注重學科基礎(chǔ)·倡導回歸教材
①芽、幼嫩的葉和發(fā)育中的種子?、谏L旺盛的部位　③抑制?、芊至雅c分化?、莘N子萌發(fā)、開花?、奕~綠素合成?、邭饪钻P(guān)閉?、喹h(huán)境?、峄虮磉_?、饧に?br/>1.(選擇性必修1 P91旁欄思考)頂端產(chǎn)生的“影響”能傳到下部,它能使得伸長區(qū)兩側(cè)生長不均勻,其原因是該影響(生長素)在向光一側(cè)和背光一側(cè)(濃度分布)存在差異。2.(選擇性必修1 P93正文)色氨酸經(jīng)過一系列反應可轉(zhuǎn)變成生長素。3.(選擇性必修1 P93正文)極性運輸是一種主動運輸。4.(選擇性必修1 P93正文)生長素在植物各器官都有分布,但相對集中分布在生長旺盛的部分。
5.(選擇性必修1 P94思考·討論)“促進”或“抑制”是相對于生長素處于最低濃度時各器官的生長速度而言,當生長素濃度過高而“抑制”生長時,器官表現(xiàn)為生長速度減慢,甚至生長停滯。6.(選擇性必修1 P98正文)生長素主要促進細胞核分裂,細胞分裂素主要促進細胞質(zhì)分裂。7.(選擇性必修1 P98思考·討論)赤霉素和生長素都能起促進細胞伸長、誘導細胞分化,影響花、果實發(fā)育等作用。不同點是赤霉素有促進細胞分裂、促進種子萌發(fā)的作用,而生長素沒有。
8.(選擇性必修1 P100正文)植物生長調(diào)節(jié)劑是由人工合成的,對植物的生長、發(fā)育有調(diào)節(jié)作用的化學物質(zhì)。9.(選擇性必修1 P106正文)光作為一種信號,影響、調(diào)控植物生長、發(fā)育的全過程。10.(選擇性必修1 P106相關(guān)信息)光敏色素主要吸收紅光和遠紅光。植物體內(nèi)除了光敏色素,還有感受藍光的受體。
11.(選擇性必修1 P107思考·討論)有的植物需要經(jīng)過春化作用才能開花,這樣可以避免出現(xiàn)在冬季來臨之前開花從而無法正常結(jié)果的情況。12.(選擇性必修1 P107旁欄思考)根向地生長,可以深扎根,利于吸收水分和無機鹽;莖背地生長,可以將枝條伸向天空,利于吸收陽光進行光合作用。
深化學科思維·體現(xiàn)知識運用
1.生長素的三種運輸方式(1)方式。
[特別提醒] (1)生長素的合成不需要光,但單側(cè)光、重力等會引起生長素分布不均勻。(2)瓊脂不能感光,基本不會影響生長素的運輸,而云母片、玻璃片等則會阻礙生長素的運輸。(3)極性運輸不會隨植物形態(tài)學上端與形態(tài)學下端空間位置的改變而改變。它是由遺傳物質(zhì)決定的,在太空中依然存在。
2.生長素作用特點的曲線模型的構(gòu)建與解讀(1)同一植物不同器官對生長素敏感程度曲線分析。
(2)不同植物對生長素敏感程度曲線分析。
雙子葉植物>單子葉植物
(3)“三看法”確認生長素作用是否體現(xiàn)高濃度抑制生長低濃度促進生長的特性。
[特別提醒] (1)抑制生長≠不生長,凡生長狀況差于對照組(自然生長或蒸餾水處理組)的,可以認為生長受到抑制,生長狀況好于對照組的,可認為生長受到促進。(2)植物的向光性和莖的背地性只體現(xiàn)了生長素對植物生長的促進作用,不能體現(xiàn)生長素低濃度促進生長,高濃度抑制生長的特性。
