文档文本内容
专题 10 植物的激素调节
五年考情 考情分析
2024年北京卷第18题 生长素的发现及作用、植物激素及其
2023年北京卷第 8题 类似物的应用可是植物的激素调节部分的
2022年北京卷第7 题 高频考点。试题不但考查考生的理解能
力，还通过设置科学实验和探究类情境考
植物的激素调节 2022年北京卷第 17题
查考生的实验探究能力。
2021年北京卷第10 题
2020年北京卷第20 题
1、（2024·北京·高考真题）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）_____（略）。
【答案】（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0~2μg的浓度范围内，随着TS浓度的升高，BG活性逐渐降低
（4） （5）
【解析】
【分析】植物激素是由植物体内产生，并从产生部位运输到作用部位，对植物的生长发育具有显著影响的
微量有机物。由人工合成的调节植物生长发育的化学物质被称为植物生长调节剂。
【小问1详解】
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。【小问2详解】
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。
【小问3详解】
由图乙可知，在0~2μg的浓度范围内，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。
【小问4详解】
根据图可知，还需要在图丙中补充TS、BG功能缺失突变株(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
的图如下：
【小问5详解】
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。图如下：
2、（2023·北京·高考真题）水稻种子萌发后不久，主根生长速率开始下降直至停止。此过程中乙烯含量逐
渐升高，赤霉素含量逐渐下降。外源乙烯和赤霉素对主根生长的影响如图。以下关于乙烯和赤霉素作用的
叙述，不正确的是（ ）
A．乙烯抑制主根生长
B．赤霉素促进主根生长
C．赤霉素和乙烯可能通过不同途径调节主根生长D．乙烯增强赤霉素对主根生长的促进作用
【答案】D
【分析】赤霉素促进麦芽糖的转化（诱导α—淀粉酶形成）；促进营养生长（对根的生长无促进作用，但
显著促进茎叶的生长），防止器官脱落和打破休眠等。赤霉素最突出的作用是加速细胞的伸长（赤霉素可
以提高植物体内生长素的含量，而生长素直接调节细胞的伸长），对细胞的分裂也有促进作用，它可以促
进细胞的扩大（但不引起细胞壁的酸化）。乙烯促进果实成熟。
【详解】A、与对照相比，外源施加乙烯主根长度反而减少，说明乙烯可以抑制主根生长，A正确；
B、与对照相比，外源施加赤霉素，主根长度增长，说明赤霉素可以促进主根生长，B正确；
C、乙烯可以抑制主根生长，赤霉素可以促进主根生长，说明赤霉素和乙烯可能通过不同途径调节主根生
长，C正确；
D、同时施加赤霉素和乙烯，主根长度与对照相比减少，与单独施加赤霉素相比也是减少，说明乙烯抑制
赤霉素对主根生长的促进作用，D错误。
故选D。
3、（2022·北京·高考真题）2022年2月下旬，天安门广场各种盆栽花卉凌寒怒放，喜迎冬残奥会的胜利召
开。为使植物在特定时间开花，园艺工作者需对植株进行处理，常用措施不包括（ ）
A．置于微重力场 B．改变温度 C．改变光照时间 D．施用植物生长调节剂
【答案】A
【分析】植物生长发育的整体调控：植物生长发育的调控，是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共
同完成的。植物细胞里储存着全套基因，但是某个细胞的基因如何表达则会根据需要作调整。激素作为信
息分子，会影响细胞的基因表达，从而起到调节的作用，激素的产生和分布是基因表达调控的结果，也受
到环境因素的影响。
【详解】A、微重力场不影响植物的开花，不能使植物在特定时间开花，A错误；
B、温度可以影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动，从而参与调节植物生长
发育，B正确；
C、植物具有能够接受光信号的分子，光敏色素是其中一种，分布在植物各个部位，其中在分生组织的细
胞内比较丰富。在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息会经过信息传递系统传导
至细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应，可通过改变光照时间影响植物的开花，C正
确；
D、植物生长调节剂能延长或终止种子、芽及块茎的休眠，调节花的雌雄比例，促进或阻止开花，诱导或
控制果实脱落，控制植物高度、形状等，D正确。
故选A。
4、（2022·北京·高考真题）干旱可诱导植物体内脱落酸（ABA）增加，以减少失水，但干旱促进ABA合
成的机制尚不明确。研究者发现一种分泌型短肽（C）在此过程中起重要作用。
(1)C由其前体肽加工而成，该前体肽在内质网上的 合成。
(2)分别用微量（0.1μmol·L-1）的C或ABA处理拟南芥根部后，检测叶片气孔开度，结果如下图1。据图1
可知，C和ABA均能够 ，从而减少失水。(3)已知N是催化ABA生物合成的关键酶。研究表明C可能通过促进N基因表达，进而促进ABA合成。
图2中支持这一结论的证据是，经干旱处理后 。
(4)实验表明，野生型植物经干旱处理后，C在根中的表达远高于叶片；在根部外施的C可运输到叶片中。
因此设想，干旱下根合成C运输到叶片促进N基因的表达。为验证此设想，进行了如下表所示的嫁接实验，
干旱处理后，检测接穗叶片中C含量，又检测了其中N基因的表达水平。以接穗与砧木均为野生型的植株
经干旱处理后的N基因表达量为参照值，在表中填写假设成立时，与参照值相比N基因表达量的预期结果
（用“远低于”、“远高于”、“相近”表示）。① ；② 。
接穗 野生型 突变体 突变体
砧木 野生型 突变体 野生型
接穗叶片中N基因的表达量 参照值 ① ②
注:突变体为C基因缺失突变体
(5)研究者认为C也属于植物激素，作出此判断的依据是 。这一新发现扩展了人们对植物激素化学本质
的认识。
【答案】(1)核糖体
(2)降低气孔开度
(3)C基因缺失突变体中的N基因表达量和ABA含量均显著低于野生型
(4) 远低于 相近
(5)植物根产生的C能够运输到叶片，微量即可调节气孔开度的变化
【分析】前体肽是由氨基酸通过脱水缩合形成的。分析图 1，使用C或ABA处理拟南芥根部后，叶片气孔
开度均下降。分析图2，干旱条件下，C基因缺失突变体中的N基因表达量和ABA含量均显著低于野生型。
【详解】（1）核糖体是合成蛋白质的城所，因此该前体肽在内质网上的核糖体上合成。
（2）分析图1可知，与不使用C或ABA处理的拟南芥相比，使用微量（0.1μmol·L-1）的C或ABA处理
拟南芥根部后，叶片气孔开度均降低，而且随着处理时间的延长，气孔开度降低的更显著。（3）根据图2可知，干旱处理条件下，C基因缺失突变体中的N基因表达量和ABA含量均显著低于野生
型，可推测C可能通过促进N基因表达，进而促进ABA合成。
（4）根据题意可知，野生型植物经干旱处理后，C在根中的表达远高于叶片；在根部外施的C可运输到叶
片中。假设干旱下根合成C运输到叶片促进N基因的表达，则野生型因含有C基因，能合成物质C，可促
进叶片N基因的表达，而砧木为突变体，因不含C基因，不能产生C，因此①处叶片N基因的表达量远低
于野生型的参照值。若砧木为野生型，则根部细胞含有 C基因，能表达形成C物质，可运输到叶片促进N
基因的表达，因此②处的N基因表达量与野生型的参照值相近。
（5）植物激素是植物自身产生的，并对植物起调节作用的微量有机物，根据题意可知，植物根产生的C
能够运输到叶片，微量即可调节气孔开度的变化，因此C也属于植物激素。
5、（2021·北京·高考真题）植物顶芽产生生长素向下运输，使侧芽附近生长素浓度较高，抑制侧芽的生长，
形成顶端优势。用细胞分裂素处理侧芽，侧芽生长形成侧枝。关于植物激素作用的叙述不正确的是
（ ）
A．顶端优势体现了生长素既可促进也可抑制生长
B．去顶芽或抑制顶芽的生长素运输可促进侧芽生长
C．细胞分裂素能促进植物的顶端优势
D．侧芽生长受不同植物激素共同调节
【答案】C
【分析】1、顶端优势：植物顶芽优先生长，侧芽受抑制的现象，因为顶芽产生生长素向下运输，大量积
累在侧芽，使侧芽生长受抑制。
2、去掉顶芽，会解除顶芽产生生长素继续运输到侧芽，使侧芽部位生长素不会积累过多而出现抑制现象，
进而解除顶端优势。
【详解】A、顶芽生长素浓度低，促进生长，侧芽生长素浓度高，抑制生长，顶端优势体现了生长素的两
重性，A正确；
B、去顶芽或抑制顶芽的生长素运输都可以是侧芽的生长素浓度降低，可促进侧芽生长，B正确；
