高中生物植物体细胞杂交的应用综合题

分析有关科学探究的资料，回答下列问题。
我国科学家屠呦呦因在青蒿素方面的研究获2015年诺贝尔生理医学奖。菊科植物青蒿中所含的青蒿素是目前治疗疟疾的新型特效药。研究者做了相关的实验研究如下。
【实验一】从青蒿中提取青蒿素
【实验结果】相关实验数据如表1和表2所示。

【实验二】生物工程合成青蒿素
为避免青蒿被过度采集，研究者采用生物工程的方法生产青蒿素。但直接从愈伤组织和细胞培养提取青蒿素的效果很不理想，因而采取如下图中①～④所示实验流程合成青蒿素。其中发根农杆菌具有Ri质粒，可促进青蒿愈伤组织生根。

（1）提取青蒿素应选取的最佳青蒿材料是                 。据表1和表2分析，实验一的实验目的不包括 （     ）
A．不同生长期青蒿中的青蒿素含量
B．不同青蒿组织中的青蒿素含量
C．不同干燥方式对青蒿素提取的影响
D．不同日照时长对青蒿素含量的影响
（2）实验二图中青蒿组织培养通常用的培养基名称是       培养基。步骤③青蒿叶片组织加入抗生素的作用是                    。
（3）据实验二分析，下列相关叙述正确的是 （    ） （多选）
A．未分化的青蒿组织中青蒿素含量高  B．该实验是从青蒿根中提取青蒿素
C．Ri质粒转化青蒿属于微生物基因工程  D．利用此生物工程方法可大量生产青蒿素
【实验三】植物激素对青蒿素含量的影响
萘乙酸 （NAA）是最常用来调控发根生长及代谢中间产物形成的一种激素。研究者假设NAA能促进青蒿愈伤组织发根，并能提高青蒿发根后产生青蒿素的含量。实验结果见表6。
表6： NAA对青蒿组织发根和产生青蒿素的影响

组别	NAA浓度 （mg/L）	发根生长比	青蒿素含量 （mg/g）
A	0.025	34.457	0.080
B	0.050	33.500	0.166
C	0.100	29.400	0.128
D	0.250	15.813	0.000
E	0.500	13.059	0.000
F	0.750	8.706	0.000
G	①	27.101	1.480

（注：发根生长比指的是：收获时鲜重/接种量）

③

（4）实验三培养时影响青蒿素含量的可能因素有_________________ （写出2种即可）。表6中①表示的数值是        。

（5）根据实验三结果，请画出发根生长比与NAA浓度的关系曲线图。

（6）由实验三可得出的结论是：
①                                    。
②                                    。

据报道，在某地现代高效设施农业示范园里，许多西瓜未成熟就竞相炸裂，引发人们的关注，初步调查发现西瓜的炸裂可能与使用膨大剂有关。膨大剂名为氯吡苯脲（CPPU），20世纪80年代由日本首度开发之后引入中国，是经过国家批准的植物生长调节剂。回答下列有关问题。
（1）植物生长调节剂是一类人工合成的对植物的________有调节作用的化学物质，具有________等优点。
（2）下面是“0．1%CPPU可溶性液剂对西瓜产量和品质的影响研究”，请你补充完成。
①配制0．1%CPPU可溶性液剂：配制浓度为50 mg·kg^－1、45 mg·kg^－1、40 mg·kg^－1的0．1%（体积百分比）的CPPU可溶性液剂。
②抽样处理：选一块平整的西瓜地，把实验地划分为20个小区，每小区定植24株。每次随机抽取1个小区依次用等量的三种浓度的CPPU液剂和________涂抹西瓜雌花的果柄，每株上涂抹一个雌花，并注意挂牌标记。重复，直到20个小区全部涂抹即可。
③调查与统计：涂抹药液后，加强田间管理。施药后15 d调查各小区的坐果数，并分别统计坐果率（有效坐果数/涂抹总果数），在西瓜成熟采收当天测定各小区西瓜的含糖量和维生素C含量。下表是本研究的实验数据：

根据实验结果，可以得出的结论：①0．1%CPPU可溶性液剂可以________；②生产中提高西瓜产量和品质的0．1%CPPU可溶性液剂最佳使用浓度为________左右。
（3）科学家以³H—CPPU处理植物，结果发现在豌豆叶绿体的类囊体膜上出现较强的放射性，提取分离只有放射性的物质，经鉴定发现是细胞分裂素结合蛋白（受体），这一事实说明，CPPU是________类植物生长调节剂。
（4）植物生长调节剂在农业生产中使用可以提高作物产量和品质，但人们也有很多疑虑，比如这些人工合成的化学物质对人体健康是否会造成危害？请以小鼠肝细胞悬液为材料，设计实验探究CPPU是否抑制动物细胞的增殖，简单实验思路是
①              ②              
③              ④__________     _。