考向1　結(jié)合植物生長素的產(chǎn)生、運輸、分布及作用特點,考查科學思維1.生長素具有促進植物生長等多種生理功能。下列與生長素有關(guān)的敘述,錯誤的是(　 　)A.植物生長的“頂端優(yōu)勢”現(xiàn)象可以通過去除頂芽而解除B.頂芽產(chǎn)生的生長素可以運到側(cè)芽附近從而抑制側(cè)芽生長C.生長素可以調(diào)節(jié)植物體內(nèi)某些基因的表達從而影響植物生長D.在促進根、莖兩種器官生長時,莖是對生長素更敏感的器官
解析:植物的“頂端優(yōu)勢”是指頂芽產(chǎn)生的生長素極性運輸?shù)絺?cè)芽部位并積累,使側(cè)芽部位的生長素濃度過高,抑制側(cè)芽生長,從而表現(xiàn)出頂芽優(yōu)先于側(cè)芽生長的現(xiàn)象。摘除頂芽后,側(cè)芽部位的生長素濃度逐漸降低到適宜的濃度,頂端優(yōu)勢解除;高濃度生長素通過促進乙烯的合成從而抑制植物的生長,是通過調(diào)節(jié)與乙烯合成有關(guān)的基因的表達來實現(xiàn)的;同種植物的根、芽、莖幾種器官中,根對生長素最敏感,莖對生長素最不敏感。
2.圖1表示不同植物生長單位長度所需時間與生長素濃度的關(guān)系,圖2為不同濃度的生長素對植物生長的影響曲線。下列敘述錯誤的是(　 　)A.圖1和圖2中曲線的變化情況都能夠反映生長素的作用具有低濃度促進生長,高濃度抑制生長的特性B.圖1中Ⅰ、Ⅱ的最低點和圖2中H點對應的生長素濃度均為促進相應植物生長的最適濃度C.若圖1中的a點對應的生長素濃度為圖2中的m,則b點對應的生長素濃度大于eD.若圖1中的c點對應的生長素濃度為圖2中的m,則d點對應的生長素濃度應大于g小于2m
解析:據(jù)分析可知,圖1和圖2中曲線的變化情況都能夠反映生長素低濃度促進生長,高濃度抑制生長的特性;圖1中Ⅰ、Ⅱ的最低點代表植物生長單位長度所需時間最短,即植物生長速度最快,H點對應的生長素濃度促進作用最強,因此它們對應的生長素濃度均為促進相應植物生長的最適濃度;b點對應的生長素濃度在圖1中表現(xiàn)為抑制作用,對應圖2應大于e;若圖1中的c點對應的生長素濃度為圖2中的m,因d點對應的生長素濃度大于c,所以對應圖2應大于m,且d點在圖1對應的生長素濃度小于最適濃度,即對應圖2應小于g。
(1)插條浸泡在低濃度NAA溶液中,野生型比生長素受體活性減弱的株系更易生根。(2021·河北卷)(　 　)(2)根和莖的向性生長均可證明生長素低濃度促進生長、高濃度抑制生長。(2023·山東濰坊模擬)(　 　)(3)不同濃度的生長素對植物同器官的作用效果一定不同。(2019·浙江4月選考)(　 　)(4)IAA先極性運輸?shù)郊舛讼虏吭贆M向運輸。(2019·江蘇卷)(　 　)
(5)生長素的極性運輸、橫向運輸方向不會受到重力因素影響。(2023·江蘇常州模擬)(　 　)(6)環(huán)境條件會影響生長素的含量,生長素是基因表達的直接產(chǎn)物。(2023·廣東揭陽質(zhì)檢)(　 　)(7)綠籬在園林工人的修剪下長得茂密整齊,修剪的目的是破壞其頂端優(yōu)勢。(2023·浙江臺州檢測)(　 　)
(8)(2023·湖北宜昌模擬)生長素在細胞水平上起的作用,與在器官水平上發(fā)揮作用的聯(lián)系 　? 　? 　? 。
細胞伸長生長、誘導細胞分化進而影響器官的生長、
發(fā)育,因此生長素在細胞水平發(fā)揮的作用是在器官水
