专题突破(三)
1．(2015·北京海淀第一学期期末) 胰岛素是人体血糖调节中的重要激素，其释放受到机体的精确调控。
(1)人体内胰岛素释放通路是：餐后血糖升高，葡萄糖由细胞膜上的________蛋白转运到胰岛B 细胞内，经过________过程产生大量ATP ，阻断ATP 敏感型钾离子通道，进而抑制了钾离子的外流，使细胞膜内的电位________，打开电压依赖性的Ca 2通道，升高了胞＋
内的Ca 2浓度，促进胰岛素分子以________的方式释放到细胞外。 ＋
(2)研究发现，高浓度葡萄糖可引起胰岛A 细胞合成并分泌谷氨酸，为研究谷氨酸的作用机理，科研人员将三组数目相等的小鼠离体胰岛进行培养，培养条件及结果如图1所示(CNQX为谷氨酸受体阻断剂) 。
实验结果表明，在高浓度葡萄糖条件下，_________________。由此推测，谷氨酸与胰岛B 细胞表面的________结合发挥作用。
(3)科研人员进一步用谷氨酸溶液处理正常小鼠和K 通道基因敲除小鼠的胰岛B 细胞，检测细胞内Ca 2荧光强度，结果如图2所示。 ＋＋
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①由实验结果可知，谷氨酸能够________正常小鼠胰岛B 细胞内的Ca 2浓度。 ＋
②K 通道基因敲除小鼠细胞内的基础Ca 2浓度显著高于正常小鼠，从胰岛素释放通路＋＋
分析，是由于K 通道基因敲除小鼠的K 通道不能正常发挥作用，导致Ca 2通道________。 ＋＋＋
③该实验结果说明谷氨酸对胰岛B 细胞的作用是通过________实现的。
[解析] (1)葡萄糖进入胰岛B 细胞需要细胞膜上载体蛋白的协助。葡萄糖进入细胞后，细胞经过有氧呼吸产生大量A TP ，阻断了钾离子通道，抑制钾离子外流，所以钾离子在细胞内积累，细胞内电位升高。胰岛素的化学本质是蛋白质，运出细胞的方式为胞吐。(2)结合题图信息可知，在高浓度葡萄糖条件下，谷氨酸能促进胰岛B 细胞释放胰岛素，但CNQX 可以抑制该过程。而CNQX 为谷氨酸受体阻断剂，故可猜测谷氨酸通过作用于胰岛B 细胞表面的谷氨酸受体发挥作用。(3)①实验结果显示，加入谷氨酸后正常小鼠细胞内Ca 2荧光＋
强度升高。②K 通道蛋白基因敲除小鼠的细胞内K 通道不能正常发挥作用，使K 不能外流，结合第(1)小题可知，Ca 2通道会打开，所以细胞内Ca 2荧光强度较高。③加入谷氨酸＋＋＋＋＋
后，正常小鼠细胞内Ca 2荧光强度升高，而K 通道基因敲除小鼠的细胞内Ca 2荧光强度不＋＋＋
变，所以猜测谷氨酸对胰岛B 细胞的作用是通过作用于K 通道来完成的。
[答案] (1)载体 有氧呼吸 升高 胞吐(或“外排”)
(2)谷氨酸能促进胰岛素的分泌，CNQX 可抑制这一过程 (谷氨酸) 受体
(3)①升高 ②(持续) 开放 ③K 通道
2．(2015·陕西宝鸡质检(一)) 调定点学说认为，人体内存在体温调定点，它可以使机体有一个相对恒定的温度值。正常情况下，体温在一定温度范围内偏离调定点后，机体能通过调节使体温回到调定点水平。病菌感染等不利因素能引起人体产生致热原(EP)，EP 引起体温调节定点改变进而导致发烧。下图为人体体温调节示意图，请据图回答： ＋＋
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(1)图中下列字母表示的结构名称：A________，B________。
(2)在上述反射弧中，汗腺、立毛肌、骨骼肌等和分布于其上的神经末梢等共同构成________，其中骨骼肌为主要的产热结构，它的活动受激素和________等信息分子的影响。兴奋在神经纤维上是以______的形式传导的，兴奋在反射弧中单向传递的原因是_______。
(3)病菌感染等不利因素致使人体温呈上升趋势时，正常体温相当于________(填“炎热”或“寒冷”)刺激，此时会在________形成冷觉。如果病人持续高烧39 ℃，其产热量________(填“大于”、“等于”、“小于”)散热量。
(4)高烧病人在体温逐渐恢复正常的过程中，临床主要表现为大量出汗，以增加散热，该调节方式主要为________。与此同时病人体内________激素含量可能会上升，以使细胞外液渗透压下降。
[解析] (1)图中包含一些完整的反射弧，即有感受器、传入神经(即①) 、体温调节中枢下丘脑(即A) 、传出神经(即②) 、多种不同的效应器(如皮肤血管、立毛肌等) ，其中B 表示能产生肾上腺素的肾上腺。(2)汗腺、立毛肌、骨骼肌等及其上的神经末梢共同构成效应器。传出神经与骨骼肌细胞之间可形成类似突触的结构，神经元可通过释放神经递质引起骨骼肌战栗增加产热；骨骼肌细胞的代谢也受到甲状腺激素和肾上腺素的调节，在这两种激素的调节下骨骼肌细胞代谢增强，以增加产热。兴奋在神经纤维上以局部电流的形式传导。在反射弧中有突触，突触决定了兴奋在反射弧中只能单向传递。(3)体温上升时正常体温相当于寒冷刺激，形成冷觉的部位是大脑皮层。持续高烧39 ℃，说明体温一直保持39 ℃，此时机体产热量等于散热量。(4)体温下降的过程中，通过大量出汗以增加散热，该过程以神经调节为主。由于大量出汗会造成血浆渗透压升高，使抗利尿激素分泌增加，抗利尿激素能促进肾小管和集合管重吸收水，从而引起细胞外液渗透压下降。
[答案] (1)下丘脑体温调节中枢 肾上腺
(2)效应器 神经递质 局部电流 反射弧中存在突触，兴奋只能从突触前膜传到突触后膜(或神经递质只能从突触前膜释放，作用于突触后膜)
(3)寒冷 大脑皮层 等于
(4)神经调节 抗利尿
3．(2015·山西四校第二次联考) 激素含量的相对稳定对维持稳态有重要作用，下图是人
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体部分稳态的调节示意图(A、B 、C 、D 表示激素) ，据图回答问题：