下图中，甲图是一株盆栽植物（①②表示不同部位的芽，③④⑤⑥表示茎的不同部位，⑦⑧表示根的不同部位），乙图表示该植物不同器官对生长素浓度的反应。据图回答：（用乙图根、芽、茎曲线上相应字母所对应的浓度来表示甲图相应各点的生长素浓度）

（1）乙图      点浓度可表示甲图①处生长素浓度。经观察②处无法长出侧枝，该点浓度可用乙图中      点表示，要使②正常生长发育，可采取的方法是                  。
（2）将该植物较长时间置于右侧光照下，若乙图k点浓度表示③侧生长素浓度，则    点浓度可表示④侧生长素浓度。此时，植物茎将                  生长。
（3）将该植物向左侧放倒，水平放置一段时间，可表示⑧侧生长素浓度的是乙图中     点浓度，根将     生长。
（4）生长素并不直接参与代谢过程，而是给细胞传达一种调节代谢的________，其所发挥的作用因_____、________和_______而有较大的差异。

在验证生长素类似物A对小麦胚芽鞘（幼苗）伸长影响的实验中，将如图1所示取得的切段浸入蒸馏水中1小时后，再分别转入5种浓度的A溶液（实验组）和含糖的磷酸盐缓冲液（对照组）中。在23 ℃的条件下，避光振荡培养24小时后，逐一测量切段长度（取每组平均值），实验进行两次，结果见图2。


请分析并回答：
（1）生长素类似物是对植物生长发育有重要调节作用的一类化合物。本实验中________mg/L浓度的溶液促进切段伸长的效果最明显。
（2）振荡培养的目的是：①增加溶液中的________以满足切段细胞呼吸的需求；②使切段与溶液成分接触更________。
（3）图2中，对照组切段的平均长度是________mm。浓度为0．001 mg/L的溶液对切段伸长________（选填“有”或“无”）促进作用；与浓度为1 mg/L的结果相比，浓度为10 mg/L的溶液对切段的影响是________。
（4）图2中，浓度为0．1 mg/L时实验二所得数据与实验一偏差较大，在做原始记录时对该数据应________（选填下列选项前的字母）
A．舍弃    B．修改    C．如实填写
为检验该浓度下相关数据的可靠性，还应____________。

请回答与植物激素有关的问题．

（1）植物激素如生长素（IAA）是由植物体一定部位产生，对生长发育起显著          作用的微量有机物．用IAA处理插条生根时，如果IAA的浓度较低，适合采用          法处理插条，并         （保留/去除）枝条上的芽和嫩叶．
（2）植物生长中会有组织器官脱落的现象（如落叶），合理使用IAA可以预防脱落（见图甲）．落叶过程主要是          酶水解离层（落叶叶柄与茎分离部位）的细胞壁和中胶层，使细胞分离．图甲实验中，IAA对脱落的预防作用与IAA的施用          有关，若选用浓度为10^﹣5mol．L^﹣1的IAA，施用部位为          （近基端、远基端）时预防效果较好．
（3）图乙为IAA对植物根、茎生长的调节作用，其中曲线          对应根的生长状况，若将植物幼苗横放，根的          侧能表现出IAA作用的两重性．

下列是生长素发现的一系列实验（实验材料为燕麦胚芽鞘），请认真分析实验条件和现象，回答下列问题：

（1）A、B实验的推论是：燕麦胚芽鞘具有      。
（2）若要证明感受光刺激的部位是尖端，则应选的实验组合是      。
（3）E、F实验的推论是      。上述实验体现了设计实验的单一变量原则，请你写出E、F实验的单一变量是        。
（4）A、G实验的推论是：向光性是由于      引起的。
（5）预测实验H的现象是      ，预测该现象是依据实验      填图中字母）。

为了验证植物向光性与植物生长素的关系，有人设计了如下实验方案。

（1）实验步骤： 取 6 个小花盆，各栽入一株品种、粗细和大小都相同的玉米幼苗（要求幼苗的
真叶未突破胚芽鞘）。按如图所示方法进行实验处理，并编号。接通白炽灯电源 24 h 后，打开纸盒，观察并记录 6 株玉米幼苗的生长情况。
（2）实验结果预测：（答题时请直接填编号）
在以上装置中，玉米幼苗保持直立生长的是装置________；而玉米幼苗基 本停止生长的是装置________。
（3）部分实验结果的分析与推论：
①根据 1 和 3 装置之间实验记录的对照分析，可以说明____；
②根据______和________装置之间实验记录的对照分析，可以说明玉米幼苗的向光性生长与玉米幼苗的尖端存在与否有关。
③根据______和______装置之间实验记录的对照分析，可以说明玉米幼苗感光部位是尖端。
④根据 5 和 6 装置之间实验记录的对照分析，可以说明__________________。

