植物生长发育与光信号密切相关。农业生产中,高低作物间作模式会导致“荫蔽胁迫”,低位作物主要通过光敏色素B (phyB)感知该环境中红光与远红光比值(R:FR)的降低,从而引发一系列生物学效应,降低了作物产量和品质。下图为光调控幼苗下胚轴伸长的反应机制部分示意图,回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/14/4bcbe831-8036-44c5-bf61-59c5d330fd21.png?resizew=289)
注:PIFs是一类具有调控基因转录作用的蛋白质,ROT3、BZR1和ARF6均为基因
(1)图中四种激素在调控下胚轴伸长方面表现为_____ (填“协同”或“抗衡”)作用。
(2)已知phyB存在非活化(Pr)和活化(Pfr)两种形式。荫蔽胁迫下,phyB主要以非活化(Pr)形式存在,由此_____ (填“减弱”或“增强”)对PIFs的抑制作用,导致幼苗下胚轴过度伸长。已知“荫蔽胁迫”导致了萌发后生长阶段的下胚轴、叶柄及茎秆的过度伸长,这有利于植物获得更多的____ ,以适应“荫蔽胁迫”环境。
(3)科学家以水稻为实验材料进行研究,揭示了生长素与细胞分裂素影响植物根系生长的机制。如图所示;
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/14/0a53c721-a5ac-4709-8a62-cfee223e87d9.png?resizew=562)
研究发现A基因可能是合成细胞分裂素氧化酶的关键基因,进而影响水稻根系的生长。为了验证上述推测,科研人员构建了敲除A基因的水稻突变体,继续进行实验。
①请补充上表中a、b处的内容,完善实验方案。a____ ;b____ 。
②实验的检测结果为____ ,说明A基因是合成细胞分裂素氧化酶的关键基因。
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注:PIFs是一类具有调控基因转录作用的蛋白质,ROT3、BZR1和ARF6均为基因
(1)图中四种激素在调控下胚轴伸长方面表现为
(2)已知phyB存在非活化(Pr)和活化(Pfr)两种形式。荫蔽胁迫下,phyB主要以非活化(Pr)形式存在,由此
(3)科学家以水稻为实验材料进行研究,揭示了生长素与细胞分裂素影响植物根系生长的机制。如图所示;
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研究发现A基因可能是合成细胞分裂素氧化酶的关键基因,进而影响水稻根系的生长。为了验证上述推测,科研人员构建了敲除A基因的水稻突变体,继续进行实验。
组别 | 水稻种类 | 监测指标 |
1 | a | b |
2 | 普通水稻()野生型 | 同上 |
②实验的检测结果为
更新时间:2023-11-14 10:48:55
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适中
(0.65)
【推荐1】下胚轴是植物幼苗阶段的核心器官之一,负责将幼嫩的子叶推出土壤表层,以进行光合作用。科研人员就环境因素和植物激素对胚轴生长的调控机制进行了研究。
(1)种子在土壤中萌发时,幼苗合成并响应BR,进而_________ 幼苗下胚轴快速伸长,以寻找光源进行光合作用。幼苗见光后,下胚轴生长受到抑制。
(2)科研人员发现一种NF-YC蛋白缺失突变体(nf-yc突变体),与野生型(WT)相比,其幼苗的下胚轴在光照下可以继续生长,而在黑暗中,两者下胚轴的生长状况无明显差异。此实验结果说明:光照通过NF-YC蛋白下________________ 胚轴的生长。
(3)为研究NF-YC蛋白和BR之间的调控关系,研究人员进行了以下实验。
①在光下分别培养nf-yc突变体与野生型幼苗,检测BR合成酶基因的表达量和BR含量,结果如图1和图2所示。_______________ 。
②光照下, 用BR合成抑制剂(BRZ)处理nf-yc突变体和野生型幼苗后,再分别用不同浓度的BR处理,检测下胚轴长度,结果如图3所示。
实验结果表明_____________________ 。
③综合上述信息,推测NF-YC可能还通过抑制植物____________ ,进而抑制下胚轴的生长。
(4)后续实验发现,NF-YCs通过与BR信号途径的负调控因子BIN 2蛋白结合,增强BIN 2自身磷酸化, 从而促进其稳定性,最终抑制BR信号途径。结合上述研究结果,请完善光照影响下胚轴生长的调节机制模型(在方框中以文字和箭头的形式作答)______________ 。
(1)种子在土壤中萌发时,幼苗合成并响应BR,进而
