高中生物植物体细胞杂交的应用综合题

萘乙酸(NAA)是一种生长素类似物，作用与植物生长素相似。某同学决定探究“生长素类似物萘乙酸(NAA)对植物生长有何影响”。他选用了相同的番茄种子作为实验材料，配制一系列不同浓度的NAA溶液作为培养液。在培养皿底部铺3层纱布，分别用清水和不同浓度的NAA培养液润湿，然后在每个培养皿中放入相同粒数的选好的种子。在培养皿盖上标号，盖上培养皿，观察胚轴的生长情况。3天后，数据如下表所示：

编号	1	2	3	4	5	6	7	8
NAA浓度 (mol/L)	清水	－9 10	－8 10	－7 10	－6 10]	－5 10	－4 10	－3 10
胚轴增长 长度(mm)	11.3	12.2	13.1	13.1	11.9	10.9	8.7	7.6

请依表中数据回答下列问题：
(1)实验中盛有不同浓度培养液的培养皿必须加盖，其原因是                　。
(2)对番茄的胚轴来说，最适的NAA浓度范围是：                            。
(3)较低浓度范围内，随NAA浓度的增加，NAA对番茄胚轴生长的促进作用　　　　；继续提高NAA浓度，促进作用　　　　，甚至起抑制作用。
(4)根据上表数据，请在坐标系中绘出番茄胚轴增长变化的曲线。

赤霉素广泛存在于高等植物体内，它可以通过提高生长素（吲哚乙酸）含量间接促进植物生长。那么它是如何提高生长素含量的呢？某研究小组开展了探究。
生长素在植物体内有一个合成和分解的代谢过程（如图1，IAA氧化酶是一种含铁蛋白）。研究小组据此提出假设：赤霉素通过促进生长素的合成提高生长素含量。
　　　　
为验证假设，研究小组设计了实验。材料用具包括燕麦幼苗，完全培养液、缺铁培养液、赤霉素溶液（以上溶液浓度均适宜），蒸馏水、琼脂块、刀片等。
（1）参考图2，补充完成以下实验步骤：
① 准备四个配有培养支架的烧杯，分别标记为1－4号。
② 向1号和2号烧杯中加入等量适量的完全培养液。
③ _________________，分别在1号和2号烧杯中培养一段时间。
④ 1号幼苗喷洒适量蒸馏水，2号幼苗喷洒等量赤霉素溶液。继续培养一段时间。
⑤                   。培养一段时间后，观察胚芽鞘的弯曲情况。
⑥ 向3号和4号烧杯中加入等量适量的缺铁培养液，                    。
（2）实验分析：
步骤②→⑤的处理结果是去尖胚芽鞘弯向1号，这证明                   。
步骤⑥可能出现            种不同的实验结果。
（3）该研究小组只提出了一种假设，请你提出可能存在的其他假设。
                                                       。

棉花植株具有顶芽优先生长，侧芽受抑制的顶端优势现象。书本对该现象的解释是：顶芽产生的生长素抑制了侧芽的生长，浓度越高抑制作用越强。请你完成下面的实验设计，验证这一解释。
材料用其：正常生长的棉花植株多株．10一2mol/L 生长素溶液足量，其它需要的用具自选。方法步骤：
①取10组等量且同样大小．健壮的棉花植株
②                                                           。
③将10 组棉花的顶芽全部去掉。
④                                                             。
⑤观察并记录                                                  。
预期结果：                                                   。

