資源簡介

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高考生物二輪復習專題專練
(23)　植物激素調節與農業生產
從“高度”上研究高考
[例1]　(2022·山東高考)石蒜地下鱗莖的產量與鱗莖內淀粉的積累量呈正相關。為研究植物生長調節劑對石蒜鱗莖產量的影響，將適量赤霉素和植物生長調節劑多效唑的粉末分別溶于少量甲醇后用清水稀釋，處理長勢相同的石蒜幼苗，鱗莖中合成淀粉的關鍵酶AGPase的活性如圖。下列說法正確的是(　 )
A．多效唑通過增強AGPase活性直接參與細胞代謝
B．對照組應使用等量清水處理與實驗組長勢相同的石蒜幼苗
C．噴施赤霉素能促進石蒜植株的生長，提高鱗莖產量
D．該實驗設計遵循了實驗變量控制中的“加法原理”
[解析]　由圖可知，多效唑可以增強AGPase活性，促進鱗莖中淀粉的合成，間接參與細胞代謝，A錯誤；由題干信息“適量赤霉素和植物生長調節劑多效唑的粉末分別溶于少量甲醇后用清水稀釋”可知，對照組應使用等量的甲醇—清水稀釋液處理，B錯誤；由題圖可知，赤霉素降低AGPase的活性，進而抑制鱗莖中淀粉的積累，根據石蒜地下鱗莖的產量與鱗莖內淀粉的積累量呈正相關，噴施赤霉素不能提高鱗莖產量，反而使得鱗莖產量減少，C錯誤；與常態比較，人為增加某種影響因素的稱為“加法原理”，用外源激素赤霉素和植物生長調節劑多效唑處理遵循了實驗變量控制中的“加法原理”，D正確。
[答案]　D
[例2]　(2022·湖南高考，改編)植物受到創傷可誘導植物激素茉莉酸(JA)的合成，JA在傷害部位或運輸到未傷害部位被受體感應而產生蛋白酶抑制劑Ⅰ(PⅠ Ⅱ)，該現象可通過嫁接試驗證明。試驗涉及突變體m1和m2，其中一個不能合成JA，但能感應JA而產生PⅠ Ⅱ；另一個能合成JA，但對JA不敏感。嫁接試驗的接穗和砧木葉片中PⅠ Ⅱ的mRNA相對表達量的檢測結果如圖表所示。
注：WT為野生型，m1為突變體1，m2為突變體2；“……”代表嫁接，上方為接穗，下方為砧木：“＋”“－”分別表示有無，“＋”越多表示表達量越高
下列判斷或推測正確的是(　 )
A．m1不能合成JA，但能感應JA而產生PⅠ-Ⅱ
B．嫁接也產生輕微傷害，可導致少量表達PⅠ-Ⅱ
C．嫁接類型m1/m2葉片創傷，m1中大量表達PⅠ-Ⅱ
D．嫁接類型m2/m1葉片創傷，m2中少量表達PⅠ-Ⅱ
[解析]　在m1做接穗，野生型做砧木時，接穗葉片不能表達PⅠ-Ⅱ，說明m1對JA不敏感，A錯誤；分析第一組試驗可知，野生型做接穗，野生型做砧木，砧木葉片未受創傷時，接穗葉片和砧木葉片都表達PⅠ-Ⅱ，說明嫁接也產生輕微傷害，可導致少量表達PⅠ-Ⅱ，B正確；m1對JA不敏感，m2不產生JA，故嫁接類型m1/m2葉片創傷，m1中不會大量表達PⅠ-Ⅱ，C錯誤；由第三組試驗可知，嫁接類型m2/m1葉片創傷，m1合成大量JA，運輸到m2中感應JA而產生大量PⅠ-Ⅱ，D錯誤。
[答案]　B　
從“深度”上提升知能
(一)植物激素間的相互作用
1．協同作用
2．效果相反
(二)常見植物生長調節劑的類型及應用
植物激素 對應生長調節劑 應用
生長素 α-萘乙酸、2,4-D ①促進扦插枝條的生根 ②促進果實發育，防止落花落果 ③用作農業除草劑
赤霉素 赤霉素 ①促進植物莖稈伸長 ②解除種子和其他部位的休眠，提早用來播種
細胞分裂素 青鮮素 常在蔬菜儲藏中用來保持蔬菜鮮綠，延長儲藏時間
乙烯 乙烯利 用于催熟果實
脫落酸 矮壯素 控制植物徒長，使植株節間縮短，長得矮、壯、粗，根系發達，抗倒伏
從“寬度”上拓展訓練
1．(2022·浙江1月選考)某種植物激素能延緩離體葉片的衰老，可用于葉菜類的保鮮。該激素最可能是(　 )
A．細胞分裂素　　　　　　B．生長素
C．脫落酸 D．赤霉素
解析：選A　細胞分裂素具有延緩衰老的作用，可用于葉菜類保鮮，故選A。
