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专题七 植物生命活动的调节
人教生物二轮专题复习
连线织网——循图串知,建构“大概念”知识体系
芽、幼嫩的叶
促进
抑制
极性运输
基因表达
光
01
02
目
录
基础自查(一) 植物生长素
基础自查(二) 其他植物激素及环境调节因素
系统主干知识
1.生长素的合成与分布
基础自查(一) 植物生长素
色氨酸
生长旺盛
2.生长素三种不同的运输方式
上端
下端
主动运输
输导组织
3.向光性的原理分析
生长素
极性运输
快于
原因归纳:
①外因:单侧光照射。
②内因:生长素分布不均匀。
4.生长素的生理作用
(1)作用
传达信息
伸长生长
细胞分化
受体
特定基因
(2)作用特点
促进
抑制
低
促进
高
抑制
5.生长素浓度与所起作用的曲线分析
[图示解读]
a点 既不促进生长也不抑制生长
a~c段 (不含a点) 随生长素浓度升高,对生长的促进作用逐渐增强
c点 促进生长的最适浓度,其促进效果最好
c~e段 (不含e点) 随生长素浓度升高,对生长的促进作用逐渐减弱
续表
e点 促进生长的浓度“阈值”。低于此值时均为促进生长的“低浓度”;超过此值时,将由“促进”转向“抑制”,从而进入抑制生长的“高浓度”
b、d两点 生长素浓度虽然不同,但促进效果相同
e~f段 (不含e点) 随生长素浓度升高,对生长的抑制作用逐渐增强
6.植物茎的背地性和根的向地性
(1)表现
(2)原因(淀粉—平衡石假说)
[微提醒] 抑制生长≠不生长
所谓“抑制”或“促进”均是相对于“对照组”(即自然生长或加蒸馏水处理的组别)而言的,抑制生长并非不生长,只是生长慢于对照组。
澄清概念微点
(一)微点判断
(1)单侧光照射下生长素横向运输发生在尖端,产生效应的部位也在尖端。 ( )
(2)用适宜浓度的生长素类调节剂处理未受粉的番茄雌蕊,可获得无子番茄。 ( )
×
√
(3)2, 4-D可杀除禾谷类田间双子叶杂草是由于双子叶植物对
2, 4-D的敏感性强。 ( )
(4)生长素在细胞内可由色氨酸合成。 ( )
(5)不同浓度的生长素对植物同一器官的作用效果一定不同。 ( )
(6)棉花栽培过程中去除顶芽可促进侧芽生长,提高棉花产量。 ( )
√
√
×
√
(二)概念融通
(1)生长素的不对称分布会导致“顶端弯钩”现象的产生,主要原因是_________________________________________________
___________________________。
生长素在浓度较低时促进生长,在浓度过高时则会抑制生长,且芽对生长素比较敏感
(2)幼苗出土后,随着幼苗的生长,“顶端弯钩”现象会逐渐消失而表现为直立生长。试分析该过程中生长素所起的作用效果发生变化的可能原因:______________________________________
_________________________________________________________________________________________________。
幼苗生长过程中,细胞的体积变大,使近地侧高浓度的生长素被逐渐稀释为相对较低的浓度,从而导致生长素的作用由抑制生长逐渐转变为促进生长
(3)居家养花时花盆往往放在窗口附近有阳光处,建议每周花盆旋转1/4圈的原因是_______________________________________
_________。
(4)城市道路两旁的景观树的树冠多呈圆锥形的原因是_________________________________________________________________________________________________。
使植物接受均匀的光照,避免植物向光生长导致弯曲
