（11）植物生命活动的调节（含解析）——高考生物学一轮复习大题过关练

（11）植物生命活动的调节——高考生物学一轮复习大题过关练
1.乙烯参与水稻幼苗根生长发育过程的调控。为研究其机理，我国科学家用乙烯处理萌发的水稻种子3天，观察到野生型（WT）幼苗根的伸长受到抑制，同时发现突变体m2，其根伸长不受乙烯影响；推测植物激素X参与乙烯抑制水稻幼苗根伸长的调控，设计并开展相关实验，其中K试剂抑制激素X的合成，A试剂抑制激素X受体的功能，部分结果见图。
回答下列问题：
（1）为验证该推测进行了实验一，结果表明，乙烯抑制WT根伸长需要植物激素X，推测X可能是______。
（2）为进一步探究X如何参与乙烯对根伸长的调控，设计并开展了实验二、三和四。
①实验二的目的是检测m2的突变基因是否与__________有关。
②实验三中使用了可自由扩散进入细胞的NAA，目的是利用NAA的生理效应，初步判断乙烯抑制根伸长是否与_________有关。若要进一步验证该结论并检验 m2 的突变基因是否与此有关，可检测___________的表达情况。
③实验四中有3组空气处理组，其中设置★所示组的目的是________。
（3）分析上述结果，推测乙烯对水稻幼苗根伸长的抑制可能是通过影响_________实现的。
2.根的负向光性是植物的向性运动之一，是指植物根在高光强或其他不良条件下发生的一种背向光源弯曲生长的适应性反应（如图）。研究者以水稻为实验材料进行实验，请回答下列问题。
（1）根冠位于根尖最前端，根冠细胞总会不断地被破坏而死亡并脱落，其可依靠根冠原始细胞（位于顶端分生组织处）不断得到补充。研究者用剥除法设置了三组实验进行研究，发现感受单侧光刺激的部位是根冠而不是根尖的其他部位。请简要写出研究者的实验思路：______。
（2）为研究根负向光性的机制，研究者将水稻根悬置于营养液气雾中，设置了如下实验。第1组：单侧光照，在根的一侧贴空白琼脂，实验结果为根负向光性生长。第2组：黑暗，在根的一侧贴空白琼脂。第3组：黑暗，在根的一侧贴含有5mg/LIAA的琼脂。
①研究者作出假设：单侧光照射引起根尖两侧IAA含量出现差异是导致根负向光性生长的原因。
②若假设正确，请预测第2组、第3组的实验结果分别是_____。请从信息分子的角度对根负向光性产生的机制做出合理的解释：_____。
（3）研究者测定水稻根尖向光侧和背光侧在单侧光刺激后IAA含量的变化，结果如表所示。
处理 向光侧（ng·g-1·FW） 背光侧（ng·g-1·FW）
光强（100 mol·m-2·s-1） 184.8 498.6
黑暗 418.6 418.6
表中数据显示，光照组根尖AA总量少于黑暗组，请针对这一现象产生的原因，提出一个可进一步研究的问题：_____（合理即可）。
（4）植物的向光性实际上是植物对光刺激作出的反应，光敏色素作为一种接受光信号的分子，其主要吸收_____光，在_____的细胞内比较丰富。
3.研究表明，水稻中光敏色素（一类能接受光信号的蛋白质分子）介导了光信号对植物激素脱落酸（ABA）代谢途径的调控作用。phyB突变体水稻无法合成光敏色素，利用野生型水稻和光敏色素突变体作为研究材料，分析光敏色素介导的光信号对ABA代谢的影响，结果如图所示。请回答下列问题：
（1）分析实验，pyB突变体与野生型相比内源ABA相对含量差异较大，说明图（b）中与ABA合成代谢相关的基因最可能是OSABAOx_____和OSABAOx_____（填“1”“2”或“3”），在phyB突变体中的表达水平明显_____野生型，而与ABA降解代谢相关的基因最可能是OSABAOx_____（填“1”“2”或“3”）。
