因可以通过控制酶的合成间接控制生物体的性状
C.外来DNA序列的插入,导致编码SBE1蛋白的基因转录形成的mRNA中脱氧核苷酸数目增加
D.翻译出的SBE1蛋白缺少了61个氨基酸,可能是因为mRNA中终止子提前出现
解析:选AB 根据题干信息“皱粒豌豆的形成是由于编码SBE1蛋白的基因中插入了一段800 bp(碱基对)的Ips-r片段”,说明皱粒豌豆的出现是基因突变的结果,A正确;根据题干信息分析可知,基因通过控制酶的合成来控制生物代谢,从而间接控制生物性状,B正确;外来DNA序列的插入,导致编码SBE1蛋白的基因转录形成的mRNA中核糖核苷酸数目增加,C错误;翻译出的SBE1蛋白缺少了61个氨基酸,可能是因为mRNA中终止密码子提前出现,D错误。
20.赤霉素与受体结合后可诱导GAMYB基因的表达,GAMYB蛋白通过结合到α-淀粉酶基因的启动子上来激活α-淀粉酶基因的表达,促进大麦种子萌发;脱落酸可以抑制GAMYB基因的表达,同时激活ABI5基因的表达来抑制大麦种子萌发;细胞分裂素可以通过激活ARRs基因的表达,抑制ABI5基因的表达,从而间接促进大麦种子的萌发。下列叙述错误的是( )
A.植物合成细胞分裂素的部位主要是未成熟的种子、幼根和幼芽
B.适宜浓度的细胞分裂素处理种子可以解除脱落酸对种子萌发的抑制
C.休眠的种子中脱落酸的含量较高,是通过抑制基因的表达来抑制种子萌发的
D.植物的生长发育往往取决于激素间的比例关系,而不是某种激素的绝对含量
解析:选AC 细胞分裂素的合成部位主要是根尖,A错误;由题意可知,细胞分裂素可以促进种子萌发,而脱落酸会抑制种子的萌发,因此适宜浓度的细胞分裂素处理种子可以解除脱落酸对种子萌发的抑制,B正确;根据题干“脱落酸可以抑制GAMYB基因的表达,同时激活ABI5基因的表达来抑制大麦种子萌发”可知,休眠的种子中脱落酸的含量较高,是通过抑制GAMYB基因的表达和激活ABI5基因的表达来抑制种子萌发的,C错误;决定植物器官生长发育的往往不是某种激素的绝对含量,而是不同激素的相对含量,D正确。
三、非选择题
21.将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床,作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为8~10 μmol/(s·m2)时,固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量;日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒,浸种1天后,播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中,保湿透气,昼/夜温为35 ℃/25 ℃,光照强度为2 μmol/(s·m2),每天光照时长为14小时。回答下列问题:
(1)在此条件下,该水稻种子________(填“能”或“不能”)萌发并成苗(以株高≥2厘米,至少1片绿叶视为成苗),理由是________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上,光照强度为10 μmol/(s·m2),其他条件与上述实验相同,该水稻______(填“能”或“不能”)繁育出新的种子,理由是______________________________________________________________________________________________________________(答出两点即可)。
(3)若该水稻种子用于稻田直播(即将种子直接撒播于农田),为防鸟害、鼠害减少杂草生长,须灌水覆盖,该种子应具有______________特性。
解析:(1)种子萌发形成幼苗的过程中,消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物,因此光照强度为2 μmol/(s·m2),每天光照时长为14小时,虽然光照强度低于光补偿点,但光照有利于叶片叶绿素的形成,种子仍能萌发并成苗。(2)将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上,光照强度为10 μmol/(s·m2),有机物积累量等于消耗量,每天光照时长为14小时,此时光照时没有有机物的积累,黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物,且每天光照时长大于12小时,植株不能开花,因此该水稻不能繁育出新的种子。(3)该水稻种子用于稻田直播(即将种子直接撒播于农田),为防鸟害、鼠害减少杂草生长,须灌水覆盖,此时种子获得氧气较少,可通过无氧呼吸分解有机物供能,无氧呼吸产生的酒精对种子有一定的毒害作用,推测该种子应具有耐受酒精毒害的特性。
