高中生物植物体细胞杂交的应用综合题

(10分)如图表示棉花的根芽茎在不同生长素浓度下的生长情况。请回答相关问题：

(1)比较图一中三条曲线，能说明_________________________________。
(2)图一中若棉花幼苗顶芽处的生长素浓度为b，则最靠近顶芽的侧芽处生长素浓度应为________(用图中字母回答)，二者的生长情况体现了生长素作用的________。
(3)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，生物兴趣小组设计了图二的实验方案进行探究。
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，做图二所示的处理，观察三组植株叶片脱落的先后。
请回答下列问题。
①脱落酸能抑制           ，促进叶和果实的衰老和脱落。主要分布在              。
②根据科学实验原则，上图中的X处应放置        ，则乙、丙两组的实验变量是       。
③预测三组                      ，得出实验结论：若__________________________，则假设成立。若__________________________，则假设不成立。

研究人员测定了香梨果实从形成到成熟及采收后某些植物激素含量的动态变化，其结果如图所示，请分析回答下列问题：

（1）在香梨果实发育初期（花后15d左右）达到高峰，且在果实迅速膨大期间（花后60d左右）含量比值加大的两种植物激素是           ，在此过程中          （填植物激素名称）的作用也是不可缺少的，说明果实正常发育是                的结果。
（2）香梨果实采收后30d才进入完全成熟阶段，在此过程中乙烯含量的变化说明其主要作用是              。
（3）采收后              的骤减是果实成熟的必要条件，脱落酸的积累可能触发了果实的衰老过程，            的含量再次升高，可能促使衰老阶段乙烯的大量合成，因此在果实成熟后期调节            至较低水平将是延缓香梨果实衰老的关键。

为了验证“植物主茎顶芽产生的生长素能够抑制侧芽生长”，某同学进行了以下实验：
①选取健壮、生长状态一致的幼小植株，分为甲、乙、丙、丁4组，甲组植株不做任何处理，其他三组植株均切除顶芽。然后乙组植株切口不做处理；丙组植株切口处放置不含生长素的琼脂块；丁组植株切口处放置含有适宜浓度生长素的琼脂块。
②将上述4组植株置于相同的适宜条件下培养。
回答下列问题：
（1）各组植株侧芽的预期生长情况分别为：甲组_   ___；乙组_   ___；丙组___  _；丁组_      ___。
（2）比较甲组与乙组的预期结果，能够说明__                   __。
（3）比较乙组和丙组的预期结果，能够说明__                   __。
（4）比较丙组和丁组的预期结果，能够说明__                   __。
（5）顶芽产生的生长素抑制侧芽生长的原因是__                 __。

为研究油菜素内酯（BR）在植物向性生长中对生长素（IAA）的作用，科研人员以拟南芥为材料进行了如下实验。
（1）BR作为植物激素，与IAA共同________植物的生长发育。
（2）科研人员在黑暗条件下用野生型和BR合成缺陷突变体拟南芥幼苗进行实验，三组幼苗均水平放置，其中一组野生型幼苗施加外源BR，另外两组不施加，测定0～14 h内三组幼苗胚轴和主根的弯曲度，结果如下图所示。

①上述实验均在黑暗条件下进行，目的是避免光照对________的影响。
②由实验结果可知，主根和胚轴弯曲的方向________。施加外源BR的野生型幼苗的胚轴、主根在________h时就可达到最大弯曲度，BR合成缺陷突变体的最大弯曲度形成的时间较其他两组________，说明________。
（3）IAA可引起G酶基因表达，G酶可催化无色底物生成蓝色产物。科研人员将转入G酶基因的野生型和BR合成缺陷突变体植株主根用含有无色底物的溶液浸泡一段时间后，观察到，野生型植株主根的蓝色产物分布于分生区和伸长区，而BR合成缺陷突变体植株主根的蓝色产物仅分布于________，说明BR影响IAA的分布，推测BR能够促进IAA的________。由于重力引起水平放置的幼苗主根中近地侧和远地侧IAA浓度不同，________侧细胞伸长较快，根向地生长。
（4）为验证上述推测，可进一步检测并比较野生型和BR合成缺陷突变体植株主根细胞中________（填“IAA合成基因”或“IAA极性运输载体基因”）的表达量，若检测结果是野生型植株主根细胞中该基因表达量________BR合成缺陷突变体，则支持上述推测。

一植株的不同器官或同一器官不同部位生长素浓度往往不同。甲图是一株盆载植物，乙图表示该植物不同器官对生长素浓度的反应。据图回答下列问题(要求：用乙图根、茎、芽三条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________点浓度可以表示甲图①处顶芽生长素浓度，________点表示②处侧芽生长素浓度。②处侧芽生长受抑制的原因是___________，解决的办法是________，此后②处生长素浓度将会低于10^－6mol·L^－1。
(2)将该植物较长时间置于右侧光照射下，乙图________点浓度可表示③侧生长素浓度；________点表示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⑦侧浓度的是乙图中________点浓度。表示⑧侧生长素浓度的是乙图中_____     _    __点浓度，因此根将__           生长。这种现象说明了生长素的作用表现出                    的特点。
（4）右图是根、茎对生长素作用的反应曲线，图示字母中表示根近地侧的是________，茎的远地侧的是________。

