高中 | 第4节 环境因素参与调节植物的生命活动 题目答案及解析

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选择性必修一 稳态与调节

第三章 植物生命活动的调节

第4节 环境因素参与调节植物的生命活动

热锻炼是指植物在亚致死高温下生长一段时间后可以获得耐热性,能显著提高植物对高温的适应能力,减少高温对植物生长发育的负面影响。研究人员以耐热紫花苜蓿为材料,开展了探索热锻炼增强耐热性的生理机制的相关实验,实验组别设置如图$\rm 1$

实验结果观察到各组别植株的倒伏情况如图$\rm 2$,说明                                                                

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$\\rm CK$组相比,经过热胁迫的$\\rm UP$$\\rm P3$组植物均出现叶片萎焉,植株倒伏的现象,与$\\rm UP$组相比,经过热锻炼的$\\rm P3$倒伏程度低于$\\rm UP$,叶片萎焉明显减少

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从图$\rm 2$可以看到,对照组$\rm CK$植株直立,叶片未出现萎焉,热处理组$\rm UP$植株严重倒伏且叶片萎焉明显,热锻炼组$\rm P3$植株倒伏和叶片萎焉情况相对$\rm UP$组较轻。结合实验目的,可知热锻炼可以显著提高紫花苜蓿对高温的适应能力,即与$\rm CK$组相比,经过热胁迫的$\rm UP$$\rm P3$组植物均出现叶片萎焉,植株倒伏的现象,与$\rm UP$组相比,经过热锻炼的$\rm P3$倒伏程度低于$\rm UP$,叶片萎焉明显减少。

为了进一步探究该现象,研究人员对紫花苜蓿茎中的木质素(一种仅次于纤维素的第二大酚类聚合物,它能增强植物体的机械强度和细胞壁的硬度)进行相关检测和实验,结果如图$\rm 3$,由此推测出现图$\rm 2$现象的机理是                                                                

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热锻炼增加了木质素的含量进而提高了茎秆的机械强度和韧性,能缓解热胁迫导致的叶片萎焉和植株倒伏现象

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已知木质素能增强植物体的机械强度和细胞壁的硬度。从图$\rm 3$可知,与对照组$\rm CK$相比,热处理组$\rm UP$木质素含量较高,且热锻炼组$\rm P1$$\rm P2$$\rm P3$木质素含量相对更高。结合图$\rm 2$植株倒伏情况,可推测出现图$\rm 2$现象的机理是热锻炼增加了木质素的含量进而提高了茎秆的机械强度和韧性,能缓解热胁迫导致的叶片萎焉和植株倒伏现象。

光合色素是光合系统的重要组成部分,绿叶中的光合色素能溶于                 中,研究人员使用相关试剂提取色素并测定含量如图$\rm 4$,推测高温胁迫                 (填“加快”或“减慢”)了叶绿素的降解过程,经过热锻炼后再次受热时的叶绿素含量较高,原因分析合理的有                 

①热锻炼促进了植物体内抗氧化防御系统的增强,减少了活性氧对叶绿素的损害

②热锻炼促进了与叶绿素合成相关基因的表达或酶活性的稳定,促进了叶绿素合成水平

③类胡萝卜素相对于叶绿素更早响应高温胁迫,保护光合系统,缓解高温对叶绿素的损伤

[["无水乙醇","加快","①②③"]]

绿叶中的光合色素能溶于有机溶剂(如无水乙醇)中,从图$\rm 4$叶绿素总含量数据来看,热处理组$\rm UP$的叶绿素总含量低于对照组$\rm CK$,所以推测高温胁迫加快了叶绿素的降解过程,对于经过热锻炼后再次受热时叶绿素含量较高的原因:

①热锻炼促进了植物体内抗氧化防御系统的增强,减少了活性氧对叶绿素的损害,这样可以使叶绿素在高温下更稳定,不易被破坏,①正确;

②热锻炼促进了与叶绿素合成相关基因的表达或酶活性的稳定,促进了叶绿素合成水平,能够增加叶绿素的合成量,所以热锻炼后叶绿素含量较高,②正确;

③类胡萝卜素相对于叶绿素更早响应高温胁迫,保护光合系统,缓解高温对叶绿素的损伤,也有助于维持叶绿素含量在较高水平,③正确。

故选①②③。

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