考向2　結(jié)合生長素的生理作用,考查科學探究3.(2023·山東卷)擬南芥的向光性是由生長素分布不均引起的,以其幼苗為實驗材料進行向光性實驗,處理方式及處理后4組幼苗的生長、向光彎曲情況如圖表所示。由該實驗結(jié)果不能得出的是(　 　)
A.結(jié)構(gòu)Ⅰ中有產(chǎn)生生長素的部位B.①②之間有感受單側(cè)光刺激的部位C.甲組的①②之間有生長素分布不均的部位D.②③之間無感受單側(cè)光刺激的部位
解析:據(jù)表格和題圖可知,不切斷任何部位,該幼苗正常彎曲生長,但在①處切斷,即去除結(jié)構(gòu)Ⅰ,生長變慢,推測結(jié)構(gòu)Ⅰ中有產(chǎn)生生長素的部位;據(jù)表格可知,在①處切斷,該幼苗緩慢生長且彎曲,而在②處切斷后,該幼苗不能生長,推測①②之間含有生長素,且具有感受單側(cè)光刺激的部位;受到單側(cè)光照射后,①②之間生長素分布不均,最終導致生長不均勻,出現(xiàn)彎曲生長;在②處切斷和在③處切斷,兩組實驗結(jié)果相同:幼苗都不生長、不彎曲,說明②③之間不能產(chǎn)生生長素,但無法得出②③之間無感受單側(cè)光刺激的部位。
4.(2023·山東等級?？?為探究不同波長的光對大麥胚芽鞘向光性的影響,研究者選擇長度相同、生長狀況相近的兩組大麥胚芽鞘,分別用紅光和藍光進行單側(cè)照射,隨后在不同時間測量胚芽鞘向光側(cè)和背光側(cè)的長度,結(jié)果如下。
(1)藍光照射的30 min內(nèi),大麥胚芽鞘沒有表現(xiàn)出向光性,原因是引起向光性的　　　　 　　(填激素名稱)在　　　　 　　產(chǎn)生,而起作用的部位是　　　 　　　,其轉(zhuǎn)運和引起生理作用需要一定的時間。單側(cè)藍光照射60 min后大麥胚芽鞘兩側(cè)的長度增加值不同,這是由于該激素在胚芽鞘兩側(cè)的　 　　　　　不同引起的。?
解析:(1)生長素能引起植物產(chǎn)生向光性,在單側(cè)光的照射下,胚芽鞘尖端產(chǎn)生的生長素往背光側(cè)運輸,生長素從胚芽鞘尖端運到胚芽鞘尖端以下部位,導致背光側(cè)生長素濃度更高,背光側(cè)生長較快,植物向光彎曲生長。藍光照射的30 min內(nèi),大麥胚芽鞘沒有表現(xiàn)出向光性,說明其轉(zhuǎn)運和引起生理作用需要一定的時間。單側(cè)藍光照射60 min后大麥胚芽鞘兩側(cè)的長度增加值不同,這是由于該激素在胚芽鞘兩側(cè)的濃度不同引起的,背光側(cè)濃度較大。
(2)由實驗結(jié)果可知單側(cè)紅光照射　　　　(填“能”或“不能”)使大麥胚芽鞘表現(xiàn)出向光性。若在單側(cè)紅光照射處理的同時,在大麥胚芽鞘的向光側(cè)涂抹適宜濃度的赤霉素,該胚芽鞘將　　　　(填“向光”或“背光”)彎曲生長,從細胞水平分析,該過程中赤霉素的作用是　　　　　　　　　　　　　。?
解析:(2)由實驗結(jié)果可知,無論單側(cè)紅光照射多長時間,背光側(cè)的長度增加值始終和向光側(cè)相等,因此單側(cè)紅光照射不能使大麥胚芽鞘表現(xiàn)出向光性。若在單側(cè)紅光照射處理的同時,在大麥胚芽鞘的向光側(cè)涂抹適宜濃度的赤霉素,赤霉素能促進細胞伸長和分裂,因此該胚芽鞘將背光彎曲生長。
(3)如果在單側(cè)紅光照射處理的同時,在大麥胚芽鞘的向光側(cè)涂抹某濃度的生長素,結(jié)果胚芽鞘表現(xiàn)為向光性,可能的原因是　　　　　 .　　　　　　 　　　。?
