高中生物植物体细胞杂交的应用综合题

有人研究发现：大麦种子（其结构如下图所示）在萌发时，胚中的赤霉素增加，胚乳内的淀粉含量减少，葡萄糖含量增多。他推测胚分泌的赤霉素，运输到胚乳外的糊粉层，并诱导糊粉层细胞合成α-淀粉酶，α-淀粉酶再分泌到胚乳中催化淀粉水解为葡萄糖，供胚生长需要。因此他利用如下实验材料及用具，设计实验来证明“赤霉素能诱导淀粉酶合成”。请你将他的实验步骤补充完整：

实验材料及用具：表面消毒的干燥大麦种子若干粒，消毒刀片，蒸馏水，适当浓度的赤霉素溶液，物质量测定仪（测定方法不做要求）
实验步骤：
第一步：选若干个大麦种子，       ，均分为A、B两组。
第二步：                  、                  。
第三步：一段时间后，               。
结论：赤霉素能诱导α-淀粉酶的合成。

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）比较乙组与丙组的预期结果，能够说明                         。
（4）比较丙组与丁组的预期结果，能够说明                          。
（5）顶芽产生的生长素抑制侧芽生长的原因是                          。(2分)

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。

烯效唑(S-3307)是一种广谱、高效的植物生长延缓剂，具有低毒、低残留的特点。研究结果和生产上使用表明烯效唑对小麦具有很好的壮苗和增产的效果，显示出广阔的应用前景。某实验小组为了探究不同浓度的烯效唑(S-3307)对植物根冠比（植物地下部分与地上部分的干重的比值，在作物苗期，根冠比越大越有利于植物的生长）的影响进行了以下实验：
（1）实验材料：小麦种子、0.1％二氯化汞、烯效唑、蒸馏水
实验步骤：
①选取若干数量的生理状况一致的健康、饱满的小麦种子，平均分为四组。
②用0.1％二氯化汞消毒15-20 min，蒸馏水冲洗4-5次
③分别用等量的0 mg/L、20 mg/L、X mg/L、60 mg/L的烯效唑浸种24 h。种子洗净后于瓷盘中培养，催芽3 d后移栽。
④一段时间后分别称量植物的                            ，并计算根冠比。
（2）实施实验过程，得到了以下数据：

请据图分析回答下列问题
①表中的X应为：     理由是：                                     。
②图中的数据表明不同浓度烯效唑(S-3307)下植物的根冠比不同，主要体现在不同浓度烯效唑能通过                                ，从而提高幼苗的根冠比，为了有利于植物作物苗期的生长，烯效唑的浓度应当控制在           左右。
（3）烯效唑对植物具有一定的矮化作用，推测可能是通过抑制      的合成，抑制了植物细胞的伸长，从而抑制了植物增高。

(10分)图1为科研小组探究a、b、c三种不同浓度的生长素溶液对葡萄茎段侧芽生长影响的实验结果。图 2为该小组探究某种南瓜矮生突变体属于激素合成缺陷型突变体还是激素不敏感型突变体的实验结果，请 回答下列问题：

(1)为得到某浓度生长素处理后的实验数据，需要测量每个葡萄茎段      长度, 并计算出生长量；而且需要取每组多个葡萄茎段生长量的           作为该组的实验结果。
(2)若选用带顶芽的葡萄茎段作实验材料，要对其进行         处理，目的是       
(3)图1中的a、b、c三种浓度中，浓度最高的是_________，判断依据是          
(4)由图2可知，生长素对正常南瓜茎生长有      作用；喷施生长素_____(填“能”或“不能”)使 矮生南瓜的茎恢复至正常，由此可推测：该矮生南瓜属于        突变体。

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                       。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）赤霉素有促进细胞分裂的作用。用适宜浓度的赤霉素处理植物芽尖细胞，其细胞周期的________期明显变短，此时期分子水平上所发生的变化主要是        和         。
（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。

动植物的生命活动的调节均受到激素的调节，而动物的调节要比植物的更加复杂。回答下列问题：
（1）动物的生命活动调节，除了激素调节外，还有                  。
（2）人体内能分泌生长激素的器官，能否再分泌抗利尿激素？          。科学家最早从人的尿液中分离出了生长素，从根本原因上分析：人体缺少          ，致使植物体内合成的生长素不能被人体所分解。下图是生长素两重性示意图，其中A点对应的生长素浓度下，该植物能否生长？              。

（3）当外界病原体再次“攻击”人体时，记忆细胞能识别突破第           道免疫防线的抗原，可迅速增殖和分化出             ，最终消灭抗原。

如图表示植物的不同器官对生长素的反应，据图回答：

（1）图中促进植物根、茎生长的最适浓度依次为          mol·L^－1、      mol·L^－1。
（2）从图中三条曲线可以看出，根、芽、茎对生长素反应敏感度为     >      >      。
（3）B点对根的生长效应为                  ，对茎的生长效应为                          。
（4）在生产实践中，使用生长素的关键是                                                   。

