Question

【題目】科研人員利用擬南芥來研究種子萌發(fā)后下胚軸的生長(zhǎng)調(diào)控機(jī)制。

（1）植物生命活動(dòng)受到多種因素的調(diào)節(jié)，最重要的植物激素調(diào)節(jié)，激素與靶___________結(jié)合后發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。此外，環(huán)境中光、溫度等的變化也能作為_______________調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)。

（2）科研人員獲得了1個(gè)獨(dú)角金內(nèi)酯相關(guān)基因M發(fā)生突變的植株m3。用野生型和m3的種子萌發(fā)后的幼苗作為材料完成實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下（GR24是獨(dú)角金內(nèi)酯類似物）。

①本實(shí)驗(yàn)中，野生型和m3突變體生長(zhǎng)的濕度、_______________等條件相同且適宜。

②對(duì)生長(zhǎng)在培養(yǎng)基中的擬南芥幼苗進(jìn)行的處理為： ______________________。

（3）研究光對(duì)下胚軸生長(zhǎng)的影響。

①分析結(jié)果可知，無論是野生型還是m3，____________________________，說明光照抑制了下胚軸的生長(zhǎng)，且該作用效果與M基因無關(guān)。

②研究人員推測(cè)光受體參與了光照對(duì)下胚軸的抑制作用。白光條件下，檢測(cè)_________________________植株的下胚軸長(zhǎng)度，結(jié)果為實(shí)驗(yàn)組高于對(duì)照組，初步支持上述推測(cè)。

（4）研究GR24、M基因?qū)ο屡咻S生長(zhǎng)的影響。

①分析白光條件下的各組數(shù)據(jù)可知，GR24在白光下對(duì)m3突變體下胚軸生長(zhǎng)無影響，但能夠_____________。

②綜合分析光暗條件下的各組實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明：___________________________________________________。

（5）科研人員為進(jìn)一步研究藍(lán)光、紅光是否參與了GR24對(duì)擬南芥下胚軸的調(diào)控，進(jìn)行了下面的實(shí)驗(yàn)。

①請(qǐng)選出實(shí)驗(yàn)組的實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)處理和檢測(cè)指標(biāo) ________

A．野生型 B．m3突變體 C．藍(lán)光受體突變體 D．紅光受體突變體

E．黑暗條件 F．藍(lán)光條件 G．紅光條件H．不同濃度的GR24（0-10umol/L） I．用無菌水處理 J．測(cè)量下胚軸長(zhǎng)度

②若實(shí)驗(yàn)結(jié)果為：___________，則證明藍(lán)光和紅光都參與調(diào)控?cái)M南芥對(duì)GR24的反應(yīng)。

Answer 1

【答案】細(xì)胞 信號(hào)/信息 溫度 白光或黑暗處理：培養(yǎng)基中是否添加GR24以及添加不同濃度的GR24 未添加GR24組幼苗在白光條件下的下胚軸長(zhǎng)度均顯著小于黑暗條件下，且二者基本相同 光受體突變體和野生型 抑制野生型下胚軸的生長(zhǎng)且抑制效果和GR24的濃度正相關(guān) GR24抑制下胚軸的生長(zhǎng)依賴于光；M基因參與下胚軸在光下對(duì)獨(dú)腳金內(nèi)酯的響應(yīng) CDFGHJ GR24 使藍(lán)光受體突變體和紅光受體突變體分別在藍(lán)光和紅光下的下胚軸的長(zhǎng)度高于野生型