涂抹后向光側(cè)生長素濃度過高,生長受抑制,胚芽鞘表現(xiàn)為向光彎曲生長
解析:(3)如果在單側(cè)紅光照射處理的同時,在大麥胚芽鞘的向光側(cè)涂抹某濃度的生長素,可能導致向光側(cè)因生長素濃度過高,生長受抑制,結(jié)果胚芽鞘表現(xiàn)為向光性。
1.植物激素間的相互作用
重點2　其他植物激素、植物生長調(diào)節(jié)劑的應用及環(huán)境因素參與調(diào)節(jié)植物的生命活動
注:“(+)”表示促進;“(-)”表示抑制。
無須發(fā)芽就能產(chǎn)生α-淀粉酶
[特別提醒] 植物激素調(diào)節(jié)的2個“≠”(1)激素調(diào)節(jié)≠植物生命活動調(diào)節(jié)。①說明:激素調(diào)節(jié)只是植物生命活動調(diào)節(jié)的一部分。②原因: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)植物激素≠植物生長調(diào)節(jié)劑。①植物激素:植物體自身合成的調(diào)節(jié)物質(zhì)。②植物生長調(diào)節(jié)劑:人工合成的調(diào)節(jié)物質(zhì)。③舉例:如生長素屬于植物激素,而生長素類似物(如2,4-D)屬于植物生長調(diào)節(jié)劑。
3.環(huán)境因素參與調(diào)節(jié)植物的生命活動
考向1　結(jié)合植物激素生理功能及應用,考查生命觀念及社會責任1.(2023·廣東卷)某研學小組參加勞動實踐,在校園試驗田扦插繁殖藥用植物兩面針種苗。下列做法正確的是(　 　)A.插條只能保留1個芽以避免養(yǎng)分競爭B.插條均應剪去多數(shù)葉片以避免蒸騰作用過度C.插條的不同處理方法均應避免使用較高濃度NAAD.插條均須在黑暗條件下培養(yǎng)以避免光抑制生根
解析:為提高扦插枝條的成活率,插條一般保留3～4個芽,因為芽能產(chǎn)生生長素,有利于插條生根;當插條上葉片較多時,蒸騰作用過于旺盛,導致插條失水過多死亡,因此應剪去多數(shù)葉片以降低蒸騰作用;較高濃度的NAA可以選用沾蘸法處理插條,低濃度NAA可以選用浸泡法處理插條;為降低插條的蒸騰作用,同時又可以使其進行光合作用,可在弱光下進行扦插。
2.(2020·山東卷)植物激素或植物生長調(diào)節(jié)劑在生產(chǎn)、生活中得到了廣泛的應用。下列說法錯誤的是(　 　)A.提高培養(yǎng)基中細胞分裂素與生長素間含量的比值可促進愈傷組織分化出根B.用適宜濃度的生長素類似物處理未受粉的番茄雌蕊,可獲得無子番茄C.用適宜濃度的赤霉素處理休眠的種子可促進種子萌發(fā)D.利用成熟木瓜釋放的乙烯可催熟未成熟的柿子
解析:細胞分裂素與生長素含量的比值高時有利于愈傷組織分化形成芽;給未受粉的番茄雌蕊柱頭涂上適宜濃度的生長素類似物,可獲得無子番茄;用適宜濃度的赤霉素處理休眠的種子可解除休眠,促進種子萌發(fā);乙烯可促進果實的成熟。
考向2　結(jié)合植物激素相關(guān)實驗,考查科學思維3.(2023·湖北卷)多年生植物甲為一種重要經(jīng)濟作物,果實采收期一般在10月,在生長過程中常受到寄生植物乙的危害(植物乙的果實成熟期為當年10月到次年2月)。為阻斷植物乙的傳播和蔓延,科研人員選用不同稀釋濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑M噴施處理,結(jié)果如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)曲線1:稀釋濃度為1/100;曲線2:稀釋濃度為1/200;曲線3:稀釋濃度為1/400;曲線4:對照組