适宜浓度的生长素能促进细胞的纵向伸长。对其作用机理的解释之一是“酸生长”学说。“酸生长”学说认为：生长素通过促进细胞分泌H⁺，进而促进细胞伸长。为了验证适宜浓度的生长素是通过促进细胞分泌H⁺，进而促进细胞伸长，而不是生长素直接促进细胞的伸长，有人设计了如下实验;
(1)实验材料与药品：10^-5mol/L生长素溶液（浓度适宜），PH分别为5.0、9.0的缓冲液，黑暗中萌发的小麦种子若干，刻度尺、培养皿等。
（2）实验步骤：
①材料处理：选择生长状况一致的黑暗中萌发的小麦种子若干，取其胚芽鞘并去掉尖端，平均分成三组。切除胚芽鞘尖端的目的是                                   。
②将平均分成三组的胚芽鞘放入编号为1、2、3的培养皿中，加等量的不同试剂，置于相同且适宜的条件下培养。
③一定时间后，测量并统计各组的                  ，并进行多次重复实验，记录结果。
（3）实验结果（完成下表）：

组别	处理方法	结果
1	10只胚芽鞘+10^-5mol/L生长素溶液
2	10只胚芽鞘+ PH为5.0缓冲液	胚芽鞘生长明显
3		胚芽鞘生长不明显

 

（1）从图甲中可以看出，对茎促进最合适的生长素浓度，对根表现为          ，说明生长素的作用特点：                                          。

（2）从图乙中可以读到的信息，在生产实践有什么应用 请举一例：
                                                      
（3）从图丙中可以读到以下信息：曲线中H点表示促进生长最适浓度为g，在OH段随生长素浓度增高，              ， HC段随着生长素浓度增高，       。
（4）若植物幼苗出现向光性，且测得其向光一侧生长素浓度为m，则其背光一侧生长素浓度范围应为：                       。
（5）若植物水平放置，表示出茎的背地性，且测得其茎的近地侧生长素浓度为2m，则茎的远地侧生长素浓度范围应              。
（6）若植物水平放置，如果图丙表示作用于根的生长素浓度，根的近地侧生长素浓度范围是          。远地侧生长素浓度为              。

如下图所示，甲、乙分别用不透光的锡箔纸套在燕麦胚芽鞘的不同部位，丙、丁、戊、则分别用不透水的云母片插入燕麦胚芽鞘的不同部位，从不同方向照光，培养一段时间后胚芽鞘的生长情况是：                        

甲          ；乙         ；丙          ；丁         ；戊              

关于植物生长素，达尔文、温特等科学家相继进行了长期的具体研究。某同学对植物生长素非常有研究兴趣，设计了如下的两个实验：
(1)实验一

实验假设：如果胚芽鞘的尖端能产生生长素，则能影响胚芽鞘下端的生长。
实验材料：小麦胚芽鞘、刀片、琼脂薄片若干。
实验设计：见实验设计示意图(一)。
实验结论：实验假设成立。
有同学认为实验设计示意图(一)不完整，缺少的是
________________________________________________________________________
________，你的具体改进是
________________________________________________________________________。
(2)实验二
实验假设：如果单侧光引起生长素在小麦胚芽鞘的背光一侧比向光一侧分布多，则小麦胚芽鞘向光弯曲。
实验材料：同实验一。
实验设计：在上述示意图(一)改进[未在示意图(二)中画出改进]后的基础上进行单侧光照射，实验设计及其实验预测结果见图(二)。

实验结论：实验假设成立。
有同学认为实验设计示意图(二)中的实验结果预测是错误的，你认为正确的现象应该是______________________，理由是
________________________________________________________________________。
还有同学认为实验设计示意图(二)并不能得出实验结论，他画了实验设计示意图(三)中的一部分，请你将示意图(三)补充完整：在甲方框中画出与胚芽鞘尖端有关的图，在乙方框中画出实验结果预测图。

(3)科学探究通常包括：①提出问题，②作出假设，③制定计划，④实施计划，⑤得出结论，⑥表达交流等过程。某同学及其他同学对生长素进行的上述探究过程，与科学探究的一般过程相比，缺少的是________和⑥。

某棉农获知脱落酸可以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，有人设计 了下面的实验方案。
实验假设：植株中存在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，
做下图所示的处理。