2．(2021·山東高考)實驗發現，物質甲可促進愈傷組織分化出叢芽；乙可解除種子休眠；丙濃度低時促進植株生長，濃度過高時抑制植株生長；丁可促進葉片衰老。上述物質分別是生長素、脫落酸、細胞分裂素和赤霉素四種中的一種。下列說法正確的是(　 )
A．甲的合成部位是根冠、萎蔫的葉片
B．乙可通過發酵獲得
C．成熟的果實中丙的作用增強
D．夏季炎熱條件下，丁可促進小麥種子發芽
解析：選B　分析題意，物質甲可促進愈傷組織分化出叢芽，是細胞分裂素；乙可解除種子休眠，是赤霉素；丙濃度低時促進植株生長，濃度過高時抑制植株生長，是生長素；丁可促進葉片衰老，是脫落酸。甲的合成部位主要是根尖，A錯誤；乙可通過某些微生物發酵獲得，B正確；成熟的果實中，丙的作用減弱，丁的作用增強，C錯誤；夏季炎熱條件下，乙可促進小麥種子發芽，丁抑制發芽，D錯誤。
3．(2022·全國甲卷)植物激素通常與其受體結合才能發揮生理作用。噴施某種植物激素，能使某種作物的矮生突變體長高。關于該矮生突變體矮生的原因，下列推測合理的是(　 )
A．赤霉素合成途徑受阻
B．赤霉素受體合成受阻
C．脫落酸合成途徑受阻
D．脫落酸受體合成受阻
解析：選A　赤霉素具有促進細胞伸長的作用，該作用的發揮需要與受體結合后才能完成，故噴施某種激素后作物的矮生突變體長高，說明噴施的為赤霉素，矮生突變體矮生的原因是缺乏赤霉素而非受體合成受阻(若受體合成受阻，則外源激素也不能起作用)，A正確，B錯誤；脫落酸抑制植物細胞的分裂和種子的萌發，與植物矮化無直接關系，C、D錯誤。
4．某實驗小組探究一定濃度的萘乙酸(NAA)溶液和激動素(KT)溶液對棉花主根長度及單株側根數的影響，結果如圖所示。據此分析，下列敘述正確的是(　 )
A．空白對照中主根長度大于側根數，說明在生長過程中主根具有頂端優勢
B．乙、丙分別與甲組比較，說明NAA抑制主根生長和促進側根發生，KT則相反
C．丙、丁組的實驗結果與甲組比較，可以說明KT對側根的發生具有低濃度促進、高濃度抑制的特性
D．甲、乙、丁組實驗結果比較，說明KT能減弱NAA對側根生長的促進作用
解析：選B　主根長度與側根數是不同角度的因變量，它們之間比較不能證明主根具有頂端優勢，A錯誤；乙、丙分別與甲組比較，說明NAA抑制主根生長和促進側根發生，KT則相反，B正確；丙組的實驗結果與甲組比較，可以說明KT對側根的發生具有抑制作用，而丁組的實驗結果與甲組比較，可以說明NAA和KT共同對側根的發生具有促進作用，C錯誤；甲、乙、丁組實驗結果比較，說明KT能增強NAA對側根生長的促進作用，D錯誤。
[微課微練·一點一評]
一、選擇題
1．(2022·沈陽模擬)在自然界中，種子萌發、植株生長、開花及衰老等生理過程都受到基因表達、激素調節和環境因素三方面的影響。下列相關敘述錯誤的是(　 )
A．溫度影響植物的生理活動，但不影響植物分布的地域性
B．重力是調節植物生長、發育和形態建成的重要環境因素
C．光可作為一種信號，通過影響特定基因表達影響植物生長、發育
D．生長素作為一種信號，通過給細胞傳遞信息來調節生命活動
解析：選A　溫度影響植物的生理活動，植物分布的地域性很大程度上是由溫度決定的，A錯誤。
2．下列關于植物生命活動的調節，敘述錯誤的是(　 )
A．植物激素的產生和分布是基因選擇性表達的結果，也受環境因素的影響
B．獼猴桃開花初期，細胞分裂素、生長素、赤霉素增多，果實發育后期脫落酸增多
C．根向下生、花向上開、春種秋收，分別屬于光、重力、溫度為主要環境因素的影響
D．植物分生組織的細胞內光敏色素豐富，紅光和遠紅光照射后光敏色素發生結構變化，經過信息系統傳導到細胞核影響特定基因的表達，從而表現出生物學效應
解析：選C　根向下生屬于重力因素的影響，花向上開屬于光照因素的影響，C錯誤。
3．(2022·廣州二模)《農桑輯要》是元朝的一部農業科學著作，其中描述“苗長高二尺之上，打去沖天心……葉葉不空，開花結實”，此項操作與生長素有關，下列敘述不合理的是(　 )
