题目内容

【题目】某生物兴趣小组为研究某植物生长发育过程中植物激素间的共同作用,进行了相关实验。如图为去掉其顶芽前后,侧芽部位激素甲和激素乙的浓度变化及侧芽长度变化坐标曲线图,据图

1)激素甲代表的是_____________,髙浓度的生长素和细胞分裂素对侧芽萌动起的作用分别是____________

2)研究者用适宜浓度的激素甲类似物处理细胞,促进了细胞的纵向伸长,得到结果如下表,据此分析激素甲类似物作用于植物细胞的分子机制是______________

细胞内物质含量比值

处理前

处理后

DNARNA:蛋白质

13111

154217

3)为研究根向地生长与生长素和乙烯的关系,该兴趣小组又做了这样的实验:将该植物的根尖放在含不同浓度生长素的培养液中,并加入少量蔗糖作能源。发现在这些培养液中出现了乙烯,且生长素浓度越髙,乙烯的浓度也越髙,根尖生长所受的抑制也越强。

①该实验的因变量有_____________________________

②为使实验严谨,还需要另设对照组,对照组的处理是___________________

③据此实验结果可推知水平放置的植物根向重力生长的原因可能是:近地侧生长素浓度高,诱导产生______,从而抑制根的近地侧生长。

【答案】生长素 抑制 促进 激素甲类似物对细胞内的转录和翻译过程有促进作用 乙烯浓度和根的生长情况 取等量的根尖放在含等量蔗糖但不含生长素的培养液中 乙烯

【解析】

1.顶端优势:植物顶芽优先生长,侧芽受抑制的现象,因为顶芽产生生长素向下运输,大量积累在侧芽,使侧芽生长受抑制。据图可知,去顶芽后“顶端优势”解除,侧芽部位生长素浓度降低,所以图中去顶芽后浓度下降的激素是生长素,高浓度的生长素抑制侧芽的萌动,细胞分裂素促进侧芽的萌动。

2.细胞膜的功能:将细胞与外界环境分开;控制物质进出细胞;进行细胞间的信息交流。

3.曲线图分析题图可知,在侧芽部位,甲激素在去掉顶芽后,含量降低,属于生长素,乙激素在去掉顶芽后浓度升高,随着一激素浓度升高,侧芽萌动并以较快速度生长,因此乙是细胞分裂素。

4.分析实验:①该实验的自变量是不同浓度的生长素,因变量是乙烯浓度和根的生长情况;②对照组的处理应该把实验组中的加入不同浓度生长素这个自变量改为不加生长素的培养液,其他处理与实验组相同。③据此实验结果可推知水平放置的植物根向重力生长的原因是:高浓度的生长素诱导产生了乙烯,从而抑制根的近地侧生长。

1)分析题图可知,在侧芽部位,甲激素在去掉顶芽后,含量降低,属于生长素,乙激素在去掉顶芽后浓度升高,随着一激素浓度升高,侧芽萌动并以较快速度生长,因此乙是细胞分裂素。高浓度的生长素和细胞分裂素对侧芽萌动起的作用分别是抑制和促进;

2)由表可知,激素甲类似物作用于植物细胞的分子机制是激素甲类似物对细胞内的转录和翻译过程有促进作用;

3)①该实验的自变量是不同浓度的生长素,因变量是乙烯浓度和根的生长情况;

②对照组的处理应是取等量的根尖放在含等量蔗糖但不含生长素的培养液中;

③据此实验结果可推知水平放置的植物根向重力生长的原因是:高浓度的生长素诱导产生了乙烯,从而抑制根的近地侧生长。

练习册系列答案
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【题目】阅读下面的材料,完成(1~3)题。

生长素作用的酸生长学说

生长素作为植物的一种重要内源激素,参与植物生长和发育的诸多过程,如根和茎的发育和生长、器官的衰老,以及植物的向地性和向光性等。研究生长素的作用机制对深入认识植物生长发育的许多生理过程有重要意义。早在上个世纪30年代有关生长素作用机制的研究就已经开始,到1971Hager等提出了“酸生长”学说。

“酸生长”学说是指生长素启动一个酸化过程。原生质膜上存在着非活化的质子泵(H+-ATP酶),生长素可使其活化,活化了的质子泵消耗能量(ATP),将细胞内的H+泵到细胞壁中,导致细胞壁所处溶液的pH下降。在酸性条件下,H一方面使细胞壁中对酸不稳定的键(如氢键)断裂,更为重要的是,H使细胞壁中的某些多糖水解酶(如纤维素酶)活化或增加,从而使连接木葡聚糖与纤维素微纤丝之间的键断裂,细胞壁松弛,细胞内部的压力下降,导致细胞吸水体积增大,进而发生不可逆增长。

2019William Gray教授实验室经一系列的研究,提出酸生长理论的生化机制和遗传学证据,即SAUR是生长素调控细胞生长的主要响应基因。当没有生长素信号时,AUX/IAA转录抑制子与ARF转录激活因子相结合,从而抑制SAUR的转录;当生长素信号存在时,生长素受体(SCFs复合体)与生长素结合后,与AUX/IAA的结合能力大大增强,导致AUX/IAAARF结合减少,引起SAUR的转录。SAUR蛋白直接与H+-ATP酶局部PP2CD相互作用,抑制PP2CD磷酸酶的活性,解除其对H+-ATP酶的抑制,促进H+-ATP酶的磷酸化,活性增强,导致H+泵到细胞壁中,从而实现促进细胞的生长。

生长素通过SAUR-PP2CD调控细胞生长的分子机制

“酸生长”学说在生长素作用机理的研究中起到积极作用,随着分子生物技术的飞速发展,通过对生长素受体、生长素诱导基因特别是生长素的信号转导及其生理调节的研究,人们对生长素作用机制的认识将会更加清楚。

1)生长素可以促进根系生长,稍高浓度的生长素通过促进乙烯的生物合成,从而又抑制了根的伸长,这说明生长素的作用具有______。用单侧光照射燕麦幼苗时,由胚芽鞘的______产生生长素,向光侧比背光侧分布______

2H+通过______方式跨膜进入细胞壁,H的增多使细胞壁松弛,导致细胞吸水的主要原因是细胞_______

3)概述William Gray教授对酸生长学说进行的补充:___________。(限100字以内)

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