C、由题可知，用细胞分裂素处理侧芽，侧芽生长形成侧枝，说明细胞分裂素能减弱植物的顶端优势，C
错误；
D、由题可知，侧芽生长可受到生长素、细胞分裂素的调节，故其生长受不同植物激素共同调节，D正确。
故选C。
6、（2020·北京·高考真题）研究者以拟南芥根段作为组织培养材料，探讨了激素诱导愈伤组织分化生芽的
机制。
（1）离体的拟南芥根段在适宜条件下可以培育出完整的植株，说明植物细胞具有 。在组织培
养过程中，根段细胞经过 形成愈伤组织，此后调整培养基中细胞分裂素（CK）与生长素的比例
可诱导愈伤组织分化。
（2）在愈伤组织生芽过程中，CK通过ARRs（A）基因和WUS（W）基因起作用。为探讨A基因与W基
因的关系，将A基因功能缺失突变体（突变体a）和野生型的愈伤组织分别置于CK与生长素比例高的
（高 CK）培养基中诱导生芽，在此过程中测定W基因的表达量。图1中，野生型的W基因表达量与高
CK诱导时间的关系是 。分析图1结果可得出的结论是：在高CK诱导下A基因促进
W基因表达。得出结论的依据为：与野生型相比， 。（3）用转基因方法在上述突变体a中过量表达W基因，获得材料甲。将材料甲、突变体a和野生型三组
愈伤组织在高CK培养基中培养，三组愈伤组织分化生芽的比例如图2，由此能得出的结论包括
。
A．A基因在愈伤组织分化生芽的过程中起作用
B．w基因的表达产物调控A基因的表达
C．缺失A基因时W基因表达不能促进生芽
D．过量表达W基因可使生芽时间提前
【答案】 全能性 脱分化 随着高 CK诱导时间的延长，野生型的W基因表达量显著升高
随着高CK诱导时间的延长，突变体的W基因表达量低于野生型 AD
【分析】植物组织培养依据的原理为植物体细胞的全能性，即已经分化的细胞仍然具有发育成完整植株的
潜能；生长素和细胞分裂素能促进细胞分裂分化，在培养的不同时期对两者的比例会有不同要求，在再分
化过程中，生长素高，促进根的分化，细胞分裂素比例高，促进芽的分化。植物组织培养的条件：①细胞
离体和适宜的外界条件（如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等）；②一定的营养（无机、有机成
分）和植物激素（生长素和细胞分裂素）。
【详解】（1）离体的植物组织培养成完整植株的过程体现了细胞的全能性。已分化的细胞形成愈伤组织
的过程称之为脱分化。
（2）由图可知，野生型的W基因表达量与高CK诱导时间的关系是随着处理时间的延长，W基因的表达
量显著升高，突变体的W基因的表达量明显少于对照组，说明在高CK诱导下A基因促进W基因表达。
（3）由题可知，材料甲体内的W基因过量表达，突变体a的A基因不能表达，野生型是正常的，分析图
2可知，由野生型曲线和突变体a曲线对比可知，A基因在愈伤组织分化生芽的过程中起作用，缺失A基
因时W基因表达能促进生芽；由材料甲曲线和野生型曲线比较可知，过量表达 W基因可使生芽时间提前，
故选AD。
【点睛】本题结合柱形图和折线图，考查植物组织培养过程分析，要求考生能够从题目中提取有效信息进
行分析，并得出正确结论。
一、单选题
1．（2024·北京顺义·一模）细胞分裂素不仅参与调控细胞增殖，还参与植物体多种生理代谢和发育过程。
下图示细胞分裂素功能的相关实验研究。依据实验结果可得出的结论是（ ）注：黑点表示放射性氨基丁酸的分布
A．在植物体内细胞分裂素可促进细胞分裂
B．细胞分裂素可促进细胞吸收氨基酸
C．甲组与丙组对照说明细胞分裂素可诱导营养物质运输
D．细胞分裂素可调节植物体内营养物质的再分配
【答案】D
【分析】分析题图可知，幼苗的右侧有含14C的营养物质，在甲组两侧叶片均喷施等量清水后，两侧营养
物质的含量差别较小；乙组在左侧喷施细胞分裂素，右则营养物质较多的转移到左侧；丙组在右侧喷施细
胞分裂素，左则营养物质均较多分布在右侧。
【详解】A、题干实验是研究细胞分裂素参与植物体多种生理代谢和发育过程，不能说明在植物体内细胞
分裂素可促进细胞分裂，A错误；
B、实验能说明细胞分裂素诱导氨基酸的分布，不能说明促进细胞吸收氨基酸，B错误；
C、甲组和丙组的自变量为右侧叶片细胞分裂素的有无，实验结果均为右侧（含14C一侧）营养物质含量
高，不能表明说明细胞分裂素可诱导营养物质运输，C错误；
D、甲乙两组对比说明细胞分裂素可诱导营养物质的转移，可调节植物体内营养物质的再分配，故选D。
故选D。
2．（2024·北京通州·模拟预测）科研人员研究脱落酸（ABA）在植物抗旱中的作用，将刚萌发的玉米种子
分成4组进行处理，一段时间后观察主根长度和侧根数量，实验处理方法及结果如图所示，下列叙述正确
的是（ ）
A．与第1组相比，第2组结果说明干旱处理促进侧根的生长
B．与第2组相比，第3组结果说明缺少ABA时主根生长加快
C．本实验中，自变量为不补加蒸馏水和加入ABA合成抑制剂
D．上述实验可验证干旱条件下ABA对主根生长有促进作用
【答案】D
【分析】分析题意可知，本实验目的是研究脱落酸（ABA）在植物抗旱中的作用，则实验的自变量是脱落酸的有无，可通过补加蒸馏水及ABA抑制剂的添加来控制，因变量是植物的抗旱特性，可通过玉米根的
生长情况进行比较，实验设计应遵循对照原则，故本实验的空白对照是蒸馏水。
【详解】A、ABA是脱落酸，ABA合成抑制剂可以抑制ABA的合成，据图可知，第2组不加入ABA合成
抑制剂，则两组的自变量为蒸馏水的有无（是否干旱），第2组玉米主根的长度大于第1组，但侧根数量
少于第1组，说明在干旱处理可以促进主根长度增加，但抑制侧根生长，A错误；
B、第2组不加ABA合成抑制剂，第3组加入ABA合成抑制剂（ABA不能正常合成），两组的自变量为
ABA的有无，实验结果是第3组的主根长度小于第二组，说明缺少ABA时主根生长变慢，B错误；
C、结合分析可知，本实验目的是研究脱落酸（ABA）在植物抗旱中的作用，则实验的自变量是脱落酸的
有无，C错误；
D、第4组是同时添加ABA合成抑制剂和ABA，可以与第3组形成对照，实验结果是该组的主根长度大于
第3组，说明ABA对主根生长有促进作用，D正确。
故选D。
3．（2024·北京东城·二模）月季是北京市市花之一，具有重要的观赏价值和经济价值。月季种苗繁殖以扦
插为主，植物激素和环境因子等条件影响扦插成活率。下列叙述不合理的是（ ）
A．适宜的温度有利于扦插枝条成活
B．适度保留芽有利于扦插枝条生根
C．去除部分叶片有利于扦插枝条成活
D．沾蘸脱落酸有利于扦插枝条生根
【答案】D
【分析】生长素的产生部位是幼嫩的芽、叶、和发育中的种子，幼嫩的枝条生理代谢活跃容易成活，生长
素能促进根生长，生长素作用具有两重性，低浓度起促进作用，高浓度起抑制作用。
【详解】A、适宜的温度有利于扦插枝条成活，因为植物的生长需要适宜的温度，A正确；
B、适度保留芽有利于扦插枝条生根，因为幼嫩部位会产生生长素，B正确；
C、去除部分叶片有利于扦插枝条成活，可以减少蒸腾作用，C正确；
D、脱落酸不利于扦插枝条生根，D错误。
故选D。
4．（2024·北京西城·二模）植物生长调节剂在农业生产中已广泛应用，下列说法正确的是（ ）
A．生长调节剂的使用可减轻人工劳动成本
B．生长调节剂均是植物激素的结构类似物
C．探究生长调节剂最适浓度无需做预实验
D．过量使用植物生长调节剂不会影响环境
【答案】A
【分析】植物生长调节剂：人工合成的对植物生长发育起调节作用的化学物质。
【详解】A、生长调节剂的使用可减轻人工劳动成本，如施用矮壮素，A正确；
B、植物生长调节剂从分子结构来看，主要有两大类：一类分子结构和生理效应与植物激素类似，如吲哚
丁酸；另一类分子 结构与植物激素完全不同，如NAA、矮壮素等，B错误；
C、探究生长调节剂最适浓度需要做预实验，C错误；
D、过量使用植物生长调节剂有副作用，可能会影响环境，D错误。
故选A。
5．（2024·北京房山·一模）MCP是一种乙烯受体抑制剂，研究其对果实硬度的影响，相关说法不正确的
是（ ）
A．选择已经成熟的番茄果实进行实验B．应进行预实验确定MCP处理的浓度
C．适当浓度MCP处理有利于番茄保鲜
D．检测MCP安全性后才可用于农业生产
【答案】A
【分析】乙烯：合成部位：植物体的各个部位都能产生。主要生理功能：促进果实成熟；促进器官的脱落；
促进多开雌花。
【详解】A、乙烯具有催熟的作用，所以该实验应选择未成熟的番茄进行实验，A错误；
B、应进行预实验确定MCP处理的浓度，可摸清MCP的大致浓度范围，节省人力物力，B正确；
C、MCP是一种乙烯受体抑制剂，而乙烯具有催熟的作用，所以适当浓度MCP处理有利于番茄保鲜，C正
确；
D、检测MCP安全性后才可用于农业生产，以免对机体或环境造成负面影响，D正确。
故选A。
6．（2024·北京朝阳·一模）分蘖是禾本科等植物在近地面处发生的分枝，对产量至关重要。科研人员发现
了一株水稻多分蘖突变体，与野生型相比，其分蘖芽中细胞分裂素浓度较高，而生长素无显著差异。用细
胞分裂素合成抑制剂与外源NAA（生长素类似物）处理突变体后，结果如图。
下列说法错误的是（ ）
A．较高的生长素/细胞分裂素比值导致突变性状