（2）另有实验表明，外源ABA明显抑制光照下水稻种子的萌发，且外源ABA对pyB突变体种子萌发的抑制效果更明显。据此推测，在野生型水稻体内光敏色素通过感受光信号_____（填“削弱”或“增强”）了ABA对种子萌发的抑制效果。
（3）光敏色素是一类_____，在光照下其结构会发生变化，最终调控植物生长发育。光调控植物生长发育的反应机制主要包括______三步。
（4）ABA的生理作用除了抑制种子萌发外，还可以____（至少写两点）。
4.图1是水平放置在黑暗环境中的植物体内生长素（IAA）的运输情况，图2是温特为了研究植物体的向光性设计的实验。据图分析回答：
（1）分析图1，序号①②表示的生长素的运输方向称为_________，此运输与序号③④表示的运输不同点是_________。
（2）图2中，A琼脂块上放有胚芽鞘尖端，B琼脂块上没有胚芽鞘尖端。①~⑥是在黑暗环境中对切去尖端的胚芽鞘进行的不同处理。请分析回答下列问题：
a.在温特之前，科学家研究初步认为，胚芽鞘向光生长是由_________部位产生某种化学物质向下运输后引起的，温特推想这种物质也可以进入琼脂块中。
b.经过一段时间的培养，②的现象说明A琼脂块中确实含有某种化学物质，且这种物质的作用是_________。
c.③和④的现象均表明，胚芽鞘能够向该物质分布_________（填“多”或“少”）的一侧弯曲生长；设置⑤和⑥组的目的是排除_________对胚芽鞘生长的影响。该实验应在黑暗环境中进行，其原因是该物质可能会受到_________的影响。
d.自然界中，植物体在单侧光照的条件下，向光弯曲生长，是因为该化学物质在背光侧分布较_________。后来的研究发现，该物质的化学本质是_________，根据其作用取名为_________。
5.植物激素对作物雄性不育的发生及育性转换起重要的调节作用，科研小组以无雄穗系Ⅰ17春季（Ⅰ17sp）、秋季（Ⅰ17au）；正常系N17春季（N17sp）、秋季（N17au）玉米为材料，研究了雄性不育品系中相关激素的变化，结果如下图所示。回答下列问题：
（1）在玉米幼嫩的芽、叶部位，_____经过一系列反应可转变为IAA；Ⅰ17au叶片中的IAA含量在苗期、抽雄期、花粒期均_____Ⅰ17sp及N17sp、N17au。
（2）IAA亏缺与雄性不育密切相关。IAA氧化酶和过氧化物酶活性会影响IAA的含量。花粉中这两种酶的活性都比较低，使其IAA浓度过高，较高浓度的IAA会使活性很强的花粉处于一种代谢水平很低的状态，推测这一过程的生理意义是_____，IAA含量高的组织和器官是营养物质输入的“库”，因此不育系组织中IAA亏缺势必引起物质合成和运输的不足，从而导致_____。
（3）图2中ABA在秋季不育品系组织中的含量_____可育品系。结合图1和图2及影响IAA合成、含量的因素，推测ABA在影响花粉发育中发挥作用的机理是_____。
（4）研究表明，玉米雄穗的发生还受日照长度和温度的调控，通常在高温或短日照下无雄穗发生，表现为雄性不育。结合本实验，由此说明对玉米雄性不育的调控是_____的结果。
6.干旱可诱导植物体内脱落酸（ABA）增加，以减少失水，但干旱促进ABA合成的机制尚不明确。研究者发现一种分泌型短肽（C）在此过程中起重要作用。
（1）C由其前体肽加工而成，该前体肽由______（填细胞器名称）合成。
（2）分别用微量（0.1μmol·L-1）的C或ABA处理拟南芥根部后，检测叶片气孔开度，结果如图1。
据图1可知，C和ABA均能够_____，从而减少失水。
（3）已知N是催化ABA生物合成的关键酶。研究表明C可能通过促进N基因表达，进而促进ABA合成。图2中支持这一结论的证据是，经干旱处理后_____。
（4）实验表明，野生型植物经干旱处理后，C在根中的表达远高于叶片；在根部外施的C可运输到叶片中。因此设想，干旱下根合成C运输到叶片促进N基因的表达。为验证此设想，进行了如下表所示的嫁接实验，干旱处理后，检测接穗叶片中C含量，又检测了其中N基因的表达水平。
