高中生物植物体细胞杂交的应用综合题

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___________。

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          。

科研人员为了探究吲哚丁酸(IBA)的不同使用方法和浓度对蓝莓组培苗生根的影响，开展了相关的实验研究。具体方法如下：
①选用生长良好、生理状态相似的蓝莓苗，剪切成2.5cm单苗段备用。
②采用不同的处理方法，对制备好的单苗段进行处理。方法I是将IBA预先添加到基本培养基中，形成含不同IBA浓度的培养基，再将单苗段接种到相应培养基上。方法II是将单苗段置于不同浓度的IBA溶液中沾蘸5s，再接种到基本培养基中。
③培养至12d、18d和30d，统计生根率，记录的数据如下表。

方法	组别	IBA浓度(mg／L)	12d生根率(％)	18d生根率(％)	30d生根率(％)
Ⅰ	1	0	0	1	1
2	0.05	0	20	74
3	0.1	0	12	50
4	0.2	0	l1	48
5	0.5	0	10	47
Ⅱ	6	0	0	1	1
7	200	70	100	100
8	500	4	90	91
9	1000	0	87	88

（1）在本实验中，每组别都要选取多根单苗段进行实验的目的是            。
（2）使用IBA诱导蓝莓单苗段生根时，采用方法            (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)更好，原因是使用该处理方法时，在            、               等方面都具有明显的优势。
（3）在方法Ⅰ中，IBA浓度为0.5 mg／L时，对诱导蓝莓生根起            作用。若需进一步确定在培养基中添加IBA的最适浓度，则实验设计的思路是                      。

根据不同植物激素对植物插条生根的生理效应，某生物小组同学进行了如下实验：
①取生长健壮、无病虫害的沙枣枝条若干，截成小段，将每小段形态学上端用石蜡封口，下端剪成斜面，分成若干组。
②分别用不同浓度的吲哚乙酸、吲哚丁酸、细胞分裂素、赤霉素溶液浸泡其下端。
③一段时间后，将插条插到实验田中，观察沙枣插条的发芽、生长情况，并统计其成活率，结果见下表，请根据结果分析作答：

植物激素	赤霉素	细胞分裂素	吲哚乙酸	吲哚丁酸
浓度（mg/L）	0.05	0.1	0.05	0.1	0.05	0.1	0.05	0.1
处理插条数	100	100	100	100	100	100	100	100
成活株数	15	10	47	31	43	39	55	46
成活率	15	10	47	31	43	39	55	46

（1）上述实验结果能否说明赤霉素抑制沙枣生根，为什么？                            
（2）这一结果同时表明，同一种植物激素                                    
（3）科学家通过进一步分析研究可知：细胞分裂素抑制叶绿素、核酸和蛋白质的降解，抑制叶片衰老。请你补充完整以下实验证明“细胞分裂素有延缓叶片衰老的作用”。
第一步：选取同种植物、大小发育状况相同的叶片随机分成两组，分别标记为甲组、乙组。
第二步：在甲组叶片的局部位置涂上一定浓度的细胞分裂素，乙组叶片                           。
第三步：                                                  。
实验结果预测：                                             。
实验结论：细胞分裂素有延缓叶片衰老的作用。

萘乙酸（NAA）是生长素类似物，在农业生产上的应用广泛，其生理作用与浓度密切相关。下面是探究萘乙酸（NAA）对扦插枝条生根作用的最佳浓度范围的实验方案，请你进行适当的补充和完善。
（1）实验原理：萘乙酸与生长素一样，对植物生长的调节作用具有            性。
（2）实验过程与方法：
①取材；取山茶花植株生长良好的半木质枝条，剪成5～7cm，每段插条芽数相同。
②实验：将插条分别用具有一定浓度梯度的奈乙酸溶液处理（如图1）8～12 h后，再将处理过的插条下端浸在清水中，置于适宜温度条件下培养，观察并记录实验数据。
③建模：根据实验数据，建立数学模型如图2

（3）结果分析与评价：
①数学模型是用来                                              。
②从图2中，可得出的结论是                                    。
③为了提高所建数学模型的科学性和可靠性，请改正图l所示的实验方案中一处明显的不足：           。
④若利用上述实验相同的方法，探究萘乙酸对葡萄插条生根作用的最佳浓度范围时，除第一组外其余各组均没有长出不定根，最可能的原因是                   。

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                        。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。

