Question

科研人员利用拟南芥来研究种子萌发后下胚轴的生长调控机制。

（1）植物生命活动受到多种因素的调节，最重要的植物激素调节，激素与靶___________结合后发挥调节作用。此外，环境中光、温度等的变化也能作为_______________调节植物生长。

（2）科研人员获得了1个独角金内酯相关基因M发生突变的植株m3。用野生型和m3的种子萌发后的幼苗作为材料完成实验，结果如下（GR24是独角金内酯类似物）。

       

①本实验中，野生型和m3突变体生长的湿度、_______________等条件相同且适宜。

②对生长在培养基中的拟南芥幼苗进行的处理为： ______________________。

（3）研究光对下胚轴生长的影响。

①分析结果可知，无论是野生型还是m3，____________________________，说明光照抑制了下胚轴的生长，且该作用效果与M基因无关。

②研究人员推测光受体参与了光照对下胚轴的抑制作用。白光条件下，检测_________________________植株的下胚轴长度，结果为实验组高于对照组，初步支持上述推测。

（4）研究GR24、M基因对下胚轴生长的影响。

①分析白光条件下的各组数据可知，GR24在白光下对m3突变体下胚轴生长无影响，但能够_____________。

②综合分析光暗条件下的各组实验结果说明：___________________________________________________。

（5）科研人员为进一步研究蓝光、红光是否参与了GR24对拟南芥下胚轴的调控，进行了下面的实验。

①请选出实验组的实验材料、实验条件、实验处理和检测指标 ________

A．野生型            B．m3突变体            C．蓝光受体突变体            D．红光受体突变体

E．黑暗条件        F．蓝光条件            G．红光条件H．不同浓度的GR24（0-10umol/L）        I．用无菌水处理            J．测量下胚轴长度

②若实验结果为：___________，则证明蓝光和红光都参与调控拟南芥对GR24的反应。

Answer

细胞 信号/信息 温度 白光或黑暗处理：培养基中是否添加GR24以及添加不同浓度的GR24 未添加GR24组幼苗在白光条件下的下胚轴长度均显著小于黑暗条件下，且二者基本相同 光受体突变体和野生型 抑制野生型下胚轴的生长且抑制效果和GR24的浓度正相关 GR24抑制下胚轴的生长依赖于光；M基因参与下胚轴在光下对独脚金内酯的响应 CDFGHJ GR24 使蓝光受体突变体和红光受体突变体分别在蓝光和红光下的下胚轴的长度高于野生型

【解析】

1激素调节与植物生命活动的关系：

激素调节在植物的生长发育和对环境的适应过程中发挥着重要作用，但是，激素调节只是植物生命活动调节的一部分。植物的生长发育过程，在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。光照、温度等环境因子的变化，会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化，进而对基因组的表达进行调节。

2、据图1显示，用GR24处理拟南芥的野生型和突变体植株据实验结果推测：GR24浓度越高，野生型下胚轴长度平均值越小，可推知的作用是其抑制下胚轴长度伸长但对突变体植株几乎没有影响，原因可能出现了独脚金内酯信息传递缺陷。

（1）由分析可知，植物生命活动受到多种因素的调节，其中最重要的是激素调节，激素与靶细胞结合后发挥调节作用。此外，环境中光、温度等的变化也能作为信号/信息调节植物生长。

（2）①本实验中，自变量是植物的种类和GR24浓度，因变量是下胚轴的长度，而野生型和m3突变体生长的湿度、温度等条件为无关变量，应保持相同且适宜。

②本实验中包含的处理为，在白光或黑暗条件下，在两种拟南芥（野生型和m3）的培养基中是是否添加GR24以及添加不同浓度的GR24，然后检测两种拟南芥下胚轴生长的情况。

（3）研究光对下胚轴生长的影响。

①根据实验结果可知，无论是野生型还是m3，未添加GR24组的幼苗在白光条件下的下胚轴长度均显著小于黑暗条件下，且二者基本相同，说明光照抑制了下胚轴的生长，且该作用效果与M基因无关。

②白光条件下，通过检测光受体突变体和野生型植株的下胚轴长度，结果为实验组高于对照组，可推测光受体参与了光照对下胚轴的抑制作用。

（4）研究GR24、M基因对下胚轴生长的影响。

①白光条件下，随着GR24浓度的增加m3突变体下胚轴长度无变化，而野生型植株的下胚轴长度随着GR24浓度的增加，下胚轴长度逐渐变短，据此推测，GR24在白光下对m3突变体下胚轴生长无影响，但能够抑制野生型下胚轴的生长且抑制效果和GR24的浓度正相关。

②通过比较光暗条件下的各组实验结果可知：GR24抑制下胚轴的生长依赖于光；M基因参与下胚轴在光下对独脚金内酯的调节作用。

（5）①实验目的为研究蓝光、红光是否参与了GR24对拟南芥下胚轴的调控，根据实验目的再结合上述实验的结论可知实验的自变量为不同色光和不同突变体，以及不同浓度的GR24，因变量为下胚轴的长度，故此需要选出的实验材料和检测指标为CD 和FGHJ。

②若实验结果为GR24处理条件下 ，蓝光受体突变体和红光受体突变体分别在蓝光和红光下的下胚轴的长度高于野生型，则证明蓝光和红光都参与调控拟南芥对GR24的反应。