高中生物植物体细胞杂交的应用综合题

科学家研究发现，紫外光可抑制植物生长。原因是紫外光增加了植物体内吲哚乙酸氧化酶（有铁才能合成该酶）的活性，而吲哚乙酸在吲哚乙酸氧化酶的作用下可被分解为3—亚甲基氧化吲哚（不能促进细胞伸长）。为验证紫外光抑制植物生长与吲哚乙酸的氧化有关，请补充下列实验设计并完成相关的实验分析。（不考虑缺铁对植物生长其它方面的影响）
一、材料用具：
燕麦幼苗、完全培养液、缺铁的完全培养液（浓度均适宜）、蒸馏水、琼脂块、刀片等。
二、实验步骤：
（1）准备4个配有培养支架的烧杯，分别标记为A、B、C、D；
（2）向A和B烧杯中加入等量适量的完全培养液，C和D烧杯中加入__________________；
（3）选取______________，平均分成四组，分别放在A～D4组烧杯中培养一段时间；
（4）给予A、C适宜的可见光光照，给予B、D___________________光照，继续培养一段时间；
（5）切下幼苗的胚芽鞘尖端，分别用琼脂块收集生长素，并对应标记为a、c、b、d；
（6）培养一段时间后，观察胚芽鞘的弯曲情况。

三、实验分析：
（1）a、b、c、d琼脂块中收集的生长素含量最高的是__________。
（2）请预测上图中第①、⑤组胚芽鞘的生长情况：
① ___________________；⑤ __________________。
（3）通过对比上图中__________组胚芽鞘的生长情况即可证明紫外光抑制植物的生长与吲哚乙酸的氧化有关。

植物在单侧光照射下弯向光源生长。这个现象被解释为“光线能够使生长素在背光一侧比向光一侧分布多”。为什么生长素在背光一侧比向光一侧分布多?是因为向光侧的生长素在光的影响下被分解了，还是向光侧的生长素向背光侧转移了。为此，有人做了下述实验：
（一）实验步骤：将生长状况相同的胚芽鞘尖端切下来，放在琼脂切块上，分别放在黑暗中和单侧光下（见下图）。
（二）实验结果：如下图所示。
 
图中c、d、e和f用一生长素不能透过的薄玻璃片将胚芽鞘分割；琼脂下方的数字表示琼脂块收集到的生长素［（IAA）的量］请回答：
（1）图a和b说明什么?                                                      
（2）图c和d说明什么?                                                      
（3）图e和f说明什么?                                                     
（4）通过上述实验可得出什么结论?                                            

回答下列有关植物生命活动调节的问题。
（1）植物生长调节剂2，4－D是一种最早应用的选择性除草剂，它在质量浓度为10mg/L的浓度下，可促进植物的生长，具有生长素的生理作用，如果把浓度升高到500－1000mg/L，就可使一些双子叶植物死亡。因此，在农业生产上常常把它作为双子叶杂草的除草剂，同时还可促进单子叶农作物的生长。下图是单子叶农作物与双子叶杂草对2，4－D浓度的反应曲线，其中表示单子叶农作物的是曲线             （填“①”或“②”）。在施用2，4－D时，应把浓度控制在            （填图中字母）所对应的浓度范围内。

（2）植物不同器官对生长素的敏感性不同。取一正常生长的玉米植株水平放置，由于重力影响了生长素的重新分配，根将向地生长，茎将背地生长。下图是根、茎对生长素浓度的反应曲线，图示字母中表示根近地侧的是        、茎的远地侧的是        。
   
（3）生长素合成过程中有ACC合成酶的合成，而这种酶是乙烯合成所必需的，因此，一定条件下，生长素的合成，会促进乙烯的合成。上图53-3表示某些植物激素对幼苗生长的调节作用，图中a、b、c、d表示促进或抑制。请回答：
①图中字母表示促进过程的是               。
②结合c、d两过程分析：高浓度生长素条件下，细胞纵向伸长生长受到抑制可能是                                     的结果。
③研究发现，乙烯的产生具有“自促作用”，即乙烯的积累可以刺激更多的乙烯产生，因此，这种乙烯合成的调节机制属于               调节。

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____________；待成熟后计算每组坐果数量、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）	坐果数（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，则当光合促进剂的浓度小于a时，番茄产量_______（填“会”“不会”或“不一定”）降低。

已知植物根系可以通过细胞间隙的扩散和活细胞的转运两种途径吸收矿质元素。科学家为研究根系吸收矿质元素的规律，分别在正常条件和缺氧条件下用含有⁴²K完全培养液培养大麦，得到如图所示结果。

(1)正常条件和缺氧条件对第一阶段和第二阶段影响不同。第一阶段⁴²K进入根系的过程             (不受、受)代谢控制;第二阶段是⁴²K进人            (细胞间隙、细胞内)的转运过程。
(2)分析根的结构，植物根系能合成的植物激素有           (多选)

