Question

【題目】頂端優(yōu)勢是植物的一種生存機(jī)制，其原理可以應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和園藝上，對提高產(chǎn)量、改變株型等有重要意義。研究發(fā)現(xiàn)，頂端優(yōu)勢現(xiàn)象受生長素、細(xì)胞分裂素、獨(dú)角金內(nèi)酯等多種植物激素的調(diào)控。

（1）頂端優(yōu)勢體現(xiàn)了生長素的作用具有______的特點(diǎn)。

（2）研究發(fā)現(xiàn)：從豌豆莖上摘除頂芽后，其根部的細(xì)胞分裂素向上運(yùn)輸量增多，且莖中細(xì)胞分裂素合成基因的轉(zhuǎn)錄加快；當(dāng)對除去頂芽的枝條再次施加生長素后，細(xì)胞分裂素的合成和向上移動均受到抑制。由此推測，頂端優(yōu)勢的產(chǎn)生可能與側(cè)芽部位細(xì)胞分裂素含量的______（選填“增多”或“減少”）有關(guān)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)：豌豆莖上摘除頂芽之前檢測不到異戊烯基轉(zhuǎn)移酶（IPT）基因的表達(dá)，而去頂后該基因就表達(dá)，并伴隨細(xì)胞分裂素在莖節(jié)處積累。另有研究表明：細(xì)胞分裂素氧化酶（CKX）可將細(xì)胞分裂素降解，生長素能通過調(diào)控CKX的水平來控制細(xì)胞分裂素的含量。調(diào)控機(jī)理如下圖所示：

從分子水平上分析，生長素能通過______來降低細(xì)胞分裂素的含量，從而使植物表現(xiàn)出頂端優(yōu)勢現(xiàn)象。

（3）獨(dú)腳金內(nèi)酯是一種由植物根系產(chǎn)生的類胡蘿卜素衍生物，被認(rèn)為是一種新型植物激素，其對植物的頂端優(yōu)勢也有一定的影響。

①獨(dú)腳金內(nèi)酯可以通過抑制生長素的極性運(yùn)輸來調(diào)控頂端優(yōu)勢�，F(xiàn)有若干胚芽鞘、獨(dú)腳金內(nèi)酯類似物、瓊脂塊等實(shí)驗(yàn)材料，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該結(jié)論，寫出簡要的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路和預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果______。

②獨(dú)腳金內(nèi)酯類似物具有刺激根寄生植物種子萌發(fā)的作用。各種根寄生雜草一旦受到獨(dú)腳金內(nèi)酯類似物的刺激就會萌發(fā)，其胚根能借助自身的結(jié)構(gòu)與農(nóng)作物的根部進(jìn)行連通，從而直接獲取農(nóng)作物的營養(yǎng)，對農(nóng)作物生長造成極大的危害；但根寄生雜草種子萌發(fā)后，若在1周內(nèi)接觸不到寄主植物根系便會死亡。根據(jù)以上信息，在生產(chǎn)實(shí)踐中為了減少根寄生雜草對農(nóng)作物的危害，可以采取的措施是______。

Answer 1

【答案】兩重性 減少 抑制IPT的生成（或IPT基因表達(dá)）和誘導(dǎo)CKX的生成（或CKX基因表達(dá)） 實(shí)驗(yàn)思路：將胚芽鞘分成甲、乙兩組，甲組基部或下端涂抹獨(dú)腳金內(nèi)酯類似物，乙組不做處理。將甲、乙兩組胚芽鞘均放置于空白瓊脂塊上，一段時間后檢測空白瓊脂塊中生長素的含量 預(yù)期結(jié)果：甲組空白瓊脂塊中不含生長素，乙組空白瓊脂塊中含有生長素②農(nóng)作物播種前或生根前在農(nóng)田里適量噴施獨(dú)角金內(nèi)酯類似物

【解析】

生長素的生理作用具有兩重性，即低濃度促進(jìn)生長，高濃度抑制生長。體現(xiàn)生長素兩重性的典型實(shí)例就是頂端優(yōu)勢，頂端優(yōu)勢就是頂芽優(yōu)先生長，側(cè)芽生長受到抑制的現(xiàn)象。
頂端優(yōu)勢產(chǎn)生的原因是：頂芽產(chǎn)生生長素向側(cè)芽運(yùn)輸，導(dǎo)致側(cè)芽生長素濃度過高，生長受到抑制，因此頂芽優(yōu)先生長。

（1）頂端優(yōu)勢體現(xiàn)了生長素的作用具有兩重性的特點(diǎn)，即低濃度促進(jìn)生長，高濃度抑制生長。
（2）研究發(fā)現(xiàn)：從豌豆莖上摘除頂芽后，其根部的細(xì)胞分裂素向上運(yùn)輸量增多，且莖中細(xì)胞分裂素合成基因的轉(zhuǎn)錄加快；當(dāng)對除去頂芽的枝條再次施加生長素后，細(xì)胞分裂素的合成和向上移動均受到抑制。由此推測，頂端優(yōu)勢的產(chǎn)生可能與側(cè)芽部位細(xì)胞分裂素含量的減少有關(guān)。根據(jù)圖示調(diào)控機(jī)理，從分子水平上分析可知：生長素能通過抑制IPT的生成和誘導(dǎo)CKX的生成來降低細(xì)胞分裂素的含量，從而使植物表現(xiàn)出頂端優(yōu)勢現(xiàn)象。
（3）①要驗(yàn)證獨(dú)腳金內(nèi)酯可以通過抑制生長素的極性運(yùn)輸來調(diào)控頂端優(yōu)勢。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍�，�?shí)驗(yàn)的自變量為是否用獨(dú)腳金內(nèi)酯處理胚芽鞘，因變量是瓊脂塊中生長素的有無，以此來證明極性運(yùn)輸被阻斷，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下：將胚芽鞘分成甲、乙兩組，甲組基部或下端涂抹獨(dú)腳金內(nèi)酯類似物，乙組不做處理。將甲、乙兩組胚芽鞘均放置于空白瓊脂塊上，一段時間后檢測空白瓊脂塊中生長素的含量。預(yù)期結(jié)果：甲組空白瓊脂塊中不含生長素，乙組空白瓊脂塊中含有生長素。
②在生產(chǎn)實(shí)踐中為了減少根寄生雜草對農(nóng)作物的危害，可在農(nóng)作物播種前或生根前，在農(nóng)田里適量噴施獨(dú)角金內(nèi)酯類似物，以達(dá)到促進(jìn)寄生植物根的生長，而此時又沒有農(nóng)作物的存在，從而使得寄生植物的根無法接觸到農(nóng)作物而死亡。