(1)寒冷冬季在室外久留的人，体内激素________(填字母) 分泌明显增多，以增加产热。为了达到产热与散热的平衡，机体的耗氧量________，尿液量________。
(2)当血糖浓度降低时，下丘脑接受刺激后，兴奋经神经细胞传递，其末梢内________释放神经递质与胰岛A 细胞膜上的________结合，导致某种激素分泌增多，引起血糖浓度的升高。
(3)图中参与水平衡调节的结构有________，参与水平衡调节的激素是________，它的靶器官(或靶细胞) 是________。
[解析] (1)图中A 表示促甲状腺激素，B 表示甲状腺激素，C 表示肾上腺素，D 可表示胰岛素或胰高血糖素。甲状腺激素和肾上腺素均能增强新陈代谢、增加产热，所以，寒冷冬季在室外久留的人，体内这两种激素的量会增加。因代谢增强，机体耗氧量增加，体内产热量增加，同时散热量也应增加，所以，尿量也增加。(2)神经递质是轴突末梢中的突触小泡释放的，血糖浓度降低时，其与胰岛A 细胞膜上的受体结合，导致胰高血糖素的分泌增多。
(3)水盐平衡调节中枢在下丘脑，同时，下丘脑能合成抗利尿激素，抗利尿激素通过垂体释放，最终作用于肾小管和集合管，促进水分的重吸收
[答案] (1)B、C(必须答出B) 增加 增加
(2)突触小泡 (特异性) 受体
(3)下丘脑和垂体(缺一不可) 抗利尿激素 肾小管和集合管
4．(2015·北京卷) 为探索治疗机体对于某种药物依赖的有效途径，我国科研人员进行了如下研究：
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(1)将大鼠置于自身给药箱中(如图) ，当大鼠按压非给药杆时指示灯不亮，药泵不给药；按压给药杆时指示灯亮，药泵通过静脉导管向大鼠注射一定量药物。灯亮时，光刺激大鼠视网膜，引起视神经细胞产生______________，传至末梢，释放________________，作用于突触________上的
受体，信息传至视中枢，产生视觉，多次重复训练后，大鼠在光信号和给药之间建立联系，当单位时间内大鼠按压给药杆的次数达到一定程度时，即可被视为对该药物形成依赖。以下将这种大鼠简称为D 鼠。
(2)研究发现，D 鼠相关脑区内酶A 含量和活性均明显升高，为探讨酶A 活性对药物依赖的影响，在两组D 鼠相关脑区注射酶A 活性抑制剂或生理盐水后，再分别放入自身给药箱，记录单位时间内两组D 鼠__________。与对照组相比，若抑制剂组的D 鼠__________，则表明抑制酶A 的活性可以降低D 鼠对药物的依赖。
(3)研究者设计了一种能与编码酶A 的mRNA 互相结合的，含22个核苷酸的RNA ，它能进入细胞，促进编码酶A 的mRNA 降解，将这种小RNA 用溶剂M 溶解后，注射到D 鼠相关脑区，引起酶A 含量明显下降，D 鼠对药物的依赖降低，进行本实验时，要同时进行一个对照处理，将一段小RNA 用________(填“生理盐水”或“蒸馏水”或“溶剂M”)溶解，注射到D 鼠的相关脑区，这段小RNA 的最佳设计为：与实验组使用的小RNA 相比，其核苷酸的________(多选，只填序号) 。
a ．种类相同 b ．种类不同 c ．数目相同 d ．数目不同 e ．序列完全相同 f ．序列完全不同
若此对照组D 鼠相关脑区内酶A 含量无明显变化，则可以证明________________________________等因素对实验组结果无影响。
[解析] (1)灯亮时，光刺激大鼠的视网膜，引起神经细胞产生神经冲动，沿神经纤维进行传导，当传导至轴突末梢时，可刺激突触小体释放神经递质，神经递质和突触后膜上的特
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异性受体结合，导致突触后膜电位发生改变，引发下一神经元兴奋。(2)为探讨酶A 活动对药物依赖的影响，自变量为酶A 的活性，因变量为大鼠对药物的依赖，而对药物的依赖是由单位时间内大鼠按压给药杆的次数体现的，因此需要记录单位时间内两组D 鼠按压给药杆的次数。与对照组(生理盐水组) 相比，若抑制剂组的D 鼠按压给药杆的次数明显减少，则表明抑制酶A 的活性可以降低D 鼠对药物的依赖。(3)设计对照实验需要遵循单一变量原则。研究者设计的小RNA 能够和编码酶A 的mRNA 互补配对，因此本小题中的单一变量应为所使用小RNA 的排列顺序的不同，那么所使用的溶剂、构成小RNA 的核苷酸的种类、数目均为无关变量，对照实验中的无关变量要求相同且适宜。若对照组酶A 的含量无变化，则证明与编码酶A 的mRNA 互补结合的小RNA(单一变量) 能导致酶A 的含量减少，溶剂M 、不能和编码酶A 的mRNA 形成互补结合的小RNA 、给药方法等因素(无关变量) 对酶A 的含量无影响。
[答案] (1)神经冲动(兴奋) 神经递质 后膜
(2)按压给药杆的次数 按压给药杆的次数明显减少
(3)溶剂M a 、c 、f 溶剂M 、不能和编码酶A 的mRNA 形成互补结合的小RNA 、给药方法
5．(2015·广东六校第三次联考) 下图甲是人体稳态调节的部分示意图，图乙是睾丸酮(雄性激素) 的调节机制示意图。请据图回答下列问题：
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(1)由图甲可知，在机体稳态调节过程中，细胞间可通过________等信息分子进行信息交流。当T 细胞活性下降时，会引起机体生成抗体的能力降低，其主要原因是______________________。
(2)GnRH与睾丸酮在化学本质上的差异是_________。图乙中abcd 过程体现了雄性激素分泌的____________________调节机制。
(3)研究表明吸食毒品会影响人体性腺功能。有研究者对某戒毒所的吸毒者进行了相关激素的检测，并与健康人作了比较，检测结果均值如下表：