A.據(jù)圖綜合分析,為防治乙的危害,M的稀釋濃度應選用1/400B.植物乙對照組的曲線逐漸下降,說明其生長逐漸減弱C.噴施M時間選擇甲果實采收后,乙果實未大量成熟前D.植物生長調(diào)節(jié)劑M與植物激素脫落酸的作用相似
解析:為防治乙的危害應選擇噴施M后使甲的落葉率相對較低,而乙的落葉率相對較高的稀釋濃度,綜合題圖可知,M的稀釋濃度應選用1/400;植物乙對照組的曲線逐漸下降,說明落葉率下降,說明其生長逐漸增強;噴施M應該減弱對甲果實的影響,避免影響產(chǎn)量,而對于乙應該防止其果實成熟,所以時間選擇甲果實采收后,乙果實未大量成熟前,防止其種子傳播;植物生長調(diào)節(jié)劑M能促進葉脫落,其作用和脫落酸相似。
4.科學家通過化學方法處理萌發(fā)的擬南芥種子可獲得大量突變體,探明了野生型擬南芥中乙烯的作用途徑,其簡圖如下。據(jù)圖分析,以下敘述錯誤的是(　 　)A.R蛋白分布于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上,是乙烯的受體,同時調(diào)節(jié)酶T的活性B.E蛋白被剪切后的產(chǎn)物可進入細胞核影響基因的表達C.無乙烯與R蛋白結(jié)合時,酶T有活性,使E蛋白磷酸化D.酶T活性喪失的純合突變體也能出現(xiàn)無乙烯生理反應
解析:從題圖中可以看出,R蛋白可以和乙烯結(jié)合,也可以和酶T結(jié)合,R蛋白分布于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上,是乙烯的受體,同時調(diào)節(jié)酶T的活性;在有乙烯的條件下,E蛋白被剪切后的產(chǎn)物可進入細胞核影響基因的表達,出現(xiàn)有乙烯生理反應;從題圖中可以看出,無乙烯與R蛋白結(jié)合時,酶T有活性,使E蛋白磷酸化;酶T活性喪失的純合突變體將無法使E蛋白磷酸化,因此不會出現(xiàn)無乙烯生理反應。
(1)當室外裁培的水仙被移入室內(nèi)后,其體內(nèi)會發(fā)生一系列變化,導致徒長甚至倒伏,表明強光促進了水仙花莖及葉的伸長生長。(2023·廣東卷)(　 　)(2)植物激素是一類由植物體產(chǎn)生的,對植物的生長發(fā)育有顯著影響的微量有機物,植物體內(nèi)生長素可以作為催化劑直接參與細胞代謝過程。(　 　)(3)生長素和赤霉素都能促進植物生長,兩者都是由植物的內(nèi)分泌細胞產(chǎn)生的微量有機物。(2023·河北巨鹿中學三模)(　 　)(4)生產(chǎn)啤酒時通常利用赤霉素處理大麥種子,因為赤霉素可催化種子的淀粉水解。(2023·陜西統(tǒng)考一模)(　 　)
(5)植物根中具有感受重力的物質(zhì)和細胞,可以將重力信號轉(zhuǎn)換為生長素合成信號。(2023·江蘇揚州三模)(　 　)(6)植物生長調(diào)節(jié)劑是人工合成的分子結(jié)構(gòu)和生理作用都與植物激素類似的化合物。(2023·湖北襄陽模擬)(　 　)
(7)(2023·山西太原模擬) 溫帶地區(qū),樹木通常有一圈圈的年輪,影響其形成的主要環(huán)境因素是 ,理由是 　? 　? 。
在春夏季,氣溫高,細胞分裂快、細胞體積大,在樹干
上形成顏色較淺的帶;在秋冬季,氣溫低,細胞分裂慢、