A．“打去沖天心”可以解除頂端優勢，加快側芽生長，從而調整株型
B．色氨酸轉變成生長素的過程發生在核糖體上
C．即使在失重的情況下，生長素仍可以進行極性運輸
D．生長素可與細胞內的特異性受體結合，進而誘導特定基因的表達
解析：選B　“打去沖天心”即摘除頂芽，可解除頂端優勢，減少頂芽產生的生長素運輸到側芽，加快側芽生長，從而調整株型，A正確；生長素不是蛋白質，是由色氨酸經過一系列反應轉變形成的，色氨酸轉變成生長素不會發生在核糖體上，B錯誤；生長素的極性運輸不受重力影響，在失重的情況下，生長素仍可以進行極性運輸，C正確；生長素先與細胞內的生長素受體特異性結合，引發細胞內發生一系列信號轉導過程，進而誘導特定基因的表達，從而產生效應，D正確。
4．(2022·呂梁二模)植物在遇到干旱時，體內脫落酸的含量增加，作用于葉片氣孔的保衛細胞使大量氣孔處于關閉狀態，下列敘述錯誤的是(　 )
A．植物合成脫落酸的部位主要是根冠和萎蔫的葉片等
B．干旱時植物細胞中自由水/結合水的比值降低
C．與正常條件相比，干旱時葉綠體中ATP的含量可能會增加
D．干旱時若抑制脫落酸的合成，植物光合速率不會降低
解析：選D　植物合成脫落酸的部位主要是根冠和萎蔫的葉片等，脫落酸可以促進葉和果實的衰老和脫落，A正確；結合水與生物體的抗逆性有關，故干旱條件下，植物細胞中的自由水/結合水比值降低，B正確；與正常條件相比，干旱條件時大量氣孔處于關閉狀態，葉肉細胞吸收CO2的量大量減少，合成C3的量減少，還原C3過程消耗的ATP減少，故葉綠體中ATP的含量可能會增加，C正確；干旱時，若抑制脫落酸的合成，葉片氣孔開放，植物長時間蒸騰作用散失大量的水，可能會導致光合速率減弱，D錯誤。
5．在自然界中，種子萌發，植物生長、開花、衰老，等等，都會受到光的調控。植物的向光性生長，實際上也是植物對光刺激的反應。光作為一種信號，影響、調控植物生長、發育的全過程。機制如下：陽光照射→光敏色素被激活，結構發生變化→信號經過轉導，傳遞到細胞核內→細胞核內特定基因的轉錄變化→表現出生物學效應。下列分析錯誤的是(　 )
A．幼苗橫放后莖背地生長是光調控的結果
B．光可調控基因組的表達進而調控生長發育
C．人為控制光照時間，可實現花卉分批上市
D．光敏色素可能是一種接受光信號的受體
解析：選A　幼苗橫放后，重力作用導致近地側生長素濃度高于遠地側，莖的近地側生長速度比遠地側快而表現出背地生長現象，不是光調控的結果，A錯誤。
6．(2022·濟南三模)已知細胞分裂素(CTK)、脫落酸(ABA)和赤霉素(GA)調節種子萌發的機理如圖所示，其中A、B、D、G均表示植物體內的基因，B基因表達會導致種子休眠。基因表達產物對相關基因產生一定的生理效應，圖中“－”表示抑制。下列敘述錯誤的是(　 )
A．細胞分裂素可解除種子休眠，使種子進入萌發狀態
B．赤霉素可能通過促進淀粉酶的合成，提高了種子內還原糖的含量
C．脫落酸通過抑制B、G基因的表達來抑制種子萌發
D．在調節種子萌發過程中脫落酸和細胞分裂素的作用效果相反
解析：選C　B基因表達會導致種子休眠，細胞分裂素(CTK)可以引起A基因的表達，從而抑制B基因的表達，從而解除種子休眠，使種子進入萌發狀態，A正確；赤霉素可抑制D基因的表達，從而解除D基因的表達產物對G基因表達的抑制作用，促進淀粉酶的合成，提高了種子內還原糖的含量，B正確；脫落酸可以引起B基因表達、抑制G基因的表達來抑制種子萌發，C錯誤；在調節種子萌發過程中，脫落酸抑制種子萌發，細胞分裂素促進種子萌發，兩者的作用效果相反，D正確。
7．(2022·衡陽三模)研究發現某植物休眠種子經過5 ℃濕沙分層堆積處理1個多月才能萌發。開始時脫落酸(ABA)含量很高，后來迅速下降，細胞分裂素(CTK)含量首先上升再下降，接著是赤霉素(GA)含量上升再下降，如圖所示。下列說法不正確的是(　 )
A．在種子5 ℃濕沙分層堆積處理過程中，ABA與GA的作用效果相反