B．抑制细胞分裂素合成能减少突变体的分蘖数
C．水稻的分蘖过程受到多种激素的共同调节
D．外源NAA处理抑制了突变体分蘖芽的生长
【答案】A
【分析】植物激素包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸等，生长素具有促进植物生长、促进
插条生根和促进子房发育成果实等作用；赤霉素具有促进植物生长、抑制种子休眠、促进种子萌发的作用；
细胞分裂素的作用是促进细胞分裂；乙烯的作用是促进果实成熟；脱落酸的作用是促进果实、叶片等器官
的衰老和脱落。
【详解】A、水稻多分蘖突变体，与野生型相比，其分蘖芽中细胞分裂素浓度较高，而生长素无显著差异，
说明较高的细胞分裂素浓度可能是导致多分蘖突变性状的原因，而不是生长素/细胞分裂素比值导致多分蘖
突变性状，A错误；
B、据图分析可知，使用细胞分裂素合成抑制剂组的水稻分蘖数明显低于对照组，所以抑制细胞分裂素合
成能减少突变体的分蘖数，B正确；
C、在植物的生命活动中各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激素相互作用共同调节，所以水稻
的分蘖过程也是受到多种激素的共同调节，C正确；
D、据图分析可知，与对照组相比，使用外源NAA（生长素类调节剂）处理突变体后，水稻分蘖芽长度没有明显的变化，而对照组在24小时后水稻分蘖芽长度逐渐增加，因此外源NAA处理抑制了突变体分蘖芽
的生长，D正确。
故选A。
7．（2024·北京东城·一模）一些植物能通过感知外界光照变化，调节脱落酸和赤霉素合成，保证冬天（短
日照）休眠、夏天（长日照）生长。有关叙述错误的是（ ）
A．光作为一种信号参与植物生命活动的调节
B．短日照能抑制脱落酸和赤霉素的合成
C．脱落酸和赤霉素的合成均受基因表达的调控
D．植物的生长发育不仅受激素调节，还受环境因素影响
【答案】B
【分析】赤霉素的主要作用有：促进细胞伸长，从而引起植株增高；促进种子萌发、开花和果实发育等。
脱落酸的主要作用：抑制细胞分裂等；促进叶和果实的衰老和脱落；维持种子休眠等。
【详解】A、光作为一种能源，为植物光合作用提供能量，结合题干，光也能作为一种信号可以参与植物
生命活动的调节，A正确；
B、依据题干信息，植物能通过感知外界光照变化，调节脱落酸和赤霉素合成，保证冬天（短日照）休眠、
夏天（长日照）生长，并不能得出短日照能抑制脱落酸和赤霉素的合成的结论，B错误；
C、植物激素的合成均受到基因表达的调控，C正确；
D、植物生长发育的调控，是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的，所以植物的生长发
育不仅受激素调节，还受环境因素影响，D正确。
故选B。
8．（2024·北京石景山·一模）人工种植甘草是缓解野生甘草供应不足的重要途径。茉莉酸甲酯（MeJA）
是一种植物生长调节物质，为研究MeJA对甘草种子萌发的影响，进行发芽试验，7天后得到下图所示结
果。下列叙述不正确的是（ ）
A．在进行正式实验之前，一般需要先进行预实验
B．MeJA可直接参与甘草种子萌发时的各种代谢反应
C．MeJA对甘草种子萌发具有低浓度促进、高浓度抑制的效应
D．施用MeJA时还需考虑施用时间、部位、甘草的生理状态等因素
【答案】B
【分析】根据图示，茉莉酸甲酯（MeJA）对甘草发芽率的影响，表现为低于一定浓度抑制，高于时抑制
发芽。
【详解】A、为了节省财力、物力和人力，在进行正式实验之前，一般需要先进行预实验，摸索实验条件，
A正确；
B、根据题意，茉莉酸甲酯（MeJA）是一种植物生长调节物质，因此只对各种代谢反应起调控作用，B错误；
C、根据图示，当浓度为10-5及以上时，表现为抑制发芽作用，因此MeJA对甘草种子萌发具有低浓度促
进、高浓度抑制的效应，C正确；
D、由于茉莉酸甲酯（MeJA）是一种植物生长调节物质，且表现为对甘草种子萌发具有低浓度促进、高浓
度抑制的效应，因此施用MeJA时还需考虑施用时间、部位、甘草的生理状态等因素，D正确。
故选B。
9．（2024·北京丰台·一模）为探讨乙烯与赤霉素对根生长的影响是否完全独立，用乙烯和赤霉素处理水稻
幼苗，结果如图1。已知D蛋白可以抑制赤霉素途径，从而抑制植物生长，分析D蛋白突变体对乙烯的反
应，结果如图2。下列推测错误的是（ ）
A．赤霉素处理缓解了乙烯对根的抑制
B．野生型比D蛋白突变体更能抵抗乙烯的作用
C．乙烯可通过促进D蛋白的合成抑制赤霉素途径
D．乙烯和赤霉素对根生长的作用不是完全独立的
【答案】B
【分析】赤霉素的合成部位有幼芽、幼根和未成熟的种子，其主要作用包括:促进细胞伸长，从而引起植株
增高;促进细胞分裂与分 化;促进种子萌发，开花和果实发育。
【详解】A、据图可知，赤霉素+乙烯组的主根长度大于乙烯单独处理组，小于赤霉素单独处理组，说明赤
霉素能缓解乙烯对水稻主根生长的抑制作用，A正确；
B、在添加乙烯的情况下，野生型比D蛋白突变体主根长度短，说明D蛋白突变体比野生型更能抵抗乙烯
的作用，B错误；
C、已知D蛋白可以抑制赤霉素途径，从图2推测，乙烯可通过促进D蛋白的合成抑制赤霉素途径，C正
确；
D、赤霉素能缓解乙烯对水稻主根生长的抑制作用，说明乙烯和赤霉素对根生长的作用不是完全独立的，D
正确。
故选B。
10．（2024·北京密云·模拟预测）GR24是植物激素独脚金内酯的人工合成类似物，在农业生产上合理应用
可提高农作物的抗逆性和产量。某小组研究弱光条件下GR24对番茄幼苗生长的影响，结果如下表。下列
叙述不正确的是（ ）
处理 叶绿素a含量 叶绿素b含量
叶绿素a/b 单株干重（g） 单株分枝数（个）
指标 （mg·g-1） （mg·g-1）弱光+水 1.39 0.61 2.28 1.11 1.83
弱光+GR24 1.98 0.98 2.02 1.30 1.54
A．GR24处理提高了番茄幼苗对弱光的利用能力
B．GR24处理使幼苗叶绿素含量上升、叶绿素a/b上升
C．GR24是具有调节植物生长发育作用的有机物
D．长期处于弱光下，叶绿体的类囊体数目可能会增多
【答案】B
【分析】表格数据分析：GR24处理可以使叶绿素a、叶绿素b的含量增加，叶绿素a/b比值降低，单株干
重增加，单株分枝数减少。
【详解】A、根据表中数据分析，与弱光+水处理相比，弱光+GR24处理使幼苗叶绿素含量上升，从单株干
重可看出，净光合速率增加，GR24处理提高了幼苗对弱光的利用能力，A正确；
B、由表可知，用水处理组叶绿素a含量/叶绿素b含量的值约为2.28，GR24处理组叶绿素a含量/叶绿素b
含量的值约为2.02，所以根据表中数据能推测GR24处理使幼苗叶绿素a含量/叶绿素b含量的值下降，B
错误；
C、GR24是植物激素独脚金内酯的人工合成类似物，GR24是具有调节植物生长发育作用的有机物，C正
确；
D、若幼苗长期处于弱光下，为适应弱光环境，植物叶绿体中类囊体数目会增多，保证光合作用的正常进
行，D正确。
故选B。
二、非选择题
11．（2024·北京丰台·二模）研究人员就乙烯对水稻胚芽鞘伸长的作用展开了相关研究。
(1)研究表明乙烯能促进水稻种子萌发过程中胚芽鞘的伸长，促进幼苗出土。在此过程中，乙烯与生长素之
间具有 效应。
(2)研究人员检测种子出土过程中乙烯释放量和集中在胚芽鞘顶部的蛋白E1含量变化，结果如图1和2。据
此推测乙烯与E1的表达呈 相关。
(3)ROS（活性氧）在植物生长和抗逆境中发挥重要作用，研究人员推测ROS参与了乙烯对胚芽鞘生长的
调控过程，对照V基因的表达产物参与清除ROS。现构建了e1突变体（E1基因突变）、e1/V-OX突变体
（E1基因突变、V基因过表达）。观察乙烯处理下不同组的细胞伸长情况，如图3。①对比 （填字母）伸长量，说明乙烯通过促进E1基因的表达促进细胞伸长；
②对比b图、e图显示，乙烯处理后，细胞仍有伸长。针对这一现象，提出一种假设 。
③e1/V-OX与e1相比，胚芽鞘细胞长度显著增加。有人认为E基因通过V基因发挥促进细胞伸长的作用。
你是否认同该观点并说明理由 。
(4)根据以上研究成果，有人提出了培育ROS合成酶基因的缺失突变体水稻品种。请评价该思路 。
【答案】(1)协同
(2)正
(3) ade 乙烯还能通过其他途径促进胚芽鞘细胞的伸长 不认同，证据不足，还需要增加V基
因缺失突变体的实验组
(4)该思路不合理，ROS在植物生长和抗逆境中发挥重要作用
【分析】植物激素是指植物体内一定部位产生，从产生部位运输到作用部位，对植物的生长发育有显著影
响的微量有机物。人们发现的植物激素有生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯等。在植物体内，
生长素在细胞水平上起着促进细胞伸长生长，诱导细胞分化等作用。
【详解】（1）乙烯能促进水稻种子萌发过程中胚芽鞘的伸长，生长素也能促进细胞的伸长，因此在幼苗
出土的过程中，乙烯与生长素之间作用相同，即具有协同效应。
（2）据图1分析可知，在种子出土过程中，乙烯释放量逐渐减少，据图2可知在该过程中集中在胚芽鞘顶