(2)科研人员发现一种NF-YC蛋白缺失突变体(nf-yc突变体),与野生型(WT)相比,其幼苗的下胚轴在光照下可以继续生长,而在黑暗中,两者下胚轴的生长状况无明显差异。此实验结果说明:光照通过NF-YC蛋白下
(3)为研究NF-YC蛋白和BR之间的调控关系,研究人员进行了以下实验。
①在光下分别培养nf-yc突变体与野生型幼苗,检测BR合成酶基因的表达量和BR含量,结果如图1和图2所示。
②光照下, 用BR合成抑制剂(BRZ)处理nf-yc突变体和野生型幼苗后,再分别用不同浓度的BR处理,检测下胚轴长度,结果如图3所示。
实验结果表明
③综合上述信息,推测NF-YC可能还通过抑制植物
(4)后续实验发现,NF-YCs通过与BR信号途径的负调控因子BIN 2蛋白结合,增强BIN 2自身磷酸化, 从而促进其稳定性,最终抑制BR信号途径。结合上述研究结果,请完善光照影响下胚轴生长的调节机制模型(在方框中以文字和箭头的形式作答)
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名校
【推荐2】合理增加玉米种植密度以增加果穗数是提高玉米单株产量的重要措施,但是密植会引起群体密闭,透光率下降,使得玉米群体环境中红光/远红光的值显著下降,从而激发了植物的遮阴反应,如开花提前、茎秆和叶柄伸长以及顶端优势的增加等。随着种植密度的增加,群体光合速率、群体呼吸速率和群体干物质积累速率的变化如下图所示,回答下列问题:
(1)高等植物捕获光能的色素分布在_____________ 。根据图示可知,当种植密度超过b时,随着种植密度的增加,群体干物质积累速率下降,其原因是_____________ 。
(2)植物体内能接受红光和远红光信号的物质是_____________ ,从叶绿素对光的选择性吸收的角度分析,密植会导致环境中红光/远红光的值显著下降的原因是_____________ 。
(3)试阐述植物顶端优势的形成机制:_____________ 。遮阴条件下,植物顶端优势增加,其意义在于_____________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/8/61e2d787-7275-4d03-be35-40d24423ea24.png?resizew=514)
(1)高等植物捕获光能的色素分布在
(2)植物体内能接受红光和远红光信号的物质是
(3)试阐述植物顶端优势的形成机制:
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【推荐3】埋在土壤中的种子萌发时,幼苗的下胚轴的顶端会形成“顶端弯钩”结构,该结构能避免子叶和顶端分生组织在出土过程中与土壤直接冲撞而造成机械损伤。下胚轴顶部两侧的细胞中生长素的不对称分布是导致这种现象的原因。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/1/15/3411712851165184/3412188586008576/STEM/4f56ac944a9b4c98aefa8e3fb6372441.png?resizew=584)
(1)研究发现,重力是触发幼苗顶端弯钩形成的起始信号。形成期高浓度生长素在下胚轴_____________ (“m”或“n”)侧积累,导致该侧细胞生长_____________ ,下胚轴顶端倾斜角α变_____________ 形成弯钩。打开期下胚轴该侧细胞中生长素被稀释到较低浓度,转而_____________ (“促进”或“抑制”)细胞生长。在下胚轴中,重力的感受发生在内皮层细胞中,那里有可沉降的_____________ ,即平衡石。
(2)图2为细胞膜将H+转运出细胞的过程。H+-ATP酶转运H+过程中,结构_____________ (“会”或“不会”)发生变化,图示过程说明转运蛋白具有运输和_____________ 的作用。近期该研究发现,在顶端弯钩内侧,高浓度的生长素导致细胞膜上H+-ATP酶去磷酸化而抑制其活性,导致膜外pH值_____________ ,从而抑制细胞生长。
(3)生长素在细胞水平上起的作用,与在器官水平上发挥的作用有什么关系?_______________________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/1/15/3411712851165184/3412188586008576/STEM/4f56ac944a9b4c98aefa8e3fb6372441.png?resizew=584)
(1)研究发现,重力是触发幼苗顶端弯钩形成的起始信号。形成期高浓度生长素在下胚轴
(2)图2为细胞膜将H+转运出细胞的过程。H+-ATP酶转运H+过程中,结构
(3)生长素在细胞水平上起的作用,与在器官水平上发挥的作用有什么关系?