根据所学的相关知识，回答下列有关植物激素的问题：
（1）脱落酸在高温条件下易分解，小麦在即将成熟时，如果持续经过一段时间的干热，遇大雨后种子就容易在穗上发芽。请尝试对此想象进行解释             。
（2）某棉农获知脱落酸可促进叶片脱落的原理后，采收前在棉田喷施了一定量的脱落酸，试图除去棉花叶片便于机械采收，但效果不明显。为探究其原因，生物兴趣小组设计了下面的实验方案。
实验假设：可能顶芽产生的生长素对脱落酸的功能有抑制作用。
实验方案：取若干长势相同的，处于生殖生长末期的棉花植株，均分成甲、乙、丙三组，依次做下图所示的处理，观察三组植株叶片脱落的先后。

实验分析：
①有同学认为上述三组实验的顺序应该调整，若想得出可能顶芽的存在对脱落酸的功能有抑制作用，应该做的两组实验是       。再进一步证明可能顶芽产生的生长素对脱落酸的功能有抑制作用应该做的两组实验是       。根据科学实验原则，同时在X处应放置             。
②预测三组植株的落叶情况，得出实验结论：
若                 ，则假设成立；
若                 ，则假设不成立。

早衰是棉花生产中普遍存在的现象，由此引起的一系列不良反应使棉花产量和品质受到严重影响。有研究表明，棉花的早衰可能与打顶处理有关。
（1）适时打顶是棉花高产栽培的关键技术之一，打顶的意义在于________________________。
资料：细胞分裂素（CTK）是维持植物生长和分化的重要激素，与植物衰老密切相关，可延缓衰老；脱落酸（ABA）促进叶片衰老，促进蛋白水解酶和RNA酶活性上升，加速蛋白质和核酸降解。为探究棉花打顶与早衰之间可能的因果关系，某研究小组在查阅资料后进行了探究：
【假设】棉花打顶后，生长素减少引起叶片出现内源激素失衡，ABA/CTK的比值 ①   （选填“升高”“降低”或“不变”），引发了早衰现象。
【实验】实验设两个施氮水平：低氮组（N150）-每千克土壤中掺入氮肥150mg；高氮组（N500）-每千克土壤中掺入氮肥500mg。两个施氮水平各设4个处理：1-  ②  ；2-打顶；3-打顶并加 ③ ；4-打顶并加含萘乙酸（NAA）的羊毛脂。打顶后10天，取棉株的相同部位着生叶测定CTK和ABA两种激素含量，数据如下图所示：
  
【结论】低氮组和高氮组中，实验数据更能支持假设的一组是    ④       。
（2）完成填空，将上述探究过程补充完整①______ ②______③______④______
（3）在处理4中，打顶后加的是含萘乙酸（NAA）的羊毛脂，却没有使用含生长素（IAA）的羊毛脂，原因
在于_____________________________________。
（4）该研究小组进一步测定了低氮水平下不同打顶处理的棉花叶片中淀粉含量，发现：打顶并加萘乙酸（NAA）
的一组淀粉含量最高，打顶的一组淀粉含量最低。试分析出现这一现象的可能原因：___________。

科学家观察到，当水稻感染了赤霉菌后，会出现植株疯长且结实率大大降低的现象，因而称之为“恶苗病”。科学家用赤霉菌培养基的无细胞滤液处理无病水稻，出现了与恶苗病同样的症状。这说明赤霉菌中有促进水稻生长的物质。后来科学家们从赤霉菌培养基的滤液中分离出这种活性物质，命名为赤霉素。
（1）1935年科学家从培养赤霉菌的培养基滤液中分离出致使水稻患恶苗病的物质，称之为赤霉素。此时能确定赤霉素是植物激素吗？        （填“是”或“否”）。
（2）植物体内赤霉素的主要作用是促进细胞伸长，从而引起植株增高；此外还能促进           和            。
（3）赤霉菌中有促进水稻生长的物质，这是生物之间相互适应            的结果。
（4）赤霉素促进茎的伸长主要与细胞壁的伸展性有关。有人进行了CaCl₂和赤霉素对大豆种子胚芽生长速率影响的实验（不考虑加入外源物质后对植物自身激素合成的影响），先加入CaCl₂溶液，后在b时间加入赤霉素，结果如下图所示：

