Question

【題目】為研究油菜素內酯(BR)在植物向性生長中對生長素(IAA)的作用，科研人員以擬南芥為材料進行了如下實驗。

(1)科研人員在黑暗條件下用野生型和BR合成缺陷突變體擬南芥幼苗進行實驗，三組幼苗均水平放置，其中一組野生型幼苗施加外源BR，另外兩組不施加，測定0～14 h內三組幼苗胚軸和主根的彎曲度，結果如下圖所示。

①上述實驗均在黑暗條件下進行，目的是避免光照對__________________的影響。

②由實驗結果可知，主根和胚軸彎曲的方向________。施加外源BR的野生型幼苗的胚軸、主根在_______h時就可達到最大彎曲度，BR合成缺陷突變體的最大彎曲度形成的時間較其他兩組________________，說明BR________。

(2)IAA可引起G酶基因表達，G酶可催化無色底物生成藍色產物。科研人員將轉入G酶基因的野生型和BR合成缺陷突變體植株主根用含有無色底物的溶液浸泡一段時間后，觀察到野生型植株主根的藍色產物分布于分生區和伸長區，而BR合成缺陷突變體植株主根的藍色產物僅分布于分生區，說明BR影響IAA的分布，推測BR能夠促進IAA的________。由于重力引起水平放置的幼苗主根中近地側和遠地側IAA濃度不同，________側細胞伸長較快，根向地生長。

(3)為驗證上述推測，可進一步檢測并比較野生型和BR合成缺陷突變體植株主根細胞中________________(填“IAA合成基因”或“IAA極性運輸載體基因”)的表達量，若檢測結果是野生型植株主根細胞中該基因表達量________________（填“高于”或“低于”）BR合成缺陷突變體，則支持上述推測。

Answer 1

【答案】 向性生長 相反 4 延遲 BR促進胚軸和主根的向性（彎曲）生長 極性運輸（從分生區運輸到伸長區） 遠地 IAA極性運輸載體基因 高于

【解析】分析題圖：由實驗結果可知，主根和胚軸彎曲的方向相反，施加外源BR的野生型幼苗的胚軸、主根在4h就可達到最大彎曲度，BR合成缺陷突變體的最大彎曲度形成的時間較其他兩組延遲，說明BR促進胚軸和主根的向性(彎曲)生長。

（1）①該實驗的自變量是油菜素內酯（BR）的含量,因變量是主根和胚軸的彎曲角度,上述實驗均在黑暗條件下進行,目的是避免光照對向性生長的影響。

②由圖可知，主根和胚軸彎曲的方向相反。施加外源BR的野生型幼苗的胚軸和主根都可以在較短時間內達到最大彎曲度，其中主根在4h時就可達到最大彎曲度。BR合成缺陷突變體的最大彎曲度形成的時間較其他兩組延遲（晚），說明BR可以促進胚軸和主根的向性生長。

（2）植物的分生區可以合成生長素，并通過極性運輸運輸到根伸長區，因此無論有無BR，分生區均有藍色產物，而BR合成缺陷體的伸長區無藍色產物，從而推測BR能夠促進IAA的極性運輸。由于重力引起水平放置的幼苗主根中近地側的IAA濃度高于遠地側，根對生長素很敏感，近地側因IAA濃度高而生長受抑制，遠地側因IAA濃度較低而生長受促進，遠地側細胞伸長較快，根向地生長。

（3）為驗證BR對IAA的分布有影響的推測，該實驗中，由于兩組初始IAA的合成情況相同，而IAA分布情況還與其運輸載體有關，因此可進一步檢測并比較兩組中IAA極性運輸載體基因的表達量。若檢測結果是野生型植株主根細胞中該基因的表達量高于BR合成缺陷突變體，則表明由于該基因的表達，野生型植株主根細胞中的IAA極性運輸載體數量更多，從而促進了IAA的極性運輸。