命题热点练(三) “植物生命活动调节+”
1.[2025·湖北卷] 我国科学家对三万余株水稻进行筛选,成功定位并克隆出耐碱—耐热基因ATT,发现该基因编码GA20氧化酶,从而调控赤霉素的生物合成。适宜浓度的赤霉素通过调节SLR1蛋白的含量,能减少碱性和高温环境对植株的损伤。下列叙述错误的是 ( )
A.该研究表明基因与性状是一一对应关系
B.ATT基因通过控制酶的合成影响水稻的性状
C.可以通过调节ATT基因的表达调控赤霉素的水平
D.该研究成果为培育耐碱—耐热水稻新品种提供了新思路
2.[2024·湖南卷] 脱落酸(ABA)是植物响应逆境胁迫的信号分子,NaCl和PEG6000(PEG6000不能进入细胞)皆可引起渗透胁迫。图甲为某水稻种子在不同处理下基因R的相对表达量变化,图乙为该基因的突变体和野生型种子在不同处理下7天时的萌发率。研究还发现无论在正常还是逆境下,基因R的突变体种子中ABA含量皆高于野生型。下列叙述错误的是 ( )
A.NaCl、PEG6000和ABA对种子萌发的调节机制相同
B.渗透胁迫下种子中内源ABA的含量变化先于基因R的表达变化
C.基因R突变体种子中 ABA含量升高可延长种子贮藏寿命
D.基因R突变可能解除了其对ABA生物合成的抑制作用
3.[2025·浙江1月选考] 科学家将拟南芥的细胞分裂素氧化酶基因AtCKX1和AtCKX2分别导入野生型烟草(WT)中,获得两种转基因烟草Y1和 Y2,培养并测定相关指标,结果如表所示。
植株 主根长 度/mm 侧根 数/条 不定根 数/条 叶片 数/片 相对叶表 面积/%
WT 32.0 2.0 2.1 19.0 100
Y1 50.0 6.6 3.5 8.2 13.5
Y2 52.0 5.6 3.5 12.0 23.3
注:表内数据为平均值。
下列叙述正确的是 ( )
A.与WT相比,Y2光合总面积增加
B.Y1和Y2的细胞分裂素含量相同且低于WT
C.若对Y1施加细胞分裂素类似物,叶片数会增加
D.若对 Y2 施加细胞分裂素类似物,侧根和不定根数会增加
4.[2024·北京卷] 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)。
5.[2024·湖北卷] 气孔是指植物叶表皮组织上两个保卫细胞之间的孔隙。植物通过调节气孔大小,控制CO2进入和水分的散失,影响光合作用和含水量。科研工作者以拟南芥为实验材料,研究并发现了相关环境因素调控气孔关闭的机理(图甲)。已知ht1基因、rhc1基因各编码蛋白甲和乙中的一种,但对应关系未知。研究者利用野生型(wt)、 ht1基因功能缺失突变体(h)、rhc1基因功能缺失突变体(r)和ht1/rhc1双基因功能缺失突变体(h/r), 进行了相关实验,结果如图乙所示。
甲
乙
回答下列问题:
(1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外,导致保卫细胞 (填“吸水”或“失水”),引起气孔关闭,进而使植物光合作用速率 (填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)图乙中的wt组和r组对比,说明高浓度CO2时rhc1基因产物 (填“促进”或“抑制”)气孔关闭。
(3)由图甲可知,短暂干旱环境中,植物体内脱落酸含量上升,这对植物的积极意义是
。
(4)根据实验结果判断:编码蛋白甲的基因是 (填“ht1”或“rhc1”)。 命题热点练(三)
1.A [解析] 题干中ATT基因通过调控赤霉素合成影响耐碱和耐热两种性状,即一个基因可以影响多个性状,A错误;ATT基因编码GA20氧化酶,通过控制酶的合成调控代谢过程,进而影响性状,B正确;ATT基因的表达产物可以调控赤霉素的生物合成,因此调节ATT基因的表达可调控赤霉素水平,C正确;克隆ATT基因后,可通过转基因技术培育耐碱—耐热水稻,D正确。
