Question

5．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行了如下實驗．
（1）BR作為植物激素，與IAA共同調(diào)節(jié)（或“調(diào)控”）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行實驗，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0～14h內(nèi)三組幼苗胚軸和主根的彎曲度，結(jié)果如下圖所示．

①上述實驗均在黑暗條件下進行，目的是避免光照對向性生長的影響．
②由實驗結(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時就可達到最大彎曲度，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，說明BR促進胚軸和主根的向性（彎曲）生長．
（3）IAA可引起G酶基因表達，G酶可催化無色底物生成藍色產(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色產(chǎn)物僅分布于分生區(qū)，說明BR影響IAA的分布，推測BR能夠促進IAA的極性運輸．由于重力引起水平放置的幼苗主根中近地側(cè)和遠地側(cè)IAA濃度不同，遠地側(cè)細胞伸長較快，根向地生長．
（4）為驗證上述推測，可進一步檢測并比較野生型和BR合成缺陷突變體植株主根細胞中IAA極性運輸載體基因（填“IAA合成基因”或“IAA極性運輸載體基因”）的表達量，若檢測結(jié)果是野生型植株主根細胞中該基因表達量高于BR合成缺陷突變體，則支持上述推測．

Answer 1

分析 分析題圖：由實驗結(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、主根在低4小時就可達到最大彎曲度，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，說明BR促進胚軸和主根的向性（彎曲）生長．

解答 解：（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，該實驗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，該實驗應(yīng)在黑暗條件下進行． 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促進胚軸和主根的向性（彎曲）生長，同時也說明BR與IAA在促進胚軸和主根的向性（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，G酶可催化無色底物生成藍色產(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，野生型植株主根的藍色產(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)細胞中含G酶，進而說明含有IAA，發(fā)生了生長素由根尖分生區(qū)向伸長區(qū)的極性運輸；而BR合成缺陷突變體植株，因缺乏BR，極性運輸較弱，所以BR合成缺陷突變體植株主根的藍色產(chǎn)物僅分布于分生區(qū)，據(jù)此推測BR能夠促進IAA的極性運輸．受重力的影響，水平放置的幼苗主根中近地側(cè)IAA濃度高，抑制了細胞伸長生長，遠地側(cè)IAA濃度低，促進了細胞伸長生長，所以遠地側(cè)細胞伸長較快，根向地生長．
（4）IAA的極性運輸屬于主動運輸，需要載體蛋白的協(xié)助．為驗證BR能夠促進IAA的極性運輸?shù)耐茰y，可進一步檢測并比較野生型和BR合成缺陷突變體植株主根細胞中IAA極性運輸載體基因的表達量．若該推測正確，檢測結(jié)果是野生型植株主根細胞中該基因表達量高于BR合成缺陷突變體．
故答案為：
（1）調(diào)節(jié)（或“調(diào)控”）
（2）①向性生長    ②相反   4   延遲   BR促進胚軸和主根的向性（彎曲）生長
（3）分生區(qū)    極性運輸    遠地
（4）IAA極性運輸載體基因    高于

點評 本題考查了生長素的生理作用等方面的知識，要求考生具有一定的識圖能力和分析能力；能夠從曲線圖中獲取相關(guān)解題信息，難度適中．