A．赤霉素

B．细胞分裂素

C．脱落酸

D．乙烯 E.生长激素

(3)既能抑制根的生长又能促进果实和叶片脱落的激素是           

请回答有关植物生命活动调节的问题：
（1）生产上常用生长素类似物萘乙酸（NAA）处理扦插枝条，促其生根。为了验证萘乙酸的生理作用与生长素作用相似，某人取生长状况一致的某植物嫩枝若干条，随机平分为A、B、C三组，进行了如表A中所示实验：
①实验中有               组（1或2或3）对照实验。
②用黑纸包住烧杯遮光的原因可能是                                               。
（2）研究者取生长良好4-5周龄拟南芥完全展开的叶，照光使气孔张开。撕取其下表皮，做成临时装片。从盖玻片一侧滴入不同浓度乙烯利溶液（能放出乙烯），另一侧用吸水纸吸引，重复几次后，在光下处理30 min，测量并记录气孔直径。之后滴加蒸馏水，用同样方法清除乙烯利，再在光下处理30 min，测量并记录气孔直径，结果如左下图l所示。

①图1中用乙烯利处理叶片后，气孔的变化说明，乙烯可诱导__                    _。
②用     浓度的乙烯利处理拟南芥叶，既不会伤害保卫细胞，又能获得较好的诱导效果。
（3）为研究乙烯调控气孔运动的机制，研究者用乙烯利、cPTIO （NO清除剂）等处理拟南芥叶，并测定气孔直径和细胞内NO含量，结果如右上图2所示。
由图2所示结果可以推测___                                      。

为证明光照和重力两种因素对生长素在植物体内的分布哪个影响更大，某研究性学习小组进行了如下探索：
材料用具：品种、大小相同的泡胀玉米种子若干，空易拉罐四个，沙土，不透光的牛皮纸，剪刀等。
方法步骤：
(1)取四个空易拉罐，分别剪去顶盖，装入湿润沙土并分别标号(甲、乙、丙、丁)；在每个易拉罐内植入三颗玉米种子，放在温度适宜的阴暗处培养，待苗长到2  cm左右时备用。
(2)将甲、乙、丙、丁均用不透光的牛皮纸包严(留出幼苗生长的足够空间)，放在实验台上，甲、乙直立放置，在乙装置的一侧开直径1 cm左右的小口，在它们的侧面0.5 m处用100 W的白炽灯连续照射；丙、丁水平放置，在丙装置的正对地面处开直径1 cm左右的小口，在它们的下方0.5m处用100 W的白炽灯连续照射(装置如图所示)；甲、乙、丙、丁的其他条件相同。
实验现象：两昼夜后，如图所示。甲直立生长；乙向光弯曲生长；丁向上弯曲生长；丙也向上弯曲生长，但与丁相比，弯曲度要小一些。

请根据实验现象分析原因并得出结论：
(1)由甲、乙装置内的玉米苗生长情况可知玉米苗具有：________________特性，最可能的原因是：_____________________________ 。
(2)由甲、丁装置内的玉米苗生长情况可知玉米苗具有：________特性，最可能的原因是：_________________      。
(3)由乙、丙、丁装置内的玉米苗生长情况可知：__________________。
(4)如果实验开始后使整个实验装置失去重力，甲、乙、丙、丁四个装置的幼苗生长方向将是：甲________，乙________，丙________，丁________。

请回答下列植物激素作用相关的问题：
（1）如图为生长素在X、Y、Z三种浓度下对微型月季茎段侧芽生长的影响，则X、Y、Z三种浓度的生长素对月季茎段侧芽生长的作用分别是            。据图       （填“能”或“不能”）确定Y浓度和Z浓度的大小。

（2）为探究单侧光是使胚芽鞘尖端的生长素从向光侧向背光侧转移，还是使向光侧的生长素分解了。某同学做了如图所示的实验，将经过图21甲处理后的琼脂块分别放在切去胚芽鞘尖端的切面上（见图21中乙），一段时间后，观察切去尖端的胚芽鞘的生长情况。

本实验的自变量为                 。
实验结果：①若切去尖端的胚芽鞘的长度关系为c<a=b=d，则说明               。
②若切去尖端的胚芽鞘的长度关系为c<a=b<d，则说明            。

研究表明，细胞分裂素可以延缓叶片的衰老。生物学兴趣小组的同学想通过实验检验生长素是否也具有延缓叶片衰老的作用。请你利用离体的叶片设计一个实验来探究这个问题。
（1）实验目的：探究生长素是否具有延缓叶片衰老的作用。
（2）实验原理：离体的叶子会逐渐衰老，叶片变黄，使用一定浓度的细胞分裂素处理之后，可以显著地延长保绿时间，推迟离体叶片衰老。
（3）材料用具：足够数量的植物离体叶片、一定浓度的细胞分裂素和生长素、所需的相关器材和用具。
（4）实验步骤（写出实验的思路即可）：
（5）结果预测和结论：
________________________________________________________________________________

