5.4 环境因素参与调节植物的生命活动
基础巩固练
1.高等植物的生长发育受环境因素调节,光、温度、重力等因素对植物生长发育的调节尤为重要。下列叙述正确的是( )
A.光调控机制:感受信号→传导信号→表现效应→发生反应
B.年轮的形成、春化作用均能体现温度对植物生长发育的调节作用
C.植物生长调节剂分子结构均与植物激素相似而具有类似的生理效应
D.光敏色素是色素—蛋白复合体,主要吸收红光和蓝光两种光信号
2.春化处理是指对种子或植物给予一定时间的低温处理,促进其花芽形成。现研究发现,赤霉素能够促进淀粉酶的合成,进而催化淀粉水解,代替春化处理而使植物产生同样的效果。下列有关叙述正确的是( )
A.春化处理时淀粉酶的活性升高,淀粉水解加快
B.春化处理可能使种子产生某些蛋白质从而改变其代谢过程
C.赤霉素可进入细胞内促进淀粉的水解,促进种子萌发
D.海南夏季水稻没有经过春化处理,种子发芽效果较差
3.光周期广泛调控植物生长发育的多个方面,光周期响应基因(CO)在此过程中发挥重要作用。研究者测量了不同光照条件下拟南芥种子的大小,结果如图所示。
下列说法正确的是( )
A.光周期可作为信号分子调节拟南芥种子大小
B.长日照条件通过促进CO基因的表达进而使种子增大
C.长日照、CO蛋白与乙烯对种子大小有相同的调节作用
D.图示结果说明环境、基因和激素三者共同影响种子大小
4.植物的向地性与生长素的运输和分布有关。下图是解释玉米根向重力性生长原因的模型。根冠细胞内含有淀粉体,淀粉体起着平衡石的作用。下列说法正确的是( )
A.生长素可以促进细胞伸长,不会影响细胞的分裂和分化
B.在垂直放置的根中,IAA只能由形态学上端运到形态学下端
C.在水平放置的根中,远地侧的IAA向近地侧运输与根冠细胞内的淀粉体下沉有关
D.若把去除根冠的玉米根水平放置,仍会观察到根向地弯曲生长
5.光敏色素B(PHYB)是调控种子萌发的关键光敏色素蛋白,温度信号调控活性PHYB到非活性PHYB的转变速率,从而调控种子的萌发。下列有关叙述错误的是( )
A.温度可能通过影响酶的活性调控PHYB活性转变速率
B.赤霉素和脱落酸含量比值升高会促进植物种子的萌发
C.PHYB能接收温度信号,为种子的萌发过程提供能量
D.PHYB感受温度信号后,会引起细胞核内基因的选择性表达
6.当受到干旱、盐渍或寒冷环境胁迫时,植物体内的脱落酸(C15H20O4)水平会急剧上升,并出现若干特定基因的表达产物,抗逆性增强。倘若植物体并未受到胁迫,只是吸收了相当数量的脱落酸,其体内也会出现这些基因的表达产物。下列相关说法错误的是( )
A.植物激素及环境因素对植物生命活动都具有调节作用
B.果蔬、粮食中均天然含有脱落酸,对人类和环境安全
C.使用外源脱落酸可增强植物的抗逆性,可用于农业生产
D.环境影响脱落酸的含量,脱落酸是基因表达的直接产物
7.(2025·云南昆明模拟)环境因素参与调节植物的生命活动。下列说法正确的是( )
A.接收光信号的受体分子包括叶绿素、类胡萝卜素等光敏色素
B.光敏色素受光照射后,会影响植物细胞核内特定基因的表达
C.植物向光侧细胞分裂慢、背光侧细胞分裂快,从而形成年轮
D.根冠的平衡石细胞可以将重力信号转换成产生生长素的信号
8.樱花花芽一般在夏末秋初形成,须经低温处理,休眠状态才被打破,随着早春温度的升高,花芽开始发育,樱花渐次开放,调节过程如图所示。有关分析,错误的是( )
A.环境因素通过影响基因2的表达促进脱落酸的合成,体现了基因对性状的直接控制
B.低温一方面抑制脱落酸的产生,另一方面促进赤霉素的合成从而促进蛋白质1的产生
C.光在植物生命活动过程中,既能为植物提供能量,又能作为调控植物生命活动的信号
D.环境因素调节、植物激素调节和基因表达调控共同完成对植物生长发育的调控
能力提升练
1.除植物激素外,光、温度和重力等环境因素也能参与调节植物的生长发育。下列有关叙述不合理的是( )
A.光作为一种物理信号,可调控植物生长、发育的全过程
B.光敏色素是一类色素—蛋白复合体,只分布于植物的地上部分,受到光照射时,光敏色素的结构会发生变化
C.光敏色素主要通过吸收红光和蓝紫光接收光信号
D.年轮、春化作用都能说明温度参与植物生长发育的调节
E.树干上颜色较深的年轮带与春夏季节气温较高有关
F.重力可能通过影响生长素的运输进而影响植物的生长
G.“淀粉—平衡石假说”是一种解释光对植物生长调节的机制
H.环境因素和植物激素对植物生命活动都具有重要的影响,二者单独发挥作用
