Question

5．为研究油菜素内酯（BR）在植物向性生长中对生长素（IAA）的作用，科研人员以拟南芥为材料进行了如下实验．
（1）BR作为植物激素，与IAA共同调节（或“调控”）植物的生长发育．
（2）科研人员在黑暗条件下用野生型和BR合成缺陷突变体拟南芥幼苗进行实验，三组幼苗均水平放置，其中一组野生型幼苗施加外源BR，另外两组不施加，测定0～14h内三组幼苗胚轴和主根的弯曲度，结果如下图所示．

①上述实验均在黑暗条件下进行，目的是避免光照对向性生长的影响．
②由实验结果可知，主根和胚轴弯曲的方向相反．施加外源BR的野生型幼苗的胚轴、主根在4h时就可达到最大弯曲度，BR合成缺陷突变体的最大弯曲度形成的时间较其他两组延迟，说明BR促进胚轴和主根的向性（弯曲）生长．
（3）IAA可引起G酶基因表达，G酶可催化无色底物生成蓝色产物．科研人员将转入G酶基因的野生型和BR合成缺陷突变体植株主根用含有无色底物的溶液浸泡一段时间后，观察到，野生型植株主根的蓝色产物分布于分生区和伸长区，而BR合成缺陷突变体植株主根的蓝色产物仅分布于分生区，说明BR影响IAA的分布，推测BR能够促进IAA的极性运输．由于重力引起水平放置的幼苗主根中近地侧和远地侧IAA浓度不同，远地侧细胞伸长较快，根向地生长．
（4）为验证上述推测，可进一步检测并比较野生型和BR合成缺陷突变体植株主根细胞中IAA极性运输载体基因（填“IAA合成基因”或“IAA极性运输载体基因”）的表达量，若检测结果是野生型植株主根细胞中该基因表达量高于BR合成缺陷突变体，则支持上述推测．

Answer 1

分析 分析题图：由实验结果可知，主根和胚轴弯曲的方向相反，施加外源BR的野生型幼苗的胚轴、主根在低4小时就可达到最大弯曲度，BR合成缺陷突变体的最大弯曲度形成的时间较其他两组延迟，说明BR促进胚轴和主根的向性（弯曲）生长．

解答 解：（1）BR与IAA作为植物激素，对植物的生长发育等生命活动起着调节（或“调控”）作用．
（2）①依题意，该实验的目的是研究油菜素内酯（BR）在植物向性生长中对生长素（IAA）的作用，光照会影响生长素（IAA）的分布，进而对幼苗的向性生长产生影响，因此为了避免光照对向性生长的影响，该实验应在黑暗条件下进行． ②分析曲线图可知，主根和胚轴弯曲的方向相反，施加外源BR的野生型幼苗的胚轴、主根在4h时就可达到最大弯曲度，BR合成缺陷突变体的最大弯曲度形成的时间较其他两组延迟，由此说明BR促进胚轴和主根的向性（弯曲）生长，同时也说明BR与IAA在促进胚轴和主根的向性（弯曲）生长方面具有协同作用．
（3）根尖的结构除了根冠外，由形态学的上端至下端依次为分生区、伸长区和成熟区，其中分生区代谢旺盛，生长素相对含量高．已知IAA可引起G酶基因表达，G酶可催化无色底物生成蓝色产物．科研人员将转入G酶基因的野生型和BR合成缺陷突变体植株主根用含有无色底物的溶液浸泡一段时间后，野生型植株主根的蓝色产物分布于分生区和伸长区，说明野生型主根的分生区和伸长区细胞中含G酶，进而说明含有IAA，发生了生长素由根尖分生区向伸长区的极性运输；而BR合成缺陷突变体植株，因缺乏BR，极性运输较弱，所以BR合成缺陷突变体植株主根的蓝色产物仅分布于分生区，据此推测BR能够促进IAA的极性运输．受重力的影响，水平放置的幼苗主根中近地侧IAA浓度高，抑制了细胞伸长生长，远地侧IAA浓度低，促进了细胞伸长生长，所以远地侧细胞伸长较快，根向地生长．
（4）IAA的极性运输属于主动运输，需要载体蛋白的协助．为验证BR能够促进IAA的极性运输的推测，可进一步检测并比较野生型和BR合成缺陷突变体植株主根细胞中IAA极性运输载体基因的表达量．若该推测正确，检测结果是野生型植株主根细胞中该基因表达量高于BR合成缺陷突变体．
故答案为：
（1）调节（或“调控”）
（2）①向性生长    ②相反   4   延迟   BR促进胚轴和主根的向性（弯曲）生长
（3）分生区    极性运输    远地
（4）IAA极性运输载体基因    高于

点评 本题考查了生长素的生理作用等方面的知识，要求考生具有一定的识图能力和分析能力；能够从曲线图中获取相关解题信息，难度适中．