（5）有科学家认为根的向地生长不仅与生长素有关，还与乙烯的作用有关。为了研究二者的关系，做了这样的实验：将某种开花植物的根尖放在含不同浓度生长素的培养液中，并加入少量蔗糖作为能源。发现在这些培养液中出现了乙烯，且生长素浓度越高，培养液中乙烯的浓度也越高，根尖生长所受的抑制也越强。此人所做实验的自变量是______________，因变量是_______           _。

生长素在植物体各器官都有分布，具有重要作用。请回答下列相关问题：
（1）下图一表示植物不同器官对不同浓度生长素的反应。图中曲线的来历：材料培养→用某种溶剂配置的一定浓度的生长素溶液处理→测量、记录→统计、计算并分析。如果选择小麦，需要将切取的胚芽鞘尖端下的一段用蒸馏水浸泡，其目的是去除           对实验结果的干扰。图中的三条曲线呈现出生长素调节作用的共同特点是           ；A、B、C三点的生长素对不同器官的作用效果说明          。

（2）如图二表示赤霉素对植物体内生长素含量的调节关系。图示中X表示赤霉素对生长素的分解具有____________作用，这种作用很可能是通过降低该过程中            的活性实现的。
（3）生长素的化学本质是             。青少年食用豆芽，豆芽中所含的生长素，会不会影响身体的生长发育?               。
（4）农业上棉花“打顶”有利于增产，依据的原理是            。

为研究赤霉素（GA₃）和生长素（IAA）对植物生长的影响，切取菟丝子茎顶端2.5cm长的部分（茎芽），置于培养液中无菌培养（图1）。实验分为A、B、C三组，分别培养至第1、8、15天，每组再用适宜浓度的激素处理30天，测量茎芽长度，结果见图2。

（1）植物激素是植物细胞之间传递                    的分子。
（2）本实验中，试管用滤膜封口是为了在不影响             通过的情况下，起到              作用。用激素处理时，应将IAA加在              （填“培养液中”或“茎芽尖端”）。
（3）图2数据显示，GA₃和IAA对离体茎芽的伸长生长都表现出            作用，GA₃的这种作用更为显著。
（4）植物伸长生长可能是细胞数量和/或              增加的结果。当加入药物完全抑制DNA复制后，GA₃诱导的茎芽伸长生长被抑制了54%，说明GA₃影响茎芽伸长生长的方式是                                  。
(5)从图2中，B组（或C组）数据可知，两种激素联合处理对茎芽伸长生长的促进作用是GA₃单独处理的           倍、IAA单独处理的             倍，由此可以推测GA₃和IAA在对茎芽伸长生长的作用上存在                的关系。
（6）A组数据未显示出GA₃和IAA具有上述关系，原因可能是离体时间短的茎芽中     的量较高。

(11分）为选出干旱沙漠地区理想的防风抗沙树种，科学家研究了沙柳、黄柳和杞柳的净光合速率日变化及气孔导度日变化，结果如下。（注：气孔导度越大，气孔开放程度越高）

（1）在图1所示的时间段内，三种柳树都在           时有机物积累最多。
（2）三种柳树的净光合速率日变化均呈“双峰”曲线，12: 00左右有明显的“午休”现象。由图2推测主要原因是此时          ，从而影响了光合作用的      阶段。若要证明上述推测成立，还需要测量细胞间隙CO₂的浓度和田间CO2的浓度，只有当净光合速率和细胞间隙CO₂浓度细胞间隙CO₂浓度变化趋势       ，且两者        ，同时的值时，才可认为净光合速率下降主要是由气孔导度减小引起的。
（3）在农业生产上人们通常采用组织培养的方法来繁殖沙柳。此方法所依据的原理是    。配制诱导沙柳愈伤组织的MS培养基含有大量元素、微量元素以及           另外还需要添加                             。
（4）研究发现，生长素和细胞分裂素的协同调控在植物组织培养中非常重要。按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的结果。若要有利于细胞分裂但细胞不分化，使用的顺序是；若同时使用这两类激素，则愈伤组织的             会提高。

将培养在琼脂培养基上的蚕豆幼苗分别放入四个暗箱中一段时间（如下图）。其中第2号和第4号暗箱分别在顶部和右侧开孔，使光线能射入，请据图回答：

（1）选择_______两个装置进行实验，可了解蚕豆茎的生长与光的关系。
（2）选择_______两个装置进行实验，可了解蚕豆茎和根的生长与重力的关系。
（3）装置④中的蚕豆幼苗的茎尖生长情况是____________。如将④的幼苗放在匀速旋转器上，茎尖生长情况是___________________。
（4）为验证单侧光照射下，下图燕麦胚芽鞘尖端产生的生长素其横向运输发生在A段而不是B段。某同学设计了如下实验步骤，请帮助其完成下列有关实验过程：
①实验材料及用具：燕麦胚芽鞘，一 侧开孔的硬纸盒，薄云母片，光源等。
②实验过程:给予左侧单侧光照射，在下列图中绘出插入云母片的位置

