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2026人教版高中生物学选择性必修1
第4节 环境因素参与调节植物的生命活动
基础过关练
题组一 光对植物生长发育的调节
1.(2025河北保定期中)《农书》中记载“不见风日,其叶黄嫩,谓之韭黄”;《齐民要术》中记载“冬至日前后,取小麦种子浸于户外井水,次日置于阴凉处晾干,每九日如此处理,共七次”,其中利用了春化原理。下列关于环境因素对植物生长的影响的叙述,正确的是( )
A.韭黄的长成离不开光敏色素的作用,光敏色素是分布在类囊体膜上的一类蛋白质
B.光敏色素的作用机理是吸收红光或远红光后直接进入细胞核影响相关基因的表达
C.小麦种子的处理过程利用的春化原理主要体现了温度对植物生长发育的调节
D.环境因素调控植物生命活动的实质是影响激素的作用
2.(2025广东省六校联考)种子休眠是指具有活力的种子在一定条件下不能萌发的现象,科研人员用拟南芥开展研究。
(1)光作为一种 ,影响、调控植物生长、发育的全过程。
(2)用不同光照条件持续处理拟南芥种子1~7天,培养一段时间后统计萌发率,如图。据图推测,光照能够诱导种子休眠,且 。基于上述结果可确定,诱导种子休眠可采用的处理条件为 。
题组二 温度、重力对植物生长发育的调节
3.(2025重庆南坪中学期中)植物的生命活动受到多种内外因素的共同调节,下列相关叙述错误的是( )
A.光既是植物光合作用的能量来源,还能作为调节种子萌发的信号
B.在植物生长发育过程中的不同阶段发挥主要调节作用的激素不同
C.春化作用是指某些植物种子需经历一段时间的持续低温之后才能萌发
D.植物根含有的某些物质和细胞能够将重力信号转化为生长素运输信号
4.(2025福建厦门期中)为探究温度影响香菜种子萌发的作用机制,研究人员测定了不同温度条件下香菜种子中不同植物激素的含量,结果如下表。下列叙述合理的是( )
脱落酸/(μg·L-1) 赤霉素/(μg·L-1) 细胞分裂素/(μg·L-1)
25℃ 1周 43 5 7
2周 41 8 12
3周 37 13 18
4周 32 19 23
5℃ 1周 42 7 8
2周 31 26 29
3周 18 82 67
4周 7 103 85
A.本实验的自变量是脱落酸、赤霉素和细胞分裂素的种类
B.低温诱导有利于与脱落酸、赤霉素、细胞分裂素合成有关的基因表达
C.细胞分裂素和脱落酸协同促进香菜种子萌发
D.与25℃相比,5℃处理更有利于香菜种子的萌发
能力提升练
题组 环境因素参与调节植物生命活动
1.(2025山东临沂期中)研究表明拟南芥在适宜的光照、温度和激素等共同调控下才能开花(如图),下列推测合理的是( )
A.低温处理后,补充红光可促进拟南芥提前开花
B.低温处理和短时的远红光照射均可促进AGL20的表达
C.30℃处理可促进拟南芥提前开花
D.自然状态下,CO蛋白的积累量随季节呈现周期性波动
2.(教材深研拓展)“淀粉—平衡石假说”是被普遍承认的一种解释重力对植物生长调节的机制,部分过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.生长素很可能是一种脂溶性物质
B.内质网膜上Ca2+转运蛋白缺陷的突变体植株,其根的向地性相对不明显
C.钙调蛋白与Ca2+结合后,其空间结构改变,进而发生变性
D.生长素向近地侧运输引发根的向地性,生长素向远地侧运输引发茎的背地性
3.(创新题·新情境)(2025河北石家庄实验中学月考)低温环境中,番茄细胞中会产生更多的H2O2和,导致细胞氧化损伤。多种激素可以共同调节植物细胞中抗氧化酶的活性,抵御低温对植物造成的伤害。研究者利用SLs(独脚金内酯,一种植物激素)缺失突变体和野生型番茄进行相关实验(如图),探究低温环境下SLs对番茄的调控机制。下列分析正确的是( )
注:“+”表示施加SLs类调节剂,“-”表示不施加SLs类调节剂;1、2组为常温(22℃)培养,3~6组为低温(4℃)培养,7天后植株出现不同程度的萎蔫现象。
A.SLs等植物激素必须通过膜上的相应受体才能发挥调节作用
B.本实验的自变量为是否施加SLs类调节剂及植株类型
C.常温条件下,SLs对番茄植株的生长发育无调节作用
D.实验结果表明SLs可以增强番茄植株对低温的抗性