部的E1的含量逐渐减少，据此可以推测乙烯与E1的表达呈正相关。
（3）分析对照组可知，与野生型相比，el突变体的细胞伸长量有所减少，e1/V-OX突变体的细胞伸长量有
所增加，乙烯处理后，ac组细胞伸长量基本相同，b组伸长量小于ac组。①对比ade伸长量，说明乙烯通
过促进E1基因的表达促进细胞伸长；②对比b图、e图显示，乙烯处理后，细胞仍有伸长，说明el突变体
不能合成E1蛋白后乙烯仍可以促进细胞的伸长。针对这一现象，可提出如下假设：乙烯还能通过其他途
径促进胚芽鞘细胞的伸长；③e1/V-OX与e1相比，胚芽鞘细胞长度显著增加，有人认为 E基因通过V基
因发挥促进细胞伸长的作用。因该实验中证据不足，，所以表示不认同。如需证明E基因通过V基因发挥
促进细胞伸长的作用，还需要增加V基因缺失突变体的实验组。
（4）根据以上研究成果，有人提出了培育ROS合成酶基因的缺失突变体水稻品种。据题意可知ROS在植
物生长和抗逆境中发挥重要作用，缺失ROS合成酶基因后植物可能无法生长，因此该思路不合理。
12．（2024·北京通州·模拟预测）为探究水稻分蘖（分枝）的分子机制，科研人员开展了一系列研究。
(1)水稻细胞产生的细胞分裂素与受体结合， 植株的分蘖等生命活动。
(2)水稻细胞中的单糖转运蛋白0sSTP15影响着光合产物的运输和分配，进而影响水稻产量。现获得
0sSTP15功能缺失突变体水稻，统计生长及产量，结果如图1。推测0sSTP15蛋白的功能是。
(3)为研究0sSTP15蛋白转运光合产物的种类及转运方向，实验过程如下：
①把相同浓度的无标记葡萄糖、果糖和甘露糖分别与13C-葡萄糖混合、进行竞争性转运检测、0sSTP15蛋
白的转运结果如图2、由此推测0sSTP15蛋白转运六碳糖亲和力由大到小为 。
②为验证0sSTP15为外排葡萄糖的转运蛋白，请从下列选项中选取所需材料与试剂、实验组方案为
。
a.野生水稻原生质体
b.非洲爪蟾卵母细胞（无其他膜蛋白）
c.转0sSTP15基因水稻原生质体
d.转0sSTP15因非洲爪蟾卵母细胞
e.细胞内外添加等量无标记葡萄糖
f.细胞内外添加等量13C-葡萄糖
与结论相应的检测结果应是 。
(4)与野生型相比，0sSTP15突变体中细胞分裂素含量显著升高，请推测0sSTP15蛋白对水稻产量影响的分
子通路 。
【答案】(1)调控（或促进）
(2)抑制水稻分蘖，导致水稻减产
(3) 葡萄糖>甘露糖>果糖 df（或cf） 细胞内的13C-葡萄糖含量实验组低于对照组，细胞外
的实验组高于对照组(4)0sSTP15蛋白促进葡萄糖外排，胞内葡萄糖含量降低，抑制细胞分裂素合成，水稻分蘖减少，产量降低
【分析】分析图 1可知，0sSTP15功能缺失突变体水稻的分蘖数更多，籽粒产量更高；分析图 2可知
0sSTP15蛋白转运光合产物的种类及转运方向与对照组相比葡萄糖组减少最多，甘露糖组次之，果糖组变
化量最少。
【详解】（1）植物激素是信息分子，水稻细胞产生的细胞分裂素与受体结合，调控植株的分蘖等生命活
动。
（2）由题意可知，水稻细胞中的单糖转运蛋白0sSTP15影响着光合产物的运输和分配，进而影响水稻产
量，分析图1可知，0sSTP15功能缺失突变体水稻的分蘖数更多，籽粒产量更高，因此单糖转运蛋白
0sSTP15的功能是抑制水稻分蘖，导致水稻减产。
（3）分析图2可知0sSTP15蛋白转运光合产物的种类及转运方向与对照组相比葡萄糖组减少最多，甘露糖
组次之，果糖组变化量最少。因此由此推测0sSTP15蛋白转运六碳糖亲和力由大到小为葡萄糖>甘露糖>果
糖；为验证0sSTP15为外排葡萄糖的转运蛋白，应选择转0sSTP15基因水稻原生质体或转0sSTP15因非洲
爪蟾卵母细胞作为实验组，并且细胞内外添加等量13C-葡萄糖。
（4）结合上述题意可知，与野生型相比，0sSTP15突变体中细胞分裂素含量显著升高，水稻细胞产生的细
胞分裂素与受体结合，又可以调控植株的分蘖等生命活动。推测0sSTP15蛋白促进葡萄糖外排，胞内葡萄
糖含量降低，抑制细胞分裂素合成，水稻分蘖减少，产量降低。
13．（2024·北京西城·二模）科研人员对生长素（IAA）参与莲藕不定根（Ar）形成的调控机制进行了一
系列研究。
(1)研究发现，10μmol·L-1的IAA能显著促进莲藕Ar的形成，而150μmol·L-1的IAA则起到抑制作用，这体
现了IAA的作用具有 的特点。后续研究中IAA处理组均选用10μmol·L⁻¹作为处理浓度。
(2)植物下胚轴分生组织的细胞经 发育成根原基（Rp），继续发育并突破表皮形成Ar，研究者通过
显微结构观察莲藕Ar的发育过程，结果如图1。
结果表明，IAA通过 从而促进了Ar的生长。
(3)IAA氧化酶（IAAO）能氧化分解IAA。研究者进一步检测了实验组和对照组IAAO活性和内源IAA含
量，结果如图2。
据图2推测，施加IAA后促进Ar生长的原因是 。
(4)在生长素介导的信号转导机制中，ARF和AUX起到重要作用（图3）。研究者进一步检测了ARF基因
的相对表达量（图4）。结合图3和图4阐释施加IAA促进莲藕Ar形成的分子机制 。【答案】(1)浓度较低时促进生长，在浓度过高时抑制生长
(2) 增殖、分化 促进Rp更早、更多的形成
(3)外源IAA通过提高IAAO的活性，降低内源IAA含量，达到适宜Ar生长的IAA浓度
(4)施加IAA一方面能促进合成ARF；另一方面，IAA与AUX结合使其降解，解除了对ARF的抑制。ARF
能够促进IAA响应基因进行表达，促进细胞增殖、分化，从而促进Ar的形成。
【分析】在一定的范围内，随生长素浓度升高，促进插条生根的作用增强，当超过一定的浓度后对插条生
根的促进作用减弱，甚至会抑制生长。
【详解】（1）10μmol·L-1的IAA能显著促进莲藕Ar的形成，而150μmol·L-1的IAA则起到抑制作用，这
体现了生长素浓度较低时促进生长，在浓度过高时抑制生长。
（2）下胚轴分生组织的细胞通过增殖、分化发育成根原基。由图示结果对比实验组和对照组可得 IAA通
过促进Rp更早、更多的形成促进了Ar的生长。
（3）据图2可知，与对照组相比，IAA处理组中的内源IAA含量更低，IAAO的活性更高，故施加IAA后
促进Ar生长的原因是外源IAA通过提高IAAO的活性，降低内源IAA含量，达到适宜Ar生长的IAA浓度。
（4）据图4可知，与对照组相比，IAA处理组中的ARF表达量增多，据图2可知，IAA能与AUX结合使
其降解，解除了对ARF的抑制，故施加IAA促进莲藕Ar形成的分子机制为：施加IAA一方面能促进合成
ARF；另一方面，IAA与AUX结合使其降解，解除了对ARF的抑制。ARF能够促进IAA响应基因进行表
达，促进细胞增殖、分化，从而促进Ar的形成。
14．（2024·北京朝阳·二模）昆虫取食可诱导植物激素茉莉酸（JA）迅速积累，进而激活植物防御反应。
(1)在植物防御反应中，JA作为 分子，通过诱导防御蛋白的表达来抑制昆虫的生长。
(2)植物在响应虫害过程中乙烯含量也快速增加。为探究乙烯在JA合成中的作用，研究者进行实验。
①与野生型植株相比，昆虫取食后的乙烯不敏感突变体中JA积累量减少、JA合成基因表达下调，说明乙
烯 JA的合成。
②ERF蛋白具有转录激活活性，乙烯可促进该蛋白表达。研究者推测在JA合成基因的启动子中存在ERF
的结合序列，并进行实验验证，结果如下图。
注：依据JA合成基因启动子序列制备双链DNA做探针由于第1、3、4组的阻滞带出现情况依次为 （填“有”或“无”），从而证实上述推测。
(3)将ERF启动子与荧光素酶（能够催化荧光素氧化发光的酶）基因拼接后构建表达载体，与ERF基因表
达载体共同导入烟草原生质体中。检测发现，导入ERF基因的细胞荧光强度显著高于对照组。该实验的目
的是 。由此可知，昆虫取食后，ERF表达量通过 调节实现快速增加、进而诱导JA的迅速积累。
(4)昆虫取食还激活了脱落酸信号通路，进而促进重要防御性蛋白基因的表达。综上所述，多种植物激素并
不是孤立地起作用，而是 调控植物的防御反应。
【答案】(1)信号
(2) 促进 无、无、有
(3) 探究ERF能否通过激活启动子来调控自身的表达 反馈
(4)共同
【分析】多种植物激素对植物生命活动的调节并不是孤立地起作用，而是共同调控植物的生命活动。
【详解】（1）在植物防御反应中，JA作为信号分子，通过诱导防御蛋白的表达来抑制昆虫的生长。
（2）①与野生型植株相比，昆虫取食后的乙烯不敏感突变体中JA积累量减少、JA合成基因表达下调，说
明乙烯促进JA的合成。
②由图可知，1组有标记的野生型探针但无ERF蛋白，，故无阻滞带，3组有EFR蛋白，但存在1000倍未
标记的野生型探针与EFR蛋白结合，故无阻滞带，4组有ERF蛋白和标记的野生型探针，故有阻滞带，故
由于第1、3、4组的阻滞带出现情况依次为无、无、有，从而证实上述推测。
（3）ERF启动子与荧光素酶（能够催化荧光素氧化发光的酶）基因拼接后构建表达载体，与ERF基因表