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解题方法
【推荐1】赤霉素(GA)能诱导α-淀粉酶的产生,促进种子萌发,6-甲基嘌呤是mRNA合成抑制剂,脱落酸(ABA)在将要脱落的器官和组织中含量较多。科学家用萌发的小麦种子进行实验,所得结果如图所示。回答下列问题:
(1)在小麦种子的萌发过程中,ABA与GA表现为____ 作用,ABA的作用机理可能与6-甲基嘌呤的____ (填“不同”或“相似”)。
(2)GA除能促进种子萌发外,还有促进细胞伸长,从而引起植株增高,____ 、____ 等作用(答出2点)。
(3)6-甲基嘌呤能抑制GA诱导小麦种子合成α-淀粉酶,其实质是____ ;ABA对GA诱导小麦种子合成α-淀粉酶也有影响,说明在植物的生长发育过程中,各种植物激素是____ 共同调节的。
(4)植物的生命活动调节受基因的调控、激素的调节和环境因素的影响,请用箭头和文字表示调节植物生长发育的环境因素、植物激素和基因表达的关系____ 。
(5)为了探究GA诱导小麦种子合成α-淀粉酶的最适浓度,请补充实验设计思路:配制____ 的GA溶液,分别用它们处理小麦种子,测量每组小麦种子合成α-淀粉酶的____ ;该实验的自变量是____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/3/12931ec5-f477-4419-b474-c947a919a6dd.png?resizew=224)
(1)在小麦种子的萌发过程中,ABA与GA表现为
(2)GA除能促进种子萌发外,还有促进细胞伸长,从而引起植株增高,
(3)6-甲基嘌呤能抑制GA诱导小麦种子合成α-淀粉酶,其实质是
(4)植物的生命活动调节受基因的调控、激素的调节和环境因素的影响,请用箭头和文字表示调节植物生长发育的环境因素、植物激素和基因表达的关系
(5)为了探究GA诱导小麦种子合成α-淀粉酶的最适浓度,请补充实验设计思路:配制
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【推荐2】激素调节在植物的生长发育和对环境的适应过程中发挥着重要作用。结合材料信息和已学知识回答以下问题。
(1)在自然界中存在这样一种现象:小麦在即将成熟时,如果经历持续一段时间的干热之后又遇到大雨的天气,种子就容易在穗上发芽。许多研究表明,脱落酸在高温条件下容易降解。故据此可得出的结论是脱落酸具有__________________________ 的作用;种子萌发的外界条件之一是_____________ 。
(2)为了验证赤霉素能促进某大豆品种植株增高,请用所给的实验材料,完成下列实验步骤并回答下列问题:
实验材料:具2片真叶且长势相同的该品种大豆幼苗若干、完全培养液、蒸馏水、适宜浓度的赤霉素溶液,喷壶等。
实验步骤:
①将上述大豆幼苗平均分成A、B两组,A组为对照组,B组为实验组,分别置于等量的完全培养液中培养。
②用喷壶分别将适量蒸馏水和_______________________________________ 分别喷洒在A、B两组幼苗上。
③将两组苗置于__________________ 条件下培养,一段时间后,测定_______________________ 。
预测实验结果:___________________________ 。
(1)在自然界中存在这样一种现象:小麦在即将成熟时,如果经历持续一段时间的干热之后又遇到大雨的天气,种子就容易在穗上发芽。许多研究表明,脱落酸在高温条件下容易降解。故据此可得出的结论是脱落酸具有
(2)为了验证赤霉素能促进某大豆品种植株增高,请用所给的实验材料,完成下列实验步骤并回答下列问题:
实验材料:具2片真叶且长势相同的该品种大豆幼苗若干、完全培养液、蒸馏水、适宜浓度的赤霉素溶液,喷壶等。
实验步骤:
①将上述大豆幼苗平均分成A、B两组,A组为对照组,B组为实验组,分别置于等量的完全培养液中培养。
②用喷壶分别将适量蒸馏水和
③将两组苗置于
预测实验结果:
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【推荐3】取长势相似、株龄相同的同种烟草植株随机均分为甲、乙两组,甲组打顶(去掉顶芽),乙组不打顶,置于相同条件下培养。数周后,甲组烟草植株长出许多分枝,显得繁茂,乙组植株则长得比较紧凑,没有分枝。回答相关问题:
(1)乙组植株的生长特点产生的原因是__________ 。
(2)研究表明细胞分裂素可促进植株侧枝的发育,细胞分裂素主要由__________ 部位合成,生理作用有__________ 。
