Question

【題目】為研究油菜素內(nèi)酯（BR）在植物向性生長中對生長素（IAA）的作用，科研人員以擬南芥為材料進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。

（1）BR作為植物激素，與IAA共同________ 植物的生長發(fā)育。

（2）科研人員在黑暗條件下用野生型和BR合成缺陷突變體擬南芥幼苗進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，三組幼苗均水平放置，其中一組野生型幼苗施加外源BR，另外兩組不施加，測定0～14 h內(nèi)三組幼苗胚軸和主根的彎曲度，結(jié)果如下圖所示。

①上述實(shí)驗(yàn)均在黑暗條件下進(jìn)行，目的是避免光照對_______的影響。

②由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，主根和胚軸彎曲的方向________。施加外源BR的野生型幼苗的胚軸、主根在____h時就可達(dá)到最大彎曲度，BR合成缺陷突變體的最大彎曲度形成的時間較其他兩組____，說明________。

（3）IAA可引起G酶基因表達(dá)，G酶可催化無色底物生成藍(lán)色產(chǎn)物。科研人員將轉(zhuǎn)入G酶基因的野生型和BR合成缺陷突變體植株主根用含有無色底物的溶液浸泡一段時間后，觀察到，野生型植株主根的藍(lán)色產(chǎn)物分布于分生區(qū)和伸長區(qū)，而BR合成缺陷突變體植株主根的藍(lán)色產(chǎn)物僅分布于________，說明BR影響IAA的分布，推測BR能夠促進(jìn)IAA的________。由于重力引起水平放置的幼苗主根中近地側(cè)和遠(yuǎn)地側(cè)IAA濃度不同，________側(cè)細(xì)胞伸長較快，根向地生長。

（4）為驗(yàn)證上述推測，可進(jìn)一步檢測并比較野生型和BR合成缺陷突變體植株主根細(xì)胞中________（填“IAA合成基因”或“IAA極性運(yùn)輸載體基因”）的表達(dá)量，若檢測結(jié)果是野生型植株主根細(xì)胞中該基因表達(dá)量________BR合成缺陷突變體，則支持上述推測。

Answer 1

【答案】（1）調(diào)控

（2）①向光生長（向性生長） ②相反 4 延遲 BR可以促進(jìn)主根和胚軸生長

（3）分生區(qū) 從分生區(qū)運(yùn)輸?shù)缴扉L區(qū) 遠(yuǎn)地

（4）IAA極性運(yùn)輸載體基因 高于

【解析】

試題分析：（1）BR與IAA作為植物激素，對植物的生長發(fā)育等生命活動起著調(diào)節(jié)（或“調(diào)控”）作用。

（2）①依題意，該實(shí)驗(yàn)的目的是研究油菜素內(nèi)酯（BR）在植物向性生長中對生長素（IAA）的作用，光照會影響生長素（IAA）的分布，進(jìn)而對幼苗的向性生長產(chǎn)生影響，因此為了避免光照對向性生長的影響，該實(shí)驗(yàn)應(yīng)在黑暗條件下進(jìn)行。②分析曲線圖可知，主根和胚軸彎曲的方向相反，施加外源BR的野生型幼苗的胚軸、主根在4h時就可達(dá)到最大彎曲度，BR合成缺陷突變體的最大彎曲度形成的時間較其他兩組延遲，由此說明BR促進(jìn)胚軸和主根的向性（彎曲）生長，同時也說明BR與IAA在促進(jìn)胚軸和主根的向性（彎曲）生長方面具有協(xié)同作用。

（3）根尖的結(jié)構(gòu)除了根冠外，由形態(tài)學(xué)的上端至下端依次為分生區(qū)、伸長區(qū)和成熟區(qū)，其中分生區(qū)代謝旺盛，生長素相對含量高。已知IAA可引起G酶基因表達(dá)，G酶可催化無色底物生成藍(lán)色產(chǎn)物�？蒲腥藛T將轉(zhuǎn)入G酶基因的野生型和BR合成缺陷突變體植株主根用含有無色底物的溶液浸泡一段時間后，野生型植株主根的藍(lán)色產(chǎn)物分布于分生區(qū)和伸長區(qū)，說明野生型主根的分生區(qū)和伸長區(qū)細(xì)胞中含G酶，進(jìn)而說明含有IAA，發(fā)生了生長素由根尖分生區(qū)向伸長區(qū)的極性運(yùn)輸；而BR合成缺陷突變體植株，因缺乏BR，極性運(yùn)輸較弱，所以BR合成缺陷突變體植株主根的藍(lán)色產(chǎn)物僅分布于分生區(qū)，據(jù)此推測BR能夠促進(jìn)IAA的極性運(yùn)輸。受重力的影響，水平放置的幼苗主根中近地側(cè)IAA濃度高，抑制了細(xì)胞伸長生長，遠(yuǎn)地側(cè)IAA濃度低，促進(jìn)了細(xì)胞伸長生長，所以遠(yuǎn)地側(cè)細(xì)胞伸長較快，根向地生長。

（4）IAA的極性運(yùn)輸屬于主動運(yùn)輸，需要載體蛋白的協(xié)助。為驗(yàn)證BR能夠促進(jìn)IAA的極性運(yùn)輸?shù)耐茰y，可進(jìn)一步檢測并比較野生型和BR合成缺陷突變體植株主根細(xì)胞中IAA極性運(yùn)輸載體基因的表達(dá)量。若該推測正確，檢測結(jié)果是野生型植株主根細(xì)胞中該基因表達(dá)量高于BR合成缺陷突變體。