睾丸酮水平低的原因是睾丸受损，还是LH 和FSH 减少，可将其体内LH 和FSH________________，一段时间后测定其睾丸酮含量，与健康者比较即可确定原因。
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(4)环境激素是指由于人类的生产和生活活动而排放到周围环境中的某些化学物质。研究表明环境激素可沿着________传递进入人体，被靶细胞接受后干扰精子生成，从而使人的生育能力降低。有的环境激素可使精子DNA 分子发生断裂和DNA 片段丢失，使得精子出现________，造成精子畸形率升高。
[解析] (1)图甲中进行细胞间交流的信息分子有免疫活性物质、神经末梢分泌的神经递质、通过血液运输的激素等。T 细胞分泌的淋巴因子可协助B 细胞增殖和分化为浆细胞和记忆B 细胞，浆细胞能合成并分泌抗体。(2)GnRH(促性腺激素释放激素) 的化学本质是蛋白质(多肽) ，而睾丸酮的化学本质是固醇类。在睾丸酮的分泌调节中既存在反馈调节也存在下丘脑—垂体—睾丸的分级调节机制。(3)据表可知，与健康者相比，吸毒者的LH 和FSH 含量减少，图甲中的bcd 过程减弱。为了确定吸毒者睾丸酮水平低的原因是睾丸受损还是LH 和FSH 减少，可将其体内LH 和FSH 的量补充到健康者水平，一段时间后测定睾丸酮的含量，与健康者比较，若睾丸酮含量与健康人相同，则是LH 和FSH 减少引起的，反之，则是睾丸受损引起的。(4)环境激素是外界环境中的化学物质，可沿食物链进入人体，被特定的靶细胞接受起作用，从而干扰人体正常的生命活动。环境激素可造成精子中DNA 断裂和DNA 片段缺失，从而导致精子染色体结构变异，畸形率升高。
[答案] (1)激素、神经递质、免疫活性物质(淋巴因子) 淋巴因子分泌量减少，影响了(不利于)B 细胞增殖分化成浆细胞
(2)前者是蛋白质(肽类) ，后者是固醇类(类固醇) 分级(分级调节) 和(负) 反馈
(3)bcd 补充到健康人(正常) 水平
(4)食物链(食物网) 染色体结构变异(染色体片段缺失)
6．(2015·福建卷) 兴奋性是指细胞接受刺激产生兴奋的能力。为探究不同缺氧时间对中枢神经细胞兴奋性的影响，研究人员先将体外培养的大鼠海马神经细胞置于含氧培养液中，测定单细胞的静息电位和阈强度(引发神经冲动的最小电刺激强度) ，之后再将其置于无氧培养液中，于不同时间点重复上述测定，结果如图所示。请回答：
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注：“对照”的数值是在含氧培养液中测得的
(1)本实验的自变量是________。
(2)静息电位水平是影响细胞兴奋性水平的因素之一，图中静息电位数值是以细胞膜的________侧为参照，并将该侧电位水平定义为0 mV。据图分析，当静息电位由－60 mV变为－65 mV时，神经细胞的兴奋性水平________。
(3)在缺氧处理20 min 时，给予细胞25 pA 强度的单个电刺激______(填“能”或“不能”)记录到神经冲动，判断理由是______。
(4)在含氧培养液中，细胞内ATP 主要在________合成。在无氧培养液中，细胞内ATP 含量逐渐减少，对细胞通过________方式跨膜转运离子产生影响，这是缺氧引起神经细胞兴奋性改变的可能机制之一。
[解析] (1)分析题意和图示可知，本实验的实验目的是探究不同缺氧时间对中枢神经细胞兴奋性的影响，实验的自变量是缺氧时间。(2)分析题意和图示可知，静息电位为外正内
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负，且图中静息电位数值为负值，因此图中的静息电位数值是以细胞膜的外侧为参照；因此当静息电位由－60 mV变为－65 mV时，内外阳离子浓度差变大，此时神经细胞兴奋性水平应为降低。(3)分析题意和表格可知，当缺氧处理20 min 时，其阈强度为33 pA ，因此给细胞25 pA 强度的单个电刺激时，由于刺激强度低于阈强度，是不能记录到神经冲动的。(4)分析题意可知，在含氧培养液中，细胞进行有氧呼吸，ATP 主要在线粒体合成；由于主动运输需要载体和能量，因此在无氧培养液中，细胞内ATP 含量减少，会对主动运输产生影响。
[答案] (1)缺氧时间
(2)外 降低
(3)不能 刺激强度低于阈强度
(4)线粒体(或线粒体内膜) 主动运输
7．(2015·上海卷) 回答下列有关植物生长与激素调节的问题。
(1)(多选) 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1B 样的变化，该现象说明IAA 具有的功能是________。
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14C 标记的IAA 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________。
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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。
(3)(多选) 据图3判断下列表述正确的是________。 A ．GNOM 蛋白活性增强，抑制PIN 蛋白胞吐 B ．IAA 、AUX/IAA与TIR 1蛋白结合，促进IAA 输出 C ．高浓度IAA 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 C ．无影响
B ．不利 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________。
