Question

【題目】為研究生長素（IAA）調控植物根生長的機制，研究人員進行了系列實驗。

（1）IAA可在植物頂芽內合成，并_______到根部，調控植物根生長。

（2）研究者推測在細胞內，IAA通過赤霉素（GA）調控根的生長，為證實上述推測，研究者進行了如下實驗。

①以擬南芥_________（填“GA合成缺陷型”或“GA不敏感型”）突變體為實驗材料進行圖1所示處理，測定初生根長度。圖中結果表明IAA能夠________擬南芥初生根的生長。去除頂芽后，突變體對赤霉素的反應_____。

② RGA是一種具有抑制生長作用的蛋白質，該蛋白的降解可受GA調控。研究者向上述突變體中轉入綠色熒光蛋白（GFP）基因與RGA基因的融合基因，在熒光顯微鏡下觀察轉基因擬南芥幼苗的根尖中GFP-RGA融合蛋白的表達情況，結果如圖2所示。用GA處理前，各組根細胞均出現了綠色熒光，說明無GA時，____________。實驗結果表明_______。

（3）綜合上述實驗，推測頂芽合成的生長素調節根生長的作用機理是______________________。

Answer 1

【答案】運輸 GA合成缺陷型 促進 減弱 IAA不引起RGA蛋白降解 IAA通過GA降解RGA蛋白 頂芽合成的IAA運輸到根部，通過GA降解RGA蛋白，從而解除RGA蛋白對根生長的抑制作用

【解析】

本題以生長素（IAA）調控植物根生長的機制為背景綜合考查了植物激素的作用及分析實驗的能力。要求學生具有驗證簡單生物學事實的能力，并能對實驗現象和結果進行解釋、分析和處理。

（1）植物激素是由植物體內產生，能從產生部位運送到作用部位，對植物的生長發育有顯著影響的微量有機物。生長素是植物激素的一種，應符合這一概念具備的特點，因此，IAA可在植物頂芽內合成，并運輸到根部，調控植物根生長。

（2）研究者推測在細胞內，IAA通過赤霉素（GA）調控根的生長，為證實上述推測，①研究者應以擬南芥GA合成缺陷型突變體為實驗材料進行圖1所示處理，測定初生根長度。這樣可以排出植物體自身產生的GA對實驗的干擾，由圖1可知完整植株分別施加水和赤霉素作對照，發現施加赤霉素的一組初生根的長度明顯增加，去頂芽后，植物體內沒有生長素，再施加赤霉素后，植物初生根的長度明顯縮短，及去頂芽施加IAA及赤霉素的一組植物初生根與完整植物組結果一致，因此圖中結果表明IAA能夠促進擬南芥初生根的生長。去除頂芽后，突變體對赤霉素的反應減弱。通過這一實驗就可以把相關的推測加以證實或證偽。②按照題干“RGA是一種具有抑制生長作用的蛋白質，該蛋白的降解可受GA調控”要求，研究者向上述突變體中轉入綠色熒光蛋白（GFP）基因與RGA基因的融合基因，在熒光顯微鏡下觀察轉基因擬南芥幼苗的根尖中GFP-RGA融合蛋白的表達情況，結果如圖2所示。從實驗結果來看，圖2的未用GA處理之前，根尖內的都有RGA蛋白，說明單獨的IAA不能使RGA降解，而去頂芽的一組實驗表明，沒有IAA時單獨的GA也不能使RGA降解，而左側和右側的實驗結果表明在有IAA時施加GA可以使綠色熒光消失，也即說明RGA被降解。說明RGA的降解是通過IAA作用于GA起作用的。因此綜合上述實驗結果證明IAA通過GA降解RGA蛋白，用GA處理前，各組根細胞均出現了綠色熒光，說明無GA時，IAA不引起RGA蛋白降解。

（3）綜合①IAA通過GA促進根的生長和②GA可促進RGA蛋白降解而促進根的生長，推測頂芽合成的生長素調節根生長的作用機理是頂芽合成的IAA運輸到根部，通過GA降解RGA蛋白，從而解除RGA蛋白對根生長的抑制作用。