以接穗与砧木均为野生型的植株经干旱处理后的N基因表达量为参照值，在表中填写假设成立时，与参照值相比N基因表达量的预期结果（用“远低于”、“远高于”、“相近”表示）。
接穗 野生型 突变体 突变体
砧木 野生型 突变体 野生型
接穗叶片中N基因的表达量 参照值 _____ _____
注：突变体为C基因缺失突变体
（5）研究者认为C也属于植物激素，作出此判断的依据是______。这一新发现扩展了人们对植物激素化学本质的认识。
7.植物激素对植物的生长发育起着关键性的作用。请回答下列有关问题：
（1）当棉花生长到一定高度后，棉农常常会摘掉其顶芽，目的是解除___________，促进侧芽发育成枝条，体现了生长素作用特点是___________。
（2）番茄果实成熟过程中，乙烯释放量、果实色素积累及细胞壁松弛酶活性变化规律如图1。从该图可得出乙烯的生理作用是能促进___________以及番茄果实成熟。
（3）赤霉素促进茎的伸长主要与细胞壁的伸展性有关。有人进行了Cacl2和赤霉素对某植物种子胚轴生长速率影响的实验，结果如图2所示。由图分析可知，一定浓度的Cacl2溶液对细胞壁的伸展起___________作用；加入赤霉素溶液的时间在图中的___________（填“A点”、“B点”或“C点”）。根据上述实验分析赤霉素促进茎伸长的可能原理是___________。有研究发现赤霉素可以由根尖产生并向上运输，也可以由嫩叶产生向下运输，说明赤霉素的运输属于___________（填“极性运输”或“非极性运输”）。
（4）科学家研究发现紫外光可以抑制植物生长，原因是紫外线增加了植物体内吲哚乙酸氧化酶的活性，从而促进了生长素氧化为3－亚甲基氧代吲哚，而后者没有促进细胞伸长的作用。现在提供生长状况相同的健康的小麦幼苗若干作为实验材料，请完成下列实验方案，以验证紫外线抑制植物生长与生长素的氧化有关。
步骤1 将小麦幼苗平均分为甲组和乙组
步骤2 给予甲组适宜强度的可见光光照，给予乙组①___________。
步骤3 观察两组幼苗的②___________，并测量③___________的含量。
预测实验结果 a.甲组植物生长高于乙组；
b.④___________。
8.由于环境的污染，雾霾天数在一年中所占比例越来越大，不仅严重影响了人们的健康和出行，对植物的生长同样造成了严重影响。雾霾中的颗粒会影响植物的光合作用、呼吸作用和蒸腾作用等，但植物在一定程度上可以通过自身生命活动的调节来适应环境的变化。如表所示为五类植物激素的部分生理效应，请分析回答下列问题。
植物激素 种子发芽 顶端优势 果实生长 器官脱落 插条生根
生长素 - 促进 促进 抑制 促进
赤霉素 促进 促进 促进 抑制 -
细胞分裂素 - 抑制 促进 抑制 -
脱落酸 一般抑制 - - 促进 -
乙烯 - - 抑制 促进 -
（1）从表中信息分析，同一激素在植物不同生长发育阶段引起的生理效应_______（填“相同”或“不同”），同时说明植物的正常生长过程是_______的结果。
（2）解除植物的顶端优势可采用的措施有①_______；②_______。
（3）温带地区，许多植物在冬季来临之前落叶，这一现象的出现主要是_______和_______作用的结果，其意义是_______。
（4）脱落酸（ABA）会抑制拟南芥种子的萌发，拟南芥种子中有一种隐花色素（CRY1）是能够感受光的受体。为了研究ABA与CRY1对拟南芥种子萌发的影响，研究人员将野生型拟南芥、CRY1突变体（无法合成CRY1）的种子，分别放在MS培养基和含有不同浓度ABA的MS培养基中，置于适宜光照条件下培养，一段时间后测得种子的发芽率如图。回答下列问题：