答案:(1)能 种子萌发形成幼苗的过程中,消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物,且光照有利于叶片叶绿素的形成 (2)不能 光照强度为10 μmol/(s·m2),有机物积累量等于消耗量,每天光照时长为14小时,此时光照时没有有机物的积累,黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物,故全天没有有机物积累;且每天光照时长大于12小时,植株不能开花 (3)耐受酒精毒害
22.科研人员利用拟南芥,对植物种子萌发过程中光与相关植物激素之间的关系开展了如下研究。
(1)种子萌发是植物生命周期的起始,光和植物激素等作为__________调控此过程。
(2)光敏色素A(phyA)接受适合光照后,会转变为激活状态。科研人员利用phyA激活剂分别处理野生型、phyA缺失突变体、ERF(一种胞内蛋白)缺失突变体及ERF过表达突变体的种子,并检测其萌发率,如图1。由结果可以推测,phyA激活的条件下ERF蛋白能够________________________________________________________________________。
(3)为了进一步探究ERF蛋白影响种子萌发的机制,科研人员用不同浓度的脱落酸(ABA)分别处理上述不同组拟南芥的种子,统计种子萌发率,如图2。结果说明ERF蛋白提高了拟南芥种子对外源ABA的________。
(4)进一步检测ERF缺失突变体种子中ABA2(一种脱落酸合成酶)的mRNA含量,结果见图3。结合图3结果、相关信息和知识,解释图2中ERF缺失突变体种子萌发率变化的原因。
(5)又有研究显示,添加外源ABA后,野生型拟南芥植株中ERF mRNA的含量显著高于对照组。综合上述实验结果,完善光、植物激素调控种子萌发的调控机制模式图(请在相应位置用文字和“+”或“-”作答,其中“+”表示促进作用,“-”表示抑制作用)。
解析:(1)光和植物激素等作为信息分子调控种子萌发的过程。(2)由图1实验结果分析,ERF缺失突变体组的种子萌发率高于野生型,ERF过表达突变体组的种子萌发率低于野生型,且phyA缺失突变体组的种子萌发率最低,由结果可以推测,phyA激活的条件下ERF蛋白能够抑制种子的萌发,降低种子的萌发率。(3)由图2实验结果分析,ERF过表达突变体组拟南芥的种子在较低浓度的外源ABA条件下,萌发率就逐渐降低;在0.3 μM ABA条件下,ERF过表达突变体组拟南芥种子的萌发率为0,而ERF缺失突变体组拟南芥种子的萌发率接近100%,可以推测,ERF蛋白提高了拟南芥种子对外源ABA的敏感性。(4)由图3实验结果分析,ERF缺失突变体种子中ABA2 mRNA的含量低于野生型,说明ERF能促进脱落酸合成酶基因的转录,从而促进脱落酸合成酶的合成,使种子中脱落酸含量增多,从而抑制拟南芥种子的萌发,而ERF缺失突变体种子中缺少ERF,合成脱落酸合成酶减少,种子中脱落酸含量减少,种子的萌发率增大。(5)由实验结果可知,phyA激活的条件下ERF蛋白能够促进ABA的合成,抑制种子的萌发;添加外源ABA后,野生型拟南芥植株中ERF mRNA的含量显著高于对照组,说明ABA能促进ERF的合成。综合上述实验结果,光、植物激素调控种子萌发的调控机制模式图见答案。
答案:(1)信息分子 (2)抑制种子萌发,降低种子的萌发率 (3)敏感性 (4)ERF能促进脱落酸合成酶基因的转录,促进脱落酸合成酶的合成,使种子中脱落酸含量增多,抑制种子的萌发,降低了种子的萌发率;而ERF缺失突变体种子中缺少ERF,合成脱落酸合成酶减少,种子中脱落酸含量减少,种子的萌发率增大
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