細胞體積較小,在樹干上形成顏色較深的帶
考向3　圍繞影響植物生長因素的探究實踐,考查科學探究能力5.(2022·山東卷)石蒜地下鱗莖的產(chǎn)量與鱗莖內(nèi)淀粉的積累量呈正相關(guān)。為研究植物生長調(diào)節(jié)劑對石蒜鱗莖產(chǎn)量的影響,將適量赤霉素和植物生長調(diào)節(jié)劑多效唑的粉末分別溶于少量甲醇后用清水稀釋,處理長勢相同的石蒜幼苗,鱗莖中合成淀粉的關(guān)鍵酶AGPase的活性如圖。下列說法正確的是(　 　)A.多效唑通過增強AGPase活性直接參與細胞代謝B.對照組應使用等量清水處理與實驗組長勢相同的石蒜幼苗C.噴施赤霉素能促進石蒜植株的生長,提高鱗莖產(chǎn)量D.該實驗設(shè)計遵循了實驗變量控制中的“加法原理”
解析:由圖可知,多效唑可以增強合成淀粉關(guān)鍵酶AGPase活性,促進鱗莖中淀粉的合成,間接參與細胞代謝;由題“將適量赤霉素和植物生長調(diào)節(jié)劑多效唑的粉末分別溶于少量甲醇后用清水稀釋”可知,對照組應使用等量的甲醇-清水稀釋液處理;由題可知,赤霉素降低AGPase的活性,進而抑制鱗莖中淀粉的積累,根據(jù)石蒜地下鱗莖的產(chǎn)量與鱗莖內(nèi)淀粉的積累量呈正相關(guān)可知,噴施赤霉素不能提高鱗莖產(chǎn)量,反而使得鱗莖產(chǎn)量下降;與常態(tài)比較,人為增加某種影響因素稱為“加法原理”,用外源激素赤霉素和植物生長調(diào)節(jié)劑多效唑處理遵循了實驗變量控制中的“加法原理”。
6.(2023·浙江6月選考)為研究紅光、遠紅光及赤霉素對萵苣種子萌發(fā)的影響,研究小組進行黑暗條件下萵苣種子萌發(fā)的實驗。其中紅光和遠紅光對萵苣種子赤霉素含量的影響如圖甲所示,紅光、遠紅光及外施赤霉素對萵苣種子萌發(fā)的影響如圖乙所示。
據(jù)圖分析,下列敘述正確的是(　 　)A.遠紅光處理萵苣種子使赤霉素含量增加,促進種子萌發(fā)B.紅光能激活光敏色素,促進合成赤霉素相關(guān)基因的表達C.紅光與赤霉素處理相比,萵苣種子萌發(fā)的響應時間相同D.若紅光處理結(jié)合外施脫落酸,萵苣種子萌發(fā)率比單獨紅光處理高
解析:圖甲顯示遠紅光使種子赤霉素含量下降,進而抑制種子萌發(fā),與圖乙結(jié)果相符,而不是遠紅光處理萵苣種子使赤霉素含量增加;圖甲顯示紅光能使種子赤霉素含量增加,其機理為紅光將光敏色素激活,進而調(diào)節(jié)相關(guān)基因表達;圖乙顯示紅光處理6 d左右萵苣種子開始萌發(fā),赤霉素處理10 d時萵苣種子開始萌發(fā),兩種處理萵苣種子萌發(fā)的響應時間不同;紅光處理促進種子萌發(fā),脫落酸會抑制種子萌發(fā),二者作用相反,所以紅光處理結(jié)合外施脫落酸,萵苣種子萌發(fā)率比單獨紅光處理低。
拓展新視野·培養(yǎng)新思維
植物激素之間的相互作用
情境材料　在植物體內(nèi),各種激素不是孤立地起作用,它們共同調(diào)控著植物的生長發(fā)育。一種植物激素可影響植物生長發(fā)育的多個過程,而某一個生理過程往往是多種激素共同作用的結(jié)果。不同的植物激素對同一個生理過程可能存在協(xié)同作用,也可能作用相反。例如,油菜素內(nèi)酯與生長素協(xié)同調(diào)節(jié)著細胞伸展和分裂、根的向地性等,而細胞分裂素和生長素在調(diào)控根的發(fā)育時作用相抗衡。
