【题目】植物在遇到不良环境影响时,会引起系列胁迫响应相关基因的表达改变,这一程称为胁迫响应。而胁迫相关基因的转录与其启动子区DNA分子的甲基化修饰(DNA分子上连入甲基基团)密切相关。为研究植物种子萌发过程中的胁迫响应机制, 科研人员进行了相关研究。
(1)ABA是一种植物激素,对植物生命活动起________作用。当植物处于胁迫状态时,体内ABA含量会升高,ABA处理可模拟外界不良环境,使植物产生胁迫响应。
(2)研究发现,拟南芥R基因编码的D酶能够切除某些基因启动子区DNA分子上的甲基基团,即DNA去甲基化,从而改变染色质结构,使_________能够与该部分启动子结合,从而开启相关基因的转录。
①科研人员以R基因突变体及野生型拟南芥种子为材料,用不同浓度ABA进行处理, 统计种子萌发率,所得实验结果如图1所示。实验结果显示,________________________,推测R基因突变体由于D酶活性丧失,种子萌发对较高浓度的ABA胁迫更加敏感,可能与胁迫响应基因启动子的甲基化程度有关。甲基化程度影响了植物对ABA的响应。
②研究发现NIC基因是胁迫条件下种子萌发所需的关键基因之一。科研人员检测了1.2μM ABA处理后,拟南芥R基因突变体及野生型种子中NIC基因启动子不同区域的DNA甲基化程度,结果如图2所示。
(注:图中甲基化程度用数字表示,绝对值越大,表明甲基化程度越高。DNA中一条单链的甲基化程度用0~1表示,另一条用-1~0表示。)
图2结果显示,突变体NIC基因启动子的A、D区域_____。
③ 结 合 上 述 研 究 , 推 测 在 种 子 萌 发 过 程 中 , R 基 因 突 变 体 由 于 _____,因此对ABA胁迫更加敏感。
(4)科研人员进一步选取不同拟南芥种子为材料验证了上述推测。
①实验处理及结果如下表所示,请选择a~f中的种子填入Ⅰ~Ⅲ处,在IV、V处填写正确的ABA处理浓度,选择检测指标g、h填入VI处。
组别 | 种子 | ABA浓度(M) | 检测指标 | 萌发率 |
1组 | I_____ | IV_____ | VI ___ | 80% |
2组 | II____ | 1.2 | 10% | |
3组 | III_ | V_ | 65% |
种子类型:
a.野生型 b.R基因突变体 c.NIC基因突变体 d.基因突变体中转入含无甲基化修饰启动子的NICspan>基因 e.野生型中转入含无甲基化修饰启动子的NIC基因 f .NIC基因突变体中转入含无甲基化修饰启动子的R基因检测指标 g.NIC基因转录的mRNA h.R基因转录的mRNA
②请解释表中各组实验的萌发率结果:_____
【题目】为研究乙烯影响植物根生长的机理,研究者以拟南芥幼苗为材料进行实验。
(1)乙烯和生长素都要通过与__________结合,将__________传递给靶细胞从而调节植物的生命活动。
(2)实验一:研究者将拟南芥幼苗放在含不同浓度的ACC(乙烯前体,分解后产生乙烯)、IAA(生长素)的培养液中培养,_________________幼苗根伸长区细胞长度,结果如下表。
组别 | 植物激素及处理浓度(μM) | 根伸长区细胞长度(μm) |
1 | 对照 | 175.1 |
2 | 0.20ACC | 108.1 |
3 | 0.051AA | 91.1 |
4 | 0.20ACC+0.051AA | 44.2 |
实验结果说明乙烯和生长素都能够__________根生长,与单独处理相比较,两者共同作用时____________________。
(3)实验二:将拟南芥幼苗分别放在含有不同浓度ACC的培养液中培养,12小时后测定幼苗根中生长素的含量,实验结果如图所示。据图分析,乙烯通过促进__________来影响根生长。
(4)研究者将实验二中幼苗放在含NPA(生长素极性运输阻断剂)的培养液中培养,一段时间后,比较实验组和对照组幼苗根伸长区细胞长度,结果无显著差异。由此分析,研究者的目的是探究乙烯是否通过影响____________________来影响根生长。
(5)综合上述各实验的结果可推测,乙烯影响根生长的作用最可能是通过促进生长素的__________实现的。