(9分)植物激素对植物的生长发育有调控作用，以下是关于植物激素的相关实验探究：
(1) 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2.5 cm长的部分(茎芽)，置于培养液中无菌培养(如图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 本实验中，用激素处理时应将IAA加在________(填“培养液中”或“茎芽尖端”)。
② 从图2中B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分别是GA₃和IAA单独处理的________倍，由此可以推测GA₃和IAA对茎芽伸长生长的作用存在________关系。
(2) 为研究细胞分裂素的生理作用，研究者将菜豆幼苗制成的插条插入蒸馏水中(如图3)，对插条的处理方法及结果见图4。

① 制备插条时除去根系和幼芽的主要目的是________。
② 从图4中可知，对插条进行的实验处理包括________、________。
③ 在实验Ⅰ中，对A叶进行实验处理，导致B叶________。该实验的对照处理是________。
④ 实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的结果表明，B叶的生长与A叶的关系是________。

(11分)将豌豆放在适宜条件下黑暗培养7天后，从生长状况相同的一些胚芽鞘上分别制取两种等长的切段（S1、S2）若干。然后将两种切段分别在不含外源激素、含生长素、含赤霉素（生长素与赤霉素浓度相同），适宜条件下继续培养3天观察记录结果。结果如图（其中图3为第3天测量的伸长值）

（1）胚芽鞘尖端、幼芽、幼叶等部位都能产生生长素，图2中，I组与C组相比，I组的S1段伸长不如C组的原因：                                        。
（2）从图3可知，         （激素）对S2段的伸长促进作用更明显，主要体现了该激素的哪种生理作用：                             。
（3）如果分别用DNA合成抑制剂和蛋白质合成抑制剂处理S2段后再进行相应实验，则对实验结果影响较大的是              抑制剂处理过的切段S2。
（4）某同学利用若干等长的S2段、含¹⁴C赤霉素的琼脂块及空白琼脂块，设计实验证明赤霉素无极性运输特点。但只做了一组实验，请右下方框中补出其对照实验，并写出各自最可能的实验结果。    
实验结果：                                                                 

回答有关动植物生命活动调节的实验研究问题：
Ⅰ．科研人员在黑暗环境中培养水平放置的豌豆种子，获得图1所示豌豆幼苗，研究生长素（IAA）对植物背地（向上）生长的影响。

（1）豌豆幼苗中合成IAA的主要部位是幼苗的___________。
（2）实验一、科研人员切取幼苗的AB段（上胚轴），分别检测P侧和D侧的IAA含量。结果发现P侧的IAA浓度较高，推测该侧细胞的___________生长较快，导致上胚轴向上弯曲，表现出背地性。
（3）实验二、科研人员将若干幼苗分为两组，每一组切取AB段并纵剖为P侧和D侧两部分，将其中一组B端插入含有¹⁴C－IAA溶液的试管中，另一组A端插入。6 h后分别测定两组不接触¹⁴C—IAA溶液一端的¹⁴C—IAA相对浓度，结果如图2。A端插入和B端插入结果相比较，说明_________________________，并且______________侧运输能力较强。
Ⅱ．图甲为人体手背皮肤（A）接受一定刺激后引起肱二头肌（E）发生收缩而产生屈肘动作的神经传导路径示意图。图乙为图甲中某部分结构放大图，据图回答问题：

（4）当兴奋在B上传导时，兴奋部位的膜内侧电位变化为____________。现切断Ⅰ处，在Ⅱ处施加适宜的电流刺激，则在A、B、C、D、E中能测到电位变化的有_______。
（5）吗啡有镇痛作用，原因是吗啡能和图乙中[    ]______________上的特异性受体结合使其失去与
____________结合的能力，从而阻断了兴奋的传递。

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               （时间点）测量           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，使用适宜浓度的epiBR处理48h后，它可促进胚芽鞘的伸长量为          。
（5）该实验研究的主要目的是                      。