某基因的反义基因可抑制该基因的表达。为研究番茄中的基因和基因对其果实成熟的影响，某研究小组以番茄的非转基因植株（组，即对照组）、反义X基因的转基因植株（组）和反义基因的转基因植株（组）为材料进行实验。在番茄植株长出果实后的不同天数（），分别检测各组果实的乙烯释放量（果实中乙烯含量越高，乙烯的释放量就越大），结果如下表：

组别	乙烯释放量（μL.kg^-1.h^-1）
20d                35d                40d                45d
A	0	27	17	15
B	0	9	5	2
C	0	0	0	0

回答下列问题：
（1）若在组果实中没有检测到X基因表达的蛋白质，在组果实中没有检测到基因表达的蛋白质。可推测，组果实中与乙烯含量有关的基因有，组果实中与乙烯含量有关的基因有。
（2）三组果实中，成熟最早的是组，其原因是。如果在35天时采摘组与组果实，在常温下储存时间较长的应是组。

某同学决定探究“生长素（IAA）对植物生长有何影响”。他选用了某植物的幼叶鞘作为实验材料，配制一系列不同浓度的IAA溶液进行实验。实验数据如下表所示：

编号	1	2	3	4	5	6
IAA溶液浓度（mol·L ^-1）	0（蒸馏水）	10 ^-12	10 ^-10	10 ^-8	10 ^-6	10 ^-4
幼叶鞘增长长度（mm）	2.6	3.2	3.9	5.1	3.1	1.8

请回答下列问题：
（1）实验中盛有不同浓度IAA溶液的小培养皿必须加盖，其原因是_______________。
（2）对该植物的幼叶鞘来说，最适的生长素浓度为_______________。

（3）假设各幼叶鞘的初始长度相等，请在右边坐标系中绘出随IAA溶液浓度的变化幼叶鞘增长变化的曲线。
（4）分析上述实验数据得出的结论是_______________。

植物侧芽的生长受生长素（）及其他物质的共同影响。有人以豌豆完整植株为对照进行了以下实验：
实验一：分组进行去除顶芽、去顶并在切口涂抹处理后，定时测定侧芽长度，见下左图；
实验二：用饲喂叶片，测定去顶时侧芽附近放射性强度和含量，见下右图。

（1）是植物细胞之间传递的分子，顶芽合成的通过方式向下运输。
（2）实验一中，去顶32 时Ⅲ组侧芽长度明显小于Ⅱ组，其原因是。
（3）实验二中，进入叶绿体后，首先能检测到含的有机物是，该物质被还原成糖类需要光反应提供。两组侧芽附近信号强度差异明显，说明去顶后往侧芽分配的光合产物。
（4）综合两个实验的数据推测，去顶时Ⅰ组和Ⅲ组侧芽附近的浓度关系为：Ⅰ组（大于/小于/等于）Ⅲ组；去顶时Ⅱ组侧芽长度明显大于Ⅰ组，请对些结果提出合理的假设：。

下图表示植物不同器官对生长素的反应。请观察后据图回答：

（1）生长素的化学本质是        。促进芽生长的生长素最适浓度是   mol·L^－1。
（2）A点浓度对茎生长的效应是               ；对芽生长的效应是            。B点浓度对茎生长的效应是              。
（3）从三条曲线可以看出，对生长素最敏感的是           。分析10^-8M对根、芽、茎的作用，得出的结论是            。
（4）解除植物顶端优势的措施是             。
（5）生长素在植物的幼叶和幼根中，只能从形态学上端运输到下端，这称为      运输。

研究表明，细胞分裂素可以延缓叶片的衰老。生物学兴趣小组的同学想通过实验检验生长素是否也具有延缓叶片衰老的作用。请你利用离体的叶片设计一个实验来探究这个问题。
（1）实验目的：探究生长素是否具有延缓叶片衰老的作用。
（2）实验原理：离体的叶子会逐渐衰老，叶片变黄，使用一定浓度的细胞分裂素处理之后，可以显著地延长保绿时间，推迟离体叶片衰老。
（3）材料用具：足够数量的植物离体叶片、一定浓度的细胞分裂素和生长素、所需的相关器材和用具。
（4）实验步骤（写出实验的思路即可）：
________________________________________________________________________________（5）结果预测和结论：
________________________________________________________________________________

激素调节在植物的生长发育过程中和对环境的适应过程中都发挥着重要作用，依据植物激素调节的相关知识，回答下列问题：
(1)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。
(2)赤霉素的合成部位主要是________          、幼根和幼芽，用赤霉素处理大麦，可以使大麦种子无需________就可产生α－淀粉酶，可简化工艺。