4.(2025福建泉州月考)干旱可诱导植物体内脱落酸(ABA)增加,以减少植物体失水,N是催化ABA生物合成的关键酶,在干旱促进ABA合成的过程中,分泌型短肽(C)起着重要作用。为探究干旱条件下ABA合成的机制,某小组用微量(0.1μmol·L-1)的ABA和C分别处理拟南芥根部后,检测叶片气孔开度,结果如图1所示,N基因表达量相对值和ABA含量如图2所示。下列分析不合理的是( )
A.ABA能促进叶和果实的衰老和脱落,维持种子的休眠状态
B.直接施用ABA比施用等量C降低叶片气孔开度的效果更明显
C.C通过抑制N基因表达来促进ABA合成
D.C基因缺失突变体的ABA含量均低于野生型的
5.(2025吉林长春二中调研测试)光调控幼苗下胚轴伸长的部分反应机制如图所示,其中Pr(无活性)、Pfr(有活性)是phyB(光敏色素)的两种构象。在农业生产中,作物密植会导致荫蔽胁迫,主要表现为环境中红光与远红光的比值(R/FR)降低,植物表现出努力向上生长的趋势。下列相关叙述错误的是( )
注:(+)表示促进,(-)表示抑制。
A.生长素、赤霉素、乙烯和油菜素甾醇在调控幼苗下胚轴伸长过程中呈协同关系
B.高低作物间作模式下,低位植物减产可能是更多的物质和能量供给下胚轴生长
C.荫蔽胁迫下,phyB主要以Pr形式储存,由此增强对PIFs的抑制作用
D.当环境中R/FR的值增大时,phyB从Pr形式转化为Pfr形式,下胚轴生长受到抑制
6.(2025湖南永州月考)植物的生长发育受外界环境因子和内部激素等因素调控。科研人员对光和脱落酸(ABA)如何影响水稻种子萌发进行了相关研究,图1、图2分别是在黑暗和白光照射下测得的实验结果,突变体1和2为不同的光敏色素突变体。请回答下列问题。
(1)该研究实验的自变量有 。
(2)图示实验结果表明, 条件下,水稻种子对ABA处理更为敏感。据图推测光信号可以 (填“增强”或“减弱”)ABA对种子萌发的抑制效果,推测的依据是 。
(3)光敏色素是一类由 构成的复合体,其有两种形式:无活性的Pr形式和有活性的Pfr形式。黑暗条件下以Pr形式存在,光照会促进Pr→Pfr的转化。实验结果表明:光照条件下光敏色素突变体2相对于野生型对ABA的作用更敏感。结合上面材料推测可能的原因是 。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.C 韭黄是在不见光的条件下生长的,其长成过程没有光照,而光敏色素是一种能接收光信号的分子,所以韭黄的长成与光敏色素无关;光敏色素(一类蛋白质)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,A错误。光敏色素主要吸收红光和远红光,受到光照射时,光敏色素的结构会发生变化,这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内,进而影响特定基因的表达,B错误。环境因素调控植物生命活动的实质是影响植物体内的基因表达,D错误。
2.答案 (1)信号 (2)白光诱导种子休眠的效果优于红光,在一定范围内处理天数越长,诱导种子休眠的效果越好 白光处理4~7天
解析 (2)整理题图信息如下:①红光和白光处理均使种子萌发率降低→光照能够诱导种子休眠;②在一定范围内处理天数越长,诱导种子休眠的效果越好;③红光诱导的相关曲线位于白光相关曲线的上方→白光诱导种子休眠的效果好于红光;④白光诱导曲线中,种子的萌发率在第4天时降到最低并在4~7天维持基本不变→白光处理4~7天,诱导种子休眠的效果最好。
3.C 春化作用指有些植物在生长期需要经历一段时期的低温之后才能开花(不是种子萌发)(易错点),C错误;植物的根、茎中有感受重力的物质和细胞,可以将重力信号转换成运输生长素的信号,造成生长素分布的不均衡,从而调节植物的生长方向,D正确。
4.D 根据实验目的“探究温度影响香菜种子萌发的作用机制”和题表可知,自变量是温度和时间,因变量是香菜种子中脱落酸、赤霉素和细胞分裂素的含量,A不合理;表中数据显示,与25℃时相比,低温(5℃)下脱落酸的含量逐渐下降,因而可推测低温诱导不利于与脱落酸合成有关的基因表达,B不合理;表格数据显示,随着种子萌发的进程(时间变化),细胞分裂素含量上升,脱落酸含量下降,因而可推测二者在香菜种子的萌发方面表现为作用相抗衡,C不合理;与25℃相比,5℃处理时,赤霉素、细胞分裂素的含量更高,脱落酸的含量更低,更有利于香菜种子的萌发,D合理。
能力提升练
1.D 2.B 3.D 4.C 5.C
1.D 根据起点与终点间抑制箭头的数量(偶数个表示促进,奇数个表示抑制)快速判断两者间的关系:
题图信息 选项分析
①“低温”与“开花”间含2个抑制箭头; ②“红光”与“开花”间含1个抑制箭头 低温处理促进拟南芥开花(30℃处理可能抑制开花)、补充红光将抑制拟南芥开花,A、C不合理
①“低温”与“花分生组织决定基因(AGL20)表达”间含2个抑制箭头; ②未讨论短时的远红光照射对AGL20的表达的影响 低温处理促进AGL20的表达,无法确定短时的远红光照射对AGL20的表达的影响,B不合理
CO蛋白的积累量与光照有关,能影响植物开花 自然状态下,不同季节光照强度、光照时长会发生变化,且植物开花具有季节性,推测CO蛋白的积累量随季节呈现周期性波动,D合理
2.B 脂溶性物质一般可以通过自由扩散进出细胞,而题图中的生长素需借助转运蛋白进行跨膜运输,A错误;内质网膜上Ca2+转运蛋白缺陷的突变体植株,Ca2+无法及时激活钙调蛋白,影响生长素向近地侧运输,无法显著引起生长素分布不均,其根的向地性相对不明显,B正确;钙调蛋白与Ca2+结合后,其空间结构发生改变,不发生变性,C错误;植物不同器官对生长素的敏感程度不同,生长素向近地侧运输引发根的向地性和茎的背地性,D错误。
3.D 植物激素必须通过相应受体才能发挥调节作用,但这些受体不一定位于膜上,A错误。本实验的自变量为是否施加SLs类调节剂、温度及植株类型,B错误。图中1组(常温、有SLs)比2组(常温、SLs缺失)的萎蔫程度低,说明常温条件下,SLs对番茄植株的生长发育有调节作用,C错误。
组别 现象 结论
3、4组 4组(施加SLs类调节剂)的萎蔫程度低 SLs可增强野生型番茄植株对低温的抗性
5、6组 6组(施加SLs类调节剂)的萎蔫程度低 SLs可增强SLs缺失突变体番茄对低温的抗性
3、5组 3组(自身能产生SLs)的萎蔫程度低 SLs可以增强番茄植株对低温的抗性
根据对低温下四组实验的分析,可知SLs可以增强番茄植株对低温的抗性,D正确。
4.C 分析图1:
自变量 施用ABA或C、时间
因变量 气孔开度
结论 与对照组相比,ABA、C都能降低气孔开度; 与施用C相比,施用等量ABA降低叶片气孔开度的效果更明显,B正确
分析图2:
自变量 是否干旱处理、植株类型
因变量 N基因表达量、ABA含量
结论 与对照组相比,干旱条件下C基因缺失突变体的N基因表达量增加,但增量少于野生型;ABA含量增加,但增量少于野生型
结合题干信息:N是催化ABA生物合成的关键酶,C在干旱促进ABA合成的过程中起重要作用,结合图2分析可知,干旱条件下C可通过促进N基因表达,进而促进ABA合成,C错误。
5.C
题图信息提取 选项分析
生长素、赤霉素、乙烯和油菜素甾醇均促进幼苗下胚轴伸长 四种激素在调控幼苗下胚轴伸长过程中呈协同关系,A正确
Pfr(抑制赤霉素、乙烯、ROT3、PIFs合成)抑制下胚轴伸长 高低作物间作模式下,低位植物荫蔽胁迫增加→phyB从Pfr形式转化为Pr形式(phyB主要以Pr形式储存)→Pfr减少,对PIFs等的抑制作用减弱→下胚轴生长加快→可能导致低位植物减产,B正确,C错误
荫蔽胁迫主要表现为环境中红光与远红光的比值(R/FR)降低 环境中R/FR的值增大(非荫蔽胁迫)→phyB从Pr形式转化为Pfr形式→抑制下胚轴生长,D正确
6.答案 (1)有无光照、不同类型的水稻、ABA浓度 (2)黑暗 减弱 在不同浓度ABA处理下,野生型植株在光照条件下的种子萌发率都大于黑暗条件下 (3)色素和蛋白质 在光照条件下,光敏色素接收光信号转化成有活性的Pfr形式,Pfr降低了水稻种子对ABA的敏感性,而突变体2中缺乏功能性光敏色素,所以对ABA更为敏感
解析 (1)本研究实验的自变量包括不同类型的水稻、ABA浓度;图1、图2分别是在黑暗和白光照射下获得的实验结果,则自变量还包括有无光照。(2)根据结论“水稻种子对ABA处理更为敏感”反推,该条件下不同浓度ABA处理后数据与对照组(ABA浓度=0μmol/L)相比差异较大。而与图2相比,图1中数据差异更大,即黑暗条件下,水稻种子对ABA处理更为敏感。
(3)需结合题干材料推测可能的原因,对相关信息整理和推测如下:
信息 推测
①光促进Pr→Pfr的转化 ②黑暗中水稻对ABA更敏感 Pfr降低了水稻种子对ABA的敏感性
③光照条件下光敏色素突变体2相对于野生型对ABA的作用更敏感 光敏色素突变体2中无功能性光敏色素(无Pfr)
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