据图说明一定浓度的CaCl₂溶液对胚芽细胞壁的伸展起到了      作用（填“促进”或“抑制”），b点赤霉素促进茎伸长的可能原因是          。

下图是生长素作用与其浓度关系图。一般情况下，生长素在较低浓度促进生长，在浓度过高时则会抑制生长，甚至杀死植物。看图回答下列问题：

（1）曲线________段可促进植物生长，则该范围的生长素浓度为（高/低）________浓度。曲线________段可抑制植物生长，则该范围的生长素浓度为（高/低）________浓度。
（2）向光生长的幼苗，其背光面浓度（高/低）________于向光面。生长素在植物体内的运输方式是___________（主动运输/自由扩散/协助扩散）。

南瓜是雌雄同株开单性花的植物。开花时选A、B、C三株南瓜，做如下处理：A株全部雌花于开花前套上纸袋；B株全部雌花于开花前套上纸袋，开花后柱头上涂以一定浓度的生长素溶液；C株全部雌花于开花前套上纸袋，开花后授以南瓜花粉。分析说明：
（1）一个月后，三株南瓜的结实情况大约是：
A___________________ B___________________   C___________________
（2）A、B套纸袋的目的是___________________
（3）比较A、C的实验结果说明_________能够促进子房发育成果实。
（4）比较A、B的实验结果说明_____________能够促进子房发育成果实。
（5）南瓜的无籽性状_______  （能/不能）遗传？

如图为不同浓度的生长素对植物不同器官的作用关系。请据图回答：

（1）比较图中三条曲线，能说明__________________________。
（2）不同浓度的生长素对同一器官的作用不同说明了生长素的作用具有________。
（3）促进芽生长的最适生长素浓度是____mol·L^－1。
（4）B点所对应浓度的生长素对茎生长的效应是__________________。
（5）某生物兴趣小组为探索萘乙酸（生长素类似物）促进某植物插条生根的最适浓度，首先设计了以下三组浓度梯度：

组别	A	B	C
浓度（mol·L^－1）	10^－12	10^－9	10^－6

根据上表可知：该实验是在正式实验前先做的一个______________。为进一步精确测定最适浓度，还应该采取的措施是__________________________。

图甲和图乙分别表示单侧光和不同浓度生长素对植物根和茎生长的影响。请分析并回答：

（1）据图甲可知，该植物幼苗的茎已表现出向光性，且测得其背光侧的生长素浓度为n（如图乙所示），则其向光侧生长素浓度范围是_________。
（2）据图乙可知，根和茎对生长素反应的灵敏程度依次为_________，据此推测根的向光侧和背光侧分别对应图乙中的_________点，根的背光生长现象体现了生长素的作用具有_________特点。
（3）有同学设计如下实验验证“植物根尖产生的生长素在幼根处进行极性运输”，请绘图表示实验组结果并标注说明。

（4）若先用某种抑制剂（不破坏IAA、不影响细胞呼吸）处理实验根尖切段，再重复（3）实验，结果实验组和对照组的接受琼脂块中均检测不到放射性，则该抑制剂的作用机理可能是_________。

下列是关于植物光合作阳和细胞呼吸的问题。请分析回答下列问题：
（1）将某植物种子在水中浸泡，然后按如图装置进行实验，实验开始时X液面位置与 Y液面位置调至同一水平。下表记录了实验过程中每小时的液面变化情况，实验前浸泡种子的目的是让种子细胞增加   水，使其
代谢增强：装置中X液面逐渐上升到哦原因是          ；实验5至7小时之间，种子细胞的呼吸方式有          ；为确保实验结果只是由装置中种子的生理活动引起的，需设置另一个相同装置，该装置除试管内金属网上需要放        的同种种子外，其他条件相同。

间 （h）	（cm）	间 （h）	（cm）
0	5．0	5	14．5
1	7．0	6	15．5
2	9．0	7	15．8
3	11．0	8	15．8
4	13．0	9	15．8

（2）研究人员利用密闭玻璃容器探究环境因素对光合作用的影响，下列是在温度适宜恒定、CO₂浓度为0．03%的条件下测得的相关曲线。得到该曲线的实验中，给植株光照时间共有           h，其中有光照且光照强度一定保持不变的时间段有     （用字母回答），EF段的限制因素最可能为      。当图中S1、S2和S3的面积关系为     时，说明实验结束后植株的干重增加了。
（3）土壤中镁含量减少会导致作物产童下降，原因是       ，从而使光合作用减弱。
（4）为了延长作物生长后期叶片的寿命，可向叶面喷洒的植物激素是      。