高中生物植物体细胞杂交的应用综合题

秋末植物的叶片衰老时，在叶柄基部开始形成离层（如图甲所示），而后从植物体上脱落。离层部位细胞相关的生命活动如图乙所示。请据图回答下列问题：

（1）由乙图可知，叶柄基部离层的产生，与           （植物激素）有密切关系。
（2）A物质由内质网以出芽的方式形成小泡，运往高尔基体，再由高尔基体形成分泌囊，运往细胞膜，而后通过细胞膜的      作用，分泌到细胞外。
（3）该过程分泌到细胞壁之间的物质，对离层形成所起的作用是           。
（4）进一步的研究表明，叶柄基部离层的形成，还有脱落酸等其他激素的参与，这说明         。
（5）逆境是指对植物产生伤害的环境，如冰冻、盐渍和干旱等。植物对逆境的抵抗能力是不一样的，受遗传因素和外界因素的双重影响。植物对逆境的抗性强，则植物的电导率低；反之，电导率就高。电导率可以用一定的技术手段测出。现在有人认为脱落酸可以提高植物对逆境的抵抗力。请使用下列材料设计一个实验，以探究脱落酸对植物抗逆性的影响。材料用品：生长在培养瓶中状态良好且一致的黄瓜幼苗10株、适宜浓度的脱落酸、测定电导率的装置、0．25mol／L NaCl溶液、蒸馏水。
①实验步骤：
第一步：将10株黄瓜幼苗平均分成甲、乙两组；
第二步：                 ；
第三步：                 ；
第四步：                 。
②预期结果及结论：
               ；
               ；
               。

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。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          选用图中      点所对应浓度的生长素类似物作为除草剂。此例说明，生长素类似物的作用具有        性。
（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，可得出细胞分裂素               。
（3）根是植株细胞分裂素合成的中心，细胞分裂素合成后向上运输，能够抑制侧根向周围生长，促进主根向更深的土层生长；蔬菜育苗移栽时，切除主根，可促进侧根生长。以上现象说明根具有          现象。
（4）实验中用IAA溶液对插条处理的方法有      和      。但实验中选用处理方法应该注意                  ，这样做的目的是                 。在用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，此时的室内环境最好遮荫且          ，以保持IAA溶液的较低浓度。

观察发现，植物都表现出顶端优势现象。对这一现象的假设是：顶芽产生的生长素向下运输，大量积压在侧芽部位，侧芽部位生长素浓度较高，使侧芽的生长受到抑制。试将下列的验证实验补充完整。

实验器材：剪刀、富含生长素的琼脂小块（或羊毛脂）、不含生长素的琼脂小块（或羊毛脂）、两株长势良好大小相同的植株（见图）。
（1）实验目的：验证                   对侧芽的抑制作用。
（2）实验步骤：
①用剪刀同时剪去A、B植株的           ；②A株：              ；③B株：                       ；
④过一段时间后观察             的发育情况。
（3）预期实验结果及其原因：
A株：                               ；
B株：                                   。

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：生长素通常是促进细胞分泌H⁺进而促进细胞伸长。为了验证酸能够促进细胞伸长，现提供黑暗中萌发的小麦幼苗（如图）若干、5种不同pH值的系列缓冲液（pH 2．0～6．0）、蒸馏水、镊子、刀片、刻度尺、带盖的小瓶等材料器具，请完成相关实验设计并回答有关问题：

（1）实验材料的处理：选择若干长势一致的小麦幼苗，切取图中        （字母）对应的胚芽段，放入蒸馏水中浸洗，作为实验材料。
（2）实验分析：
①如果要实现实验目的最少需要设置        组实验。
②首先要进行的操作是             ，每瓶投入10段相同的实验材料。
③将各组在适宜条件下进行培养，定期进行       。
④预期结果：在一定范围内酸性越强，细胞伸长越明显，过酸则抑制细胞伸长。
（3）酸性物质作用于           （结构），使之可塑性变大，从而促进了植物细胞伸长生长。