回答下列问题：
（1）乙、丙组对照是否符合单一变量原则?理由是                。
（2）有人认为乙、丙组不足以验证假设。若要验证假设，必须对丙组进行修改，请将修 改后的实验方案绘在右侧的框图内。
（3）将乙组与修改后的丙组进行比较，若一定时间后，两组叶片脱落数量相比，     ，
则证明假设成立。
（4）若在相同时间内，甲乙两组落叶数量基本相等，则甲、乙对照可以说明          。
（5）生长素类似物在农业生产上的应用除了防止落花落果外，还有                
（至少两项）。

回答有关值物生长发育以及杂交育种的问题。
取优质高产燕麦幼苗若干，在胚芽鞘顶端以下插入云母片，如下图所示。

1. 在图中幼苗的左侧给予光照，结果幼苗。解释幼苗产生这一现象的原因。
2. 切取若干光照后幼苗处的组织块，消毒后，接种到诱导再分化的培养基中培养，该培养基中两种植物激素浓度相同。从理论上分析，分化的结果是；
原因是。
3. 现欲进行该优质高产燕麦与玉米的杂交研究，可采用技术，  因为该技术可解决，并有可能培育出新的。

在验证生长素类似物对小麦胚芽鞘（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)生长素为似物是对植物生长发育有重要作用的一类化合物。本实验中浓度的溶液促进切货伸长的效果最明显。
(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)生长素类似物溶解于中，以得到5种浓度的溶液。切段浸泡在蒸馏水中的目的是减少对实验结果的影响。
(4)图2中，对照组切段的平均长度是mm。浓度为0.001的溶液对切段伸长
(选填"有"或"无")促进作用；与浓度为1的结果葙比。浓度为10的溶液对切段的影响是。
(5)图2中，浓度为0.1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。

从某植物长势一致的黄化苗上切取等长幼茎段（无叶和侧芽），将茎段自顶端向下对称切至约3/4处后，浸没在不同浓度的生长素溶液中，一段时间后，茎段的半边茎会向切面侧弯曲生长形成弯曲角度（）如图甲，与生长素浓度的关系如图乙。请回答

（1）从图乙可知，在两个不同浓度的生长素溶液中，茎段半边茎生长产生的弯曲角度可以相同，请根据生长素作用的特性，解释产生这种结果的原因，原因是
。
（2）将切割后的茎段浸没在一未知浓度的生长素溶液中，测得其半边茎的弯曲角度，从图乙中可查到与对应的两个生长素浓度，即低浓度（）和高浓度（）。为进一步确定待测溶液中生长素的真实浓度，有人将待测溶液稀释至原浓度的80%，另取切割后的茎段浸没在其中，一段时间后测量半边茎的弯曲角度将得到。请预测与相比较的可能结果，并得出相应的结论。

下图中甲图是一盆栽植物，乙图表示该植物不同器官对不同浓度的生长素的反应。据图回答下列问题：

（1）乙图中               点的浓度可表示甲图①处的生长素浓度。解除②处受抑制的方法是                       。
（2）将该植物置于右侧光照下，一段时间后，乙图中若E点表示该植物左侧的生长素浓度，则           点浓度可表示右侧的生长素浓度。
（3）由乙图可以得到的结论有：对不同器官来说，                             ；对同一器官来说，                                。
（4）在农业生产上，用生长素的类似物萘乙酸诱导扦插枝条生根的效果比用天然的生长素要明显，其原因是__________________________________________________。