达载体共同导入烟草原生质体中。检测发现，导入ERF基因的细胞荧光强度显著高于对照组。该实验的目
的是探究ERF能否通过激活启动子来调控自身的表达。由此可知，昆虫取食后，ERF表达量通过反馈调节
实现快速增加、进而诱导JA的迅速积累。
（4）昆虫取食还激活了脱落酸信号通路，进而促进重要防御性蛋白基因的表达。综上所述，多种植物激
素并不是孤立地起作用，而是共同调控植物的防御反应。
15．（2024·北京昌平·二模）阅读以下材料，回答（1）～（4）题。
东方甜瓜果实成熟调控途径
东方甜瓜是我国北方广泛种植的重要栽培瓜类之一，喜高温和日照，每年的5-6月，随着气温不断攀升，
甜瓜逐渐成熟。甜瓜果实成熟过程中，可溶性糖积累量决定了肉质果实的品质，蔗糖是甜瓜成熟期的主要
糖类，明确果实中蔗糖积累的分子机制，对提高甜瓜风味品质具有重要意义。
科研人员对高蔗糖品系（HS）和低蔗糖品系（LW）甜瓜果实进行实验研究，发现乙烯含量达到一定浓度
时，诱导控制乙烯反应因子的基因Ⅰ-2过表达，表达产物蛋白Ⅰ-2作为阻遏物，通过结合C基因的启动子，
在C基因上游发挥作用，抑制其表达。C蛋白能结合到蔗糖合成途径关键基因S和乙烯积累关键基因A的
启动子上，抑制二者表达。
研究者检测甜瓜细胞内6个乙烯合成关键基因的表达量，发现HS均显著高于LW。对HS和LW甜瓜果实
发育成熟过程中内源乙烯的浓度进行检测，结果如下图。本研究丰富了对乙烯参与调控甜瓜果实蔗糖积累分子机制的认知，为进一步研究甜瓜果实成熟和品质形成
过程中，调控蛋白之间的相互作用提供了线索，同时为培育高品质的甜瓜提供依据。
(1)甜瓜果实成熟的调控是由 和环境因素调节共同完成。
(2)综合文中信息，完善下面的东方甜瓜果实成熟调控的流程图 。
注：方框内填物质名称，括号内填“+”或“－”，“+”代表促进，“－”代表抑制
(3)图中LW果实的乙烯产量未出现明显峰值，其根本原因是 ，导致对（2）途径的调节 。
(4)基于上述研究，请提出可提高LW果实蔗糖积累量的简易方法： 。
【答案】(1)基因表达调控、激素调节
(2)
(3) 乙烯合成关键基因的表达量低 较弱
(4)施加适宜浓度的乙烯
【分析】 植物生命活动的调节有基因控制、激素调节和环境因素影响三个方面， 它们是相互作用、协调
配合的。
【详解】（1）植物生命活动的调节有基因控制、激素调节和环境因素影响三个方面， 它们是相互作用、
协调配合的。因此，甜瓜果实成熟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。
（2）依题意，“乙烯含量达到一定浓度时，诱导控制乙烯反应因子的基因Ⅰ-2过表达，表达产物蛋白Ⅰ-2
作为阻遏物，通过结合C基因的启动子，在C基因上游发挥作用，抑制其表达。C蛋白能结合到蔗糖合成
途径关键基因S和乙烯积累关键基因A的启动子上，抑制二者表达。”，故东方甜瓜果实成熟调控的流程图为：
（3）依题意，“研究者检测甜瓜细胞内6个乙烯合成关键基因的表达量，发现HS均显著高于LW”，结合
图示，LW果实的乙烯产量未出现明显峰值，说明乙烯合成关键基因的表达量低，乙烯合成量始终低，导
致对（2）途径的调节较弱。
（4）基于上述研究，要提高LW果实蔗糖积累量，可提高果实中乙烯的浓度，则最简易的方法就是人工施
加适宜浓度的乙烯。
16．（2024·北京海淀·二模）种子成熟过程受脱落酸（ABA）等植物激素调控。为研究种子成熟的调控机
制，研究者以拟南芥为材料进行了实验。
(1)ABA是对植物生长发育起 作用的微量有机物，在种子成熟过程中起重要作用。
(2)研究发现，种子成熟阶段S蛋白和J蛋白均有表达。研究者检测了不同拟南芥种子的成熟程度，结果如
图1.根据图分析，S蛋白和J蛋白对种子成熟的调控作用分别是 。
(3)S蛋白可与J蛋白结合。为探究两蛋白在植物体中的作用关系，研究者在纯化的J蛋白溶液中分别加入
野生型及S蛋白缺失突变体的种子细胞裂解液，使用药剂M进行相关处理，检测结果如图2.结果说明：S
蛋白可使J蛋白 。
(4)检测发现，S蛋白缺失突变体比野生型体内的ABA含量低。编码S蛋白基因的启动子区有转录调控因子
T的结合序列，T可被ABA激活。J蛋白也为一种转录调控因子。为研究T、J蛋白对S蛋白基因表达的调控，研究者构建了图3所示质粒并转化烟草叶肉原生质体，实验结果如图4.
图4结果说明： 。
(5)种子成熟对于种子提高萌发活力等具有重要作用。综合上述研究，分析ABA对种子成熟的调控机制
。
【答案】(1)调节
(2)促进、抑制
(3)降解
(4)T蛋白与S蛋白基因的启动子结合，促进S基因的表达，而J基因抑制T蛋白与S蛋白基因启动子的结
合
(5)ABA激活T蛋白，T蛋白促进S蛋白合成，S蛋白可使抑制种子成熟的J蛋白降解，从而促进种子成熟
【分析】1、植物的生长发育过程，在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。光照、温
度等环境因子的变化，会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化，进而对基因组的表达进行
调节。2、脱落酸的作用：抑制细胞分裂，抑制植物的生长，也能抑制种子的萌发；促进叶和果实的衰老
和脱落。
【详解】（1）ABA是植物激素，在植物生长发育过程中起调节作用。
（2）S蛋白缺失，种子成熟程度低，因此S蛋白促进种子成熟，而J蛋白过表达植株种子成熟度低，因此
J蛋白抑制种子成熟。
（3）药剂M抑制蛋白质的降解，结合图示可知，S蛋白缺失的裂解液与J蛋白融合，J蛋白的含量多于与
野生型的融合，说明J蛋白会被S蛋白降解。
（4）质粒1+2组作为对照，与1+2组相比，1+3组中T基因表达T蛋白，使得LUC/REN荧光强度比值明
显增大，且REN、LUC不受T蛋白的影响，说明T蛋白能与S蛋白基因启动子结合，从而使得LUC增多，
而1+4组与1+3+4组均与1+2组相同，说明第四组表达的J蛋白会抑制T蛋白与S蛋白基因启动子的结合，
抑制LUC的合成。
（5）ABA激活T蛋白，T蛋白可与S蛋白的启动部位结合，启动S基因的表达，S蛋白增多，S蛋白可使
J蛋白降解，而J蛋白抑制种子成熟，因此S蛋白可促进种子成熟，即ABA促进种子成熟。
17．（2024·北京海淀·一模）学习以下材料， 回答（1） ~（4）题。
铝对植物的毒害及植物的抗铝机制
铝是地壳中含量最丰富的金属元素， 地球上多达50%的可耕地为酸性土壤， 酸性条件下地壳中的铝以可
溶性三价离子的形式被释放出来， 抑制植物根的生长发育。植物也通过一些机制减轻铝的毒害作用。植物根尖的T区（介于分生区和伸长区之间的过渡区， 如图） 与根生长密切相关， 是响应铝毒害的主
要部位。M区是细胞分裂的重要区域。对双子叶植物拟南芥的研究发现， 铝毒害可诱导大量乙烯产生，
引起生长素合成的关键基因在T区特异性表达， 同时多种参与生长素极性运输载体的表达也受到调控，
引起T区生长素含量升高。此过程中， 参与拟南芥生长素极性运输的主要有输出载体1、2和输入载体，
其分布和运输生长素的方向如图。铝毒害时， 三种载体的表达量均升高。输入载体的缺失突变体及输出
载体2缺失突变体均表现出耐铝表型，但输出载体1功能缺失突变体却表现为对铝超敏感。单子叶植物
（如玉米）在铝毒害下根伸长也受抑制， 但其根尖生长素含量下降， 输出载体Z的表达量升高。铝毒害
下输出载体Z功能缺失突变体的根伸长快于野生型。这表明铝对单、双子叶植物产生毒害的机制可能存在
差异。
同时， 很多植物在进化过程中还形成了多种抗铝机制。小麦、拟南芥、大豆等植物根尖细胞存在苹果酸
转运蛋白（ALMT）， 铝离子可引发ALMT空间结构变化， 使其孔道打开， 细胞向外分泌苹果酸等有
机酸可螯合根际土壤中的铝离子。再有， 铝毒害还可引起ALMT基因的表达量上升或转运蛋白在根中的
重新分布。
有关植物对铝毒害的信号感知与调控机制的研究不断深入， 这些为未来开展作物分子育种设计和可持续
农业发展提供了理论支撑。
(1)生长素 运输， 称为极性运输。
(2)研究显示乙烯位于生长素调控上游， 下列支持该论点的证据有 。
A．乙烯处理后， 生长素输出载体2和输入载体的表达增加
B．外源施加生长素极性运输阻断剂使植株呈明显的耐铝表型
C．加入乙烯合成抑制剂， 可减弱铝毒害下T区生长素合成相关基因的表达
D．铝毒害时， 乙烯受体突变体T区的生长素合成基因表达量低于野生型
(3)据文中信息， 分别阐释铝毒害对双子叶、单子叶植物根生长抑制的作用机制。
①双子叶植物（如拟南芥）： ， 导致T区中生长素浓度较高， 根生长受抑制。
②单子叶植物（如玉米）： ， 从而造成根生长受抑制。
(4)结合文中信息， 选择单子叶或双子叶作物之一， 提出培育耐铝作物的思路 。
【答案】(1)从形态学上端运输到形态学下端(2)ACD
(3) 乙烯升高，T区生长素合成基因表达升高，生长素合成增加；输出载体 2和输入载体将生长素从
M区运输至T区细胞 在生长素输出载体Z的作用下，导致根尖生长素浓度过低
(4)单子叶：减弱或敲除输出载体2功能；转入增强ALMT功能的基因或ALMT基因。