Ⅰ．下图为下丘脑与垂体调节内分泌活动的示意图，请据图分析回答：

（1）如果头部遭受创伤导致图中细胞③处的细胞体大量破坏，将出现明显的多尿现象。这说明E处分泌的物质中含有                 。
（2）当人体受到寒冷刺激时，在相关部位的影响下，细胞①处产生兴奋，兴奋通过          （结构）传递给细胞②，从而使A血管中的           激素的含量增加，并最终引起甲状腺激素分泌增加。图中所示的A、B和C三条血管中，能检测到甲状腺激素的血管有                      。
（3）在上图神经纤维某处的细胞膜内外放置电极a和b（如下图），在下图中M点给予一次适宜刺激，通过电压表测量神经细胞膜内、外电位差（膜内外电位差＝膜外电位－膜内电位）。坐标图中符合实验结果的曲线是_________。

（4）下丘脑中每个活的神经细胞都能完成的生理活动有_____________。
①兴奋的产生与反射的完成          ②细胞的增殖与分化
③代谢中产生水与消耗水            ④遗传信息的传递与表达
Ⅱ．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）含量促进植物生长。已知生长素在植物体内的合成和分解代谢过程如图1所示（IAA氧化酶是一种含铁蛋白）。那么赤霉素是如何提高生长素含量的呢？以下为某研究小组的部分探究过程。
材料用具：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。

实验步骤：
①准备4个配有培养支架的烧杯，分别标记为l～4号；向l号和2号烧杯中加入等量适量的完全培养液。
②选取生长状况相同的燕麦幼苗若干株，平均分为四组；
③将其中两组幼苗分别置于l号和2号烧杯中，1号幼苗喷洒适量蒸馏水，2号幼苗喷洒等量赤霉素溶液。培养一段时间后，进行如图2所示处理。
④在黑暗处培养去尖端胚芽鞘一段时间后，观察其弯曲情况。 
⑤向3号和4号烧杯中加入等量适量的 a 培养液，然后重复步骤 b 。请分析回答：  
（1）a、b两处分别为_______、___________；该步骤中使用此种培养液的目的是__________。
（2）本探究实验的两个变量分别是               、_________；若步骤④观察到的结果是去尖端胚芽鞘弯向1号尖端放置一侧，可以说明                       。
（3）你认为该小组提出的假设是                                         。

将培养在琼脂培养基内的蚕豆幼苗，分别放入如下图1的四个暗箱中，其中第②、④两个暗箱分别在顶部和右侧开孔，使光线射入，请据图回答问题。


（1）分析图1，用③和_________两个装置进行实验，可了解蚕豆的生长与单侧光的关系。
（2）装置①和④茎的生长情况是_________、_________。
（3）图二表示不同浓度植物生长素与植物生长的关系，曲线OH段说明在一定范围内，随生长素浓度的增高，促进生长的作用_________ （加强或者减弱），曲线上C点表示此浓度的生长素对生长的影响是_________，曲线上H点表示促进生长的_________生长素浓度。

某中学生物兴趣小组用生长素类似物2，4－D进行了相关的一些实验研究，请分析作答：
(1)甲组同学欲确定最适于柳树枝条生根的2，4－D溶液浓度，他们用两种不同浓度的2.4－D溶液及蒸馏水分别处理生理状况相同的柳树枝条，结果发现三组柳树枝条生根状况差异不大，请你给他们提出建议，以使他们达到预期目的。
                                                                      。
实验前的柳树枝条应浸泡在蒸馏水中，目的是                                    。
(2)乙组同学为探究2,4—D溶液浓度对月季枝条生根的影响，首先按照图一所示步骤配制了一系列浓度梯度的2,4—D溶液，然后选择插条，分组、编号，浸泡枝条，适宜条件培养，得到实验结果如图二所示。

由图分析可知，对5号烧杯中的2，4－D溶液的操作还应           ，该操作体现了           原则。
②由图二可确定促进月季枝条生根的最适2,4—D溶液浓度的范围是           ，实验结果        (能，不能)体现两重性。

(16分)光合促进剂是一种与生长素有类似生理作用的生长调节剂。某科研人员利用番茄为实验材料来探究光合促进剂的生理作用，其实验过程和结果如下：
实验材料：生长状况相同且长势良好的番茄若干株、适宜浓度的光合促进剂、蒸馏水、尺、天平等。
（1）实验步骤：（请补充完善）
第一步：选取生长状况相同且长势良好的番茄若干株，随机均分为甲、乙、丙、丁四组。
第二步：对甲、丙两组喷洒                ；对对照组乙、丁两组喷洒                。
第三步：将四组番茄放置于                    的条件下培养，观察四组番茄的叶片颜色，测量并计算每组番茄的平均株高,待成熟后计算每组座果数量、称量并计算单果重量的平均值。
（2）实验结果：如下表所示。植物生长状况、产量记录表