植物激素对植物的生长发育产生显著调节作用，植物的生长发育是由多种激素相互协调、共同调节的。下表是植物不同部位各种激素的相对浓度，请分析回答：

部位	激素的相对浓度
生长素	赤霉素	细胞分裂素	脱落酸
茎尖	＋＋＋	＋＋＋	＋＋＋	—
幼叶	＋＋＋	＋＋＋	—	—
伸长茎	＋＋	＋＋	—	—
侧 芽	＋	＋	—	—
成熟叶	＋	＋	—	＋＋＋
根	＋	＋	—	—
根 尖	＋＋	—	—	—
＋＋＋表示含量高；＋＋表示含量中等；＋表示含量低；—表示无

（1）目前公认的植物激素共有五大类，除上表中的四大类外，植物体内还有一类物质也属于植物激素，该激素的主要作用是                    。
（2）生长素的化学本质是         。在果实的细胞分裂和细胞伸长时期生长素浓度较高，其原因是                         。
（3）在果实成熟时，果实中含量升高的激素有                        。
（4）比较茎尖和伸长茎中各种激素的含量，从细胞水平上分析植物的生长，说明生长素和赤霉素主要通过促进           ，从而促进生长；细胞分裂素主要通过促进
           ，而促进生长。

(16分)洋葱是生物学研究常用的实验材料，请回答下列有关问题：
Ⅰ．洋葱根尖分为成熟区、伸长区、分生区和根冠四个部分，这一结构的形成是细胞一——的结果，其中——细胞可能产生新基因。成熟区细胞不断从土壤中吸收水和无机盐离子，与二者的吸收关系最为密切的具膜细胞器分别是——、——。
Ⅱ．研究表明：当DNA复制时，BrdU可替代胸腺嘧啶脱氧核苷酸。DNA的一条单链含有BrdU，染色后着色变深；两条单链都含有BrdU，染色后着色变浅。研究人员将普通的根尖分生区细胞在含有BrdU的培养液中培养，使之连续进行两次分裂，分别观察处于两次分裂中期的细胞。请回答：
(1) 制作装片的流程为——。
(2)第一次分裂和第二次分裂中期细胞中染色体着色情况分别是——一
(3)E述现象可以验证   。
Ⅲ．洋葱根的生长受到多种激素影响，其中生长素(IAA)能促进生长。
(1)若将幼苗横放，根会向地生长，这一现象反映了生长素作用的——。
(2)在移栽植物时切除主根尖端可以促进根系的发育，说明根的生长也具有——现象。
(3)将洋葱根尖放在含有较高浓度IAA的培养液中，发现在培养液中出现乙烯，且IAA浓度越高，培养液中乙烯越多，根尖生长受到的抑制越强。该实验说明——。

为研究吲哚乙酸（IAA）与脱落酸（ABA）的运输特点，用放射性同位素¹⁴C标记IAA和ABA开展如图所示的实验。请回答下列问题：

（1）若图中AB为茎尖切段，琼脂块①和②中出现较强放射性的是    （填序号）；琼脂块③和④均出现了较强放射性，说明ABA在茎尖的运输     （填“是”或“不是”）极性运输。若先用某种抑制剂（不破坏IAA、不影响细胞呼吸）处理茎尖切段，再重复上述实验，结果琼脂块①和②中放射性强度相近，该抑制剂的作用机理可能是                。
（2）若图中AB为成熟茎切段，琼脂块①、②、③和④均出现较强放射性，说明IAA在成熟茎切段中的运输     (填“是”或“不是”)极性运输。
（3）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，但提取液沸水浴处理冷却后，不再降解IAA，说明已伸长胚轴中含有       。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”）。