(3)有观点认为:植物的侧枝是否发育是由生长素和细胞分裂素二者的比例决定的,即使不去除顶芽,提高细胞分裂素与生长素的比例,也会促进侧芽发育。请以题干中的烟草为实验材料,设计实验验证此观点是正确的,并预测结果及结论,写出简要的实验思路。___________
(4)请从激素在植物体内的运输角度分析,相对于上部,植株下部的侧芽往往先开始生长的原因是__________ 。
(1)乙组植株的生长特点产生的原因是
(2)研究表明细胞分裂素可促进植株侧枝的发育,细胞分裂素主要由
(3)有观点认为:植物的侧枝是否发育是由生长素和细胞分裂素二者的比例决定的,即使不去除顶芽,提高细胞分裂素与生长素的比例,也会促进侧芽发育。请以题干中的烟草为实验材料,设计实验验证此观点是正确的,并预测结果及结论,写出简要的实验思路。
(4)请从激素在植物体内的运输角度分析,相对于上部,植株下部的侧芽往往先开始生长的原因是
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名校
【推荐1】研究人员用不同浓度的植物生长调节剂处理水飞蓟(其种子可提取治疗肝炎的药用有机物水飞蓟宾),结果如图1、图2所示。请据图回答:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/30/2862557020405760/2867381710684160/STEM/08389099-fcb5-424c-849f-f4a89446c623.png?resizew=562)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/30/2862557020405760/2867381710684160/STEM/6ac94973-898c-4470-9ff6-4e9994200033.png?resizew=270)
(1)植物激素是由植物细胞合成的,能在植物细胞之间传递______ 的分子。而植物生长调节剂是人工合成的,对植物的生长发育有调节作用的微量有机物。植物生长调节剂与植物激素相比具有______ 等优点。
(2)本实验的自变量有______ 。
(3)根据上述实验结果分析可知,赤霉素和矮壮素对水飞蓟产量的影响分别是______ 、______ 。矮壮素对水飞蓟株高的影响是______ 。
(4)研究人员进一步测定了赤霉素和矮壮素对水飞蓟宾含量的影响,结果如图3所示。据图可知,对水飞蓟宾含量有抑制作用的是______ 。当矮壮素含量为100—300mg/L时,对水飞蓟宾含量的影响是______ 。
(5)研究发现,赤霉素能够与水飞蓟细胞膜上种蛋白质结合影响其生命活动,而矮壮素能够与另一种蛋白质结合影响植物生长,由此可见不同的植物激素类似物通过与______ 结合后,开启不同的信号通路,进而对植物生命活动产生影响。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/30/2862557020405760/2867381710684160/STEM/08389099-fcb5-424c-849f-f4a89446c623.png?resizew=562)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/30/2862557020405760/2867381710684160/STEM/6ac94973-898c-4470-9ff6-4e9994200033.png?resizew=270)
(1)植物激素是由植物细胞合成的,能在植物细胞之间传递
(2)本实验的自变量有
(3)根据上述实验结果分析可知,赤霉素和矮壮素对水飞蓟产量的影响分别是
(4)研究人员进一步测定了赤霉素和矮壮素对水飞蓟宾含量的影响,结果如图3所示。据图可知,对水飞蓟宾含量有抑制作用的是
(5)研究发现,赤霉素能够与水飞蓟细胞膜上种蛋白质结合影响其生命活动,而矮壮素能够与另一种蛋白质结合影响植物生长,由此可见不同的植物激素类似物通过与
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【推荐2】无籽葡萄深受消费者喜爱,农业生产中一般采用“直接培育无籽品种”和“无籽化处理有籽品种”两种方法培育无籽葡萄。
(1)“直接培育无籽品种”获得的无籽葡萄往往果实较小,这是因为无籽直接导致其缺乏________________ 等植物激素。葡萄成熟后易脱落,与此相关的植物激素有________________ 。