【解析】

1激素調(diào)節(jié)與植物生命活動(dòng)的關(guān)系：

激素調(diào)節(jié)在植物的生長(zhǎng)發(fā)育和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)過程中發(fā)揮著重要作用，但是，激素調(diào)節(jié)只是植物生命活動(dòng)調(diào)節(jié)的一部分。植物的生長(zhǎng)發(fā)育過程，在根本上是基因組在一定時(shí)間和空間上程序性表達(dá)的結(jié)果。光照、溫度等環(huán)境因子的變化，會(huì)引起植物體內(nèi)產(chǎn)生包括植物激素合成在內(nèi)的多種變化，進(jìn)而對(duì)基因組的表達(dá)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2、據(jù)圖1顯示，用GR24處理擬南芥的野生型和突變體植株據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)：GR24濃度越高，野生型下胚軸長(zhǎng)度平均值越小，可推知的作用是其抑制下胚軸長(zhǎng)度伸長(zhǎng)但對(duì)突變體植株幾乎沒有影響，原因可能出現(xiàn)了獨(dú)腳金內(nèi)酯信息傳遞缺陷。

（1）由分析可知，植物生命活動(dòng)受到多種因素的調(diào)節(jié)，其中最重要的是激素調(diào)節(jié)，激素與靶細(xì)胞結(jié)合后發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。此外，環(huán)境中光、溫度等的變化也能作為信號(hào)/信息調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)。

（2）①本實(shí)驗(yàn)中，自變量是植物的種類和GR24濃度，因變量是下胚軸的長(zhǎng)度，而野生型和m3突變體生長(zhǎng)的濕度、溫度等條件為無關(guān)變量，應(yīng)保持相同且適宜。

②本實(shí)驗(yàn)中包含的處理為，在白光或黑暗條件下，在兩種擬南芥（野生型和m3）的培養(yǎng)基中是是否添加GR24以及添加不同濃度的GR24，然后檢測(cè)兩種擬南芥下胚軸生長(zhǎng)的情況。

（3）研究光對(duì)下胚軸生長(zhǎng)的影響。

①根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，無論是野生型還是m3，未添加GR24組的幼苗在白光條件下的下胚軸長(zhǎng)度均顯著小于黑暗條件下，且二者基本相同，說明光照抑制了下胚軸的生長(zhǎng)，且該作用效果與M基因無關(guān)。

②白光條件下，通過檢測(cè)光受體突變體和野生型植株的下胚軸長(zhǎng)度，結(jié)果為實(shí)驗(yàn)組高于對(duì)照組，可推測(cè)光受體參與了光照對(duì)下胚軸的抑制作用。

（4）研究GR24、M基因?qū)ο屡咻S生長(zhǎng)的影響。

①白光條件下，隨著GR24濃度的增加m3突變體下胚軸長(zhǎng)度無變化，而野生型植株的下胚軸長(zhǎng)度隨著GR24濃度的增加，下胚軸長(zhǎng)度逐漸變短，據(jù)此推測(cè)，GR24在白光下對(duì)m3突變體下胚軸生長(zhǎng)無影響，但能夠抑制野生型下胚軸的生長(zhǎng)且抑制效果和GR24的濃度正相關(guān)。

②通過比較光暗條件下的各組實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：GR24抑制下胚軸的生長(zhǎng)依賴于光；M基因參與下胚軸在光下對(duì)獨(dú)腳金內(nèi)酯的調(diào)節(jié)作用。

（5）①實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑檠芯克{(lán)光、紅光是否參與了GR24對(duì)擬南芥下胚軸的調(diào)控，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑俳Y(jié)合上述實(shí)驗(yàn)的結(jié)論可知實(shí)驗(yàn)的自變量為不同色光和不同突變體，以及不同濃度的GR24，因變量為下胚軸的長(zhǎng)度，故此需要選出的實(shí)驗(yàn)材料和檢測(cè)指標(biāo)為CD 和FGHJ。

②若實(shí)驗(yàn)結(jié)果為GR24處理?xiàng)l件下 ，藍(lán)光受體突變體和紅光受體突變體分別在藍(lán)光和紅光下的下胚軸的長(zhǎng)度高于野生型，則證明藍(lán)光和紅光都參與調(diào)控?cái)M南芥對(duì)GR24的反應(yīng)。