生长素的主要作用是促进细胞纵向伸长，其作用机理如左下图所示。请据图回答：
（1）据图中信息可知，生长素促进细胞纵向伸长的原因表现在两个方面：一是被激活的“激素受体”能引起内质网释放Ca²⁺，Ca²⁺促使细胞内的H⁺以＿＿＿＿＿方式运往细胞外，导致＿＿＿＿＿＿＿；二是细胞中的转录因子进入细胞核后，能引起＿＿＿＿＿酶催化mRNA的合成，进而促进＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）细胞在生长过程中体积变化最大的细胞器是＿＿＿＿＿，与新细胞壁的形成有关的细胞器主要是＿＿＿＿＿。
（3）某同学分别用适当浓度的IAA和柠檬酸缓冲液处理燕麦胚芽鞘，以验证上图所示的作用机理，实验结果如右下图。其中属于柠檬酸缓冲液处理的是图中曲线＿＿＿＿＿。

将培养的燕麦胚芽鞘尖端切去，在适宜条件下作如下图实验，请回答有关生长素(IAA)的问题。


（1）由A组、B组实验现象，说明＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）根据A组和C组实验现象，说明生长素的运输方向＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）D组生长特点是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，说明生长素的作用特点是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）E组图表示生长素浓度对植物根、芽和茎生长的影响，此图给你的信息是      。
A．生长素对3种器官的作用具有二重性，低浓度促进生长，高浓度可杀死植物
B．A、B、C点对应的生长素浓度分别是促进根、芽、茎生长的最适宜浓度
C．D点对应的生长素浓度对茎的生长具有促进作用，却抑制了芽的生长
D．幼嫩的细胞对生长素反应灵敏，成熟的细胞对生长素反应不灵敏
（5）如何证明侧芽3没有长成侧枝的原因？请用所给材料，完成实验步骤，回答有关问题。
材料用具试剂用品：与D组相同的植株若干、枝剪、羊毛脂（可以减少水分蒸发）、含较高浓度2，4—D（生长素类似物）的羊毛脂、含蒸馏水的脱脂棉、脱脂棉。
实验步骤：
①将20棵与D组相同的植株分成甲组（对照组）、乙组（实验组）两组，无害标记所有侧芽3的位置和长度。
②甲组从侧芽3以上适宜部位用枝剪剪去，断口处放                     ；乙组的处理是                             　　　　                          。
③在相同适宜条件下培养适当时间、观察和记录实验现象。
预测实验结果及结论：                                                。

Ⅰ、现提供生长良好的菠菜，请就有关实验分析回答：
（1）提取菠菜叶片的叶绿体色素，依据的原理是叶绿体色素能溶于              ，为了防止研磨时叶绿素遭到破坏，应向研钵中加入少许          (试剂)
（2）若要鉴别某种植物是C₃植物还是C₄植物，其方法有三：
①是可以通过控制外界环境的CO₂浓度，以观察植物的生长状况；
②是直接做植物叶片横切临时装片，在显微镜下观察维管束外有无            ；
③是在植物进行光合作用后，取叶片脱色并用碘液染色处理，然后做叶片横切的临时装片在显微镜下观察                    。
（3）如果向菠菜植株一次性提供一定量的¹⁴CO₂时，连续测定叶绿体中的¹⁴C₃化合物的含量，预期的结果是                   。

Ⅱ、为研究“圆褐固氮菌对某种植物枝条生根作用的影响”，设计相关实验，结果如下图。试管内基质为灭菌的珍珠岩（起固定、通气和吸水作用）。
请据图回答：
（1）为了排除其他微生物对实验结果的影响，配制的灭菌培养液在成分上应具备的主要特点是           。
（2）A中枝条的下端切口处       （填“有”或“无”）生长素，A与C对比说明：                                           
                      。
（3）上述实验综合分析表明，圆褐固氮菌能促进该植物枝条生根。为进一步探究“圆褐固氮菌是否分泌了促生根物质”，请完成下列实验：
①用灭菌培养液培养圆褐固氮菌。
②将培养物过滤，得到菌体和无菌滤过液。
③实验分为两组：甲组试管中加入基质和灭菌水；乙组试管中加入相同基质和              。
④分别插入同类枝条，培养一段时间后观察。
结果分析：如果                              ，则表明圆褐固氮菌分泌了促进生根物质。