[解析] (1)观察题图，在茎的中部将维管束切断后，一段时间后会形成新的维管束，说明发生了细胞分裂和细胞分化，故B 、C 正确。(2)比较图2，可以分析IAA 的极性运输从胚芽鞘的尖端向植物中部运输。(3)分析题图3，GNOM 蛋白质与IAA 的分泌有关，GNOM 蛋白质活性越高，PIN 蛋白胞吐速度越快，故A 错误；当IAA 、AUX/IAA与TIR 1蛋白结合后，促进AUX/IAA，从而促进IAA 的分泌，故B 、C 、D 正确。(4)若顶芽细胞的PIN 蛋白被持续抑制，则细胞不能分泌IAA ，当IAA 浓度较高时，会抑制植物的生长，因此对植物生长是不利的。(5)顶芽产生IAA ，当细胞中IAA 浓度高时，会由PIN 蛋白通过胞吐输出IAA ，从而将IAA 浓度维持在适合顶芽生长的水平，使顶芽优先生长。
[答案] (1)BC
(2)从胚芽鞘尖端向植物中部运输 (3)BCD (4)B
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(5)顶芽产生IAA ，当细胞中IAA 浓度高时，会由PIN 蛋白通过胞吐输出IAA ，从而将IAA 浓度维持在适合顶芽生长的水平，使顶芽优先生长。
8．(2015·北京海淀期末练习) 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) ，分别提取P 侧和D 侧细胞的所有mRNA ，与被IAA 诱导表达的PsIAA4/5基因的探针进行________杂交，目的是通过检测P 侧和D 侧PsIAA4/5基因的________水平，来检测____________________。检测发现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。
(4)实验三：科研人员制备切去P 侧或D 侧3 mm的AB 段，将它们的A 端插入含有14C
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－IAA 溶液的试管中(插入深度不超过3 mm)，6 h后检测B 端14C －IAA 含量，得到图3所示数据。由实验数据判断，P 侧和D 侧对IAA 的运输能力______________，被切去的一侧也检测到14C －IAA ，说明IAA 存在________运输。
[解析] (1)豌豆幼苗中合成生长素的主要部位是顶端即幼叶。(2)可利用基因探针和mRNA 进行核酸分子杂交，以检测相关基因的转录水平。如果有杂交现象，说明PsIAA4/5基因已经转录，进而可以判断生长素的含量。生长素的作用机制是促进细胞的伸长。(3)AB段的A 端为形态学上端，B 端为形态学下端。分析实验结果，A 端插入时，B 端14C －IAA 浓度高于B 端插入时A 端的
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C －IAA 浓度，说明生长素极性运输强于非极性运输，而P
侧14C －IAA 浓度高于D 侧，说明P 侧的运输能力强。(4)题图显示，第一组实验的P 侧和第二组实验的D 侧14C －IAA 的浓度明显不同，所以判定两侧对生长素的运输能力不同，被切去的一侧也能检测到生长素，说明存在生长素的横向运输。
[答案] (1)幼叶(顶端)
(2)核酸(或“DNA—RNA”) 转录 IAA(生长素) 的含量 伸长 (3)IAA(生长素) 极性运输强于非极性运输 P (4)不同 横向(或“侧向”)
9．(2015·湖南株洲质检(一)) 科学家雷(P.M.Ray)将燕麦胚芽鞘切段放入一定浓度生长素的溶液中，发现10～15 min后切段开始迅速伸长，同时介质的pH 下降，细胞壁的可塑性增加。将切段放入含IAA 的pH ＝4的缓冲溶液中，切段也表现出伸长(见下表) 。基于上述结果，雷和克莱兰(Rayle and Cleland)于1970年提出了生长素作用机理的酸生长理论(如下图) 。
IAA 和H 对燕麦胚芽鞘切段的影响
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＋
(1)生长素能促进细胞伸长，可以通过________(填“横切”或“纵切”)胚芽鞘切段制成临时装片，用________观察两侧细胞长度比较得出结论。
(2)若植物自身不能产生生长素，可以将植物加入到________环境中，促进细胞的伸长。 (3)IAA一方面被细胞膜上的受体识别后，刺激H 泵将H 排出细胞膜，从而使________变得松散，不能阻止细胞________，于是细胞伸长；另一方面IAA 被细胞内的受体识别后，刺激细胞核内________，从而合成细胞膜和细胞壁的相关物质，细胞继续伸长。
[解析] (1)生长素能引起茎切段伸长说明生长素能引起细胞纵向伸长，因此，需要对切段进行纵切，这样才能在显微镜下看到细胞纵向伸长的情况。(2)根据表中⑤⑥⑦实验的结果可知，在没有生长素时，在酸性环境中也会引起切段伸长，所以若植物不能产生生长素，可以将植物加入到酸性环境中，促进细胞的伸长。(3)根据题干中信息“介质的pH 下降，细胞壁的可塑性增加”，可推测氢离子排出细胞膜后，会引起细胞壁变得松散，从而有利于细胞伸长。在细胞壁变得松散后，细胞通过渗透吸水引起细胞的体积增大，从而引起细胞伸长。图中显示，IAA 可以与细胞的受体结合，引起细胞核内相关基因表达，合成细胞膜和细胞壁面积增大所需的相关物质，进而引起细胞伸长。
[答案] (1)纵切 显微镜 (2)酸性
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＋
＋
(3)细胞壁 渗透吸水 基因表达
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专题突破(三)
