高中生物植物体细胞杂交的应用综合题

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。

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：。

回答下列有关植物生长与激素调节的问题。

图1
（1）仅在茎的中部将束切断（如图1A），在不断绝正常生长素（ $IAA$ ）来源的情况下，一段时间后会发生如图18B样的变化，该现象说明 $IAA$ 具有的功能是（多选）。

A．	促进细胞休眠
B．	促进细胞分裂
C．	促进细胞分化
D．	促进细胞破裂

科学工作者用 ${}^{14}C$ 标记的 $IAA$ 从完成了以下四组实验（图2）。
（2）根据图2， $IAA$ 运输的规律可归纳为。

图2

实验表明， $IAA$ 的短距离运输以细胞到细胞的方式进行，且输入与输出细胞的载体不同，其中输出与 $PIN$ 蛋白相关。 $PIN$ 蛋白会通过胞吐（依赖于生长素应答因子 $ARF$ ）输出 $IAA$ ，图3为部分作用机理。

图3

（3）据图3判断下列表述正确的是（多选）。

A．

$GNOM$ 蛋白活性增强，抑制 $PIN$ 蛋白胞吐

B．

$IAA、AUX/IAA与TIR1$ 蛋白结合，促进 $IAA$ 输出

C．

高浓度 $IAA\mathrm{促进}AUX/IAA$ 被分解为碎片

D．

$TPL与AUX/IAA$ 蛋白结合物含量升高，无助于 $IAA$ 的输出

（4）若植物茎某处的 $IAA$ 浓度恰好为最适生长浓度，假设顶芽细胞的 $PIN$ 蛋白被持续抑制，则对茎该处的生长。

A．

有利

B．

不利

C．

无影响

D．

不确定

（5）结合 $PIN$ 蛋白的功能，解释顶端优势现象中"顶芽优先生长"（不考虑侧芽）的原理是。

为了研究从植物中提取的可可碱是否可以作为除草剂，某科研小组开展了可可碱对鬼针草根尖细胞的有丝分裂和种子萌发影响的实验研究，结果如下表。请回答：

（1）本实验需要制作根尖细胞有丝分裂装片，制片过程中根尖解离需要用到的试剂是。右图为显微镜下观察到的部分细胞图像，箭头所指的细胞处于分裂期的期。
（2）实验结果显示，与对照组相比，当可可碱浓度到达1.0^-1时，在分裂期的细胞中，后期和末期的细胞数目相对。产生这种结果的原因可能是，导致染色体无法移向细胞两极。
（3）实验结果表明，随着可可碱浓度的升高，种子发芽率。为探究可可碱影响种子发芽率的可能原因，某同学提出假设：可可碱会降低种子中赤霉素的水平。现欲通过实验检验上述假设，请写出实验设计的基本思路：。

（共10分）将风信子幼苗分别培养在不同浓度生长素溶液中，用相同的水平单侧光照射根部，测得根弯曲角度及生长情况如下表。回答下列问题：

（1）根尖感受光刺激的部位应在根的__________，弯曲部分应在_________（分生区/伸长区/成熟区/）。根尖发生弯曲生长的原因是___________________________。
（2）从实验结果可以推测：风信子根的生长方向受____________共同调控，外源生长素对风信子幼苗根生长调节的特点是______________________________________。
（3）若想确定外源生长素对根负向光性倾斜角度影响最小的浓度，还应该做进一步实验，实验的设计思路是：_________________________________________________________。

(11分，除标注外每空2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：                                                                 。

每年的7月～9月为某种苹果果实的成熟期。研究人员在此期间，每隔10天，采摘果树外围的果实测定其中激素的含量，结果见下图。请分析回答：

（1）苹果果实体积增大主要取决于果肉细胞     的增加和细胞     的增大。
（2）根据以上实验结果分析：
①在7月29日～9月27日期间，果实内   含量下降，可导致成熟期果肉细胞的   减弱，果实体积增大减缓。
②在9月7日～9月17日期间，果实内     和      的含量增加，同时测得果实中花青素和可溶性糖的含量不断增多，果实的样色和口味（成熟度）也会发生变化。由此推测上述激素含量的增加，可能促进了      生成，促进果实的成熟。
（3）有上述实验结果可以得出，苹果果实的成熟是                的结果。

(7分) 种子的休眠、萌发与植物激素有着密切的关系。将休眠状态的糖枫种子与湿砂混合后放在0～5 ℃的低温下1～2个月,就可以使种子提前萌发,这种方法叫层积处理。下图表示糖枫种子在层积处理过程中各种激素含量的变化情况,请据图回答下列问题。

(1)从图中可以看出       对种子的萌发起抑制作用,在种子破除休眠的过程中,赤霉素与脱落酸之间存在      关系。各种激素含量的变化说明了            。
(2)马铃薯块茎收获后也存在类似的休眠现象,要破除休眠使之提前萌发应该使用图中的          处理,但在生产上人们常使用的是人工合成的此类激素的类似物,因为该类物质                        。

酚类物质是山楂种子发芽的抑制物，多酚氧化酶可以将其氧化，下图是不同浓度赤霉素处理种子的种仁、种皮后，测得多酚氧化酶活性的结果，请据图回答下列问题。

(1)据图分析多酚氧化酶主要在种子中________处发挥作用，这可能与胚将来发育成植株有关。
(2)从上图推测赤霉素可能具有________的生理作用，其中浓度为________的赤霉素溶液的效果最好。
(3)有人认为，上图体现了赤霉素的作用具有两重性，你认为对吗?为什么?______。
(4)有研究发现，脱落酸能抑制上述酶的活性，这表明植物生命活动的调节需要______。

