阅读以下材料,回答相关问题。
有学者提出了关于植物生长素(IAA)促进生长的“酸生长假说”(如图所示):生长素与受体结合,通过信号传导促进质子泵活化,把ATP水解,提供能量,同时把H+排到细胞壁,使细胞壁pH下降,多糖链被破坏而变得松弛柔软,纤维素的纤丝松开,细胞的渗透压下降,细胞吸水,细胞因体积延长而发生不可逆转地增长。回答下列问题:
(1)无论是植物激素还是动物激素,作用于细胞的首要条件是___________________。
(2)生长素的极性运输是指__________________________________。
(3)据图可推测靶细胞上具有的能与激素分子结合的受体蛋白很可能就是______________________;由材料信息及图示推知,细胞吸收生长素的方式是________________________。
(4)又有学者提出了关于植物生长素(IAA)促进生长的“基因活化学说”:生长素与质膜上的激素受体蛋白结合后,激活细胞内的信使,并将信息转导至细胞核内,使处于抑制状态的基因解除阻遏,__________(请用已学知识完善该理论)。
某些作物收获时如遇雨水和高温,种子就会在农田中的植株上萌发,这种现象称为胎萌。为探究生长素对植物不同器官生长的影响,将萌发不久的燕麦幼苗的胚根及胚芽的顶端4mm切去,再将剩余的10mm的胚根及胚芽每10条一组分别放入不同浓度的生长素溶液中,保持在25℃下培养2d,下表为实验结果。据表回答下列问题:
生长素溶液的浓度 (mol.L-1) |
10-12 |
10-11 |
10-10 |
10-9 |
10-8 |
10-7 |
10-6 |
10-5 |
|
2d后的平均长度(mm) |
胚芽 |
12.3 |
12.7 |
13.5 |
14.7 |
16.0 |
15.1 |
12.2 |
10.8 |
胚根 |
12.1 |
12.7 |
13.6 |
12.6 |
12.0 |
10.9 |
10.0 |
10.0 |
(1)生长素的化学本质是 。在正式实验之前应先进行 ,以避免不必要的浪费。
(2)某同学据表中数据绘出了不同浓度的生长素对燕麦幼苗的胚根及胚芽的生长影响曲线,如图甲所示,
但他忘记标出生长素浓度,若2d后胚芽自然生长的平均长度是12.2mm,图中b点的生长素浓度应是 ,c点的生长素浓度应是 。
(3)请合理推测b-c点间生长素浓度下胚根的生长情况是 。
(4)为有效防止种子胎萌,延长种子的休眠期,可用0.01-0.5%的青鲜素在收获种子的前20天喷施进行调控。试推测青鲜素的作用与哪一类植物激素相似? ______ 。
(5)植物组织培养技术是快速繁殖的有效措施,在植物组织培养过程中,诱导愈伤组织分化为根和芽,需添加 __ 和 且调整适当比例,这与植物正常生长过程中不同阶段体内激素种类和含量不同有关,由此可说明植物生长过程与植物激素的关系是 ____ 。
为研究赤霉素()和生长素()对植物生长的影响,切取菟丝子茎顶端2.5长的部分(茎芽),置于培养液中无菌培养。实验分为三组,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,起到的作用。用激素处理时应将加在(填"培养液中"或"茎芽顶端")
(3)图2数据显示,和对离体茎芽的伸长生长都表现出的作用,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复制后,诱导的茎芽生长生长被抑制了54%,说明影茎芽生长的方式是。
(5)从图2中组(或组)的数据可知,两种激素联合处理对茎芽伸长生长的促进作用是单独处理的倍、单独处理的倍,由此可推测和在对茎芽伸长生长的作用上存在关系。
(6)组数据未显示出和具有上述关系,原因可能是离体时间短的茎芽中的量较高。
I当其他条件均最适宜时,玉米在不同温度和光强度条件下的光合速率如下图所示,光合速率以干重增加速率(mg/单位面积·h)表示。请回答下列问题:
(1)25℃条件下,1klx光强度时叶肉细胞中产生ATP的场所是 ,5klx光强度时的真正光合速率 (大于、等于、小于)P点代表的真正光合速率。
(2)15℃条件下,若将CO2浓度降低,则叶绿体中NADPH合成速率将会 (变大、不变、变小),P点向 方向移动。
(3)25℃条件下,北沙参黑暗处理1h后再光强在12klx度下照射1h,则实验期间干重积累量约
为 mg/单位面积。
Ⅱ油菜素内酯广泛存在于植物的花粉、种子、茎和叶等部位。为了研究其对植物的作用,研究人员做了如下实验:将数粒大麦种子在黑暗条件下水培萌发。当它们的胚芽鞘长至1.5—2.0cm时,切除尖端3mm,然后切成1.0cm 长的切段,用缓冲液浸泡1h,再分别转入用缓冲液配制的不同浓度epiBR(人工合成的油菜素内酯)溶液中处理,分别于不同时间点测量胚芽鞘的长度,实验结果如图所示。请回答下列问题。
(1)epiBR应该属于 。
(2)在实验过程中,去除尖端3mm,然后切取1.0 cm长切段用缓冲液浸泡1h的目的是减少 对实验结果的干扰。
(3)为了排除无关变量的影响,需要设置CK(对照组)。CK的设置方法是:取相同数量的胚芽鞘切段浸泡在 中,分别于12、24、36、48 t/h(时间点)测量胚芽鞘伸长量并记录结果。
(4)图甲曲线是将处理后的胚芽鞘切段浸泡在浓度为 的epiBR中得到的结果。结果表明,使用该浓度的epiBR处理48h后,它可促进胚芽鞘的伸长量为 。
如下列实验装置图,幼苗B已切去根尖.请分析,数日后幼苗的生长现象及其原因.
