Question

【题目】对下列生物学实验进行思路设计、结果预测或分析与讨论。

(1)诱导酶是指在环境中有诱导物(一般是反应的底物)存在时，微生物会因诱导物存在而产生一种酶，没有诱导物就不会产生该酶。为了探究大肠杆菌的β-半乳糖苷酶(属于胞外酶，能催化乳糖分解)是否为诱导酶，实验思路是 ________________，还可以利用_______________技术测定大肠杆菌细胞内是否含有该酶的mRNA来确定。

(2)某研究小组用禾本科植物的冬芽切段为实验材料，进行了赤霉素(GA3)和生长素(IAA)对植物生长的影响的实验研究，实验装置见图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，A、B两组的结果见图2。请回答：

①植物激素是植物细胞间传递信息的分子，每种激素的作用决定于植物的种类、激素的浓度、____________等。

②实验装置中，滤膜的作用是在不影响_____通过的情况下，起到____的作用。

③A、B、C三组中受内源IAA影响最大的是____组。

④当加入药物完全抑制DNA复制后，GA3诱导的茎芽伸长生长被抑制了54%，说明GA3影响茎芽生长的方式是____。

⑤在C组中，若两种激素联合处理对茎芽伸长生长的促进作用是GA3单独处理(GA3单独处理茎芽的长度为6.0cm)的3倍、IAA单独处理的60倍，请参考B组在图3中画出C组的实验结果图(要求写出不同处理后的茎芽长度)。

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Answer 1

【答案】设置三组实验，第一组以葡萄糖为唯一碳源，第二组以乳糖为唯一碳源，第三组同时加入葡萄糖和乳糖，每隔段时间，分别检测培养液中是否含有β-半乳糖苷酶 分子杂交 激素的作用部位 气体 防止污染 A 促进细胞伸长和细胞分裂

【解析】

1、由题意可知，在环境中有诱导物存在时，微生物会因诱导物存在而产生诱导酶，没有诱导物就不会产生诱导酶。

2、由分析图2可知，与空白对照相比，对离体茎芽切段的促进作用从大到小依次是GA3+IAA>GA3>IAA。

(1)由题意可知，微生物会因诱导物存在而产生相应诱导酶，没有诱导物就不会产生诱导酶。为了探究大肠杆菌的β-半乳糖苷酶是否为诱导酶，可设计三组实验：第一组以葡萄糖为唯一碳源，第二组以乳糖为唯一碳源，第三组同时加入葡萄糖和乳糖。然后，每隔段时间，分别检测培养液中是否含有β-半乳糖苷酶；也可以利用分子杂交技术测定大肠杆菌细胞内是否含有该酶的mRNA来确定是否含有β-半乳糖苷酶。

(2)①植物激素是植物细胞间传递信息的分子，每种激素的作用决定于植物的种类、激素的浓度、激素的作用部位等。

②由题意可知，取禾本科植物的冬芽切段进行组织培养，需在无菌的条件下，因此试管用滤膜封口是为了在不影响气体通过的情况下，防止空气中的微生物进入培养液污染培养基。

③与B、C两组对比，A组禾本科植物的冬芽切段离体时间最短，内源IAA的含量最高，冬芽切段受内源IAA的影响最大。

④当加入药物完全抑制DNA复制后，GA3诱导的茎芽伸长生长被抑制了54%，说明GA3具有促进细胞伸长和细胞分裂的作用。

⑤由题可知，不含激素时，C组的茎芽长度应与B组的相同，即4.0。C组的冬芽切段离体时间比B组的长，其内源激素的含量比B组的低，故不同处理后的茎芽长度均比B组小，且两种激素联合处理对茎芽伸长生长的促进作用是GA3单独处理的3倍、IAA单独处理的60倍，实验结果图如下图所示：