2.光照是调节植物生长发育的重要环境因子。生长在室内等光线较暗环境中的植物,会发生一系列变化,表现为茎或叶片在生长过程中变得长而细弱,失去紧凑均匀的形态和结构,甚至容易倒伏。下列叙述错误的是( )
A.植物在室内生长时,由生长素分布不均匀导致其弯向窗户光源生长
B.植物对光作出反应与光敏色素有关,光敏色素主要吸收红光和蓝紫光
C.在黑暗环境下豆芽的茎比在光下要长很多,有利于豆芽更早到达有光的环境
D.黄瓜生长时,茎端脱落酸与赤霉素的比值较高,有利于分化形成雌花
3.(不定项)植物的顶芽优先生长而侧芽受抑制的现象叫作顶端优势,下图表示说明顶端优势机理的一种观点:图中IPT基因是指细胞分裂素合成基因,CKX基因是指细胞分裂素氧化酶基因。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.来自顶芽的生长素会抑制IPT基因的表达和促进CKX基因的表达
B.与顶芽相比,侧芽细胞分裂素水平过高从而抑制了侧芽的生长
C.细胞分裂素可以促进细胞分裂,但会抑制芽的分化、侧枝发育
D.细胞分裂素在植物体内含量很少,但催化植物生长发育的作用非常重要
4.某些植物必须经过春化作用才能开花结实。如表是对冬小麦进行春化处理的研究结果,下列有关叙述错误的是( )
处理方式 未经低温处理(第1组) 经低温处理(第2组) 先低温处理后高温处理(第3组)
检测结果 没有某些特殊蛋白质 有某些特殊蛋白质 出现某些特珠蛋白质,高温处理后这些蛋白质消失
现象 不能抽穗开花 抽穗开花 不能抽穗开花
A.春化过程中经低温处理可以产生某些特殊蛋白质
B.未经春化处理的植物种植后都只能长苗不会开花结果
C.赤霉素处理冬小麦,也可能达到春化处理的效果
D.高温处理后春化作用解除可能与特殊蛋白质变性失活有关
5.长日照植物开花需日照长于某临界值,短日照植物开花需日照短于某临界值。科学家通过改变24小时的光照和黑暗时间处理植物甲和植物乙,结果如图所示(注:空白表示光照,黑色表示黑暗,长短表示时间)。下列叙述不正确的是( )
A.根据1~4组可判断甲、乙分别是短日照植物和长日照植物
B.根据5~8组结果可知影响植物开花的关键因素是连续夜间长度
C.若要甲提前开花,可缩短日照时间
D.春化作用是指某些植物需要经历一段时间的黑暗之后才能开花
6.某植物成花诱导的基因调控机制如图所示,下列分析错误的是( )
A.FLC属于开花抑制因子基因,春化作用通过抑制FLC基因的表达以解除开花抑制
B.植物细胞内的CO蛋白含量可能会出现昼夜节律性变化
C.光质途径通过改变光敏色素结构直接影响核基因表达
D.春化作用可以避免植物在冬季来临之前开花,从而无法正常结果
7.某兴趣小组研究了光照时间、赤霉素、赤霉素合成抑制剂对某植物茎段生长的影响,结果如表。下列相关叙述错误的是( )
组别 实验处理 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
光照时间(h/d) 8 8 8 16 16 16
赤霉素1 mL - + + - - +
赤霉素合成抑制剂1 mL - - + - + +
茎段伸长长度(cm) 0.5 1.8 1.3 3 0.7 2.1
注:表中“-”表示不添加,“+”表示添加
A.Ⅰ和Ⅳ的实验结果可说明植物茎段伸长与光照时间有关,Ⅲ和Ⅵ的实验结果不能说明
B.根据Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ的实验结果可推测,延长光照时间能促进赤霉素的合成
C.若在第Ⅴ组实验中施加赤霉素,茎段可再伸长
D.证明“赤霉素合成抑制剂能抑制茎段伸长”的最佳证据是Ⅳ和Ⅴ的实验结果
8.为了研究根的向地生长与生长素和乙烯二者的关系,实验如下:将某种开花植物的根尖放在含不同浓度生长素的培养液中,并加入少量蔗糖作为能源。发现在这些培养液中出现了乙烯,且生长素浓度越高,培养液中乙烯的浓度也越高,根尖生长所受的抑制也越强。下列叙述最严谨的是( )
A.为使实验更严谨,还需将另一个根尖放在不含生长素和等量蔗糖的培养液中,作为对照组
B.据此实验结果,可推知水平放置的植物根向重力生长的原因是近地侧生长素浓度高,促进乙烯的合成,从而抑制根的生长
C.生长素与乙烯对根的生长表现为拮抗作用
D.植物激素对生长发育的调节作用,在根本上是基因组在一定时间上程序性表达的结果
9.人们发现,植物开花与光周期有关,其中在24 h昼夜周期中,日照长度长于一定时数才能开花的植物称为长日照植物;日照长度短于一定时数就能开花的植物称为短日照植物。某生物研究性学习小组将菊花顶部花芽附近的叶片去掉,并对顶部花芽和下部的叶片作以下四组不同处理,结果如图所示。下列对此实验的分析有误的是( )