名称	平均株高(cm)	座果数(个)	叶色	平均单果重(g)
甲组	220.2	28.2	深绿	172.5
乙组	206.6	26.4	绿	156
丙组	222.8	27.6	深绿	170
丁组	218.8	25.8	绿	152.5

（3）根据所学知识回答下列问题：
①该实验中，因变量有     个。设置甲、丙两组（或乙、丁两组）相同实验遵循的是          实验原则。
②据表中叶色情况分析推断：光合促进剂增加番茄产量的原因可能是促进了      （物质）的合成，提高了光能利用率，进而提高果实产量。据表中数据分析推断：光合促进剂具有与生长素类似的生理作用，如：促进生长、                            。
③若实验过程中使用的光合促进剂浓度为a，那么当光合促进剂的浓度小于a时，番茄的产量       （填“会”、“不会”、“不一定”）降低。

生长素的主要作用是促进细胞纵向伸长，其作用机理如图所示，请回答下列问题：

(1)生长素作用的第一步是与细胞膜上的受体结合，形成“激素—受体复合物”，这一过程体现了细胞膜的　　　功能，细胞膜上的受体的化学本质主要是      。
(2)被激活的“激素—受体复合物”能引起内质网释放Ca^2＋，Ca^2＋促使细胞内的H^＋以　       　方式运往细胞外，增加了细胞壁的延展性，使细胞壁对细胞的压力减小，导致细胞吸水、体积增大而发生不可逆增长。细胞在生长过程中体积变化最大的细胞器是　 　　　　。
(3)此外，Ca^2＋还能激活细胞中的转录因子，它进入细胞核后，能引起　 　　　酶催化mRNA的合成。
(4)生长素促进根系生长的最适宜浓度要比茎低得多，稍高浓度的生长素能促进乙烯的生物合成，从而抑制了根的伸长，这说明生长素的作用具有　　   　　。
(5)科学家研究发现紫外光可以抑制植物生长，原因是紫外线增加了植物体内吲哚乙酸氧化酶的活性，从而促进了生长素氧化为3－亚甲基氧代吲哚，而后者没有促进细胞伸长的作用。现在提供生长状况相同的健康的小麦幼苗若干作为实验材料，请完成下列实验方案，以验证紫外线抑制植物生长与生长素的氧化有关。
步骤1：将小麦幼苗平均分为甲组和乙组。
步骤2：给予甲组　　　　 　 　　光照，给予乙组　　　   　　　光照。
步骤3：观察两组幼苗　　　     　并测量　　  　        　　　的含量。
预测实验结果：                                                    。

种子萌发时化合物和激素的含量都会发生变化，某小组对大豆种子萌发过程中蛋白质含量的变化进行了研究(如图)，请回答下列相关问题。

实验目的：检测在种子萌发过程中，蛋白质含量是否升高。
实验原理：蛋白质可用双缩脲试剂检测呈紫色，其颜色深度与蛋白质含量呈正相关。
实验步骤：
①将三份等量大豆种子分别萌发1、5、9天后取出，各加入适量蒸馏水，研碎、提取、定容后离心得到蛋白质制备液；
②取3支试管，编号1、2、3，分别加入等量的萌发1、5、9天的蛋白质制备液；
③在上述试管中各加入等量的双缩脲试剂A和B按比例配置的混合液，振荡均匀后，在60℃左右的水中加热，观察颜色的变化。
实验结果：（略）
(1)更正实验步骤中的错误操作：                                             。
(2)除图中物质外，请再说出在种子萌发时含量会增加的两种物质                 。
(3)种子萌发过程中，总糖量下降的原因是                                     。
(4)在实验中经常会出现“等量、相同”等这样的描述，是因为实验应遵循         原则。

植物生命活动调节的基本形式是激素调节，请分析回答：

（1）农业生产中，用一定浓度的生长素类似物作为除草剂，可以除去单子叶农作物田间的双子叶杂草，其原理是___________。甲图中可表示单子叶植物受不同浓度生长素类似物影响的是曲线________，可选用图中___________点所对应浓度的生长素类似物作为除草剂。
（2）将大小相近的同种植物分为①②③三组，分别进行不同的处理，实验结果如乙图所示。根据图中的①③组所示结果进行比较，可得出__________；继而根据图中的②③组所示结果进行比较，可得出_______。