(1)数日后,幼苗A的胚根向下弯曲生长,幼苗B、C的胚根在生长和弯曲方面有何变化? ________ 。
(2)幼苗A胚根向下弯曲生长与外界刺激改变生长素的分布有关。生长素在胚根的远地端分布_____填“多”或“少”),其生长____(填“快”或“慢”),幼苗A茎的生长素在远地端分布_______ (填“多”或“少”),其生长______(填“快”或“慢”).根与茎同受地心引力的影响,生长方向却不同,请根据生长素作用特点,分析其原因_____________________ 。
(3)分析幼苗C胚根的生长与弯曲情况,可得出什么结论? _______ 。
为研究赤霉素(GA3)和生长素(IAA)对植物生长的影响,设计了以下两个实验:
实验一:从黄瓜长势一致的黄化苗上切取等长幼茎段(无叶和侧芽)。自茎段顶端向下对称纵切至约3/4 处。将切开的茎段浸没在蒸馏水中。一段时间后,观察到半边茎向外弯曲生长,如图1所示。若上述黄化苗茎段中的生长素浓度是促进生长的,放入水中后半边茎内、外两侧细胞中的生长素浓度都无明显变化。
实验二:切取黄瓜茎顶端2.5cm长的部分(茎芽),置于培养液中无菌培养(图2)。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3。
(1)根据生长素的作用特点,推测实验一中出现该现象的三种可能原因。
原因1是:内侧细胞中的生长素浓度比外侧高,且其促进细胞生长的效果更明显,所以内侧细胞生长较快。
原因2是: ,但其促进细胞生长的效果更明显,所以内侧细胞生长较快。
原因3是:内外两侧细胞中的生长素浓度相同,但内外侧细胞对生长素的 不同,该浓度的生长素更有利于内侧细胞的生长。
(2)实验二中,用激素处理时应将IAA加在___________(填“培养液中”或“茎芽尖端”)。
(3)图3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)适宜的激素水平是植物正常生长的保证。黄豆芽伸长胚轴的提取液,加入IAA溶液中可显著降解IAA;研究已证实光也有降解IAA的作用。这两条 IAA降解途径,对于种子破土出芽后的健壮生长__________(填“有利”、“不利”或“无影响”)。
下图甲表示生长素浓度对根和茎生长的影响,表乙是不同浓度的油菜素内酯水溶液对芹菜幼苗生长影响的实验结果。请回答下列问题。
表乙:不同浓度的油菜素内酯水溶液对芹菜幼苗生长影响的实验结果(a~e依次增大)
(1)若某植物幼苗已表现出向光性,且测得其背光面的生长素浓度为2 m,则其向光面生长素浓度范围为 ,比较甲图中的两条曲线可得出的结论是 。
(2)油菜素内酯对植物生长发育具有多方面的促进作用,被称为“第六大植物内源激素”。表中实验结果能否说明油菜素内酯对芹菜生长具有两重性? ,理由是
。
(3)请完善进一步探究油菜素内酯促进芹菜生长的最适浓度范围的实验步骤:
① ;
②取同一批种子使其萌发,从中选取株高、长势相同的芹菜幼苗,
;
③分别 喷洒对应组的芹菜幼苗;
④在相同且适宜的条件下培养一段时间,
。
回答下列关于植物激素调节的问题
Ⅰ.(1)科学家在研究中发现,植物总是表现出顶芽优先生长,而侧芽生长受到抑制的现象,此现象叫做 ,这是因为顶芽产生的 逐渐向下运输在侧芽部位积累,
从而抑制了侧芽的生长。在此过程中该物质的运输方式是________。
(2)芦苇是主要的造纸原料,如果在芦苇生长期用一定浓度的 处理,就可使芦苇的纤维长度增加50﹪左右。
Ⅱ.下图表示果实生长发育成熟过程中的植物激素变化情况,
(1)由图可知,果实幼果快速生长时期,除了生长素能促进细胞伸长外,____________也具有这样的作用。果实成熟过程中,含量升高的激素有 。
(2)由图可知,整个果实发育、成熟过程中激素的变化说明,植物正常的生长发育是________________的结果。
(3)研究者用生长素类似物处理细胞,得到结果如下表,据此分析生长素类似物作用于植物细胞的分子机制是_______________。
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)
|
(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。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Ca2+有降低细胞壁伸展性的作用,有人用赤霉素消除细胞壁中Ca2+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Ca2+抑制植物生长,而赤霉素通过消除细胞壁中Ca2+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。
甲图表示燕麦幼苗生长素浓度与作用的关系;乙图表示将一株燕麦幼苗水平放置,培养一段时间后的生长情况;丙图表示燕麦胚芽鞘。
(1)甲图中,C点生长素浓度对根生长的效应是 ,对芽的效应是 。
(2)乙图中b侧生长素浓度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)a侧,这是由于 引起的。
(3)为验证在单侧光照射下,丙图燕麦胚芽鞘尖端产生的生长素的横向运输发生在A段而不是发生在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;给右侧以单侧光照射,在下列图中绘出插入云母片的位置,并在下面用文字说明。
试题篮
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