Question

【題目】頂端優勢是植物的一種生存機制，其原理可以應用在農業生產和園藝上，對提高產量、改變株型等有重要意義。研究發現，頂端優勢現象受生長素、細胞分裂素、獨角金內酯等多種植物激素的調控。

（1）頂端優勢體現了生長素的作用具有______的特點。

（2）研究發現：從豌豆莖上摘除頂芽后，其根部的細胞分裂素向上運輸量增多，且莖中細胞分裂素合成基因的轉錄加快；當對除去頂芽的枝條再次施加生長素后，細胞分裂素的合成和向上移動均受到抑制。由此推測，頂端優勢的產生可能與側芽部位細胞分裂素含量的______（選填“增多”或“減少”）有關。進一步研究發現：豌豆莖上摘除頂芽之前檢測不到異戊烯基轉移酶（IPT）基因的表達，而去頂后該基因就表達，并伴隨細胞分裂素在莖節處積累。另有研究表明：細胞分裂素氧化酶（CKX）可將細胞分裂素降解，生長素能通過調控CKX的水平來控制細胞分裂素的含量。調控機理如下圖所示：

從分子水平上分析，生長素能通過______來降低細胞分裂素的含量，從而使植物表現出頂端優勢現象。

（3）獨腳金內酯是一種由植物根系產生的類胡蘿卜素衍生物，被認為是一種新型植物激素，其對植物的頂端優勢也有一定的影響。

①獨腳金內酯可以通過抑制生長素的極性運輸來調控頂端優勢。現有若干胚芽鞘、獨腳金內酯類似物、瓊脂塊等實驗材料，請設計實驗驗證該結論，寫出簡要的實驗設計思路和預期的實驗結果______。

②獨腳金內酯類似物具有刺激根寄生植物種子萌發的作用。各種根寄生雜草一旦受到獨腳金內酯類似物的刺激就會萌發，其胚根能借助自身的結構與農作物的根部進行連通，從而直接獲取農作物的營養，對農作物生長造成極大的危害；但根寄生雜草種子萌發后，若在1周內接觸不到寄主植物根系便會死亡。根據以上信息，在生產實踐中為了減少根寄生雜草對農作物的危害，可以采取的措施是______。

Answer 1

【答案】兩重性 減少 抑制IPT的生成（或IPT基因表達）和誘導CKX的生成（或CKX基因表達） 實驗思路：將胚芽鞘分成甲、乙兩組，甲組基部或下端涂抹獨腳金內酯類似物，乙組不做處理。將甲、乙兩組胚芽鞘均放置于空白瓊脂塊上，一段時間后檢測空白瓊脂塊中生長素的含量 預期結果：甲組空白瓊脂塊中不含生長素，乙組空白瓊脂塊中含有生長素②農作物播種前或生根前在農田里適量噴施獨角金內酯類似物

【解析】

生長素的生理作用具有兩重性，即低濃度促進生長，高濃度抑制生長。體現生長素兩重性的典型實例就是頂端優勢，頂端優勢就是頂芽優先生長，側芽生長受到抑制的現象。
頂端優勢產生的原因是：頂芽產生生長素向側芽運輸，導致側芽生長素濃度過高，生長受到抑制，因此頂芽優先生長。

（1）頂端優勢體現了生長素的作用具有兩重性的特點，即低濃度促進生長，高濃度抑制生長。
（2）研究發現：從豌豆莖上摘除頂芽后，其根部的細胞分裂素向上運輸量增多，且莖中細胞分裂素合成基因的轉錄加快；當對除去頂芽的枝條再次施加生長素后，細胞分裂素的合成和向上移動均受到抑制。由此推測，頂端優勢的產生可能與側芽部位細胞分裂素含量的減少有關。根據圖示調控機理，從分子水平上分析可知：生長素能通過抑制IPT的生成和誘導CKX的生成來降低細胞分裂素的含量，從而使植物表現出頂端優勢現象。
（3）①要驗證獨腳金內酯可以通過抑制生長素的極性運輸來調控頂端優勢。根據實驗目的可知，實驗的自變量為是否用獨腳金內酯處理胚芽鞘，因變量是瓊脂塊中生長素的有無，以此來證明極性運輸被阻斷，設計實驗如下：將胚芽鞘分成甲、乙兩組，甲組基部或下端涂抹獨腳金內酯類似物，乙組不做處理。將甲、乙兩組胚芽鞘均放置于空白瓊脂塊上，一段時間后檢測空白瓊脂塊中生長素的含量。預期結果：甲組空白瓊脂塊中不含生長素，乙組空白瓊脂塊中含有生長素。
②在生產實踐中為了減少根寄生雜草對農作物的危害，可在農作物播種前或生根前，在農田里適量噴施獨角金內酯類似物，以達到促進寄生植物根的生長，而此時又沒有農作物的存在，從而使得寄生植物的根無法接觸到農作物而死亡。