1．(2015·北京海淀第一学期期末) 胰岛素是人体血糖调节中的重要激素，其释放受到机体的精确调控。
(1)人体内胰岛素释放通路是：餐后血糖升高，葡萄糖由细胞膜上的________蛋白转运到胰岛B 细胞内，经过________过程产生大量ATP ，阻断ATP 敏感型钾离子通道，进而抑制了钾离子的外流，使细胞膜内的电位________，打开电压依赖性的Ca 2通道，升高了胞＋
内的Ca 2浓度，促进胰岛素分子以________的方式释放到细胞外。 ＋
(2)研究发现，高浓度葡萄糖可引起胰岛A 细胞合成并分泌谷氨酸，为研究谷氨酸的作用机理，科研人员将三组数目相等的小鼠离体胰岛进行培养，培养条件及结果如图1所示(CNQX为谷氨酸受体阻断剂) 。
实验结果表明，在高浓度葡萄糖条件下，_________________。由此推测，谷氨酸与胰岛B 细胞表面的________结合发挥作用。
(3)科研人员进一步用谷氨酸溶液处理正常小鼠和K 通道基因敲除小鼠的胰岛B 细胞，检测细胞内Ca 2荧光强度，结果如图2所示。 ＋＋
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①由实验结果可知，谷氨酸能够________正常小鼠胰岛B 细胞内的Ca 2浓度。 ＋
②K 通道基因敲除小鼠细胞内的基础Ca 2浓度显著高于正常小鼠，从胰岛素释放通路＋＋
分析，是由于K 通道基因敲除小鼠的K 通道不能正常发挥作用，导致Ca 2通道________。 ＋＋＋
③该实验结果说明谷氨酸对胰岛B 细胞的作用是通过________实现的。
[解析] (1)葡萄糖进入胰岛B 细胞需要细胞膜上载体蛋白的协助。葡萄糖进入细胞后，细胞经过有氧呼吸产生大量A TP ，阻断了钾离子通道，抑制钾离子外流，所以钾离子在细胞内积累，细胞内电位升高。胰岛素的化学本质是蛋白质，运出细胞的方式为胞吐。(2)结合题图信息可知，在高浓度葡萄糖条件下，谷氨酸能促进胰岛B 细胞释放胰岛素，但CNQX 可以抑制该过程。而CNQX 为谷氨酸受体阻断剂，故可猜测谷氨酸通过作用于胰岛B 细胞表面的谷氨酸受体发挥作用。(3)①实验结果显示，加入谷氨酸后正常小鼠细胞内Ca 2荧光＋
强度升高。②K 通道蛋白基因敲除小鼠的细胞内K 通道不能正常发挥作用，使K 不能外流，结合第(1)小题可知，Ca 2通道会打开，所以细胞内Ca 2荧光强度较高。③加入谷氨酸＋＋＋＋＋
后，正常小鼠细胞内Ca 2荧光强度升高，而K 通道基因敲除小鼠的细胞内Ca 2荧光强度不＋＋＋
变，所以猜测谷氨酸对胰岛B 细胞的作用是通过作用于K 通道来完成的。
[答案] (1)载体 有氧呼吸 升高 胞吐(或“外排”)
(2)谷氨酸能促进胰岛素的分泌，CNQX 可抑制这一过程 (谷氨酸) 受体
(3)①升高 ②(持续) 开放 ③K 通道
2．(2015·陕西宝鸡质检(一)) 调定点学说认为，人体内存在体温调定点，它可以使机体有一个相对恒定的温度值。正常情况下，体温在一定温度范围内偏离调定点后，机体能通过调节使体温回到调定点水平。病菌感染等不利因素能引起人体产生致热原(EP)，EP 引起体温调节定点改变进而导致发烧。下图为人体体温调节示意图，请据图回答： ＋＋
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(1)图中下列字母表示的结构名称：A________，B________。
(2)在上述反射弧中，汗腺、立毛肌、骨骼肌等和分布于其上的神经末梢等共同构成________，其中骨骼肌为主要的产热结构，它的活动受激素和________等信息分子的影响。兴奋在神经纤维上是以______的形式传导的，兴奋在反射弧中单向传递的原因是_______。
(3)病菌感染等不利因素致使人体温呈上升趋势时，正常体温相当于________(填“炎热”或“寒冷”)刺激，此时会在________形成冷觉。如果病人持续高烧39 ℃，其产热量________(填“大于”、“等于”、“小于”)散热量。
(4)高烧病人在体温逐渐恢复正常的过程中，临床主要表现为大量出汗，以增加散热，该调节方式主要为________。与此同时病人体内________激素含量可能会上升，以使细胞外液渗透压下降。
[解析] (1)图中包含一些完整的反射弧，即有感受器、传入神经(即①) 、体温调节中枢下丘脑(即A) 、传出神经(即②) 、多种不同的效应器(如皮肤血管、立毛肌等) ，其中B 表示能产生肾上腺素的肾上腺。(2)汗腺、立毛肌、骨骼肌等及其上的神经末梢共同构成效应器。传出神经与骨骼肌细胞之间可形成类似突触的结构，神经元可通过释放神经递质引起骨骼肌战栗增加产热；骨骼肌细胞的代谢也受到甲状腺激素和肾上腺素的调节，在这两种激素的调节下骨骼肌细胞代谢增强，以增加产热。兴奋在神经纤维上以局部电流的形式传导。在反射弧中有突触，突触决定了兴奋在反射弧中只能单向传递。(3)体温上升时正常体温相当于寒冷刺激，形成冷觉的部位是大脑皮层。持续高烧39 ℃，说明体温一直保持39 ℃，此时机体产热量等于散热量。(4)体温下降的过程中，通过大量出汗以增加散热，该过程以神经调节为主。由于大量出汗会造成血浆渗透压升高，使抗利尿激素分泌增加，抗利尿激素能促进肾小管和集合管重吸收水，从而引起细胞外液渗透压下降。
[答案] (1)下丘脑体温调节中枢 肾上腺
(2)效应器 神经递质 局部电流 反射弧中存在突触，兴奋只能从突触前膜传到突触后膜(或神经递质只能从突触前膜释放，作用于突触后膜)
(3)寒冷 大脑皮层 等于
(4)神经调节 抗利尿
3．(2015·山西四校第二次联考) 激素含量的相对稳定对维持稳态有重要作用，下图是人
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体部分稳态的调节示意图(A、B 、C 、D 表示激素) ，据图回答问题：
