高中生物植物体细胞杂交的应用综合题

赤霉素是一种植物激素。为探究赤霉素的生理作用，两个研究性学习小组分别进行了如下实验：
A组：某校生物研究性学习小组想验证赤霉素的某一生理功能，请你帮助设计方案：
实验器材：一定浓度的赤霉素溶液、表面未经消毒的辣椒种子200粒、蒸馏水、脱脂棉、培养皿、恒温箱等。
实验目的：验证赤霉素具有促进种子萌发的作用。
实验程序：种子消毒→浸种→分组→恒温培养→观察记录
根据某次实验的观察得到以下记录：

	第2天	第4天	第6天	第8天	第10天	第12天	第14天
实验组	10%	50%	90%	97%	97%	97%	97%
对照组	0%	10%	50%	70%	80%	90%	97%

回答下列问题：
（1）本实验设计方案中变量为：_______________________________________________。
（2）本实验设计方案应记录什么实验现象？_________________________________________。
（3）由据表格中数据记录可得到的实验结论是_________________________________________________________________。
B组：另一研究性学习小组探究赤霉素对种子萌发的影响。
材料用具：适宜浓度的赤霉素溶液，蒸馏水，表面经过消毒的番茄种子若干，铺有滤纸的培养皿若干，恒温培养箱等。
实验步骤：
第一步：________________________________________________________________________。
第二步：________________________________________________________________________。
第三步：________________________________________________________________________。

秋末落叶时，植物叶柄基部开始形成离层（如图甲所示），而后叶片从离层部位脱落。下图表示离层部位细胞相关的生命活动。请据图回答下列问题：

（1）由图示可知，离层形成时，乙烯先于细胞内特定的受体结合，激活细胞核内的转录因子，合成物质A，物质A合成过程中遗传信息流动方向为：                        
（用文字和箭头表示）。
（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        作用，分泌到细胞外。这一生理过程中A物质穿过生物膜    层。高尔基体对A物质的作用是
                       。
（3）该过程分泌到细胞膜外的物质，通过                来促进离层形成。
（4）植物细胞膜对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要的作用。当植物在逆境（如低温、干旱或盐渍）中时，细胞膜遭到破坏，膜透性增大，从而使细胞内的电解质外渗，以致植物细胞浸提液的电导率增大。膜透性增大的程度与植物抗逆性的强弱有关。科学资料表明，脱落酸能改变膜的透性。请以番茄幼苗为实验材料结合下列材料用品设计实验，以探究脱落酸对植物抗逆性的影响。
材料用品：适宜浓度的脱落酸溶液、0.25mol／LNaCl溶液、蒸馏水、测定电导率的装置、喷壶、培养皿
①实验假设：___________________________________。
②实验步骤：
第一步：____________________________  ____                 _；
第二步：_________________________                    ________；
第三步：向甲组喷施              ，向乙组喷施              ；
第四步：_________________                    ________________。
③预期结果及结论：________________________________________________（至少答出两点）

（1）图一是研究不同浓度生长素对幼根生长影响的实验结果，图二表示利用玉米胚芽鞘研究生长素在植物体内运输方向的实验设计思路。请回答下列问题：

①生长素是由植物生长旺盛部位产生的，例如＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（写出两处）；
②图一所示实验结果说明生长素对幼根生长的影响是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，此实验的对照组是＿＿＿＿＿＿中培养的幼苗。
③图二所示实验的结果是，只有甲、丁组的普通琼脂块能使去掉尖端的胚芽鞘继续生长，说明生长素的运输方向是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）科学家研究发现紫外光可以抑制植物生长，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，以验证紫外光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：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