A.该实验的目的是探究菊花感受光周期刺激的部位是顶部的花芽还是下部的叶片
B.由上述实验结果可以推知,菊花感受光刺激的部位是下部的叶片
C.由上述实验结果可以推知,菊花是长日照植物,要使其提前开花,可以延长光照
D.菊花的开花从根本上看是基因组在一定时间和空间程序性表达的结果
10.拟南芥种子中的隐花色素(CRY1)是一种能感受光的受体,可感受外界环境的光信号来调节自身的生长发育。为了研究脱落酸(ABA)与隐花色素CRY1对拟南芥种子萌发的影响,某研究小组将野生型及无法合成CRY1的突变型拟南芥种子,分别放在MS培养基和含有不同浓度脱落酸(ABA)的MS培养基中,置于适宜条件下培养一段时间后测得种子的发芽率如图。下列叙述正确的是
A.植物体中的脱落酸常常合成于根冠、萎蔫的叶片等部位
B.相同浓度的ABA条件下,野生型种子发芽率比突变体高
C.该实验需在黑暗条件下进行,从而测得种子的发芽率
D.CRY1对拟南芥种子萌发的影响可能是通过降低种子对ABA的敏感性来实现的
11.拟南芥在红光下出现开花延迟,其基本调节过程如图。请回答下列问题。
(1)光敏色素B是一类____________________________复合体;CO的直接作用是__________________________________________。
(2)红光调节拟南芥开花的过程包括______________、传导信号、______________三个基本环节。据图分析,红光信号传导到细胞核内在分子水平上体现出的具体形式是________________________________________________________。
(3)植物的生长发育的调控,是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。下图表示环境因素(A)、植物激素(B)和基因表达(C)三者调节植物生长发育过程的影响关系。补充图中有关内容①______________;②______________;③______________(在横线上填写相应字母)。
12.为研究机械压力在豌豆幼苗出土时对上胚轴生长的影响,科研人员完成下列实验。
(1)在植物生长过程中,____________(答出2点即可)等环境因素参与调节植物的生长。对出土的豌豆幼苗而言,机械压力具有重要影响。
(2)科研人员将若干豌豆幼苗分为实验组和对照组,实验组施加机械压力,对照组不施加(如图1),测定幼苗的乙烯产生量,实验结果如图2。
请结合图1,解释图2中20天后两条曲线变化趋势不同的原因__________________________
__________________________________________________________。
(3)科研人员进一步实验,给豌豆幼苗施加机械压力(分别覆盖厚度为60 mm、90 mm、120 mm的玻璃珠)或施用不同浓度乙烯处理(单位为ppm),得到图3所示结果。
①由实验结果分析,_______________________________________可导致豌豆上胚轴缩短变粗。
②综合上述结果,科研人员推测机械压力导致豌豆上胚轴缩短变粗依赖于乙烯,论证依据是___________________________________________。
(4)由此可见,植物生长发育的调控是由____________________共同调节的。
参考答案
基础巩固练
1.【答案】B
2.【答案】B
3.【答案】B
4.【答案】C
5.【答案】C
6.【答案】D
7.【答案】B
8.【答案】A
能力提升练
1.【答案】BCEGH
2.【答案】B
3.【答案】BCD
4.【答案】B
5.【答案】D
6.【答案】C
7.【答案】A
8.【答案】B
9.【答案】C
10.【答案】ABD
11.
【答案】
(1)色素—蛋白 促进(成花素基因)FT转录
(2)感受信号 发生反应 核内CO含量减少
(3)B A C
12.
【答案】
(1)光、温度和重力
(2)20天后,实验组幼苗生长触及机械压力位置时,乙烯产生量明显增加,对照组没有机械压力,几乎无乙烯产生
(3)①机械压力和乙烯 ②机械压力导致乙烯产生量增加,上胚轴缩短变粗;单独施用乙烯时,也可导致上胚轴缩短变粗
(4)激素调节和环境因素调节