(1)寒冷冬季在室外久留的人，体内激素________(填字母) 分泌明显增多，以增加产热。为了达到产热与散热的平衡，机体的耗氧量________，尿液量________。
(2)当血糖浓度降低时，下丘脑接受刺激后，兴奋经神经细胞传递，其末梢内________释放神经递质与胰岛A 细胞膜上的________结合，导致某种激素分泌增多，引起血糖浓度的升高。
(3)图中参与水平衡调节的结构有________，参与水平衡调节的激素是________，它的靶器官(或靶细胞) 是________。
[解析] (1)图中A 表示促甲状腺激素，B 表示甲状腺激素，C 表示肾上腺素，D 可表示胰岛素或胰高血糖素。甲状腺激素和肾上腺素均能增强新陈代谢、增加产热，所以，寒冷冬季在室外久留的人，体内这两种激素的量会增加。因代谢增强，机体耗氧量增加，体内产热量增加，同时散热量也应增加，所以，尿量也增加。(2)神经递质是轴突末梢中的突触小泡释放的，血糖浓度降低时，其与胰岛A 细胞膜上的受体结合，导致胰高血糖素的分泌增多。
(3)水盐平衡调节中枢在下丘脑，同时，下丘脑能合成抗利尿激素，抗利尿激素通过垂体释放，最终作用于肾小管和集合管，促进水分的重吸收
[答案] (1)B、C(必须答出B) 增加 增加
(2)突触小泡 (特异性) 受体
(3)下丘脑和垂体(缺一不可) 抗利尿激素 肾小管和集合管
4．(2015·北京卷) 为探索治疗机体对于某种药物依赖的有效途径，我国科研人员进行了如下研究：
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(1)将大鼠置于自身给药箱中(如图) ，当大鼠按压非给药杆时指示灯不亮，药泵不给药；按压给药杆时指示灯亮，药泵通过静脉导管向大鼠注射一定量药物。灯亮时，光刺激大鼠视网膜，引起视神经细胞产生______________，传至末梢，释放________________，作用于突触________上的
受体，信息传至视中枢，产生视觉，多次重复训练后，大鼠在光信号和给药之间建立联系，当单位时间内大鼠按压给药杆的次数达到一定程度时，即可被视为对该药物形成依赖。以下将这种大鼠简称为D 鼠。
(2)研究发现，D 鼠相关脑区内酶A 含量和活性均明显升高，为探讨酶A 活性对药物依赖的影响，在两组D 鼠相关脑区注射酶A 活性抑制剂或生理盐水后，再分别放入自身给药箱，记录单位时间内两组D 鼠__________。与对照组相比，若抑制剂组的D 鼠__________，则表明抑制酶A 的活性可以降低D 鼠对药物的依赖。
(3)研究者设计了一种能与编码酶A 的mRNA 互相结合的，含22个核苷酸的RNA ，它能进入细胞，促进编码酶A 的mRNA 降解，将这种小RNA 用溶剂M 溶解后，注射到D 鼠相关脑区，引起酶A 含量明显下降，D 鼠对药物的依赖降低，进行本实验时，要同时进行一个对照处理，将一段小RNA 用________(填“生理盐水”或“蒸馏水”或“溶剂M”)溶解，注射到D 鼠的相关脑区，这段小RNA 的最佳设计为：与实验组使用的小RNA 相比，其核苷酸的________(多选，只填序号) 。
a ．种类相同 b ．种类不同 c ．数目相同 d ．数目不同 e ．序列完全相同 f ．序列完全不同
若此对照组D 鼠相关脑区内酶A 含量无明显变化，则可以证明________________________________等因素对实验组结果无影响。
[解析] (1)灯亮时，光刺激大鼠的视网膜，引起神经细胞产生神经冲动，沿神经纤维进行传导，当传导至轴突末梢时，可刺激突触小体释放神经递质，神经递质和突触后膜上的特
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异性受体结合，导致突触后膜电位发生改变，引发下一神经元兴奋。(2)为探讨酶A 活动对药物依赖的影响，自变量为酶A 的活性，因变量为大鼠对药物的依赖，而对药物的依赖是由单位时间内大鼠按压给药杆的次数体现的，因此需要记录单位时间内两组D 鼠按压给药杆的次数。与对照组(生理盐水组) 相比，若抑制剂组的D 鼠按压给药杆的次数明显减少，则表明抑制酶A 的活性可以降低D 鼠对药物的依赖。(3)设计对照实验需要遵循单一变量原则。研究者设计的小RNA 能够和编码酶A 的mRNA 互补配对，因此本小题中的单一变量应为所使用小RNA 的排列顺序的不同，那么所使用的溶剂、构成小RNA 的核苷酸的种类、数目均为无关变量，对照实验中的无关变量要求相同且适宜。若对照组酶A 的含量无变化，则证明与编码酶A 的mRNA 互补结合的小RNA(单一变量) 能导致酶A 的含量减少，溶剂M 、不能和编码酶A 的mRNA 形成互补结合的小RNA 、给药方法等因素(无关变量) 对酶A 的含量无影响。
[答案] (1)神经冲动(兴奋) 神经递质 后膜
(2)按压给药杆的次数 按压给药杆的次数明显减少
(3)溶剂M a 、c 、f 溶剂M 、不能和编码酶A 的mRNA 形成互补结合的小RNA 、给药方法
5．(2015·广东六校第三次联考) 下图甲是人体稳态调节的部分示意图，图乙是睾丸酮(雄性激素) 的调节机制示意图。请据图回答下列问题：
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(1)由图甲可知，在机体稳态调节过程中，细胞间可通过________等信息分子进行信息交流。当T 细胞活性下降时，会引起机体生成抗体的能力降低，其主要原因是______________________。
(2)GnRH与睾丸酮在化学本质上的差异是_________。图乙中abcd 过程体现了雄性激素分泌的____________________调节机制。
(3)研究表明吸食毒品会影响人体性腺功能。有研究者对某戒毒所的吸毒者进行了相关激素的检测，并与健康人作了比较，检测结果均值如下表：