在植物育种过程中，可用不同化学物质（如EMS、秋水仙素）处理获得新品种。
I．甲磺酸乙酯（EMS）能使鸟嘌呤（G）结构改变，不与胞嘧啶（C）配对而与胸腺嘧啶（T）配对，从而使DNA序列中G—C碱基对转换成A—T碱基对。育种专家为获得更多的变异水稻亲本类型，常先将水稻种子用EMS溶液浸泡，再在大田种植，通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。请回答下列问题。
（1）通过EMS溶液处理获得性状变异的水稻，这种可遗传的变异称为         。
（2）用EMS浸泡种子是为了提高          ，某一性状出现多种变异类型，说明变异具有
             的特点。
（3）经EMS诱变处理后表现型优良的水稻植株也可能携带有害基因，为了确定是否携带有害基因，可进行基因检测，通常该植株根、茎和叶都可作为检测材料，这是因为            。
Ⅱ．用一定浓度秋水仙素溶液处理植物分生组织，能够诱导细胞内染色体数目的加倍，形成多倍体植物细胞。那么，用一定时间的低温（4^oC）处理水培的洋葱根尖时，是否也能诱导细胞内染色体数目的加倍呢?请通过实验探究低温对细胞内染色体数目的影响是否与秋水仙素作用相同。
材料器具：长出根的洋葱（2n=16）若干，小烧杯或广口瓶若干、清水、冰箱、一定浓度的秋水仙素溶液。
（1）实验假设是：                                        
（2）实验设计方案：
①前期准备：用清水培养洋葱，待根尖长到1cm长。
②分组处理：甲组滴加一定浓度的秋水仙素溶液、乙组放在              下、丙组放在室温下进行培养。
③观察现象：一段时间后，制作洋葱根尖临时装片，在光学显微镜观察根尖      区细胞内           。
（3）实验结果预测与结论
若            ，说明低温与秋水仙素作用相同，低温能诱导细胞内染色体数目加倍。
若          ，说明低温与秋水仙素作用不同，低温不能诱导细胞内染色体数目加倍。

顶端优势现象在植物界普遍存在，即顶芽正常生长而侧芽的生长受到抑制。为了探究顶端优势的原理，某生物兴趣小组设计下面的实验组合：
A组：观察某植物的长势良好、带有多个芽的枝条，保留顶芽，发现侧芽的生长受到抑制。
B组：将同种的长势相同、带有等量芽的枝条，去掉顶芽，结果发现侧芽萌动，加快生长。
（1）实验中     组为对照组，自变量是           ，可以得出的结论是              。
（2）请你以上实验基础上增加C组：将同种的长势相同、带有等量芽的枝条，         （保留／去掉）顶芽，并                                
                                        ，结果发现
                                                ，即可证明顶端优势的原理是顶芽产生的生长素向下运输，抑制了侧芽的生长。
（3）一般情况下，顶芽和侧芽处生长素的浓度分别大致位于右图中的         （选择图中字母填空）。

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）含量间接促进植物生长。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。
       
图1                                   图2
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 准备四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＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，分别在1号和2号烧杯中培养一段时间。
④ 1号幼苗喷洒适量蒸馏水，2号幼苗喷洒等量赤霉素溶液。继续培养一段时间。
⑤＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。培养一段时间后，观察胚芽鞘的弯曲情况。
⑥ 向3号和4号烧杯中加入等量适量的缺铁培养液，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）实验分析：
步骤②→⑤的处理结果是去尖胚芽鞘弯向1号，这证明＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。步骤⑥可能出现＿＿＿种不同的实验结果。

某生物兴趣小组对某野生植物进行了研究，图1示其向性运动的观察实验，图2示其根尖的结构，图3示其叶片结构，请据图回答问题：

 
（1）图1中，①②③表示芽，④⑤表示叶。你认为③的生长素浓度      ②（填大于、等于或小于）；若⑤为老叶，其含有的Ca        ④（填多于、等于或少于）。
（2）该野生植物的根尖吸收水分和矿质元素的主要部位是图2中的         区，不同程度的缺水对光合作用的影响也有所不同，中度缺水会影响叶绿体囊状结构薄膜上的电子传递，从而使     的形成受到抑制；严重缺水还会造成叶绿体囊状结构的破坏，而且在供水后也难以恢复。因而，植物不能长时间缺水。
（3）根据图3所示的结构，你认为该野生植物应该属于        植物（填C₃或C₄），这是因为                         。如果用同位素¹⁴C标记叶片周围CO₂中的C来表示踪叶片光合作用中C元素的转移途径，则该途径为        （用箭头和化合物表示）。
（4）为了探究不同条件对该植物光合作用速率的影响，做了如下实验：用8株有20片叶片、大小和长势相似的天竺葵盆栽植株，分别放在密闭的玻璃容器中，在不同实验条件下，利用传感器定时测定密闭容器中二氧化碳含量的变化。实验结果统计如下表，请分析回答下列问题：