①植物体中的脱落酸常常合成于根冠、萎蔫的叶片等部位，其主要作用是抑制_______、促进叶和果实的_______等。
②种子萌发不需要光照，但在该实验中，研究人员却将拟南芥种子置于适宜光照条件下培养，最可能的原因是_______。
③根据实验结果推测，CRY1对拟南芥种子萌发的影响是通过_______（填“提高”或“降低”）种子对ABA的敏感性来实现的，作出这种推测的理由是_______。
答案以及解析
1.答案：（1）生长素
（2）生长素合成生长素运输生长素载体蛋白基因作为实验组检测A试剂和NAA是否影响根伸长；作为乙烯处理的对照组
（3）生长素信号转导（或生长素受体功能）
解析：（1）由实验一结果分析，加入K试剂不加NAA组与加入K试剂和NAA组对比可发现，同时加入K试剂和NAA，乙烯可以抑制WT根伸长，由题干信息K试剂抑制激素X的合成，可推测NAA的作用效果和激素X类似，NAA是生长素类似物，所以推测激素X为生长素。
（2）①实验二的因变量是激素X含量，所以实验二的目的是检测m2的突变基因是否与生长素合成有关。
②实验三野生型幼苗在乙烯、NAA+乙烯作用下根伸长均受抑制，而突变体m2幼苗在乙烯、NAA+乙烯作用下根长均正常，由实验二结果可知，野生型和突变体m2生长素含量大致一样，则初步判断乙烯抑制根伸长与生长素运输有关。若要进一步验证该结论并检验m2的突变基因是否与此有关，可检测生长素载体蛋白基因的表达情况。
③★所示组和其他空气处理组对比，可作为实验组检测A试剂和NAA是否影响根伸长；★所示组和同处理乙烯组对比，可作为乙烯处理的对照组。
（3）分析上述结果，推测乙烯对水稻幼苗根伸长的抑制可能是通过影响生长素受体功能实现的。
2.答案：（1）甲组不作处理、乙组彻底剥除根冠（保留根尖其他部分）、丙组剥除根冠但保留根冠原始细胞，三组实验均给予单侧光照，在相同且适宜的条件下培养一段时间后，观察根的生长状况
（2）垂直生长、向含有IAA的琼脂方向弯曲生长；光受体接受单侧光刺激，经过系列信号传导，使根尖背光侧IAA浓度高、向光侧IAA浓度低，背光侧比向光侧生长慢，导致根负向光性生长
（3）光照是否导致部分IAA分解
（4）红光和远红；分生组织
解析：（1）该研究者采用剥除法设置了三组实验，得到的结论是感受单侧光刺激的部位是根冠而不是根尖的其他部位，故实验设计的自变量应为根冠的完整性。根据实验设计的单一变量原则可知，实验思路为甲组不作处理、乙组彻底剥除根冠（保留根尖其他部分）、丙组剥除根冠但保留根冠原始细胞，三组实验均给予单侧光照，在相同且适宜的条件下培养一段时间后，观察根的生长状况。
（2）在根的一侧贴空白琼脂是为了排除琼脂本身对实验结果的影响。若题述假设正确，第2组中根垂直生长；第3组中根的一侧贴了含有5mg/LIAA的琼脂，根对IAA敏感，根一侧IAA含量较高会对该侧根的生长起抑制作用，第3组中的黑暗条件下，根会向含有IAA琼脂的方向弯曲生长。根负向光性产生的机制参考答案。
（3）表中数据显示，光照组IAA总量少于黑暗组，针对这一现象产生的原因，可提出进一步研究的问题如下：光照是否导致部分IAA分解。
（4）光敏色素主要吸收红光和远红光，光敏色素可分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。
3.答案：（1）2；3；高于；1
（2）削弱
（3）蛋白质（或色素—蛋白复合体）；感受信号、传导信号、发生反应
（4）抑制细胞分裂、促进叶和果实的衰老和脱落
解析：（1）根据题意分析可知，（b）图中突变体的OsABAOx2基因和OsABAOx3基因的表达水平都高于野生型，可能导致突变体叶片和幼苗的内源ABA含量都高于野生型；而突变体的OsABAOx1基因的表达水平低于野生型，说明与ABA降解代谢相关的基因最可能是OsABAOx1。