睾丸酮水平低的原因是睾丸受损，还是LH 和FSH 减少，可将其体内LH 和FSH________________，一段时间后测定其睾丸酮含量，与健康者比较即可确定原因。
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(4)环境激素是指由于人类的生产和生活活动而排放到周围环境中的某些化学物质。研究表明环境激素可沿着________传递进入人体，被靶细胞接受后干扰精子生成，从而使人的生育能力降低。有的环境激素可使精子DNA 分子发生断裂和DNA 片段丢失，使得精子出现________，造成精子畸形率升高。
[解析] (1)图甲中进行细胞间交流的信息分子有免疫活性物质、神经末梢分泌的神经递质、通过血液运输的激素等。T 细胞分泌的淋巴因子可协助B 细胞增殖和分化为浆细胞和记忆B 细胞，浆细胞能合成并分泌抗体。(2)GnRH(促性腺激素释放激素) 的化学本质是蛋白质(多肽) ，而睾丸酮的化学本质是固醇类。在睾丸酮的分泌调节中既存在反馈调节也存在下丘脑—垂体—睾丸的分级调节机制。(3)据表可知，与健康者相比，吸毒者的LH 和FSH 含量减少，图甲中的bcd 过程减弱。为了确定吸毒者睾丸酮水平低的原因是睾丸受损还是LH 和FSH 减少，可将其体内LH 和FSH 的量补充到健康者水平，一段时间后测定睾丸酮的含量，与健康者比较，若睾丸酮含量与健康人相同，则是LH 和FSH 减少引起的，反之，则是睾丸受损引起的。(4)环境激素是外界环境中的化学物质，可沿食物链进入人体，被特定的靶细胞接受起作用，从而干扰人体正常的生命活动。环境激素可造成精子中DNA 断裂和DNA 片段缺失，从而导致精子染色体结构变异，畸形率升高。
[答案] (1)激素、神经递质、免疫活性物质(淋巴因子) 淋巴因子分泌量减少，影响了(不利于)B 细胞增殖分化成浆细胞
(2)前者是蛋白质(肽类) ，后者是固醇类(类固醇) 分级(分级调节) 和(负) 反馈
(3)bcd 补充到健康人(正常) 水平
(4)食物链(食物网) 染色体结构变异(染色体片段缺失)
6．(2015·福建卷) 兴奋性是指细胞接受刺激产生兴奋的能力。为探究不同缺氧时间对中枢神经细胞兴奋性的影响，研究人员先将体外培养的大鼠海马神经细胞置于含氧培养液中，测定单细胞的静息电位和阈强度(引发神经冲动的最小电刺激强度) ，之后再将其置于无氧培养液中，于不同时间点重复上述测定，结果如图所示。请回答：
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注：“对照”的数值是在含氧培养液中测得的
(1)本实验的自变量是________。
(2)静息电位水平是影响细胞兴奋性水平的因素之一，图中静息电位数值是以细胞膜的________侧为参照，并将该侧电位水平定义为0 mV。据图分析，当静息电位由－60 mV变为－65 mV时，神经细胞的兴奋性水平________。
(3)在缺氧处理20 min 时，给予细胞25 pA 强度的单个电刺激______(填“能”或“不能”)记录到神经冲动，判断理由是______。
(4)在含氧培养液中，细胞内ATP 主要在________合成。在无氧培养液中，细胞内ATP 含量逐渐减少，对细胞通过________方式跨膜转运离子产生影响，这是缺氧引起神经细胞兴奋性改变的可能机制之一。
[解析] (1)分析题意和图示可知，本实验的实验目的是探究不同缺氧时间对中枢神经细胞兴奋性的影响，实验的自变量是缺氧时间。(2)分析题意和图示可知，静息电位为外正内
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负，且图中静息电位数值为负值，因此图中的静息电位数值是以细胞膜的外侧为参照；因此当静息电位由－60 mV变为－65 mV时，内外阳离子浓度差变大，此时神经细胞兴奋性水平应为降低。(3)分析题意和表格可知，当缺氧处理20 min 时，其阈强度为33 pA ，因此给细胞25 pA 强度的单个电刺激时，由于刺激强度低于阈强度，是不能记录到神经冲动的。(4)分析题意可知，在含氧培养液中，细胞进行有氧呼吸，ATP 主要在线粒体合成；由于主动运输需要载体和能量，因此在无氧培养液中，细胞内ATP 含量减少，会对主动运输产生影响。
[答案] (1)缺氧时间
(2)外 降低
(3)不能 刺激强度低于阈强度
(4)线粒体(或线粒体内膜) 主动运输
7．(2015·上海卷) 回答下列有关植物生长与激素调节的问题。
(1)(多选) 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1B 样的变化，该现象说明IAA 具有的功能是________。
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14C 标记的IAA 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________。
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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。
(3)(多选) 据图3判断下列表述正确的是________。 A ．GNOM 蛋白活性增强，抑制PIN 蛋白胞吐 B ．IAA 、AUX/IAA与TIR 1蛋白结合，促进IAA 输出 C ．高浓度IAA 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 C ．无影响
B ．不利 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________。
