Question

【題目】為研究油菜素內(nèi)酯(BR)在植物向性生長(zhǎng)中對(duì)生長(zhǎng)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)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(cè)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(duì)__________________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(shí)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(shí)間較其他兩組________________，說明BR________。

(2)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(shí)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(zhǎng)區(qū)，而BR合成缺陷突變體植株主根的藍(lán)色產(chǎn)物僅分布于分生區(qū)，說明BR影響IAA的分布，推測(cè)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(zhǎng)較快，根向地生長(zhǎng)。

(3)為驗(yàn)證上述推測(cè)，可進(jìn)一步檢測(cè)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(cè)結(jié)果是野生型植株主根細(xì)胞中該基因表達(dá)量________________（填“高于”或“低于”）BR合成缺陷突變體，則支持上述推測(cè)。

Answer 1

【答案】 向性生長(zhǎng) 相反 4 延遲 BR促進(jìn)胚軸和主根的向性（彎曲）生長(zhǎng) 極性運(yùn)輸（從分生區(qū)運(yùn)輸?shù)缴扉L(zhǎng)區(qū)） 遠(yuǎn)地 IAA極性運(yùn)輸載體基因 高于

【解析】分析題圖：由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，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(shí)間較其他兩組延遲，說明BR促進(jìn)胚軸和主根的向性(彎曲)生長(zhǎng)。

（1）①該實(shí)驗(yàn)的自變量是油菜素內(nèi)酯（BR）的含量,因變量是主根和胚軸的彎曲角度,上述實(shí)驗(yàn)均在黑暗條件下進(jìn)行,目的是避免光照對(duì)向性生長(zhǎng)的影響。

②由圖可知，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和主根都可以在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大彎曲度，其中主根在4h時(shí)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(shí)間較其他兩組延遲（晚），說明BR可以促進(jìn)胚軸和主根的向性生長(zhǎng)。

（2）植物的分生區(qū)可以合成生長(zhǎng)素，并通過極性運(yùn)輸運(yùn)輸?shù)礁�伸長(zhǎng)區(qū)，因此無論有無BR，分生區(qū)均有藍(lán)色產(chǎn)物，而BR合成缺陷體的伸長(zhǎng)區(qū)無藍(lán)色產(chǎn)物，從而推測(cè)BR能夠促進(jìn)IAA的極性運(yùn)輸。由于重力引起水平放置的幼苗主根中近地側(cè)的IAA濃度高于遠(yuǎn)地側(cè)，根對(duì)生長(zhǎng)素很敏感，近地側(cè)因IAA濃度高而生長(zhǎng)受抑制，遠(yuǎn)地側(cè)因IAA濃度較低而生長(zhǎng)受促進(jìn)，遠(yuǎn)地側(cè)細(xì)胞伸長(zhǎng)較快，根向地生長(zhǎng)。

（3）為驗(yàn)證BR對(duì)IAA的分布有影響的推測(cè)，該實(shí)驗(yàn)中，由于兩組初始IAA的合成情況相同，而IAA分布情況還與其運(yùn)輸載體有關(guān)，因此可進(jìn)一步檢測(cè)并比較兩組中IAA極性運(yùn)輸載體基因的表達(dá)量。若檢測(cè)結(jié)果是野生型植株主根細(xì)胞中該基因的表達(dá)量高于BR合成缺陷突變體，則表明由于該基因的表達(dá)，野生型植株主根細(xì)胞中的IAA極性運(yùn)輸載體數(shù)量更多，從而促進(jìn)了IAA的極性運(yùn)輸。