Question

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

（1）植物生命活動受到多種因素的調(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。

（2）科研人員獲得了1個獨角金內(nèi)酯相關基因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驗，結果如下（GR24是獨角金內(nèi)酯類似物）。

①本實驗中，野生型和m3突變體生長的濕度、_______________等條件相同且適宜。

②對生長在培養(yǎng)基中的擬南芥幼苗進行的處理為： ______________________。

（3）研究光對下胚軸生長的影響。

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

②研究人員推測光受體參與了光照對下胚軸的抑制作用。白光條件下，檢測_________________________植株的下胚軸長度，結果為實驗組高于對照組，初步支持上述推測。

（4）研究GR24、M基因?qū)ο屡咻S生長的影響。

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

②綜合分析光暗條件下的各組實驗結果說明：___________________________________________________。

（5）科研人員為進一步研究藍光、紅光是否參與了GR24對擬南芥下胚軸的調(diào)控，進行了下面的實驗。

①請選出實驗組的實驗材料、實驗條件、實驗處理和檢測指標 ________

A．野生型 B．m3突變體 C．藍光受體突變體 D．紅光受體突變體

E．黑暗條件 F．藍光條件 G．紅光條件H．不同濃度的GR24（0-10umol/L） I．用無菌水處理 J．測量下胚軸長度

②若實驗結果為：___________，則證明藍光和紅光都參與調(diào)控擬南芥對GR24的反應。

Answer 1

【答案】細胞 信號/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且抑制效果和GR24的濃度正相關 GR24抑制下胚軸的生長依賴于光；M基因參與下胚軸在光下對獨腳金內(nèi)酯的響應 CDFGHJ GR24 使藍光受體突變體和紅光受體突變體分別在藍光和紅光下的下胚軸的長度高于野生型

【解析】

1激素調(diào)節(jié)與植物生命活動的關系：

激素調(diào)節(jié)在植物的生長發(fā)育和對環(huán)境的適應過程中發(fā)揮著重要作用，但是，激素調(diào)節(jié)只是植物生命活動調(diào)節(jié)的一部分。植物的生長發(fā)育過程，在根本上是基因組在一定時間和空間上程序性表達的結果。光照、溫度等環(huán)境因子的變化，會引起植物體內(nèi)產(chǎn)生包括植物激素合成在內(nèi)的多種變化，進而對基因組的表達進行調(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)實驗結果推測：GR24濃度越高，野生型下胚軸長度平均值越小，可推知的作用是其抑制下胚軸長度伸長但對突變體植株幾乎沒有影響，原因可能出現(xiàn)了獨腳金內(nèi)酯信息傳遞缺陷。

（1）由分析可知，植物生命活動受到多種因素的調(diào)節(jié)，其中最重要的是激素調(diào)節(jié)，激素與靶細胞結合后發(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/信息調(diào)節(jié)植物生長。

（2）①本實驗中，自變量是植物的種類和GR24濃度，因變量是下胚軸的長度，而野生型和m3突變體生長的濕度、溫度等條件為無關變量，應保持相同且適宜。

②本實驗中包含的處理為，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，然后檢測兩種擬南芥下胚軸生長的情況。

（3）研究光對下胚軸生長的影響。

①根據(jù)實驗結果可知，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，且該作用效果與M基因無關。

②白光條件下，通過檢測光受體突變體和野生型植株的下胚軸長度，結果為實驗組高于對照組，可推測光受體參與了光照對下胚軸的抑制作用。

（4）研究GR24、M基因?qū)ο屡咻S生長的影響。

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

②通過比較光暗條件下的各組實驗結果可知：GR24抑制下胚軸的生長依賴于光；M基因參與下胚軸在光下對獨腳金內(nèi)酯的調(diào)節(jié)作用。

（5）①實驗目的為研究藍光、紅光是否參與了GR24對擬南芥下胚軸的調(diào)控，根據(jù)實驗目的再結合上述實驗的結論可知實驗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度，故此需要選出的實驗材料和檢測指標為CD 和FGHJ。

②若實驗結果為GR24處理條件下 ，藍光受體突變體和紅光受體突變體分別在藍光和紅光下的下胚軸的長度高于野生型，則證明藍光和紅光都參與調(diào)控擬南芥對GR24的反應。