Question

【題目】為研究生長素（IAA）調(diào)控植物根生長的機(jī)制，研究人員進(jìn)行了系列實(shí)驗(yàn)。

（1）IAA可在植物頂芽內(nèi)合成，并_______到根部，調(diào)控植物根生長。

（2）研究者推測(cè)在細(xì)胞內(nèi)，IAA通過赤霉素（GA）調(diào)控根的生長，為證實(shí)上述推測(cè)，研究者進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。

①以擬南芥_________（填“GA合成缺陷型”或“GA不敏感型”）突變體為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行圖1所示處理，測(cè)定初生根長度。圖中結(jié)果表明IAA能夠________擬南芥初生根的生長。去除頂芽后，突變體對(duì)赤霉素的反應(yīng)_____。

② RGA是一種具有抑制生長作用的蛋白質(zhì)，該蛋白的降解可受GA調(diào)控。研究者向上述突變體中轉(zhuǎn)入綠色熒光蛋白（GFP）基因與RGA基因的融合基因，在熒光顯微鏡下觀察轉(zhuǎn)基因擬南芥幼苗的根尖中GFP-RGA融合蛋白的表達(dá)情況，結(jié)果如圖2所示。用GA處理前，各組根細(xì)胞均出現(xiàn)了綠色熒光，說明無GA時(shí)，____________。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明_______。

（3）綜合上述實(shí)驗(yàn)，推測(cè)頂芽合成的生長素調(diào)節(jié)根生長的作用機(jī)理是______________________。

Answer 1

【答案】運(yùn)輸 GA合成缺陷型 促進(jìn) 減弱 IAA不引起RGA蛋白降解 IAA通過GA降解RGA蛋白 頂芽合成的IAA運(yùn)輸?shù)礁�部，通過GA降解RGA蛋白，從而解除RGA蛋白對(duì)根生長的抑制作用

【解析】

本題以生長素（IAA）調(diào)控植物根生長的機(jī)制為背景綜合考查了植物激素的作用及分析實(shí)驗(yàn)的能力。要求學(xué)生具有驗(yàn)證簡(jiǎn)單生物學(xué)事實(shí)的能力，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理。

（1）植物激素是由植物體內(nèi)產(chǎn)生，能從產(chǎn)生部位運(yùn)送到作用部位，對(duì)植物的生長發(fā)育有顯著影響的微量有機(jī)物。生長素是植物激素的一種，應(yīng)符合這一概念具備的特點(diǎn)，因此，IAA可在植物頂芽內(nèi)合成，并運(yùn)輸?shù)礁�部，調(diào)控植物根生長。

（2）研究者推測(cè)在細(xì)胞內(nèi)，IAA通過赤霉素（GA）調(diào)控根的生長，為證實(shí)上述推測(cè)，①研究者應(yīng)以擬南芥GA合成缺陷型突變體為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行圖1所示處理，測(cè)定初生根長度。這樣可以排出植物體自身產(chǎn)生的GA對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，由圖1可知完整植株分別施加水和赤霉素作對(duì)照，發(fā)現(xiàn)施加赤霉素的一組初生根的長度明顯增加，去頂芽后，植物體內(nèi)沒有生長素，再施加赤霉素后，植物初生根的長度明顯縮短，及去頂芽施加IAA及赤霉素的一組植物初生根與完整植物組結(jié)果一致，因此圖中結(jié)果表明IAA能夠促進(jìn)擬南芥初生根的生長。去除頂芽后，突變體對(duì)赤霉素的反應(yīng)減弱。通過這一實(shí)驗(yàn)就可以把相關(guān)的推測(cè)加以證實(shí)或證偽。②按照題干“RGA是一種具有抑制生長作用的蛋白質(zhì)，該蛋白的降解可受GA調(diào)控”要求，研究者向上述突變體中轉(zhuǎn)入綠色熒光蛋白（GFP）基因與RGA基因的融合基因，在熒光顯微鏡下觀察轉(zhuǎn)基因擬南芥幼苗的根尖中GFP-RGA融合蛋白的表達(dá)情況，結(jié)果如圖2所示。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，圖2的未用GA處理之前，根尖內(nèi)的都有RGA蛋白，說明單獨(dú)的IAA不能使RGA降解，而去頂芽的一組實(shí)驗(yàn)表明，沒有IAA時(shí)單獨(dú)的GA也不能使RGA降解，而左側(cè)和右側(cè)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在有IAA時(shí)施加GA可以使綠色熒光消失，也即說明RGA被降解。說明RGA的降解是通過IAA作用于GA起作用的。因此綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明IAA通過GA降解RGA蛋白，用GA處理前，各組根細(xì)胞均出現(xiàn)了綠色熒光，說明無GA時(shí)，IAA不引起RGA蛋白降解。

（3）綜合①IAA通過GA促進(jìn)根的生長和②GA可促進(jìn)RGA蛋白降解而促進(jìn)根的生長，推測(cè)頂芽合成的生長素調(diào)節(jié)根生長的作用機(jī)理是頂芽合成的IAA運(yùn)輸?shù)礁�部，通過GA降解RGA蛋白，從而解除RGA蛋白對(duì)根生長的抑制作用。