植物顶芽产生的生长素向下运输,侧芽处生长素浓度高,生长受抑制,顶芽处生长素浓度低,优先生长发育
练明基础考法
题点(一) 生长素的运输及作用
1.(2023·泰安四校联考)研究证明,在蓝光刺激下,向光素具有光受体活性,能从细胞膜中分离并进入细胞质中,从而引起生长素输出载体(PIN蛋白)重新定位于细胞的背光侧。下列分析不合理的是( )
A.向光素接受光信号的刺激,进而影响PIN蛋白的定位
B.单侧光下,PIN蛋白在背光侧分布多于向光侧
C.PIN蛋白的分布调节使生长素分布不均匀
D.蓝光刺激是生长素分布不均匀的直接原因
答案:D
解析:由题意“在蓝光刺激下,向光素具有光受体活性,能从细胞膜中分离并进入细胞质中,从而引起生长素输出载体(PIN蛋白)重新定位于细胞的背光侧”可知,向光素接受蓝光信号的刺激后会影响PIN蛋白的定位,使其在背光侧的分布多于向光侧,A、B合理;
PIN蛋白是生长素输出载体,PIN蛋白的分布调节使生长素分布不均匀,C合理;
由题意可知,生长素分布不均匀的间接原因是蓝光刺激,直接原因是PIN蛋白的数量及分布,D不合理。
2.(2023·房山统考)绿色开花植物受精卵发育成种子,子房发育成果实。为研究IAA(生长素)对番茄子房发育的调节作用,科研人员将处于花蕾期的番茄花分成4组进行实验,见下表。下列说法错误的是( )
组别 1组 2组 3组 4组
实验处理 传粉 未传粉 不涂抹IAA 不涂抹AA 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
A.传粉是子房发育成果实的必要条件
B.比较2、3组实验结果,表明子房发育成果实需要IAA
C.依据3、4组实验结果,推测IAA不能从花柄运输到子房
D.由此实验结果推测子房壁细胞不能产生生长素
答案:A
解析:由3组可知,不传粉子房也可发育成果实,A错误;
2组和3组的自变量为是否在未传粉的番茄子房上涂抹IAA,2组未涂抹,不能形成果实,而3组涂抹,果实平均重量较重,表明子房发育成果实需要IAA,B正确;
3组和4组自变量为涂抹IAA的部位,3组在子房上涂抹IAA,4组在花柄上涂抹IAA,4组不能形成果实,而果实是由子房发育形成的,因此推测IAA不能从花柄运输到子房,C正确;
2组和4组不能形成果实,但它们都有子房壁细胞,推测子房壁细胞不能产生生长素,D正确。
题点(二) 生长素的作用特点
3.(2023·苏州统考)甲图表示燕麦幼苗生长素浓度与作用的关系;乙图表示将一株燕麦幼苗水平放置,培养一段时间后的生长状况;丙图表示燕麦胚芽鞘。下列有关叙述错误的是( )
A.甲、乙图示都说明了植物生长素作用具有低浓度促进生长,高浓度抑制生长的特性,乙图四个点中只有a点是抑制作用
B.光不仅能够为植物提供能量,还能作为信号调控植物生长发育过程
C.丙图A段产生生长素,向B段运输时运输方式为主动运输
D.在探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度时,预实验的目的是减小实验误差
答案:D
解析:甲图中根在生长素浓度小于10-8 mol·L-1表现为促进,大于该浓度表现为抑制,芽在生长素浓度小于10-6mol·L-1表现为促进,大于该浓度表现为抑制,表明生长素作用具有低浓度促进生长,高浓度抑制生长的特性;乙图中受重力影响,b点生长素浓度小于a点,b点生长素浓度促进根生长,a点生长素浓度过高抑制根生长,表明生长素作用具有低浓度促进生长,高浓度抑制生长的特性;乙图中由于重力作用,b、d侧生长素浓度低于a、c侧,根的远地一侧b点生长快,近地一侧a点生长素浓度过高抑制生长,芽的近地一侧c点促进作用强,生长快,远地一侧d点促进作用弱,生长慢,故只有a点是抑制作用,A正确;
光不仅能够为植物提供能量(光反应过程),还能作为信号调控植物生长发育过程,B正确;