编号	1	2	3	4	5	6	7	8
温度（℃）	10	10	20	20	30	30	40	40
光照强度（LX）	1000	0	1000	0	1000	0	1000	0
开始时CO2量（单位）	5.	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0
12h后CO2量（单位）	4.5	5.1	3.5	5.4	1.9	5.9	2.0	5.8

 序号1、3、5、7可构成一个相对独立的实验组合，在该实验组合中，实验变量是   。在实验前后二氧化碳含量的变化值表示            。

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。
（1）目前公认的植物激素共有五大类，除了赤霉素、生长素、细胞分裂素、脱落酸外，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）在进行植物组织培养过程中，      （需要或不需要）在培养基中加入糖类，培养基中必需添加的激素是                    。为了获得人工种子，应该在        时期包裹上人工种皮。
（3）将正常生长的植物横放后，植物会发生一些生长上的变化，其中生长上的变化最能体现生长素具有两重性的器官是         。

为探究“小麦萌发种子中生长素含量”，某小组同学用小麦胚芽鞘进行实验，其胚芽鞘部分切段，可以在含有生长素（IAA）的溶液中继续伸长。以下是有关实验步骤，请补充完善其过程并分析结果。
（1）实验步骤：
①取6个小瓶，编号。配置0.001、0.01、0.1、1.0、10μg/mL的IAA标准溶液，分别放在1—5号瓶中，第6号瓶中放小麦萌发种子生长素提取液；
②挑选生长状况一致的小麦胚芽鞘（如图所示）若干。选取同样长度切段（A、B、C）作为材料，浸泡在蒸馏水中2-3h，除去切段中的内源生长素；

③在上述每瓶溶液中浸泡切段10段，20h后取出切段，测量＿＿＿＿。
（2）结果预测及分析：
①若＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，说明小麦萌发种子中生长素含量为1.0μg/mL。
②该实验设计的理论依据是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，因而可通过过测定切段伸长的多少来测定生长素的含量。

萘乙酸（NAA）是生产中常用的植物生长素类似物，在一定浓度范围内（50～500ppm）能促进植物生根，且效果比IAA好。但NAA对不同植物促进生根的最佳浓度有较大差异。某校生物兴趣小组的同学，想通过实验探究“NAA促进植物扦插枝条生根的最佳浓度”，请帮助他们完成实验步骤并分析实验结果：
实验目的：探究NAA促进植物扦插枝条生根的最佳浓度。
实验原理：NAA能促进植物扦插枝条生根，有利于插条的存活。在最适浓度下，插条容易生根，存活率也最大。
实验材料：1000ppmNAA原液加清水稀释到浓度分别为：100ppm、200ppm和300ppm的NAA溶液，茉莉花、桅子花、金钱松枝条，其它必要材料。
（1）实验步骤：
①取250ml烧杯4只，编号。1—3号分别按序加入100～300ppm的萘乙酸溶液50ml，4号加入__________作为对照。
②选长势相当的二年生植物枝条若干（长15cm左右，留顶部2～3片叶，基部的剪除），____________，每组10枝，分别将基部浸入各烧杯溶液中，时间为l小时。
③将各组枝条分别插入沙土中，在适宜条件下培养。
④一个月后，观察各组生根和存活枝条数量，计算成活率。