33．A.研究人员同时进行了多种植物激素对豌豆植株侧芽生长影响的实验，结果见下图。请分析回答：

（1）比较曲线__________可知顶芽对侧芽的生长有抑制作用；比较曲线__________可知顶芽产生的生长素抑制了侧芽的生长。
（2）经研究发现，侧芽的生长素浓度远高于顶芽，但顶芽产生的生长素仍可向侧芽运输，这说明此过程生长素的运输方式是___________。
（3）比较曲线1、3、4可知__________________________________。
（4）秋季来临，植物的叶片逐渐衰老和脱落，与此有关的激素是____       _____。
（5）综上可知，植物体的生长、发育是_____________________的结果。
B.某同学想通过实验探究不同浓度的萘乙酸和2，4D对植物生长的影响并比较二者浓度相同时的作用效果是否相同。请完善如下相关内容。
(1)实验原理：略。
(2)供选器材：烧杯、花盆、细沙、一次性塑料手套、月季的枝条、萘乙酸、2，4D、蒸馏水等。
(3)实验课题： ____________________________________________________。
(4)作出假设：略。
(5)实验步骤：
①分别利用萘乙酸和2，4D配制相同浓度及浓度梯度的溶液P₁、P₂、P₃、P₄、P₅，各五种。
②将生长状况相同的月季插条100枝，随机分为10组，分别标号为A₁、B₁、C₁、D₁、E₁、A₂、B₂、C₂、D₂、E₂。
③用   分别处理A₁、B₁、C₁、D₁、E₁五组月季插条，用五种2，4D溶液分别处理A₂、B₂、C₂、D₂、E₂五组月季插条，处理的时间和方法都相同。
④将每枝插条插入花盆内的沙土中，在相同且适宜条件下培养一段时间后，       ，记入表中，分析实验结果及结论。

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。

回答有关动植物生命活动调节的实验研究问题：
Ⅰ．科研人员在黑暗环境中培养水平放置的豌豆种子，获得图1所示豌豆幼苗，研究生长素（IAA）对植物背地（向上）生长的影响。

（1）豌豆幼苗中合成IAA的主要部位是幼苗的___________。
（2）实验一、科研人员切取幼苗的AB段（上胚轴），分别检测P侧和D侧的IAA含量。结果发现P侧的IAA浓度较高，推测该侧细胞的___________生长较快，导致上胚轴向上弯曲，表现出背地性。
（3）实验二、科研人员将若干幼苗分为两组，每一组切取AB段并纵剖为P侧和D侧两部分，将其中一组B端插入含有¹⁴C－IAA溶液的试管中，另一组A端插入。6 h后分别测定两组不接触¹⁴C—IAA溶液一端的¹⁴C—IAA相对浓度，结果如图2。A端插入和B端插入结果相比较，说明_________________________，并且______________侧运输能力较强。
Ⅱ．图甲为人体手背皮肤（A）接受一定刺激后引起肱二头肌（E）发生收缩而产生屈肘动作的神经传导路径示意图。图乙为图甲中某部分结构放大图，据图回答问题：

（4）当兴奋在B上传导时，兴奋部位的膜内侧电位变化为____________。现切断Ⅰ处，在Ⅱ处施加适宜的电流刺激，则在A、B、C、D、E中能测到电位变化的有_______。
（5）吗啡有镇痛作用，原因是吗啡能和图乙中[    ]______________上的特异性受体结合使其失去与____________结合的能力，从而阻断了兴奋的传递。

(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。

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。那么它是如何提高生长素含量的呢？某研究小组开展了探究。生长素在植物体内有一个合成和分解的代谢过程(如图1，IAA氧化酶是一种含铁蛋白)。研究小组据此提出假设：赤霉素通过促进生长素的合成提高生长素含量。

为验证假设，研究小组设计了实验。材料用具包括燕麦幼苗，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。
（1）参考图2，补充完成以下实验步骤：
①准备4个配有培养支架的烧杯，分别标记为1～4号。
②向1号和2号烧杯中加入等量适量的完全培养液。
③选取                         燕麦幼苗若干组，平均为2组。分别在1号和2号烧杯中培养一段时间。(注：1号烧杯中的幼苗为1号幼苗，2号烧杯中的幼苗为2号幼苗)
④1号幼苗喷洒适量蒸馏水，2号幼苗喷洒                          。继续培养一段时间。
⑤切下                                    ，分别用琼脂块收集生长素，并将琼脂块                                          。培养一段时间后，观察去尖端胚芽鞘的弯曲情况。
⑥向3号和4号烧杯中加入等量适量的缺铁培养液，重复步骤_______________________。
（2）实验分析：
步骤②～⑤的处理结果是去尖端胚芽鞘弯向1号，这证明______________________。步骤⑥可能出现________种不同的实验结果。
（3）该研究小组只提出了一种假设，请你提出可能存在的其他假设(写出其中一个即可)。
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