丙图A段为胚芽鞘尖端,产生生长素,向B段运输为极性运输,运输方式为主动运输,C正确;
预实验的目的是为正式实验打下基础(缩小最适浓度的范围),减少人力、财力、物力的损失,D错误。
4.(2023·聊城模拟)图甲为某幼苗横放一段时间后的生长状态,图乙和图丙为横放后幼苗1~4处生长素浓度变化曲线(虚线代表生长素既不促进也不抑制生长的浓度)。下列说法正确的是( )
A.2、3处生长素浓度的变化分别对应图乙和图丙中的A1、B2曲线
B.图甲中茎的背地生长说明生长素具有低浓度促进、高浓度抑制的特性
C.图乙中C对应的浓度比图丙中D对应的浓度要高
D.在植物体某些部位,赖氨酸经过一系列反应可转变成生长素
答案: A
解析:2处表示高浓度抑制生长且浓度逐渐升高,对应图乙中的A1曲线,3处表示低浓度促进生长且浓度逐渐降低,对应图丙中的B2曲线,A正确;
图甲中茎的背地生长只能说明生长素具有促进生长的作用,B错误;
图乙是表示根生长的有关曲线,图丙是表示茎生长的有关曲线,而根比茎对生长素的反应更敏感,因此图乙中C对应的浓度比图丙中D对应的浓度要低,C错误;
在植物体中生长素主要的合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子,其中,色氨酸经过一系列反应可转变成生长素,D错误。
系统主干知识
1.其他四类植物激素的合成部位和主要作用
基础自查(二) 其他植物激素及环境调节因素
根尖
细胞分裂
细胞伸长
成熟
抑制
促进
2.分析激素间相互作用的机理
(1)生长素与细胞分裂素的相互作用机理
伸长
细胞核
(2)生长素与乙烯的相互作用机理
(3)生长素与赤霉素的相互作用机理
3.归纳环境因素对植物生命活动的调节
光敏色素
地域性
[微提醒] 辨析光合色素和光敏色素
4.归纳调节植物生命活动的多重因素及其关系
澄清概念微点
(一)微点判断
(1)用赤霉素处理马铃薯块茎,可延长其休眠时间利于储存。 ( )
(2)喷洒脱落酸可以有效延长绿色叶菜类蔬菜的保鲜时间。 ( )
(3)细胞分裂素能延缓植物离体叶片的衰老。 ( )
×
×
√
(4)将柿子与成熟的苹果一起放入封闭的容器中,可使其快速变得软而甜。 ( )
(5)用生长素类调节剂处理二倍体番茄幼苗,可得到多倍体番茄。 ( )
(6)冬小麦要经过春化作用才能开花是其对低温环境的一种适应。 ( )
√
×
√
(二)概念融通
(1)植物中的褪黑素是植物自身合成的一种吲哚类物质,被确认为属于植物激素的主要依据是_____________________________
_____________________________。
(2)验证水稻的恶苗病是由赤霉菌产生的物质引起的,而不是赤霉菌本身在起作用的实验设计思路是_______________________
_____________________________________________________________________________________________________________。
植物自身能够合成,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物
在培养基上培养赤霉菌一段时间,然后用该培养基制备滤液喷洒正常生长的水稻,与不喷洒培养基滤液的对照组相比,观察实验组是否出现恶苗病
(3)研究表明:脱落酸在高温下易降解,“小麦、玉米在即将成熟时,若遇干热后再遇大雨的天气,种子将易在穗上发芽”的原因是___________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
持续一段时间的高温,能使种子中的脱落酸降解,从而解除了对种子萌发的抑制,大雨又给种子萌发提供了水分,于是种子就容易在穗上萌发
练明基础考法
题点(一) 植物激素及植物生长调节剂的应用