双子叶：减弱或敲除输出载体2、输入载体功能；增强输出载体1功能；转入增强ALMT功能的基因或
ALMT基因。
【分析】植物激素是由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微
量有机物。植物激素作为信息分子，几乎参与调解植物生长发育过程的所有生命活动。
【详解】（1）生长素从形态学上端运输到形态学下端运输的特点 称为极性运输，是一种消耗能量的主动
运输。
（2）A、乙烯处理后，生长素输出载体2和输入载体的表达增加，可支持乙烯位于生长素调控上游，A正
确；
B、外源施加生长素极性运输阻断剂使植株呈明显的耐铝表型，没有体现乙烯的作用，不能支持乙烯位于
生长素调控上游，B错误；
C、加入乙烯合成抑制剂， 可减弱铝毒害下T区生长素合成相关基因的表达，可支持乙烯位于生长素调控
上游，C正确；
D、铝毒害时，乙烯受体突变体T区的生长素合成基因表达量低于野生型，可支持乙烯位于生长素调控上
游，D正确。
故选ACD。
（3）据文中信息可知，铝毒害对双子叶、单子叶植物根生长抑制的作用机制如下：
①双子叶植物（如拟南芥）：乙烯升高，T区生长素合成基因表达升高，生长素合成增加；输出载体2和
输入载体将生长素从M区运输至T区细胞，导致T区中生长素浓度较高，根生长受抑制。
②单子叶植物（如玉米）：在生长素输出载体2的作用下，导致根尖生长素浓度过低，从而造成根生长受
抑制。
（4）根据文中信息可知，单子叶：可通过减弱或敲除输出载体 2功能；或转入增强ALMT功能的基因或
ALMT基因的方法培育耐铝单子叶作物。
双子叶：可通过减弱或敲除输出载体2、输入载体功能；或增强输出载体1功能；或转入增强ALMT功能
的基因或ALMT基因的方法培育耐铝双子叶作物。
18．（2024·北京房山·一模）为研究番茄体内油菜素内酯（BR）和脱落酸（ABA）应对低温胁迫的机制，
科学家进行了相关研究。
(1)油菜素内酯和脱落酸是植物体产生的，对生命活动起 作用的微量有机物。
(2)用适量的BR和ABA分别处理番茄植株，检测叶片电导率（与植物细胞膜受损伤程度呈正相关），结果
如图1。
①图1结果表明 。②已知N酶是催化ABA合成的关键酶。研究表明BR可能通过促进N基因表达，进而促进ABA合成。图
2中支持这一结论的证据是，经低温处理后 。
(3)①研究发现，BR处理后的番茄植株中BIN蛋白和BZR蛋白含量均有一定改变。BZR是一种转录因子，
去磷酸化状态能与相关基因的启动子结合。为研究BIN和BZR的关系，科学家进行了相关实验，结果如
图3，表明BIN能 BZR磷酸化，从而 BZR的功能。
②在上述实验基础上，科学家猜测BIN依赖BZR促进ABA的合成，进而提高番茄的耐冷能力，请补充实
验验证。
材料：①野生型植株②BZR缺陷突变体植株③BIN突变体植株
试剂：④BIN过表达载体⑤BZR过表达载体⑥空载体⑦蒸馏水⑧BR⑨ABA
指标：⑩BZR含量⑪ABA含量⑫叶片电导率
材
试剂1 试剂2 检测指标
料
同
对照组 Ⅱ BR Ⅳ
下
实验组 Ⅰ Ⅲ 同上 同上
（表格中选填数字序号）
(4)依据上述所有研究结果，完善BR与ABA应对低温胁迫的机制，请在（ ）中选填“+”、“-”（+表示
促进，-表示抑制） 。
【答案】(1)调节(2) BR和ABA有效缓解低温对植物细胞膜的损伤程度 BR合成缺陷突变体中的N基因表达量和
ABA含量均显著低于野生型
(3) 促进 抑制 ⑥ ⑪ ② ④
(4)
【分析】植物激素是指由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的
微量有机物。植物激素在植物体内含量微小，但在调节植物生长发育上的作用非常重要。
【详解】（1）油菜素内酯和脱落酸属于植物激素，对植物生命活动起到调节作用。
（2）与野生型相比，添加BR和ABA，植株在低温环境下叶片电导率显著下降，能有效缓解低温对植物
细胞膜的损伤程度。经低温处理后，BR合成缺陷突变体中的N基因表达量和ABA含量均显著低于野生型，
表明BR可能通过促进N基因表达，进而促进ABA合成。
（3）与常温下野生型相比，常温下BIN缺失型、低温下野生型和BIN缺失型均出现去磷酸化BZR蛋白，
表明BIN能促进BZR磷酸化，从而抑制BZR的功能，低温环境能够抑制BIN的作用。要验证BIN依赖
BZR促进ABA的合成，可通过在BZR缺陷突变体植株基础上加入BIN过表达载体，对照组加入空载体，
看与对照组相比ABA含量是否增加，如果没有增加，则可以证明。
（4）结合前两问可知，BR可能通过促进N基因表达，进而促进ABA合成。BR处理后的番茄植株中BIN
蛋白和BZR蛋白含量均有一定改变，BIN依赖BZR促进ABA的合成，而BIN能促进BZR磷酸化，从而
抑制BZR的功能，低温环境能够抑制BIN的作用。因此低温环境下，低温促进BR表达，BR抑制BIN对
BZR磷酸化作用，从而促进N基因表达，进而促进ABA合成，降低叶片电导率，有效缓解低温对植物细
胞膜的损伤程度。
19．（2024·北京朝阳·一模）研究者以拟南芥等为材料，探究植物响应干旱胁迫的调控机制。
(1)叶片表皮上的气孔是由一对保卫细胞组成的孔隙。干旱胁迫下，脱落酸含量升高，其与受体结合后，通
过一定途径使保卫细胞渗透压降低，保卫细胞 （填“失水”或“吸水”），气孔关闭。
(2)P基因表达产物参与水分从根部向叶片的运输。研究者构建P基因功能缺失突变体和P基因超表达株系，
在实验室中采用停止浇水的方法模拟干旱处理，结果如图1。据图1推测随着干旱处理时间延长， 会先萎蔫，理由是 。
研究发现，P基因编码的P蛋白是一种水通道蛋白。研究者将P基因导入酵母菌，并接种在添加高浓度甘
露醇的液体培养基中，测定生长曲线。若P蛋白具有水通道蛋白活性，请在图2b中补充实验组的生长曲线
。
(3)AR基因的表达量均受脱落酸诱导显著上调。R基因编码的R蛋白是脱落酸信号通路中的一种调控因子．
可与A基因编码的A蛋白（一种转录因子）结合。为研究A蛋白、R蛋白在P基因表达中的作用，研究者
构建多种表达载体，导入烟草原生质体中。结果如图3。
图3结果表明， 。
综合系列研究可知，植物响应干旱胁迫的调控由 共同完成。
(4)已有研究证实A基因表达增强可抑制植株地上部的生长。干旱胁迫导致植株光合速率显著下降，且植株
根部的营养分配比例增大。从物质与能量的角度，分析植物生长发育状态改变的意义 。
【答案】(1)失水
(2) P基因超表达植株 与其他植株相比，P基因超表达植株气孔开度大，蒸腾速率快，使水分迅速消耗
(3) R蛋白可加强A蛋白对P基因启动子活性的抑制作用 环境因素调节、激素调节和基因表达调
控
(4)光合速率下降，植株（通过减弱地上部的生长）将有限的物质与能量优先供应根部．有利于根系生长以
获取更多水分，以响应干旱胁迫
【分析】脱落酸在根冠和萎蔫的叶片中合成较多，在将要脱落和进入休眠期的器官和组织中含量较多．脱
落酸是植物生长抑制剂，它能够抑制细胞的分裂和种子的萌发，还有促进叶和果实的衰老和脱落，促进休
眠和提高抗逆能力等作用。
【详解】（1）溶液的渗透压是指溶液中溶质微拉对水的吸引力，溶液渗透压越大吸水能力越强，保卫细
胞的渗透压降低，则根据渗透作用原理可知保卫细胞将失水导致气孔关闭。
（2）由图1可知，与其他植株相比，P基因超表达植株气孔开度大，蒸腾速率快，使水分迅速消耗，因此
随着干旱处理时间延长，P基因超表达植株会先萎蔫。
高浓度甘露醇的液体培养基可模拟高渗透压环境。将P基因导入酵母菌，并接种在添加高浓度甘露醇的液
体培养基中，对照组为未导入P基因的酵母菌，实验组为导入P基因的酵母菌，若P蛋白具有水通道蛋白
活性，则在高渗透压环境，导入P基因的酵母菌会因为快速失水而死亡，因此实验组的酵母菌密度小于对
照组的酵母菌密度，图2b中补充实验组的生长曲线如下：
。
（3）由图3可知，当只导入表达载体1时，CUS蛋白的表达量较多；当导入表达载体1和表达载体2时，
CUS蛋白的表达量较少，即A蛋白会抑制P基因启动子活性；当同时导入表达载体 1、表达载体2、表达
载体3时，CUS蛋白的表达量几乎没有，由此推测R蛋白可加强A蛋白对P基因启动子活性的抑制作用。
综合系列研究可知，植物响应干旱胁迫的调控由环境因素调节（如干旱）、激素调节（如脱落酸）和基因
表达调控（如P基因）共同完成。
（4）在干旱条件下，光合速率下降，植株通过减弱地上部的生长，将有限的物质与能量优先供应根部．
有利于根系生长以获取更多水分，以响应干旱胁迫。
20．（2024·北京东城·一模）研究生长素的作用机制对认识植物生长发育有重要意义。(1)生长素作为一种植物产生的信息物质，与 特异性结合后引发细胞内一系列信号转导过程，影响特定
基因的表达，表现出生物学效应。
(2)生长素具有“酸生长”调节机制，即生长素低浓度时引起原生质体外（细胞膜外）pH降低，促进根生
长；高浓度时引起原生质体外pH升高，抑制根生长。如图1所示，细胞膜上的P1结合生长素后激活H+-
ATP酶，产生 根生长的效应。