[解析] (1)观察题图，在茎的中部将维管束切断后，一段时间后会形成新的维管束，说明发生了细胞分裂和细胞分化，故B 、C 正确。(2)比较图2，可以分析IAA 的极性运输从胚芽鞘的尖端向植物中部运输。(3)分析题图3，GNOM 蛋白质与IAA 的分泌有关，GNOM 蛋白质活性越高，PIN 蛋白胞吐速度越快，故A 错误；当IAA 、AUX/IAA与TIR 1蛋白结合后，促进AUX/IAA，从而促进IAA 的分泌，故B 、C 、D 正确。(4)若顶芽细胞的PIN 蛋白被持续抑制，则细胞不能分泌IAA ，当IAA 浓度较高时，会抑制植物的生长，因此对植物生长是不利的。(5)顶芽产生IAA ，当细胞中IAA 浓度高时，会由PIN 蛋白通过胞吐输出IAA ，从而将IAA 浓度维持在适合顶芽生长的水平，使顶芽优先生长。
[答案] (1)BC
(2)从胚芽鞘尖端向植物中部运输 (3)BCD (4)B
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(5)顶芽产生IAA ，当细胞中IAA 浓度高时，会由PIN 蛋白通过胞吐输出IAA ，从而将IAA 浓度维持在适合顶芽生长的水平，使顶芽优先生长。
8．(2015·北京海淀期末练习) 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) ，分别提取P 侧和D 侧细胞的所有mRNA ，与被IAA 诱导表达的PsIAA4/5基因的探针进行________杂交，目的是通过检测P 侧和D 侧PsIAA4/5基因的________水平，来检测____________________。检测发现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。
(4)实验三：科研人员制备切去P 侧或D 侧3 mm的AB 段，将它们的A 端插入含有14C
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－IAA 溶液的试管中(插入深度不超过3 mm)，6 h后检测B 端14C －IAA 含量，得到图3所示数据。由实验数据判断，P 侧和D 侧对IAA 的运输能力______________，被切去的一侧也检测到14C －IAA ，说明IAA 存在________运输。
[解析] (1)豌豆幼苗中合成生长素的主要部位是顶端即幼叶。(2)可利用基因探针和mRNA 进行核酸分子杂交，以检测相关基因的转录水平。如果有杂交现象，说明PsIAA4/5基因已经转录，进而可以判断生长素的含量。生长素的作用机制是促进细胞的伸长。(3)AB段的A 端为形态学上端，B 端为形态学下端。分析实验结果，A 端插入时，B 端14C －IAA 浓度高于B 端插入时A 端的
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C －IAA 浓度，说明生长素极性运输强于非极性运输，而P
侧14C －IAA 浓度高于D 侧，说明P 侧的运输能力强。(4)题图显示，第一组实验的P 侧和第二组实验的D 侧14C －IAA 的浓度明显不同，所以判定两侧对生长素的运输能力不同，被切去的一侧也能检测到生长素，说明存在生长素的横向运输。
[答案] (1)幼叶(顶端)
(2)核酸(或“DNA—RNA”) 转录 IAA(生长素) 的含量 伸长 (3)IAA(生长素) 极性运输强于非极性运输 P (4)不同 横向(或“侧向”)
9．(2015·湖南株洲质检(一)) 科学家雷(P.M.Ray)将燕麦胚芽鞘切段放入一定浓度生长素的溶液中，发现10～15 min后切段开始迅速伸长，同时介质的pH 下降，细胞壁的可塑性增加。将切段放入含IAA 的pH ＝4的缓冲溶液中，切段也表现出伸长(见下表) 。基于上述结果，雷和克莱兰(Rayle and Cleland)于1970年提出了生长素作用机理的酸生长理论(如下图) 。
IAA 和H 对燕麦胚芽鞘切段的影响
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(1)生长素能促进细胞伸长，可以通过________(填“横切”或“纵切”)胚芽鞘切段制成临时装片，用________观察两侧细胞长度比较得出结论。
(2)若植物自身不能产生生长素，可以将植物加入到________环境中，促进细胞的伸长。 (3)IAA一方面被细胞膜上的受体识别后，刺激H 泵将H 排出细胞膜，从而使________变得松散，不能阻止细胞________，于是细胞伸长；另一方面IAA 被细胞内的受体识别后，刺激细胞核内________，从而合成细胞膜和细胞壁的相关物质，细胞继续伸长。
[解析] (1)生长素能引起茎切段伸长说明生长素能引起细胞纵向伸长，因此，需要对切段进行纵切，这样才能在显微镜下看到细胞纵向伸长的情况。(2)根据表中⑤⑥⑦实验的结果可知，在没有生长素时，在酸性环境中也会引起切段伸长，所以若植物不能产生生长素，可以将植物加入到酸性环境中，促进细胞的伸长。(3)根据题干中信息“介质的pH 下降，细胞壁的可塑性增加”，可推测氢离子排出细胞膜后，会引起细胞壁变得松散，从而有利于细胞伸长。在细胞壁变得松散后，细胞通过渗透吸水引起细胞的体积增大，从而引起细胞伸长。图中显示，IAA 可以与细胞的受体结合，引起细胞核内相关基因表达，合成细胞膜和细胞壁面积增大所需的相关物质，进而引起细胞伸长。
[答案] (1)纵切 显微镜 (2)酸性
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(3)细胞壁 渗透吸水 基因表达
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