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1. 植物的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。据图回答下列问题:
(1)
从含量和效果来看,油菜素甾醇和生长素在发挥促进下胚轴伸长的作用时均具有
的特点。
(2)
已知phyB存在非活化(Pr)和活化(Pfr)两种形式。正常光照环境下,R∶FR的值
,phyB主要以活化(Pfr)形式存在并进入细胞核,通过抑制PIFs与
的启动子结合,以调控相关基因表达,调节幼苗下胚轴的伸长。“荫蔽胁迫”导致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
,其原理是
。
(3)
结合上述材料,请用箭头表示与植物生长发育密切相关的环境因素、植物激素和基因表达三者之间的关系
。
【考点】
植物生长素的发现和作用; 其他植物激素的种类和作用; 环境因素参与调节植物的生命活动;
【答案】
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综合题
普通
能力提升
换一批
1. 水稻籽粒灌浆是否充实影响其产量和品质。研究发现D基因在水稻叶片、茎和颖果中都有表达,其编码的转运蛋白D可运输脱落酸(ABA)。D基因功能丧失的突变体籽粒灌浆缺陷,导致种子饱满程度降低,科研人员对其机制进行了研究。
(1)
ABA是在植物一定部位合成,运输到特定器官,调节植物生命活动的微量
。
(2)
图1为水稻植株的器官示意图,科研人员检测了野生型和突变体水稻授粉5天后不同器官中ABA的含量,结果如图2所示。
据图2科研人员推测,颖果中的ABA主要是由叶片合成后通过D蛋白转运过来的,其判断依据是
。
(3)
科研人员利用
3
H标记的ABA验证了上述推测,请写出实验设计思路:
。
(4)
水稻灌浆结实的最高温度为 35℃。进一步研究发现高温下突变体灌浆缺陷较野生型的差距更为显著。为探究其原因,科研人员将24℃生长的野生型水稻转入 35℃培养2小时,分别检测不同温度下颖果中D基因的转录量,结果如图3。据图分析,
。
(5)
ABA可以激活颖果中淀粉合成关键基因的表达,从而促进水稻籽粒灌浆充实。综合上述信息,解释高温下野生型水稻确保正常灌浆的机制。
综合题
普通
2. 园林小菊具有株型整齐、花密集、花色丰富等特点,是园林景观营造的优良花卉。科研人员对某园林小菊短日照品种采用光照处理和生长调节剂处理等措施进行花期调控以满足四季观赏的需要,回答下列问题:(注:短日照植物需要在白天短于一定时长才能开花)
(1)
植物体中,接受光信号的光敏色素蛋白等分子受到光照射时,其
会发生变化,这一变化的信息传导到细胞核内,影响
,从而表现出生物学效应。
(2)
要想使该品种园林小菊延迟开花,可以在开花期采用
(填“白天遮光”或“夜间补光”)处理。
(3)
植物的生长发育受多种激素的共同调节,决定植物花的发育的往往是不同激素的
。
(4)
请在图中“环境因素、植物激素和基因表达”三者之间加上合适的箭头,表示出植物花期调节过程中三者的相互作用关系
。
综合题
普通
3. 穗发芽是农作物种子在收获前由于湿热天气诱发的在母体植株上发芽的现象。防止穗发芽的有效途径是使种子成熟后保持适度的休眠。2022年,我国科学家发现了调控水稻、小麦穗发芽的“开关”——SD6基因和ICE2基因。植物体通过感知外界环境温度变化,使SD6/ICE2基因的表达消长以调控脱落酸的合成与分解,进而调控种子的休眠强度。
(1)
种子休眠是
调控的结果。脱落酸能维持种子休眠,在植物体内其主要合成部位是
。
(2)
据图分析SD6/ICE2基因在不同温度下调控种子休眠的机制是
。
(3)
研究人员通过CRISPR/Cas9基因编辑技术对3个水稻穗易发芽的品种的某基因进行改良,改良后水稻穗易发芽情况显著改善。下图为向导RNA引导Cas9蛋白切割
(目标基因)示意图,请简述切割此基因的理由:
。
综合题
困难