問題探究 (1)植物激素之間可以調(diào)節(jié)彼此的生理作用,但不能調(diào)節(jié)彼此的含量,這種說法正確嗎?請舉例加以說明。提示:不正確。如豌豆黃化苗莖段中低濃度的生長素促進細胞的伸長,但生長素濃度增加到一定值時,就會促進細胞中乙烯的合成,而乙烯含量的增加,反過來又抑制了生長素對細胞伸長的促進作用。
(2)除植物激素之間存在相互作用,植物激素與基因表達之間是否也存在相互作用?提示:是。激素作為信息分子會影響細胞的基因表達,從而起到調(diào)節(jié)作用。同時,激素的產(chǎn)生和分布是基因表達調(diào)控的結(jié)果。
1.(2023·山東德州模擬)生長素、赤霉素、細胞分裂素、脫落酸和乙烯是植物體內(nèi)常見的五種植物激素,近幾年科學家陸續(xù)發(fā)現(xiàn)一些其他植物激素,比如獨腳金內(nèi)酯等。GR24是人工合成的獨腳金內(nèi)酯類似物,為了研究其作用機理,科研人員用擬南芥為材料進行了如圖1的實驗,結(jié)果如圖2。請回答下列問題。
(1)由圖2推測NAA和GR24應加在圖1的瓊脂塊　　　(填“A”或“B”)中。?
解析:(1)在頂芽處,生長素只能從形態(tài)學的上端向下端運輸,因此進行實驗處理時,應該在主莖上端A處施加NAA和GR24。
(2)本實驗的自變量是　　　 　,因變量的檢測指標是　　 　 　,其余的無關(guān)變量應保持相同且適宜。從圖2可看出,GR24與NAA對側(cè)枝生長具有　　　　(填“協(xié)同”或“抗衡”)作用。?
NAA和GR24的有無
解析:(2)由圖2可知,實驗自變量是NAA和GR24的有無,因變量是側(cè)枝長度,其余的無關(guān)變量應該保持相同且適宜。NAA和GR24共同處理時,對側(cè)枝的抑制程度大于單獨使用,說明二者在調(diào)節(jié)側(cè)枝生長方面具有協(xié)同作用。
(3)據(jù)圖2的結(jié)果,科研人員提出了一個假設(shè):在頂芽產(chǎn)生的生長素沿主莖極性運輸時,GR24會抑制側(cè)芽的生長素向外運輸。為驗證該假設(shè),采用與圖1 相同的切段進行實驗。
請在表中的空白處填寫相應處理內(nèi)容,完成實驗方案。①　　　 　 　 　;②　　　　　　;③　　　　　　。若檢測結(jié)果為　　 　 　 .　 　,則支持科研人員提出的假設(shè)。?
放射性標記物含量顯著低于對照組
解析:(3)根據(jù)圖1分析,該實驗是驗證在頂芽產(chǎn)生的生長素沿主莖極性運輸時,GR24會抑制側(cè)芽的生長素向外運輸?shù)募僭O(shè),自變量為是否加GR24,用放射性標記NAA可以跟蹤NAA的運輸情況,因此實驗組:在主莖上端施加NAA,在側(cè)芽處施加放射性標記的NAA,在瓊脂塊中加入GR24;對照組:在主莖上端施加NAA,在側(cè)芽處施加放射性標記的NAA,在瓊脂塊中不加入GR24。若檢測結(jié)果為實驗組下端瓊脂塊中放射性標記物含量顯著低于對照組,則支持科研人員提出的假設(shè)。
2.(2023·山東青島二模)花和果實的脫落是一個受調(diào)控的過程。在干旱脅迫下,番茄會出現(xiàn)花提前凋落的現(xiàn)象,從而嚴重影響產(chǎn)量。為研究其中的機制,進行了相關(guān)實驗。(1)正常情況下,發(fā)育著的種子產(chǎn)生生長素　　　番茄果實的發(fā)育;生長素向花?；窟\輸,抑制花梗脫落區(qū)細胞活性以防脫落。當果實成熟后,由于生長素供應不足,脫落區(qū)細胞對乙烯敏感,引起果實脫落。?