(3)位于细胞质中的F1和细胞核中的T1均能与生长素结合（如图1）。分别对野生型拟南芥、F1缺失突变
体、T1缺失突变体施加高浓度生长素，统计根生长增长率（施加生长素组根长增长量/未施加生长素组根
长增长量），结果如图2。据图判断F1和T1均参与生长素抑制根生长的过程，依据是 。实验结果还显
示F1和T1参与的生长素响应过程有快慢差异，根据图1推测存在差异的原因是 。
(4)综上所述，完善生长素的“酸生长”调控机制的流程图 。
(5)请分析生长素调节植物生长的过程中有多种受体参与的意义 。
【答案】(1)受体
(2)促进
(3) 1h后两种突变体的根生长增长率均高于野生型 T1位于细胞核，与生长素结合后促进基因表
达才能进一步调控生长，过程较慢；F1位于细胞质，与生长素结合后不需要改变基因表达即能调控生长
(4)
(5)不同受体参与的调控过程有快有慢，实现快速和长效调节；不同受体引起的效应不同，有促进有抑制，
实现精细调节【分析】分析图1可知，细胞膜上的P1结合生长素后激活H+-ATP酶，促进H+运出细胞，导致原生质体
外（细胞膜外）pH降低，促进根生长；F1位于细胞质，与生长素结合后激活H+转运蛋白将H+运出细胞，
导致原生质体外（细胞膜外）pH降低，促进根生长；T1位于细胞核，与生长素结合后促进基因表达，激
活H+转运蛋白将H+运出细胞，导致原生质体外（细胞膜外）pH降低，促进根生长。
【详解】（1）生长素首先与细胞内的生长素受体特异性结合，引发细胞内发生一系列信号转导过程，进
而诱导特定基因的表达，从而产生效应。
（2）如图1所示，细胞膜上的P1结合生长素后激活H+-ATP酶，促进H+运出细胞，导致原生质体外（细
胞膜外）pH降低，促进根生长。
（3）分析图2，1h后两种突变体的根生长增长率均高于野生型，由此可知，F1和T1均参与生长素抑制根
生长的过程。因为T1位于细胞核，与生长素结合后促进基因表达才能进一步调控生长，过程较慢；F1位
于细胞质，与生长素结合后不需要改变基因表达即能调控生长，故F1和T1参与的生长素响应过程有快慢
差异。
（4）分析图1可知，细胞膜上的P1结合生长素后激活H+-ATP酶，促进H+运出细胞，导致原生质体外
（细胞膜外）pH降低，促进根生长；F1位于细胞质，与生长素结合后激活H+转运蛋白将H+运出细胞，
导致原生质体外（细胞膜外）pH降低，促进根生长；T1位于细胞核，与生长素结合后促进基因表达，激
活H+转运蛋白将H+运出细胞，导致原生质体外（细胞膜外）pH降低，促进根生长；综上所述，生长素的
“ 酸 生 长 ” 调 控 机 制 的 流 程 图 为
。
（5）生长素调节植物生长的过程中有多种受体参与，不同受体参与的调控过程有快有慢，实现快速和长
效调节；不同受体引起的效应不同，有促进有抑制，实现精细调节。
21．（2024·北京石景山·一模）学习以下材料，回答（1）～（4）题。
LAZY蛋白“唤醒”植物对重力的感应
根的向地性是一个复杂的生理过程，包括重力信号的感应、信号传导、生长素的不对称分布和根的弯曲生
长。经典的“淀粉-平衡石”假说认为，位于根冠柱细胞的淀粉体在重力感应中起“平衡石”的作用。植物
垂直生长时，淀粉体沉降在柱细胞的底部；水平培养一段时间后，淀粉体沿重力方向沉降，导致根的两侧
生长素分布不均，表现出根向地生长。该假说尚未解释淀粉体沉降导致生长素不均匀分布的分子机制。
科学家发现一种LAZY基因缺失的拟南芥突变体，其表现为根失去明显的向地性。水平培养后，观察到突
变体中淀粉体的沉降情况与野生型类似。以LAZY-GFP转基因拟南芥为材料，发现淀粉体和细胞膜上都有
LAZY蛋白。水平放置时，LAZY蛋白可以重新定位（见图）。另有研究发现，淀粉体表面的TOC蛋白与
LAZY蛋白的定位有密切的联系。将拟南芥幼苗水平放置后，其细胞中蛋白磷酸激酶M的水平迅速升高，
导致LAZY蛋白迅速磷酸化（磷酸化的LAZY蛋白用pLAZY表示）。
另有研究表明，拟南芥LAZY蛋白能够促进生长素转运体PIN3的再定位，从而调节生长素运输。上述研
究揭示了“淀粉-平衡石”假说的分子机制，是植物重力感应领域具有里程碑意义的工作。(1)水平放置植物时，重力可导致根向地侧生长素含量 背地侧，向地侧生长速度 背地侧，进而造成
根向地生长。
(2)请结合文中图示，描述水平放置幼苗时，LAZY蛋白分布发生的变化 。
(3)研究者对pLAZY与TOC之间的关系开展研究，所应用技术的原理见下图（其中AD与BD只有充分接
近时才可激活LacZ转录）。分别构建AD-pLAZY和BD-TOC的融合基因表达载体，导入酵母菌中，将上
述酵母菌接种到特定的培养基上，观察到蓝色菌落，说明 。
(4)综合上述信息，解释水平放置植物一段时间后，根向地生长的机制 。
【答案】(1) 多于 慢于
(2)大部分LAZY蛋白从柱细胞原底部一侧的细胞膜转移至重力方向一侧的细胞膜
(3)pLAZY与TOC可发生结合
(4)LAZY磷酸化后与淀粉体上的TOC结合 pLAZY随淀粉体沉降重新分布促进PIN3再定位
【分析】1、生长素的产生部位主要是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。主要集中分布于生长旺盛的部位，
如胚芽鞘、芽、和根顶端的分生组织、形成层、发育中的种子等处。其运输方向有：极性运输：生长素只
能由形态学上端运向形态学下端；在成熟组织中可以通过韧皮部进行非极性运输。生长素还会由于单一方
向刺激发生横向运输；
2、生长素的作用具有两重性，即低浓度促进生长，高浓度抑制生长；
3、生长素的两重性与浓度和器官有关，如根比芽敏感，芽比茎敏感。
【详解】（1）水平放置植物时，重力可导致根向地侧生长素含量多于背地侧，由于根对生长素敏感，高
浓度的生长素会抑制根的生长，因此向地侧生长速度比背地侧慢，进而造成根向地生长；（2）由题意和题图可知，水平放置幼苗时，淀粉体沿重力方向沉降，使得大部分LAZY蛋白从柱细胞原
底部一侧的细胞膜转移至重力方向一侧的细胞膜；
（3）由题意可知，表达LacZ的酵母菌在特定培养基上菌落呈蓝色，构建 AD-pLAZY和BD-TOC的融合
基因表达载体，导入酵母菌中，将上述酵母菌接种到特定的培养基上，观察到蓝色菌落，说明 pLAZY和
TOC可以融合并且在酵母菌细胞进行了表达；
（4）由题意可知，水平放置植物一段时间后，根向地生长的机制是LAZY磷酸化后与淀粉体上的TOC结
合 pLAZY随淀粉体沉降重新分布促进PIN3再定位。
22．（2024·北京丰台·一模）研究人员利用水稻突变体对相关基因进行研究。
(1)将水稻“中花11”的叶片愈伤组织与农杆菌共培养，外源T-DNA（含bar标记基因）会整合到水稻基因
组，获得水稻突变体库。该突变体库中包含株高、叶色、叶型、育性、分蘖数等明显性状改变，构建该突
变体库的过程中，引起性状改变的原因可能有______
A．实验操作中其它微生物的污染
B．实验过程中偶然接触紫外线或化学药品
C．DNA复制过程中的DNA序列变化
D．外源T-DNA的插入导致DNA序列变化
E．组织培养过程中染色体的互换
(2)对突变体库进行自交和表型筛选获得纯合的早衰突变体。为研究早衰突变与T-DNA整合之间的关系，
将纯合的早衰突变体与“中花11”回交之后，分析F 的性状分离情况和对bar基因的PCR检测结果：
2
①若F 的正常植株：早衰植株=3：1，则突变体的早衰性状是由 控制的；
2
②若F 的所有植株中含bar基因与不含bar基因之比为3：1，则T-DNA是单个插入；
2
③若F 的 ，则该突变为T-DNA插入引起。
2
经检验，实验结果与预期相符。请在下图中标出bar基因（用 表示）可能的位置 。
(3)为获得该衰老相关基因，研究人员设计了外源接头介导的PCR进行扩增，主要过程见下图。外源接头
包括长单链接头和短单链接头，二者部分互补。以长单链接头的部分序列为引物a和b，根据T-DNA已知
序列设计引物c、d、e、f。
实验的主要流程为：用限制酶切割基因组DNA产生多种片段→分别连接上外源接头→以d为引物合成一
条子链，再以 为引物合成互补链，得到PCR产物1→为减少非特异性扩增，以 为引
物进行PCR得到产物3（同理得到产物2和产物4）→对产物3和产物4进行序列分析和功能鉴定。(4)引起衰老的主要因素有环境因素、植物激素的调节和 等。该研究为延缓水稻衰老、提高水稻
产量提供了理论依据。
【答案】(1)ABCD
(2) 隐 性 单 基 因 早 衰 突 变 体 全 部 具 有 bar 基 因
(3) a bc
(4)基因的表达
【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩
增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动
子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。
（4）目的基因的检测与鉴定。
【详解】（1）生物的性状是由基因和环境共同影响的，将水稻“中花11”的叶片愈伤组织与农杆菌共培养，