（2）根据题意分析，外源ABA明显抑制光照下水稻种子的萌发，且外源ABA对pyB突变体种子萌发的抑制效果更明显，说明在野生型水稻体内光敏色素通过感受光信号削弱了ABA对种子萌发的抑制效果。
（3）光敏色素是一类蛋白质（色素—蛋白复合体），在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，经过感受信号、传导信号、发生反应，从而表现出生物学效应。
（4）脱落酸（ABA）可以维持种子休眠，还可以抑制细胞分裂，促进叶和果实的衰老和脱落，促进气孔关闭。
4.答案：（1）极性运输；①②表示的运输方向不受重力影响，而③④表示的运输方向是由重力决定的
（2）a.（胚芽鞘）尖端；b.促进生长；c.少；琼脂（块）；光；d.多；吲哚乙酸；生长素
解析：（1）由图1可知，①②表示生长素从形态学上端向形态学下端运输（根和茎的形态学上端均为其顶端），称为极性运输；③④表示生长素在重力作用下发生的横向运输，因此①②的运输与③④的运输不同点是①②的运输方向不受重力影响，而③④的运输方向是由重力决定的。
（2）a.胚芽鞘向光生长是由于胚芽鞘尖端产生的某种化学物质（生长素）由向光侧向背光侧运输，再极性运输到胚芽鞘尖端下面一段，促进其生长，背光侧生长素浓度高、生长快，导致向光弯曲生长。b.A琼脂块含有胚芽鞘尖端产生的某种化学物质，能促进胚芽鞘伸长生长。c.③和④胚芽鞘均弯向放置琼脂块的对侧生长，即向该物质分布少的一侧弯曲生长；⑤和⑥组进行对照，目的是排除琼脂块对胚芽鞘生长的影响。由于该物质可能会受到光的影响，因此该实验应在黑暗环境中进行。d.单侧光条件下，该物质由向光侧向背光侧运输，导致该物质在背光侧分布多，背光侧生长较快。该物质的化学本质为吲哚乙酸，因它能促进生长，取名为生长素。
5.答案：（1）色氨酸；（显著）低于
（2）可减少贮藏养分的消耗（合理即可）；花粉发育异常和败（不）育
（3）高于；可能通过提高相应部位的IAA氧化酶和过氧化物酶活性，以降低不育品系相应部位的IAA含量（ABA可能通过影响1AA的代谢而影响花粉败育，合理即可）
（4）多种植物激素代谢和环境因素相互作用
解析：（1）在玉米幼嫩的芽、叶部位，色氨酸可经过一系列反应转变为IAA；由左图的柱形图可知，秋玉米无雄穗不育品系I17au叶片中的IAA含量在苗期、抽雄期、花粒期均低于相应的春季不育品系I17sp及正常系N17sp、N17au。
（2）较高浓度的1AA会使活性很强的花粉处于一种代谢水平很低的状态，进而可减少贮藏养分的消耗（合理即可）。IAA含量高的组织和器官是营养物质输入的“库”，因此不育系组织中IAA亏缺势必引起物质合成和运输的不足，从而导致花粉发育异常和败（不）育。
（3）由图2柱形图可知，ABA在秋季不育品系组织中的含量高于可育品系。结合图1和图2中数量关系以及影响IAA合成、含量的因素，推测ABA在影响花粉发育中发挥作用的机理可能是：ABA通过提高相应部位的1AA氧化酶和过氧化物酶活性，以降低不育品系相应部位的IAA含量。
（4）玉米雄穗的发生不仅受多种激素的影响还受日照长度和温度的调控，说明对玉米雄性不育的调控是多种植物激素调节和环境因素相互作用的结果。
6.答案：（1）核糖体
（2）降低气孔开度
（3）C基因缺失突变体中的N基因表达量和ABA含量均显著低于野生型
（4）远低于；相近
（5）植物根产生的C能够运输到叶片，微量即可调节气孔开度的变化
解析：（1）分泌型短肽C由其前体肽加工而成，该前体肽由核糖体合成。
（2）据图1可知，和对照组相比较，用微量的C或ABA处理拟南芥根部后，拟南芥叶片气孔开度均下降，说明C和ABA均能够降低气孔开度。
（3）分析图2知，经干旱处理后，C基因缺失突变体中的N基因表达量和ABA含量均显著低于野生型，说明C可能通过促进N基因表达，进而促进ABA合成。