1.(2023·丰台统考)我国在进行太空育种时,水稻种子经历了120天的太空培育生长,实现了从种子到种子的发育全过程,这是完成水稻全生命周期空间培养的实验。下列关于空间站中水稻生长发育的叙述,正确的是( )
A.水稻在太空微重力的环境下生长发育完全由植物激素控制
B.水稻在太空的生长发育过程不存在生长素的极性运输
C.用高浓度的赤霉素溶液处理生长期的水稻苗可以提高产量
D.用脱落酸溶液处理水稻种子能够维持其休眠,抑制萌发
答案:D
解析:水稻在太空微重力的环境下生长发育会受到光、激素等多种因素控制,并不是完全由植物激素控制,A错误;
生长素的极性运输是由遗传物质决定的,而不受重力影响,B错误;
用高浓度的赤霉素溶液处理生长期的水稻苗,可能导致植株茎秆疯长,结实率降低,C错误;
脱落酸是一种抑制生长的植物激素,能够维持种子休眠,抑制萌发,D正确。
2.(2023·北京高考)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
答案:D
解析:与对照相比,外源施加乙烯,主根长度反而减小,说明乙烯可以抑制主根生长,A正确;
与对照相比,外源施加赤霉素,主根长度增长,说明赤霉素可以促进主根生长,B正确;
乙烯可以抑制主根生长,赤霉素可以促进主根生长,说明赤霉素和乙烯可能通过不同途径调节主根生长,C正确;
同时施加赤霉素和乙烯,主根长度与单独施加赤霉素相比减小,说明乙烯抑制赤霉素对主根生长的促进作用,D错误。
题点(二) 环境因素对植物生命活动的调节
3.作物驯化过程中很多作物如水稻、小麦会发生穗发芽现象,严重影响了作物的产量和品质。我国科研人员找到了调控水稻、小麦穗发芽问题的两个关键基因:基因SD6和ICE2,两基因的表达产物通过调控某些激素的合成量,进一步调控种子的休眠,其调控机制如图所示。下列相关分析错误的是( )
A.温度是调控两基因表达的关键因素,高温多雨更容易导致小麦穗发芽
B.基因SD6和ICE2的表达产物存在相反的作用效果,共同调控种子休眠
C.低温下基因ICE2的表达量上升,可能调控种子中脱落酸的合成量上升
D.可通过转基因技术将基因SD6和ICE2导入小麦解决穗发芽问题
答案:B
解析:由题图可知,温度是调控基因SD6和ICE2表达的关键因素,高温多雨更容易导致小麦穗发芽,A正确;
基因SD6和ICE2的表达产物通过调控某些激素的合成量,进一步调控种子的休眠,而两基因表达产物并不一定存在相反的作用效果,B错误;
种子萌发主要受脱落酸和赤霉素两类植物激素调控,脱落酸促进种子休眠,赤霉素促进种子萌发,低温下基因ICE2的表达量上升,可能调控种子中脱落酸的合成量上升,降低种子萌发强度,C正确;
可通过转基因技术将基因SD6和ICE2导入小麦中,通过基因表达产物调控某些激素的合成量,解决穗发芽问题,D正确。
4.(2023·浙江6月选考)为研究红光、远红光及赤霉素对莴苣种子萌发的影响,研究小组进行黑暗条件下莴苣种子萌发的实验。其中红光和远红光对莴苣种子赤霉素含量的影响如图甲所示,红光、远红光及外施赤霉素对莴苣种子萌发的影响如图乙所示。
据图分析,下列叙述正确的是( )
A.远红光处理莴苣种子使赤霉素含量增加,促进种子萌发
B.红光能激活光敏色素,促进合成赤霉素相关基因的表达
C.红光与赤霉素处理相比,莴苣种子萌发的响应时间相同
D.若红光处理结合外施脱落酸,莴苣种子萌发率比单独红光处理高
答案:B
解析:结合题图甲、乙可知,远红光处理莴苣种子使赤霉素含量减少,抑制种子萌发,A错误;
由图甲可知,红光处理使种子中赤霉素含量增加,推测红光处理能激活光敏色素,促进合成赤霉素相关基因的表达,B正确;
由图乙可知,红光与赤霉素处理相比,红光处理的种子萌发早于赤霉素处理,且处理相同时间时萌发率高于赤霉素处理,C错误;
脱落酸的作用是维持种子休眠,若红光处理结合外施脱落酸,莴苣种子萌发率可能低于单独红光处理,D错误。