研究发现生长素（IAA）和赤霉素（GA）对茎枝切段有促进生长的作用。请分析回答问题：

（1）根据图一可以得出的结论有：
①                          __；
②                         __。
（2）图二中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）植株矮生性状通常是因为植物体缺少合成赤霉素的酶，所以可采用外加__        __的方法使植株明显增高。

近年来，世界各地的台风、酷热、暴雨等极端天气越来越多，科学家普遍认为，这与大气中CO₂等温室气体的浓度持续上升而造成全球气候变暖密切相关。
（1）请指出人类社会中的一项可以导致大气中CO₂浓度上升的活动：______________。
（2）气温升高，某些植物生长受阻，下图一提示造成这种状况的一种原因，即高温不利于_______________。

（3）有研究表明，每当一种植物灭绝后，由于_______________或栖息环境受破坏，可能直接或间接地造成多种动物灭绝。因此气候变暖可能降低__________________，从而降低生态系统的抵抗力稳定性。
（4）在高温环境中，植物能通过释放脱落酸来促进休眠。上图二表示一个验证脱落酸促进叶片脱落的实验，1～4是剪去叶片的叶柄，对1做了如图所示的处理，那么，应选择______作为对照组，处理是__________。
（5）脱落酸能抑制种子萌发，赤霉素能促进种子萌发。某研究性学习小组计划探究这两种激素在大麦种子a-淀粉酶的合成上是否存在拮抗作用，步骤见以下图解。请你帮助他们设计实验结果记录表。

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“激素一受体复合物”，这一过程体现了细胞膜的           功能。
(2)被激活的“激素一受体复合物”能引起内质网释放 Ca2+, Ca2+ 促使细胞内的H+ 以            的方式运往细胞外，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，Ca2+ 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：观察两组幼苗的                      ，并测量                   的含量。
预测实验结果：                                                          .

(8分)香蕉果实成熟过程中由于储存的物质变为可溶性糖从而使果实甜度增加。某兴趣小组对此生理变化进行了初步探究：取未成熟香蕉果实若干放在适宜条件下让其自然成熟，每天定时取10g果肉研磨配制成100ml待测样液平分为A、B两份，分别用碘液和斐林试剂检测，记录颜色深浅的变化。
(1)样液A用碘液检测的目的是________；样液B用斐林试剂检测的目的是________。
(2)斐林试剂使用时需甲乙液等量混合均匀后再注入，并________观察颜色变化。
(3)如果探究过程中每天的实验现象不明显，可施加一定浓度的________促进果实成熟；也可适当提高________促进果实成熟，因为____________________。
(4)根据预期结果在坐标图中画出两种颜色的变化。

(10分)回答下列有关植物激素调节的问题：
（1）赤霉素能促进                ，所以外加赤霉素能使矮生植株明显增高。遗传上的矮生性状通常由单个基因突变引起的，这种突变使植物体内缺少合成赤霉素的酶，赤霉素合成代谢受阻，体内缺少内源赤霉素或赤霉素浓度太低。由此说明基因控制性状的方式是             
                                     。上述矮生植株明显增高的性状能否遗传？       ，理由是                                                              。
（2）赤霉素可以诱导淀粉酶的形成。现已证实，赤霉素对a—淀粉酶的诱导作用，只有在胚乳糊粉层存在时才发生。在去掉糊粉层的胚乳中，赤霉素就再也不能诱导淀粉酶的形成。这说明赤霉素作用的靶细胞是                ，而赤霉素合成的部位主要是                     。赤霉素的这种作用应用在生产啤酒上,可以使大麦种子无须            ，就可以产生a-淀粉酶，从而简化工艺，减低成本。
（3）为研究赤霉素(GA₃)和生长素（IAA)对植物生长的影响和作用关系，切取已萌发的黄豆豆芽的胚轴2.5cm，置于培养液中无菌培养，8天后测定胚轴的长度。实验处理与结果如下图。

