Question

【題目】大量研究表明，CO2濃度升高造成溫室效應(yīng)的同時(shí)，也影響了綠色植物的生長發(fā)育。

（1）光合作用合成的有機(jī)物運(yùn)輸?shù)礁��?xì)胞，在____________中形成CO2和水，釋放的能量轉(zhuǎn)移到______________中，直接用于根的生長發(fā)育。

（2）科研人員研究了CO2濃度升高對(duì)擬南芥根系生長發(fā)育的影響。根尖每生長1 cm拍照一次，結(jié)果如圖。據(jù)圖可知，實(shí)驗(yàn)組根毛長度和密度均明顯________________對(duì)照組。

（3）①為進(jìn)一步探究CO2濃度升高對(duì)根細(xì)胞的影響， 獲取相關(guān)處理下的非根毛區(qū)橫切面，制作成臨時(shí)裝片，利用顯微鏡觀察并計(jì)數(shù)，結(jié)果如下表：

組別 觀測(cè) 指標(biāo)處理	1組	2組	3組	4組
	正常濃度CO2	高濃度CO2	正常濃度CO2+10NmNAA（生長素類似物）	正常濃度CO2+5UmNPA（生長素運(yùn)輸阻斷劑）
表皮細(xì)胞體積	大	小	小	大
表皮細(xì)胞總數(shù)	少	多	多	比1組少
生毛細(xì)胞數(shù)目	少	多	多	比1組少

②由表可知高濃度CO2增加了_____________________________；據(jù)1、2、3組結(jié)果推測(cè)高濃度CO2通過___________________影響根毛生長發(fā)育。

③據(jù)1、2、4組說明，高濃度CO2對(duì)根毛生長發(fā)育影響與____________________有關(guān)。

（4）為進(jìn)一步驗(yàn)證上述推測(cè)，根尖每生長1cm測(cè)定生長素合成特異性啟動(dòng)基因表達(dá)情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。綜合上述實(shí)驗(yàn)，推測(cè)CO2濃度升高影響根毛生長發(fā)育的機(jī)制是____________________。

（5）研究表明，生長素通過細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子進(jìn)一步傳遞信息，增加根毛細(xì)胞尖端內(nèi)部鈣離子濃度，促進(jìn)生毛細(xì)胞的根毛伸長生長。已知植物細(xì)胞有生長素受體、鈣離子通道蛋白—鈣調(diào)素復(fù)合體、鈣離子通道蛋白、細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子亞硝基化靶向蛋白等，請(qǐng)選用已知信息，提出生長素促進(jìn)根毛伸長生長的一種可能機(jī)制。_____________________________。

Answer 1

【答案】線粒體 ATP（三磷酸腺苷） 高于 表皮細(xì)胞總數(shù)和生毛細(xì)胞數(shù)目 生長素 生長素運(yùn)輸 CO2促進(jìn)生長素合成基因的表達(dá)，生長素合成量增加，進(jìn)而促進(jìn)根毛細(xì)胞的分裂、分化（CO2促進(jìn)生長素合成基因的表達(dá)，生長素合成量增加，進(jìn)而促進(jìn)根生長發(fā)育或提高表皮細(xì)胞總數(shù)和生毛細(xì)胞數(shù)目） 生長素與生長素受體結(jié)合，將信息傳遞給亞硝基化靶向蛋白，使鈣離子通道蛋白與鈣調(diào)素分離，鈣離子內(nèi)流，增加根毛細(xì)胞尖端內(nèi)部鈣離子濃度，促進(jìn)生毛細(xì)胞的根毛伸長生長

【解析】

有氧呼吸的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，產(chǎn)物是二氧化碳和水。

根據(jù)表格和柱形圖可知，高CO2濃度處理后，表皮細(xì)胞的總數(shù)和生毛細(xì)胞數(shù)均增加，基因的表達(dá)水平也增加。

（1）光合作用合成的有機(jī)物首先在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被分解為丙酮酸和[H]，然后線粒體中被徹底氧化分解產(chǎn)生CO2和水，釋放的能量一部分轉(zhuǎn)移到ATP中，直接用于根的生長發(fā)育。

（2）由圖可知，實(shí)驗(yàn)組用高CO2濃度處理后，根毛長度和密度均明顯高于對(duì)照組。

（3）②由表可知高濃度CO2處理后，增加了表皮細(xì)胞的總數(shù)和生毛細(xì)胞數(shù)；據(jù)1、2、3組結(jié)果可知，正常濃度CO2組用生長素類似物處理后，表皮細(xì)胞的總數(shù)和生毛細(xì)胞數(shù)增加，故推測(cè)高濃度CO2通過生長素影響根毛生長發(fā)育。

③據(jù)1、2、4組說明，正常濃度CO2組用生長素類似物處理的同時(shí)用生長素運(yùn)輸阻斷劑處理后，表皮細(xì)胞總數(shù)和生毛細(xì)胞的數(shù)目均減少，故推測(cè)高濃度CO2對(duì)根毛生長發(fā)育影響與生長素運(yùn)輸有關(guān)。

（4）由柱形圖可知，高濃度CO2處理組基因的表達(dá)量均高于正常濃度CO2組，故推測(cè)CO2促進(jìn)生長素合成基因的表達(dá)，生長素合成量增加，進(jìn)而促進(jìn)根毛細(xì)胞的分裂、分化。

（5）生長素與生長素受體結(jié)合，將信息傳遞給亞硝基化靶向蛋白，使鈣離子通道蛋白與鈣調(diào)素分離，鈣離子內(nèi)流，增加根毛細(xì)胞尖端內(nèi)部鈣離子濃度，促進(jìn)生毛細(xì)胞的根毛伸長生長。