(2)科研人员发现,对葡萄施用赤霉素可提高淀粉酶活性,使果实膨大。为研究赤霉素对淀粉酶活性的影响,科研人员用α、β两种淀粉酶进行实验,结果如图所示。该实验中提高淀粉酶活性效果最好的赤霉素浓度是_________________ ,该实验还能证明高浓度赤霉素能抑制淀粉酶的活性,依据是_________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/19/2897770891173888/2903629471399936/STEM/8dade5bff9f34fc0a96e552e816f3d03.png?resizew=438)
(3)某科研小组欲探究赤霉素处理某有籽品种葡萄获得无籽果实的最佳时机。经预实验测定,开花前7到3天用赤霉素处理后无籽率较高,进行预实验的目的是__________________ 。请提供正式实验的实验思路:_________________ 。
(1)“直接培育无籽品种”获得的无籽葡萄往往果实较小,这是因为无籽直接导致其缺乏
(2)科研人员发现,对葡萄施用赤霉素可提高淀粉酶活性,使果实膨大。为研究赤霉素对淀粉酶活性的影响,科研人员用α、β两种淀粉酶进行实验,结果如图所示。该实验中提高淀粉酶活性效果最好的赤霉素浓度是
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(3)某科研小组欲探究赤霉素处理某有籽品种葡萄获得无籽果实的最佳时机。经预实验测定,开花前7到3天用赤霉素处理后无籽率较高,进行预实验的目的是
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【推荐3】种子萌发是种子从吸胀吸水开始的一系列有序的生理过程和形态发生过程。这一过程需要适宜的温度、适量的水分、充足的空气。在这些适宜的环境因素下,种子中的胚会逐渐生长发育,完成萌发过程。已知大麦在萌发过程中可以产生α-淀粉酶,用 GA(赤霉素)溶液处理大麦可使其不用萌发就产生α-淀粉酶。为验证上述α-淀粉酶产生的 相关问题,某同学做了如下实验:
注意:①将完整的种子纵切为两半,每一半均含有胚乳和胚,将其中部分种子进行了去胚 处理;②实验结果中“+”越多表示颜色越深。
回答下列问题:
(1)大麦种子萌发过程中,种皮下方的糊粉层细胞会接受到相关信号刺激,进而开启 a- 淀粉酶基因的表达,合成α-淀粉酶,加工使之成熟,并分泌到细胞外。上述过程涉及到很多细胞结构的参与,其中含有核酸的细胞器是_____ 。分泌出细胞的α-淀粉酶,一旦接触到胚乳中的淀粉,即可通过降低化学反应的_____ ,催化其水解成麦芽糖。麦芽糖进一步被相关酶催化水解成两分子______ ,最终被胚利用,用于萌发过程。
(2)综合分析试管 1、2 和 3 的实验结果,可以得出的结论是__________ 。
(3)综合分析试管 3、4、5 和 6 的实验结果,可以得出的结论是__________ 。
(4)上述探究过程中使用的种子,均进行了切割处理,请分析该操作的目的是___________ 。
试管编号 | GA 溶液(mL) | 缓冲液(mL ) | 蒸馏水(mL) | 半粒种子①类型及数目(个) | 实验步骤 | 实验结果 ② | |
步骤 1 | 步骤 2 | ||||||
1 | 0 | 1mL | 1mL | 不加种子 | 25℃保温24h,之后去除种子, 在各试管中分别加入 1ml 淀粉溶液 | 25℃保温10min,之后各试管中分别加入 1ml 碘液,混匀后观察溶液颜色深浅 | +++ + |
2 | 0 | 1mL | 1mL | 带胚种子,10 | ++ | ||
3 | 0 | 1mL | 1mL | 去胚种子,10 | +++ + | ||
4 | 0.1 | 1mL | 0.9mL | 去胚种子,10 | +++ | ||
5 | 0.2 | 1mL | 0.8mL | 去胚种子,10 | ++ | ||
6 | 0.3 | 1mL | 0.7mL | 去胚种子,10 | + |
注意:①将完整的种子纵切为两半,每一半均含有胚乳和胚,将其中部分种子进行了去胚 处理;②实验结果中“+”越多表示颜色越深。
回答下列问题:
(1)大麦种子萌发过程中,种皮下方的糊粉层细胞会接受到相关信号刺激,进而开启 a- 淀粉酶基因的表达,合成α-淀粉酶,加工使之成熟,并分泌到细胞外。上述过程涉及到很多细胞结构的参与,其中含有核酸的细胞器是
(2)综合分析试管 1、2 和 3 的实验结果,可以得出的结论是
(3)综合分析试管 3、4、5 和 6 的实验结果,可以得出的结论是
(4)上述探究过程中使用的种子,均进行了切割处理,请分析该操作的目的是
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