（4）若假设成立，即干旱下根合成C运输到叶片促进N基因的表达，以接穗与砧木均为野生型的植株经干旱处理后的N基因表达量为参照值，接穗与砧木均来自突变体的植株不能合成C，没有C的促进作用，接穗叶片中N基因的表达量会远低于参照值；接穗来自突变体、砧木来自野生型的植株经干旱处理后，N基因表达量应与参照值相近。
（5）植物激素是由植物体内产生，能从产生部位运输到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物，植物根产生的C能够运输到叶片，微量即可调节气孔开度的变化，推测C也属于植物激素。
7.答案：（1）顶端优势；具有两重性
（2）细胞壁松弛酶活性升高、果实色素积累
（3）抑制；B点；赤霉素降低了细胞壁上Ca2+的浓度；非极性运输
（4）①同等强度的可见光和一定强度的紫外光
②生长状况和高度
③两组植株中3－亚甲基氧代吲哚
④甲组中3－亚甲基氧代吲哚含量少于乙组
解析：（l）顶端优势是指顶端生长旺盛而抑制侧芽生长的现象，棉花开在侧芽，常需要解除顶端优势，促进侧芽发育成枝条，即所谓的“打顶摘心”。生长素的作用特点是两重性，既能促进生长，也能抑制生长，顶端优势中的生长素浓度促进顶芽生长，抑制侧芽生长，体现了生长素作用的两重性。
（2）结合图示可知，乙烯能促进细胞壁松弛酶活性升高、果实色素积累，促进番茄成熟。
（3）赤霉素促进茎的伸长主要与细胞壁的伸展性有关，而加入CaCl2后生长速率下降，说明一定浓度的CaCl2溶液对细胞壁的伸展起抑制作用；赤霉素具有促进茎的伸长的作用，B点生长速率迅速升高，该点可能是加入赤霉素的点；根据上述实验分析赤霉素促进茎伸长的可能原因是赤霉素降低了细胞壁上Ca2+的浓度；极性运输是指从形态学的上端向形态学的下端运输，赤霉素可以由根尖产生并向上运输，也可以由嫩叶产生向下运输，说明赤霉素的运输属于非极性运输。
（4）本实验验证紫外线抑制植物生长与生长素的氧化有关，自变量是紫外线的有无，因变量为幼苗的生长状况和高度、3－亚甲基氧代吲哚含量，因此甲组是适宜强度的可见光光照，乙组应该给予同等强度的可见光和一定强度的紫外光；紫外线促进生长素氧化为3－亚甲基氧代吲哚，因此应测量两组植株中3—亚甲基氧代吲哚的含量；由于是验证实验，结果已知，即紫外线抑制植物生长与生长素的氧化有关，故甲组中3—亚甲基氧代吲哚含量少于乙组。
8.答案：（1）不同；多种激素共同调节
（2）①摘去顶芽；②施用一定浓度的细胞分裂素
（3）脱落酸；乙烯；降低蒸腾作用，以利于植株度过寒冷的冬季
（4）①细胞分裂；衰老和脱落；②CRY1是感光受体，其发挥作用需要适宜的光照；③降低；在相同浓度的ABA条件下，野生型种子中含有CRY1，其发芽率比突变型更高，说明CRY1能够降低种子对ABA的敏感性
解析：（1）从表中信息分析，同一激素在植物不同生长发育阶段引起的生理效应不同；表中结果说明植物的正常生长发育过程是多种激素共同调节的结果。
（2）顶端优势是指植物顶芽优先生长，而侧芽生长受到抑制的现象。解除植物的顶端优势可采用的措施有去除顶芽和施用一定浓度的细胞分裂素。
（3）脱落酸和乙烯促进器官脱落，温带地区，许多植物在冬季来临之前落叶，这一现象的出现主要是脱落酸和乙烯作用的结果，其意义是降低蒸腾作用，以利于植株度过寒冷的冬季。
（4）①植物体中脱落酸的主要作用是抑制细胞分裂，促进叶和果实的衰老和脱落等。②由题意可知，CRY1是感光受体，发挥作用需要适宜的光照，为保持实验中无关变量一致且适宜，需将拟南芥种子置于适宜的光照条件下培养。③根据实验结果分析可知，在相同浓度ABA的影响下，野生型种子中含有CRY1，其发芽率比突变型更高，说明CRY1能够降低种子对ABA的敏感性而促进种子发芽。