外源T-DNA（含bar标记基因）会整合到水稻基因组，该过程中实验操作中其它微生物的污染、实验过程
中偶然接触紫外线或化学药品都可能导致基因改变，DNA复制过程中若出现差错导致DNA序列变化、外
源T-DNA的插入导致DNA序列变化都会引起DNA改变，而组织培养过程进行的是有丝分裂，染色体的
互换（同源染色体非姐妹染色单体之间交换）发生在减数分裂过程中，ABCD正确，E错误。
故选ABCD。
（2）①若F2的正常植株：早衰植株=3：1，分离比符合一对等位基因控制的情况，即符合分离定律，且
的表现为1/4的突变体的早衰性状是隐性性状，即突变体的早衰性状是由隐性单基因控制的。
③若突变为T-DNA插入引起，由于外源T-DNA（含bar标记基因）会整合到水稻基因组，则后代性状都会
发生改变，即F2的早衰突变体全部具有bar基因；经检验，实验结果与预期相符，则bar基因应插入到衰
老 相 关 基 因 片 段 上 ， 故 可 绘 制 图 形 如 下 ：
（3）PCR能够实现体外扩增DNA，分析题意，为获得该衰老相关基因，研究人员设计了外源接头介导的
PCR进行扩增，实验的主要流程为：用限制酶切割基因组DNA产生多种片段→分别连接上外源接头→以d
为引物合成一条子链（上面那条连扩增左半部分），再以 a为引物合成互补链（结合右侧长单链结构与下
侧图示顺序可知，且引物与模板的3'端结合），得到PCR产物1→为减少非特异性扩增，以bc为引物进行
PCR得到产物3（同理得到产物2和产物4）→对产物3和产物4进行序列分析和功能鉴定。
（4）植物生命活动的调控是基因、环境和激素共同影响的， 引起衰老的主要因素有环境因素、植物激素
的调节和基因的表达等。
23．（23-24高三下·北京延庆·阶段练习）植物激素不仅参与调控生长发育，也在响应环境胁迫中发挥着重
要作用。我国科研人员以拟南芥为实验材料，对植物激素独脚金内酯在低温环境中的耐受机制进行了一系
列研究。
(1)独脚金内酯作为一种 分子，调节植物体生命活动。
(2)科研人员筛选到两种独脚金内酯相关基因突变体m 和m，检测了它们与野生型在低温处理后的存活率，
1 2
结果如下表。
低温处理并加入GR24
植株处理 低温处理
（独脚金内酯类似物）野生型 0．71 0．92
m 0．45 0．87
1
m 0．41 0．42
2
①据表分析，突变体m 为独角金内酯 缺陷突变体（选填“合成”或“受体”），其理由是 。
2
②综上分析可知，独脚金内酯 。
(3)已有研究表明，独脚金内酯会诱导细胞内X蛋白表达。科研人员推测X蛋白能引起W蛋白与泛素（细
胞中广泛存在的一段特殊肽段）结合，使W蛋白泛素化，进而诱导W蛋白被蛋白酶体降解，最终影响植
株耐低温能力。为验证上述推测，科研人员在体外进行如下实验，实验各组加入物质及检测结果如下图。
①据图可知，X蛋白能诱导W蛋白结合泛素，其理由是 。
②该实验结果不足以证明推测，请说明原因并完善实验设计思路 。
【答案】(1)信息
(2) 受体 m2突变体低温处理并加入GR24组存活率与只进行低温处理组存活率相近，说明突变体
m2无法响应独脚金内酯信号 通过与受体结合，提高拟南芥植株耐低温能力
(3) 泛素、X蛋白和W蛋白同时加入后，泛素与W结合后，分子量会增大，所以出现分子量较高的电
泳条带 该实验未证明W蛋白结合泛素后会被降解。体内实验，表达X蛋白后，检测发现细胞内W蛋
白含量比对照组降低；或体外实验，加入蛋白酶体后，检测发现W蛋白含量比对照组降低。
【分析】题表分析：据表中数据分析可知，野生型植株和突变体相比，野生型植株更耐低温；经低温处理
并加入GR24（独脚金内酯类似物）后，突变体m2存活率几乎不变，野生型植株和突变体m1植株存活率
提高，说明在野生型植株和突变体m1植株中GR24（独脚金内酯类似物）能缓解低温的伤害。
【详解】（1）依题意，独脚金内酯是一种植物激素，因此独脚金内酯作为一种信息分子，调节植物体生
命活动。
（2）①据表中数据分析，突变体m2在低温处理与低温处理并加入GR24（独脚金内酯类似物）后丙种实
验条件下，植株存活率相差无几，而野生型植株和突变体 m1在两种实验条件下存活率显著提高，因此说
明突变体m2没有接受GR24（独脚金内酯类似物）的受体，没有接受到GR24（独脚金内酯类似物）传递
的信息。
②综上分析可知，独脚金内酯是一种植物激素，通过与受体结合起传递信息的作用，从而提高拟南芥植株
耐低温能力。
（3）①据图可知，与只加泛素和X蛋白、只加泛素和W蛋白的两组实验相比，同时加入泛素、X蛋白和
W蛋白的实验组，出现分子量较高的电泳条带，说明泛素、X蛋白和W蛋白同时加入后，泛素会与W结
合，从而出现分子量较高的电泳条带，因此说明X蛋白能诱导W蛋白结合泛素。
②依题意，该实验的推测是：X蛋白能引起W蛋白与泛素结合，使W蛋白泛素化，进而诱导W蛋白被蛋
白酶体降解，最终影响植株耐低温能力。图示实验只证明了 W蛋白能与泛素结合，未证明W蛋白结合泛素后会被降解。因此，可增设体内实验：诱导细胞表达 X蛋白后，检测细胞内W蛋白含量，若发现细胞
内W蛋白含量比对照组降低，则可证明推测；也可增设体外实验：加入蛋白酶体后，检测 W蛋白含量，
若发现W蛋白含量比对照组降低，也可证明推测。
24．（2023·北京平谷·一模）脱落酸(ABA)参与了种子萌发和幼苗发育的调控。为探究泛素连接酶COP1基
因在ABA调控幼苗发育中的作用，研究人员进行了系列实验。
(1)泛素连接酶COP1是胞内酶，由细胞质内合成，通过核膜上的 进入细胞核，与需要降解的
蛋白质连接，进而被26S蛋白酶体降解。
(2)为研究COP1基因的功能，研究人员观察并统计野生型拟南芥WT和COP1基因低表达突变体幼苗发育
比率，结果如图1.由图可知：ABA 幼苗发育，而 COP1 ABA对幼苗发育的影响。
(3)研究人员推测：黑暗条件下COP1通过上调ABI(ABA信号通路中关键蛋白)表达参与调节幼苗发育。为
验证推测，请从下列选项中选取所需材料进行组合完成实验设计，检测幼苗发育率，并写出预期结果。
实验材料及条件：
①野生型拟南芥种子
②COP1低表达突变体拟南芥种子
③ABI 低表达突变体拟南芥种子
④COP1基因过表达载体
⑤ABI基因过表达载体
⑥含有ABA溶液的MS培养基
⑦MS培养基
组别 实验条件 预期结果
对照组1： ⑥
对照组2：②
实验组：
(4)为探究黑暗环境下COP1影响ABI蛋白含量的原因，科研人员进行实验如下：
实验1：野生型拟南芥WT和COP1低表达突变体拟南芥种子在黑暗中培养4天，ABA处理，检测ABI
mRNA相对表达水平，结果如图2实验2：野生型拟南芥WT和COP1低表达突变体拟南芥种子在黑暗中培养4天，用ABA和CHX(翻译抑
制剂)处理，检测拟南芥中ABI蛋白的含量，结果如图3
实验1结果说明 COP1能 ，实验2证明了COP1抑制ABI 蛋白的降解，理由是 。
【答案】(1)核孔
(2) 抑制 促进
(3) ① ②⑤ ⑥ ⑥ 实验组幼苗发育率低于对照组2 ，实验组幼苗发育率接近对照
组1
对照组2幼苗发育率高于对照组1
(4) 促进ABI的转录水平 加入CHX后抑制新的ABI蛋白翻译合成，但无论有无ABA，cop1低表
达突变体的ABI含量均低于野生型 ，说明COP1低表达突变体的ABI蛋白降解速度快于野生型
【分析】1、光是植物进行光合作用的能量来源，也可以作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全
过程；
2、ABA合成部位主要是根冠、萎蔫的叶片等，主要作用是抑制细胞分裂；促进气孔关闭；促进叶和果实
的衰老和脱落；维持种子休眠。
【详解】（1）泛素连接酶COP1是胞内酶，本质是蛋白质，在细胞质的核糖体中合成后通过核孔进入细胞
核；
（2）由图1可知，加入ABA组的幼苗发育比率明显低于不加ABA组，说明ABA会抑制幼苗的发育；由
WT+ABA组幼苗发育比率与COP1低表达突变体+ABA组发育比率相比可以看出，COP1能促进ABA对幼
苗发育的影响；
（3）该实验是为了验证黑暗条件下COP1通过上调ABI(ABA信号通路中关键蛋白)表达参与调节幼苗发育。
因此本实验的自变量是不同条件下得到的种子，对照组 2为COP1低表达突变体拟南芥种子，对照组1应
为野生型拟南芥种子，实验组种子应为ABI基因过表达载体+COP1低表达突变体拟南芥种子；实验条件应
相同，所以应把这三组实验均放在含有ABA溶液的MS培养基上培养；如果推测是正确的，即COP1通过
上调ABI(ABA信号通路中关键蛋白)表达参与调节幼苗发育，则实验的结果应为：实验组幼苗发育率低于
对照组2，实验组幼苗发育率接近对照组1，对照组2幼苗发育率高于对照组1；
（4）由图2可以看出，ABA处理后COP1低表达突变体拟南芥种子ABI mRNA相对表达水平升高了，说
明COP1能促进ABI的转录水平；由图3可以看出，无论是否用ABA处理，加入CHX后COP1低表达突
变体拟南芥种子ABI 的含量均低于野生型，说明COP1低表达突变体的ABI 蛋白的降解速度习快于野生
型。