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                                    。

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__________________________。

早在1926年，科学家就观察到，当水稻感染了赤霉菌后，会出现植株疯长的现象。据研究，赤霉素（GA₃）促进茎的伸长主要与细胞壁的伸展性有关。细胞壁里的Ca^2＋有降低细胞壁伸展性的作用，有人用赤霉素消除细胞壁中Ca^2＋的作用来解释赤霉素促进细胞延长的原因。据报道，用CaCl₂处理莴苣下胚轴，生长变慢；当加入GA₃（50 μmol）后，生长迅速增快，如下图所示。请回答：

（1）植物体内赤霉素的合成部位主要是幼芽、幼根和              。用一定浓度的赤霉素多次喷洒水稻植株后，引起其生长速度过快，将导致稻谷产量                 。
（2）与赤霉素有协同作用的植物激素是             ，其作用特点                ，运输的特点             ；植物的向光性是因为该植物激素          造成的。
（3）请完成以下实验步骤，证明Ca^2＋抑制植物生长，而赤霉素通过消除细胞壁中Ca^2＋而促进植物生长。
实验材料：一定浓度的CaCl₂溶液和赤霉素溶液、生长状况相同的植物若干、蒸馏水。
实验步骤：①取生长状况相同的植物若干，均分为甲、乙两组。
②向甲组植物加入                    ，乙组加入等量蒸馏水。
③培养一段时间后，观察两组植物的生长状况。
④向甲组植物中加入                ，乙组不作特殊处理。
⑤继续培养一段时间后，观察两组植物的生长状况。
实验结果：甲组植物加入CaCl₂溶液后，             ，加入赤霉素后正常生长，乙组植物正常生长。

植物激素在植物生长、发育和繁殖等过程中至关重要。请回答以下有关植物生命活动调节的问题。
（1）植物激素指的是由植物体内产生，能从__________运送到__________，对植物生长、发育有显著影响的________有机物。植物生长、发育和繁殖等生命现象都是由多种激素共同调节的，其中激素间的关系有__________。
（2）图甲是三个完整的胚芽鞘，现要探究单侧光是影响生长素在尖端的横向运输，还是影响其在尖端以下的横向运输，请在下图中画出云母片安放的位置来设置对照实验，但要符合以下推理：如果胚芽鞘①与③向光弯曲生长，则说明单侧光影响生长素在尖端的横向运输。

（3）图乙是某同学在做探究某激素对月季茎段侧芽生长量的影响实验时绘制的结果图。图中虚线是不使用该激素处理时，所得到的数据绘制的。分析示意图可知，该激素对月季茎段侧芽生长具有________性，如果该激素对月季茎段侧芽生长的最适宜浓度在b与c两浓度之间，能否确定a、b、c三浓度的大小关系？_____________。

植物激素突变体是研究植物激素合成、代谢途径以及生理功能的重要实验材料。某课题组为了研究生长素和赤霉素对遗传性矮生植物的作用效应，将适宜浓度的生长素和赤霉素分别喷施到5个不同突变体(生长速率分别为lg 1.2、lg 1.4、lg 1.6、lg 1.8、lg 2.0毫米/7天)的矮生豌豆幼苗上，实验结果如图。

请回答下列问题：
（1）赤霉素能促进______________从而引起植株增高；生长素调节植物生长的功能，其作用表现出________性。
（2）该实验的自变量是_______________、_______________，图中设置③组的作用是______       __。
（3）根据实验结果可知，体外喷施_____________能明显促进矮生豌豆的生长，生长速率越慢的品种，对该激素生长反应越__________(填“显著”或“不显著”)，其原因可能是遗传性矮生植株体内缺少___________。

（每空1分，共6分）为验证生长素和赤霉素对植物生长的影响，某同学将胚芽鞘尖端以下的切段浸入蒸馏水中1h，然后分别转入5种不同浓度的生长素和赤霉素溶液中，同时以含糖的磷酸盐缓冲液作对照，在23℃的条件下培养24h后逐一测量切段长度。实验重复5次，结果取平均值，并绘制成下图。请回答：

（1）生长素和赤霉素是对植物生长发育具有重要______________作用的一类化合物；赤霉素的主要合成部位有______________（未成熟的/成熟的/萌发的）种子、幼根和幼芽。
（2）某同学将胚芽鞘尖端以下的切段浸入蒸馏水中1h的目的是排除_______________对实验结果的影响。要得到5种浓度的溶液，应将生长素和赤霉素溶解于________________________中。
（3）该生物兴趣小组的同学在分析实验结果时发现，浓度为0.1mg/L的赤霉素实验所进行的5次实验中，有一次的结果与其它4次有明显差异，从而导致该浓度下的平均值偏差较大。你认为在做原始记录时，对该次的实验数据______（应该/不应该）舍弃。本次实验结果______（能/不能）体现生长素作用的两重性。