成活数

NAA浓度ppm

（2）实验结果：3组同学分别用不同植物进行实验，结果如下：

植物	100	200	300	0（对照）
茉莉花	7	7	5	2
栀子花	10	10	10	10
金钱松	0	0	0	0

  （3）结果分析：
从结果可知，NAA浸泡对茉莉花插条生根的促进效果较好，而另两组未达到实验的预期效果。请分析可能的原因：
栀子花：_____________________________________。
金钱松：_______________________________________。
（4）在不增加新实验的前提下，请在右面方格纸设计一种适宜方式对实验数据进行处理，并推算出NAA促进茉莉花插条生根的更精确的浓度值。NAA促进茉莉花插条生根的最佳浓度约为________________。

长期以来，人们认为植物根的向地性和茎的背地性生长，是由于重力影响了植物器官内生长素的分布（即近地侧生长素浓度高于远地侧生长素浓度），导致两侧生长速度不一致而形成的。小明却提出了质疑。他认为若重力能够影响生长素的分布，那么，离心力同样也应该能影响生长素的分布。所以小明设计实验来推翻这个命题。

（1）请命名小明实验的课题： ▲ 。
（2）为完成实验，小明使用了如图所示的两个相同装置。图中花盆固定在转盘上，花盆内种植有新萌发的植物幼苗，转盘以600转/分的速度旋转。将装置置于正常日照之下培养，观察幼苗生长弯曲的情况。按照小明的思路，若离心力能影响生长素的分布，则茎应该向  ▲ （外或内）侧弯曲。
几天后，小明观察到，两个装置中的幼苗均向外弯曲生长。分析后他认为：离心力不能导致生长素在植物茎内横向运输，所以植物的向地性也不是重力影响了生长素分布的结果。
（3）我们认为，小明的实验存在缺陷，请你提出你的看法，要求提出三点。
①  ▲ 。②  ▲ 。③  ▲ 。

香蕉果实成熟过程中，果实中的贮藏物不断代谢转化，香蕉逐渐变甜。图A中Ⅰ、Ⅱ两条曲线分别表示香蕉果实成熟过程中两种物质含量的变化趋势，请回答： 

取成熟到第X天和第Y天的等量香蕉果肉，分别加等量的蒸馏水制成提取液，然后在a、b试管中各加5mL第X天的提取液，在c、d试管中各加5mL第Y天的提取液。如图B:
（1）在a、c试管中各加入等量碘液后，a管呈蓝色，与a管相比c管的颜色更_______（浅、深），两管中被检测的物质是____________，图A中表示这种物质含量变化趋势的曲线是____________。
（2）在b、d试管中加入等量的班氏试剂，煮沸后，b管呈红黄色，与b管相比d管的颜色更_______（浅、深），两管中被检测的物质是____________，图A中表示这种物质含量变化趋势的曲线是____________。
（3）已知乙烯利能增加细胞内乙烯的含量，如果在第X天喷施乙烯利，从第X天开始，曲线Ⅱ将呈现出________________（加快、减慢）下降的趋势，曲线Ⅰ将呈现出_________________（加快、减慢）上升的趋势。

果实成熟到一定程度时，乙烯含量明显上升。有些果实在这个时候呼吸速率会首先降低，然后突然增高，最后又下降，果实就完全成熟了，这个呼吸高峰称为呼吸峰。某实验小组在探究不同浓度 （μg/g）的乙烯对果实呼吸作用影响的实验中，得到如甲图所示结果。请回答下列问题。

（1）实验结果表明：
①随乙烯浓度增大，呼吸峰出现的时间将＿＿＿＿＿；
②随乙烯浓度增大，呼吸峰＿＿＿＿＿。
（2）该实验小组根据上述实验结果，开展了与果实保鲜贮藏相关的课题研究。
①课题名称是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
②材料和器材：刚采摘的成熟度一致的毛叶枣若干，密闭容器，适宜浓度的乙烯合成抑制剂,气相色谱仪（用于测定乙烯浓度），远红外CO₂分析仪。
③方法和步骤：
步骤一：挑选足量的无破损、形状、大小、外观颜色相对一致的毛叶枣，随机分成2等份。编号为A、B。
步骤二：A组不做处理，B组＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
步骤三：将A、B两组毛叶枣分别放入两个相同的密闭容器内，室温保持在25℃。
　　步骤四：一小时后，分别从两个容器内抽取等量气体，用气相色谱仪测定乙烯浓度，远红外CO₂分析仪测定CO₂浓度，并记录数据。
步骤五：每隔3天，用同样方法重复测量密闭容器内乙烯浓度和CO₂浓度。
（3）结果和结论
所得数据经处理后得到下图（乙图、丙图分别表示A、B组的实验结果）。