2.A [解析] 分析图甲,用外源ABA处理,基因R的相对表达量增高,说明ABA可促进基因R的表达;基因R的突变体种子中ABA含量较野生型高,说明基因R的表达可能又会抑制ABA的合成。由图乙中对照组基因R突变体种子萌发率低于野生型可知,基因R促进种子萌发,ABA是植物响应逆境胁迫的信号分子,NaCl和PEG6000可以引起渗透胁迫,促进ABA的合成,进而促进基因R的表达,而 ABA可以直接促进基因R的表达,因此NaCl、PEG6000和ABA对种子萌发的调节机制不同,A项错误。由上述分析可知,渗透胁迫会先促进内源ABA的合成,内源ABA含量的升高又会促进基因R的表达,B项正确。 ABA的存在会抑制种子的萌发,因此基因R突变体种子中ABA含量升高可延长种子贮藏寿命,C项正确。无论在正常还是逆境下,基因R突变体种子中ABA的含量皆高于野生型,可能是因为基因R突变解除了其对ABA合成的抑制,导致ABA的合成量增加,D项正确。
3.C [解析] 由表可知,Y2的叶片数比WT少,相对叶表面积也小,因此光合总面积减少,A错误;将拟南芥的细胞分裂素氧化酶基因导入野生型烟草中,会使细胞分裂素氧化酶增多,从而使细胞分裂素含量降低,Y1和Y2是导入了不同的细胞分裂素氧化酶基因得到的转基因烟草,无法确定它们的细胞分裂素氧化酶的活性等情况,所以Y1和Y2的细胞分裂素含量无法比较,B错误;细胞分裂素主要促进细胞分裂,若对Y1施加细胞分裂素类似物,不会被细胞分裂素氧化酶分解,可以使叶片数增加,C正确;由题表信息可知,将拟南芥的细胞分裂素氧化酶基因导入野生型烟草(WT)中后,Y2的侧根数和不定根数都多于野生型,而细胞分裂素氧化酶会使细胞分裂素含量降低,所以若对Y2施加细胞分裂素类似物,侧根和不定根数会减少,D错误。
4.(1)信息
(2)IAA含量降低,生长减缓;干旱处理下,植株生存率提高
(3)在TS浓度为0~2 μg的范围内,随着TS浓度的升高,BG活性逐渐降低
(4)
(5)
[解析] (1)两种植物激素均作为信息分子,参与调节植物生长及逆境响应。(2)由图甲可知,TS基因缺失会导致 IAA含量降低,植株生长减缓,同时在干旱条件下,TS基因功能缺失突变株(ts)生存率比正常植株生存率更高。(3)由图乙可知,在TS为0~2 μg的范围内,随着TS浓度的升高, BG活性逐渐降低,证明TS具有抑制BG活性的作用。(4)根据图丙可知,还需要在图丙中补充TS、BG功能均缺失突变株(ts+bg)实验组,因为TS是通过BG发挥调节功能,所以如果BG无法发挥功能,是否存在TS对实验结果几乎没有影响,该组与bg组结果相同,相应的图见答案。(5)由上述信息可知,TS基因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,其调节机制见答案。
5.(1)失水 减小
(2)促进
(3)干旱条件下脱落酸含量升高,促进叶片脱落和气孔关闭,能够减少蒸腾作用,保存植物体内水分,使植物能够在干旱中生存
(4)rhc1
[解析] (1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外,导致细胞液的渗透压降低,保卫细胞失水引起气孔关闭。气孔关闭后,CO2吸收减少,光合作用速率减小。(2)r组是rhc1基因功能缺失突变体,即缺少rhc1基因产物,wt组能正常表达rhc1基因。分析图乙,高浓度CO2时,wt组气孔开放度低于r组,说明rhc1基因产物能促进气孔关闭。(3)脱落酸是植物生长抑制剂,它能够抑制细胞的分裂,促进气孔关闭,还能促进叶和果实的衰老和脱落。干旱条件下脱落酸含量升高,促进叶片脱落和气孔关闭,从而减少蒸腾作用,保存植物体内水分,使植物能够在干旱中生存。(4)分析图乙可知,高浓度CO2时,r组气孔开放度均高于wt组、h组和h/r组,结合图甲分析,高浓度CO2时蛋白甲经过一系列调控机制最终使气孔关闭。r组是rhc1基因功能缺失突变体,高浓度CO2时,r组气孔开放度高,说明缺失rhc1基因编码的蛋白质时不能引起气孔关闭,由此推测,编码蛋白甲的基因是rhc1。
