Question

【題目】貝殼杉烷二萜（ Ra）是擬南芥的代謝產物，Ra能夠通過調節生長素的運輸來影響擬南芥的生長發育。請回答問題：

（1）生長素是植物體內合成的一類起調節作用的_______的有機物，其化學本質是__________。

（2）為探究Ra對擬南芥生長的影響，研究人員選擇長勢一致的野生型擬南芥幼苗置于含有不同濃度的Ra的培養基上培養，野生型及突變體幼苗于 5 d 后取出拍照、固定并測定擬南芥幼苗主根長以及統計側根和側根原基數，側根原基按照其發展過程分為A、B、C、D四個時期（A期<3細胞層，B期>3細胞層，C期<0.5mm D期 >0.5mm）。實驗結果圖1和圖2所示

①依據圖1可知，低濃度的Ra對野生型擬南芥幼苗根的生長__________作用，而高濃度Ra_____________擬南芥幼苗根的生長。

②依據圖2分析，高濃度Ra對側根及側根原基的作用表現為____________，說明高濃度Ra對側根發育有延遲作用。

（3）為進一步探究Ra對擬南芥的幼苗主根及側根發育是否與生長素分布改變有關，科研人員通過轉基因報告株系DR5：DR5：GFP（熒光基因，DR5啟動子可反映細胞中生長素水平）檢測Ra處理DR5：DR5：GFP報告株系幼苗24小時和48小時報告基因熒光強度及分布情況如圖3。

熒光主要分布在根尖的__________區，Ra處理的幼苗可__________________且48小時高濃度處理的幼苗根尖部熒光分布范圍與對照組比有擴展趨勢，說明Ra對擬南芥主根及側根的作用效應與其改變了__________有關。

（4）有人提出，Ra對根尖部生長素分布變化影響是通過對生長素極性運輸PIN 蛋白的調節作用實現的，請選出可以用于驗證此說法的實驗組材料。_________

A．PIN 蛋白突變體 B．敲除PIN蛋白基因的擬南芥幼苗

C．生長素合成缺陷的擬南芥幼苗 D．野生型擬南芥幼苗

Answer 1

【答案】微量、高效 吲哚乙酸 無明顯作用 抑制 對C期和D期的側根原基有明顯的抑制作用，而對A期和B期側根原基無明顯的影響 分生區 明顯升高幼苗根尖部熒光強度，并隨著處理濃度升高熒光增強 改變生長素含量與分布 A B

【解析】

根據題干信息分析可知，該實驗的自變量是含有不同濃度的Ra的培養基，即Ra的濃度，因變量是擬南芥幼苗主根長以及統計側根和側根原基數。據圖分析，圖1中，與CK組（對照組）相比，隨著Ra濃度的增加，野生型擬南芥幼苗根的長度先基本不變后減小，說明低濃度的Ra對野生型擬南芥幼苗根的生長有促進作用。圖2中，與CK組（對照組）相比，各組側根A時期個數基本相同，B時期的個數變化也不大，而隨著Ra濃度是增加，C時期的個數先基本不變后明顯減少，而D時期的個數逐漸減少。

（1）生長素的化學本質是吲哚乙酸，是一種植物激素，具有微量、高效的特點。

（2）①根據以上分析已知，圖1中隨著Ra濃度的增加，野生型擬南芥幼苗根的長度先基本不變后減小，說明低濃度的Ra對野生型擬南芥幼苗根的生長無明顯作用，而高濃度Ra抑制了擬南芥幼苗根的生長。

②根據以上分析已知，圖2中在Ra濃度較高的情況下，A、B時期的側根個數基本不變，而C、D時期的側根個數都明顯減少了，即高濃度Ra對C期和D期的側根原基有明顯的抑制作用，而對A期和B期側根原基無明顯的影響，說明高濃度Ra對側根發育有延遲作用。

（3）根尖的結構分為成熟區、伸長區、分生區和根冠，其中分生區具有旺盛的分裂能力。據圖分析，熒光主要分布在根尖的分生區，橫比發現Ra處理的幼苗可明顯升高幼苗根尖部熒光強度，并隨著處理濃度升高熒光增強；縱比發現48小時高濃度處理的幼苗根尖部熒光分布范圍與對照組比有擴展趨勢，說明Ra對擬南芥主根及側根的作用效應與其改變了生長素的含量和分布有關。

（4）已知Ra對根尖部生長素分布變化影響是通過對生長素極性運輸PIN 蛋白的調節作用實現的，則實驗的自變量是PIN蛋白的有無，因此應該選擇PIN 蛋白突變體和敲除PIN蛋白基因的擬南芥幼苗作為實驗組材料，故選AB。