①实验结果表明，GA₃和IAA对离体胚轴的伸长都表现出          作用，且GA₃的这种作用更为显著。
②由图可知，GA₃和IAA联合处理后胚轴伸长的长度显著大于单独处理的长度，由此推测GA₃和IAA在对胚轴伸长生长的作用上存在               关系。
③植物体激素的合成受光照、温度等环境因子的影响，但从根本上说是受                控制，从而使激素调节在植物的生长发育和适应环境过程中发挥着重要作用。

分析有关科学探究的资料，回答问题。（共11分）
I．细胞分裂素有延缓叶片衰老的作用。
请你设计一个实验证明细胞分裂素有延缓叶片衰老的作用。
(1)实验原理：
叶绿素逐渐丧失而失去绿色是叶片衰老最明显的特点，离体叶片很快就会出现衰老的特点，因此，可通过用细胞分裂素处理离体的叶片，记录              来证明。
(2)实验步骤：
第一步：选取                                                叶片随机分成A、B两大组，每大组再分别平分为三小组，分别标记为A₁、A₂、A₃和B₁、B₂、B₃；
第二步：在A大组叶片上涂满一定浓度的细胞分裂素，在B大组叶片的______________。
第三步：                                                                  。
(3)设计记录结果的表格
(4)预测实验结果，并得出实验结论。
                                                                         。
(5)举一例说明细胞分裂素在生产实践中的运用：                             。
II．对“细胞分裂素”对植物生长的影响作进一步探究：将甲乙丙三株大小相近的同种植物分别进行如下处理，甲：摘除顶芽；乙：保留顶芽，用一定浓度的细胞分裂素浸泡；丙：保留顶芽，不做处理。每隔两天测量侧芽长度。
图14示研究小组记录的甲、乙、丙侧芽的长度
（单位：mm）

(6)根据以上研究内容，请为此项探究拟订一课题名称：                        。
(7)实验结论                                                              。

根据所学的相关知识，回答下列有关植物激素的问题：

（1）右图表示棉花的根、芽、茎在不同浓度的生长素的作用下的生长情况单独观察图中一条曲线，能说明                     ，                             ．
（2）脱落酸能抑制____________________，促进叶和果实的衰老和脱落，主要分布在___________________________
（3）某棉农获知脱落酸可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，生物兴趣小组设计了下面的实验方案。
实验假设：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，观察三组植株叶片脱落的先后。

根据科学实验原则，上图中X处应放置                     ，则乙丙两组的实验变量是                                         。
预测三组植株的落叶情况，得出实验结论：
若                                                        ，则假设成立；
若                                                      ，则假设不成立。
（4）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）。

为了探讨某种植物的一些生理特性，科研人员做了一系列的相关试验。下图是在不同光照条件下测定的其光合速率变化情况。请分析回答：

(1)从图中a—b段可以看出，限制叶片光合速率的主要环境因素是         。若其他条件不变，对叶绿素而言，有效辐射的光主要是    。
(2)图中c—d对应时段，植物体内有机物总量的变化情况是        ，i点时叶肉细胞内合成[H]的场所有         。
(3)经测定，晴天遮光条件下该植物的CO₂释放速率为0．6 mol/m²s，则g点时该植物O₂产生速率为     mol/m²s。
(4)每分子叶绿素含有一个Mg²⁺，可被H⁺、Cu²⁺等置换。在用该植物的绿叶做“色素的分离与提取”实验时，滤液用5％的HCl处理一段时间后，其颜色与研磨时未加       的颜色相似，呈黄褐色。实验室常用含Cu²⁺的试剂处理叶片，可形成铜代叶绿素能长时间保持叶片标本的绿色，其原因可能是        。
(5)该植物收获后的果实可采用      (植物激素)进行催熟。经测定，该植物细胞内DNA、RNA和蛋白质的物质含量比值为l：3．1：11，研究者用生长素处理该植物细胞后，细胞内物质含量比值变为1：5．4：21．7，据此分析，生长素作用于植物细胞的分子机制是            。