①本实验中因变量是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
②比较乙图和丙图可知，在一定浓度的乙烯合成抑制剂作用下，果实的呼吸峰出现时间＿＿＿＿＿，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
③比较乙图、丙图所示的实验结果，你得出的结论是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

2009年初，我国北方大旱，极大的影响了冬小麦的生长。请回答有关问题：
（1）冬小麦在缺水初期叶片气孔会自动关闭，以减小水分散失，但也会抑制自身光合作用的＿＿反应，直接导致产生的＿＿＿＿＿＿＿＿含量下降，造成光合作用减弱。
（2）人们发现一些抗旱植物的原产地主要分布在干旱地区。从生物进化角度看，抗旱类型的形成是＿＿＿＿＿＿＿＿的结果。我国科学家正在积极克隆荒漠植物甘草的一系列抗旱基因，通过生物工程技术培育出抗旱能力更强的冬小麦已为期不远，这也体现了生物＿＿＿＿＿＿＿＿的直接价值。
（3）冬小麦必须经过春化作用才能开花结实，用低温诱导促使植物开花的作用称为春化作用。高温、缺氧和缺水等均可以解除春化。下表是对冬小麦进行春化处理的研究结果，请回答：

①从表中可以看出，冬小麦能够抽穗开花与经低温处理产生＿＿＿＿＿＿＿＿有关。春化作用产生的物质是否由突变基因引起？＿＿＿＿为什么? ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
②科学家发现用一定浓度的赤霉素溶液处理冬小麦，可以使冬小麦不经过低温处理也可以开花，为了确定赤霉素对冬小麦进行春化作用的适宜浓度，某同学以未经春化过程的冬小麦幼苗为材料，用两种浓度的赤霉素溶液分别处理冬小麦幼苗作为两个实验组，用蒸馏水处理作为对照组进行实验，结果发现三组小麦生长发育过程中都没有开花。你认为应该如何改进实验，才能达到预期目的？
改进方法：在某同学使用的两种浓度赤霉素溶液的基础上，分别在＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿设置一系列＿＿＿＿＿＿＿＿的赤霉素溶液进行验，然后分别处理冬小麦幼苗，从而找到促进冬小麦春化作用的适宜浓度。

某同学设计了下列实验，通过测定乙烯和CO₂的产生量，探究“25℃室温条件下，在贮藏、保鲜过程中，乙烯合成抑制剂对毛叶枣果实的影响”。请将实验步骤补充完整并回答问题：
（1）材料和器材：刚采摘的成熟度相近的毛叶枣若干，密闭容器，乙烯合成抑制剂。气相色谱仪（用于测定乙烯浓度），远红外CO₂分析仪。
（2）方法和步骤：在25℃室温条件下：
①挑选足量的无破损，形状、大小、外观颜色相对一致的毛叶枣，随机分成2等份。编号为A、B。
②A组不做处理，B组＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
③从A、B两组中取出等量的毛叶枣分别放入两个相同的密闭容器内。
④一小时后，分别从两个容器内抽取等量气体，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，并记录数据。
⑤每隔3天，重复步骤③④。
（3）结果和结论：所得数据处理后得到下图（图1、图2分别表示A、B组实验结果）。

①从上图可以看出CO₂产生量与乙烯产生量之间的关系是＿＿＿＿，形成上述关系的原因是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
②比较图1、图2所示的实验结果，你得出的结论是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，从而说明乙烯合成抑制剂有利于毛叶枣的贮藏、保鲜。