高中生物植物体细胞杂交的应用综合题

金钗石斛具有很高的观赏价值，金钗石斛花芽的形成需要一定时间的低温诱导，生产中利用冷库或高山基地进行低温（4⁰C）处理调控花期，但成本高，效果也不稳定。研究表明，植物生长物质在花芽分化期间发挥重要作用。利用细胞分裂素类似物TDZ在常温下处理金钗石斛成株，探究其能否代替低温诱导金钗石斛花芽的形成。
选取生长状态一致枝叶完全展开的植株，平均分为甲乙丙组分别进行如下处理：

	处理	日温	夜温	培养30天
甲	20mg/L TDZ喷洒叶片	20∽26^0C	18∽20^0C	每周淋水一次
乙		20∽26^0C	18∽20^0C	每周淋水一次
丙	等量清水喷洒叶片	20∽26^0C		每周淋水一次

30天后将所有材料移至温室培养，日温20∽26⁰C，夜温18∽20⁰C，观察其开花情况，根据以上回答下列问题：
（1）选取生长状态一致枝叶完全展开的植株目的是                                         。
（2）乙组中处理为                         ；丙组中的夜温                         。
（3）请你预期甲乙丙组实验的开花情况，得出相应的结论：
a若                                           则TDZ能代替低温处理诱导金钗石斛花芽的形成
b若                                         则TDZ不能代替低温处理诱导金钗石斛花芽的形成

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。

某生物兴趣小组研究了光照、赤霉素和赤霉素合成抑制剂对某种植物茎伸长影响的实验后，结果如图所示。

(1)该实验的自变量是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，
需要控制的无关变量有：　　　　　　　　　　　　　　　　　　（至少写出两个）。
（2）该小组同学实验完成后，发现第5组的标签被污损，请你帮他重新标记。　　 　　　。
（3）以上实验能否准确说明茎伸长受抑制均由赤霉素合成抑制剂引起？　　　　　　。其原因是　　。
（4）某同学根据上述实验现象，结果得出以下结论：认为该植物是赤霉素缺失突变体。你认同吗　　，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（5）芹菜是人们喜爱的蔬菜之一，且具有平肝降压、防癌抗癌、减肥等诸多功效。想要提高种植芹菜的产量，根据本实验结果可采取的措施有：　　　　　　　　　　　　　。

请回答有关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于生长素作用相似，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，若B组根最多，则说明                   。
②用黑纸包住烧杯遮光的原因可能是                                               。
（2）图B表示突触的亚显微结构，它由图中的         （填标号）共同构成。
（3）图C是人体水和无机盐平衡调节示意图，据图回答下列问题。
①请写出⑤的名称              。
②由③引起的行为变化是                。
③导致细胞外液渗透压下降的原因是       和   ，这两种方式分别由   和      调节。

玉米矮生突变体可分为两类：激素合成缺陷型突变体和激素不敏感型突变体。为研究某种矮生玉米的矮生突变体属于哪种类型，研究者应用赤霉素和生长素溶液进行了相关实验，结果如图所示。请据图分析并回答：

（1）为得到某浓度激素处理后的实验数据，研究者需要测量两种玉米茎         的长度，并计算出伸长量；而且需要取每组各株玉米茎伸长量的       作为该组的实验结果。
（2）赤霉素对正常玉米茎有      作用，而对      几乎无作用；生长素的生理作用具有        的特点；玉米茎对       更敏感。
（3）喷施赤霉素或生长素      （能，不能）使矮生玉米的茎恢复至正常，由此可推测：该矮生玉米不属于       突变体。
（4）从图显示的结果看，两种玉米茎中赤霉素和生长素的含量     ，该结果    （支持／不支持）上述推测。

回答下列有关生长素的问题：
（1）某研究小组探究避光条件下生长素浓度对燕麦胚芽鞘生长的影响。胚芽鞘去顶静置一段时间后，将含有不同浓度生长素的琼脂块分别放置在不同的去顶胚芽鞘一侧，一段时间后测量并记录弯曲角度（α）。图一为实验示意图。