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                   。

某种番茄的黄化突变体与野生型相比，叶片中的叶绿素、类胡萝卜素含量均降低。净光合作用速率（实际光合作用速率-呼吸速率）、呼吸速率及相关指标见下表。

材料	叶绿素 a/b	类胡萝卜素/叶绿素	净光合作用速率 （μmolCO2·m^-2·s^-1）	细胞间CO2浓度 （μmolCO2·m^-2·s^-1）	呼吸速率 （μmolCO2·m^-2·s^-1）
突变体	9.30	0.32	5.66	239.07	3.60
野生型	6.94	0.28	8.13	210.86	4.07

（1）叶绿体中色素分布在           上，可用          提取；下图为野生型叶片四种色素在滤纸条上的分离结果，其中        （填标号）色素带含有镁元素。

（2）番茄的黄化突变可能     （促进/抑制）叶绿素a向叶绿素b转化的过程。
（3）突变体叶片叶绿体对CO₂的消耗速率比野生型降低了       μmolCO₂·m^-2·s^-1。研究人员认为气孔因素不是导致突变体光合速率降低的限制因素，依据是：                                        。
（4）番茄果实在成熟过程中，主要受         （激素）调节。

油菜素内酯是植物体内一种重要的激素，为探究油菜素内酯（BL）对生长素(IAA)生理作用的影响，研究人员做了如下实验。
（1）实验一：利用不同浓度的BL和IAA处理油菜萌发的种子，观察其对主根伸长的影响，结果如图所示。

由图可知，单独IAA处理，对主根伸长的影响是           ；BL与IAA同时处理，在IAA浓度为   nM时，BL对主根伸长的抑制作用逐渐增强；当IAA浓度继续增加时，BL对主根伸长的影响是               。
（2）实验二：用放射性碳标记的IAA处理主根，检测油菜素内酯对于生长素运输的影响．实验方法及结果如下：

上图表明BL可以    （促进/抑制）生长素运输，且对    （运输方向）的作用更显著。

研究表明，Ca²⁺ 可使生长素向Ca²⁺含量高的部位运输。现将燕麦幼苗进行如图所示处理，并放置于黑暗条件下培养。请回答：

（1）一段时间后，右图中根的生长状况为_____________(向右弯曲/向左弯曲/竖直向下）。为使本实验结果更具说服力，对照组的设置是：将含Ca²⁺ 的琼脂块换为______________，其他条件不变。
（2）若要探究单侧光与Ca²⁺ 对根生长的影响大小，在右图的基础上，实验组还应在根的___________（左/右）侧给予单侧光照射，一段时间后，若根_______________(向右弯曲/向左弯曲/竖直向下），则单侧光对根生长的影响较大。
（3）若将胚芽鞘水平放置，将含Ca²⁺的琼脂块放在胚芽鞘的远地侧，一段时间后，观察胚芽鞘的生长情况，本实验的目的是探究__________。若胚芽鞘背地生长，则说明_________。

为研究生长素（IAA）与赤霉素(GA）对豌豆节间生长的影响，有人以某种不能合成GA的突变型豌豆幼苗（形态见下图）为实验材料，分别进行去顶芽、叶片涂抹外源GA等处理，两天后检测该节间的IAA、GA含量以及长度增加值，结果如下表：

（l）赤霉素的作用是促进细胞____，从而引起植株增高。生长素的作用具有两重性，在浓度    时促进生长，在浓度    时抑制生长。
（2）在豌豆幼茎中，生长素的运输方向只能    ，这种运输所需的直接能源是    。
（3）比较    组实验结果可知，豌豆幼苗中产生生长素的主要部位是顶芽。比较    组实脸结果可知，赤霉素能促进豌豆幼苗产生生长素。
（4）从上述实验还可推测，生长素能促进碗豆幼苗对赤霉素的    。为了进一步验证该实验中生长素对赤霉素的作用，还可增加一个实验组，该实验组的处理是    。

水杨酸是植物体产生的一种激素，对植物的生长发育和抗逆性有重要作用。为探究水杨酸对不同品系（YTA、YTB）水稻幼苗叶片中蛋白质含量的影响，研究人员进行了相关实验，结果如图所示：

请回答：
（1）水杨酸作为水稻细胞的_______分子，可改变细胞的生理活动，使相关蛋白质含量增加，提高水稻幼苗的抗病能力。
（2）实验表明，水杨酸对品系YTA幼苗叶片中蛋白质含量的增加均具有______作用，其中________mol.L^-1浓度的作用效果最为显著。水杨酸对品系YTB幼苗叶片中蛋白质含量变化的作用具有           的特点。据图分析可知，在实验处理浓度范围内，品系________对水杨酸的浓度变化较敏感。
（3）研究表明，水杨酸能使水稻幼苗可溶性糖的含量增加和蒸腾速率下降，从而提高了水稻幼苗的        性。水杨酸还能抑制乙烯的生成，延缓果实的_____________。
（4）研究表明，水杨酸能适度地减小气孔的开放。在外源施用水杨酸时，除了要注意施用的浓度外，还要注意施用的       ，以便达到最佳的施用效果。