B．在種子5 ℃濕沙分層堆積處理過程中，GA與CTK可能存在協同作用
C．種子經過5 ℃濕沙分層堆積處理后萌發，種子內有機物總量減少、種類增加
D．脫落酸抑制種子萌發，促進果實脫落，對植物都是不利的
解析：選D　由題圖可知，休眠種子經過5 ℃濕沙分層堆積處理1個多月才能萌發，開始時ABA含量最多，隨后不斷減少，GA在處理約40天內一直增加，說明ABA抑制種子萌發，GA促進種子萌發，兩者在種子5 ℃濕沙分層堆積處理過程中的作用效果相反，A正確；GA與CTK的含量在一定處理時間內均增加，且GA促進種子萌發，CTK促進細胞分裂，兩者可能存在協同作用，B正確；萌發的種子細胞呼吸加快，有機物總量減少，代謝過程中產生中間代謝產物，有機物種類增加，C正確；脫落酸抑制種子萌發，促進果實脫落，有利于種子度過不利環境，對植物繁殖是有利的，D錯誤。
二、非選擇題
8．(2022·大連一模)光作為一種信號，影響、調控植物生長發育的全過程。在農業生產中，作物密植或高低作物間套作會導致蔭蔽脅迫，主要表現為環境中紅光與遠紅光比值(R∶FR)降低，從而影響作物產量和質量。如圖為光敏色素B(phyB)和幾種重要植物激素響應蔭蔽脅迫的信號傳遞系統，PIFs、BZR1和ARF6均表示基因。回答下列問題：
(1)在圖中的植物激素中，能引起水稻惡苗病的是________。乙烯與油菜素內酯在調控下胚軸伸長方面表現為______作用。
(2)phyB存在非活化(Pr)和活化(Pfr)兩種形式。蔭蔽脅迫下，phyB主要以________形式貯存，由此______(填“增強”或“減弱”)對PIFs的抑制作用。
(3)植物通過phyB感知環境中R∶FR的變化。當R∶FR增高時，phyB從________轉化為______形式，這一轉化的信息會經過信息傳遞系統傳導到細胞核內，影響________________，從而表現出相應生物學效應。
(4)請用箭頭表示蔭蔽脅迫下調節植物生長發育的環境因素、植物激素和基因表達三者之間的關系。
(5)玉米—大豆間作模式能在不降低玉米產量的同時凈增加大豆產量。但在該模式下，高位作物玉米對低位作物大豆造成蔭蔽脅迫，極大地限制了間作大豆的產量和品質提升。因此，研究大豆對蔭蔽脅迫的響應機理的生產實踐意義為________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(答出一個方面即可)。
解析：(1)赤霉素的作用是促進細胞伸長，從而引起植株增高，赤霉素分泌過多，會導致水稻患惡苗病。據圖可知，乙烯可間接促進下胚軸伸長，油菜素內酯也能間接促進下胚軸伸長，因此乙烯與油菜素內酯在調控下胚軸伸長方面表現為協同作用。(2)蔭蔽脅迫下，R∶FR降低，Pfr轉化為Pr，因此phyB主要以非活化(Pr)形式貯存，Pfr的減少降低了對PIFs的抑制作用，導致下胚軸過度伸長。(3)當R∶FR增高時，說明光照增強，光敏色素吸收光能，phyB從非活化(Pr)形式轉化為活化(Pfr)形式，這一轉化的信息會經過信息傳遞系統傳導到細胞核內，影響PIFs基因的表達，進而調控BZR1和ARF6基因的表達，從而表現出相應生物學效應。(4)結合題干及所學知識可知，植物生長發育的調控中，激素作為信息分子會影響基因的表達；激素的產生和分布是基因表達的結果，也受環境因素的影響；植物通過光敏色素響應環境變化，調控基因表達及激素的產生和分布，因此環境因素、植物激素和基因表達三者之間的關系見答案。(5)研究大豆對蔭蔽脅迫的響應機理可以提高玉米—大豆間作模式的產量，提高經濟收入，也可以指導合理密植，以提高產量。
答案：(1)赤霉素　協同　(2)非活化(Pr)　減弱　(3)非活化(Pr)　活化(Pfr)　PIFs基因的表達
(4)
(5)合理安排種植密度，提高玉米—大豆間作的產量，增加經濟收入

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