①α的范围为______________（180°≥α>0°、180°≥α≥90°、90°≥α>0°）。
②如果其中两组实验的α相同，则这两块琼脂块中的生长素浓度________（一定、不一定）相同。
（2）图二是生长素浓度与根、茎生长的关系曲线，图示字母中表示根近地侧的是________、茎的远地侧的是________。
（3）有科学家认为根的向地生长不仅与生长素有关，还与乙烯的作用有关。为了研究二者的关系，有人做了这样的实验：将某种开花植物的根尖放在含不同浓度生长素的培养液中，并加入少量蔗糖作为能源物质。他发现在这些培养液中出现了乙烯，且生长素浓度越高，培养液中乙烯的浓度也越高，根尖生长所受的抑制也越强。
①该实验的自变量是____________，因变量是_______________
②为使实验更严谨，还需将另一些等量的根尖放在______________，作为对照组。
③据此实验结果可推知，水平放置的植物根向重力生长的原因是_______________。

(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________。

棉花幼铃（幼果）获得光合产物不足会导致其脱落。为研究某种外源激素对棉花光合产物调配的影响，某课题组选择生长整齐的健壮植株，按图1步骤进行实验，激素处理方式和实验结果如图2所示（上述处理不影响叶片光合与呼吸强度）。

（1）该放射性物质中被标记的元素是。光合作用过程中，含标记元素的化合物被光反应提供的还原成糖类。在适宜温度下测得叶片光饱和点，若其他条件不变，进一步提高温度，则该叶片光饱和点的变化是。
（2）由实验结果推断，幼铃脱落显著减少的是组。组幼铃放射性强度百分比最低，说明组叶片的光合产物。为优化实验设计，增设了组（激素处理叶片），各组幼铃的放射性强度百分比由高到低排序是。由此可知，正确使用该激素可改善光合产物调配，减少棉铃脱落。
（3）若该激素不能促进插条生根，却可促进种子萌发和植株增高，其最可能是。

柿子在采摘后还有一个成熟的过程，这个过程中呼吸速率会先降低后增高，最后又下降。科学家用一种果疏花卉保鲜剂1-MCP对柿子细胞呼吸和乙烯产生的影响进行研究，结果如下图甲、乙所示。清回答：

（1）乙烯是一种植物激素。它是由植物体的一定部位产生，然后运输到作用部位，对生长发育起显著          作用的微量有机物。乙烯和          这两种激素与植物的衰老、成熟、对不良环境的响应有关。
（2）采摘后的果实细胞仍能进行细胞呼吸，说明果实离体后依然存活。测定细胞呼吸速率除了上述方法外，还可通过测量单位时间内的                 ，该气体在果实细胞中直接参与的化学反应式为                                      。
（3）从甲、乙图可以推测，经1-MCP处理后的柿子成熟比较    ，原因是                  。

(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：                                                                 

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)。

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。

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）脱落酸有促进叶片脱落的功能。上图二表示一个验证脱落酸有此功能的实验，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。某学习小组计划探究这两种激素在大麦种子α-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。

研究人员测定了香梨果实从形成到成熟及采收后某些植物激素含量的动态变化，其结果如图所示，请分析回答下列问题：

（1）在香梨果实发育初期（花后15d左右）达到高峰，且在果实迅速膨大期间（花后60d左右）含量比值加大的两种植物激素是           ，在此过程中          （填植物激素名称）的作用也是不可缺少的，说明果实正常发育是                的结果。
（2）香梨果实采收后30d才进入完全成熟阶段，在此过程中乙烯含量的变化说明其主要作用是              。
（3）采收后              的骤减是果实成熟的必要条件，脱落酸的积累可能触发了果实的衰老过程，            的含量再次升高，可能促使衰老阶段乙烯的大量合成，因此在果实成熟后期调节            至较低水平将是延缓香梨果实衰老的关键。

某种细胞分裂素对某植物光合作用和生长的影响如下表所示。

细胞分裂素浓度	叶绿素含量	光合速率	希尔反应活力	叶片氮含量	生物量
（g·L^-1)	(mg chl·g FW^-1)	(μmol CO2m^-2·s^-1)	(μmol DCIP Red· mg chl·h^-1)	（℅）	（g·plant^-1)
0	1.58	6.52	13.55	1.83	17.65
0.5	1.82	7.82	25.66	1.94	22.95
1.0	2.34	8.64	32.26	1.98	27.44
2.0	2.15	8.15	27.54	1.96	23.56

请回答：
（1）希尔反应模拟了叶绿体光合作用中阶段的部分变化。氧化剂既可以用于颜色反应，还可作为。希尔反应活力可通过测定溶液的颜色变化得到，也可通过测定得到。
（2）从表中可知，施用细胞分裂素后，含量提高，使碳反应中相关酶的数量增加。
（3）幼苗叶片中的细胞分裂素主要由产生。合理使用细胞分裂素可延迟，提高光合速率，使总初级生产量大于，从而增加植物的生物量。