解析:(1)正常情況下,發(fā)育著的種子產(chǎn)生生長素促進番茄果實的發(fā)育。
(2)研究者構(gòu)建了S2(編碼植酸酶2的基因)過表達和S2敲低的番茄,統(tǒng)計了其在水分充足和干旱脅迫下的落花率,結(jié)果如圖1。①由圖1結(jié)果推測,干旱可能通過　　 　　　　　促進花脫落。?
解析:(2)①在干旱脅迫下,S2敲低組的番茄落花率略高于水分充足條件下番茄落花率;而野生型、過表達組的番茄落花率遠遠高于水分充足條件下番茄落花率,自變量為S2表達程度,因變量為落花率,在干旱脅迫下,隨S2表達的增強,番茄落花率提高,這說明干旱可能通過促進S2的表達促進花脫落。
②研究者檢測了野生型植株在相應環(huán)境下S2的表達情況驗證了上述推測,檢測結(jié)果為　　 .　　 。?
干旱脅迫下S2的表達量顯
解析:②由①可知,干旱可能通過促進S2的表達促進花脫落,研究者檢測了野生型植株在相應環(huán)境下S2的表達情況驗證了上述推測,故檢測結(jié)果為干旱脅迫下S2的表達量顯著高于水分充足條件。
(3)磺肽素(PSK)是一種肽類激素,由PSK前體通過S2蛋白的剪切形成。對番茄植株外施一定濃度的PSK前體,3天后統(tǒng)計落花率,結(jié)果如圖2。請補充畫出圖中PSK前體處理敲低組的實驗結(jié)果。
解析:(3)由圖2可知,施加PSK前體組與施加水組相比,PSK前體組的落花率提高,這說明PSK前體通過S2蛋白的剪切能形成磺肽素(PSK),PSK能提高落花率;由于敲低組S2表達程度低,如果施加PSK前體處理敲低組,因缺乏S2蛋白的剪切,導致形成的磺肽素(PSK)較少,故與水處理敲低組相比,PSK前體處理敲低組落花率提高不明顯,故可畫出PSK前體處理敲低組的實驗結(jié)果,圖見答案。
(4)在S2過表達植株中,乙烯響應基因T的表達量明顯高于野生型。為了研究干旱脅迫下S2是否通過乙烯來誘導花脫落,請利用乙烯拮抗劑設(shè)計實驗:　　　　　 .　　　　　 . 　 　,并寫出支持“干旱脅迫下S2誘導的花脫落不依賴乙烯”的實驗結(jié)果　 　　 .　　　　 　　　。?
干旱脅迫下,用乙烯拮抗劑分別處理野生型、過表達組和敲低組;對照組用水處理,其余條件與實驗組相同,一段時間后檢測落花率
用乙烯拮抗劑處理的植株的落花率與對照組的差值,在野生型、過表達組和敲低組之間沒有明顯差異
解析:(4)為了研究干旱脅迫下S2是否通過乙烯來誘導花脫落,自變量為乙烯作用的有無,因變量為落花率,設(shè)計實驗為:干旱脅迫下,用乙烯拮抗劑分別處理野生型、過表達組和敲低組;對照組用水處理,其余條件與實驗組相同,一段時間后檢測落花率。若用乙烯拮抗劑處理的植株的落花率與對照組的差值,在野生型、過表達組和敲低組之間沒有明顯差異,說明干旱脅迫下S2誘導的花脫落不依賴乙烯。
(5)研究表明,干旱脅迫下S2誘導的花脫落不依賴生長素和乙烯。綜合上述研究,將“S2”“生長素”“乙烯”“PSK前體”填寫在相應方框中,以完善花脫落的調(diào)控圖。(“→”表示促進,“ ”表示抑制)

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