Question

豌豆幼苗的伸长生长需要有活性的赤霉素GA₁，GA₁缺乏会导致豌豆植株节间较短，植株矮化。科研人员探究了生长素（IAA）对GA₁合成的影响。

（1）科研人员在图1豌豆幼苗的c点处用IAA运输抑制剂处理后，ab段GA₁ 含量显著降低。由于豌豆幼苗的______________________部位产生的IAA，______________________运输至c点以下，因此可以作出两种假设，请补充完成假设二。

假设一：GA₁在ab段中合成，来自c点以上的生长素促进合成过程。

假设二：GA₁在c点以上合成并向下运输，_____________________。

（2）已知豌豆幼苗中GA₁的合成途径如图2所示，酶1催化无活性的GA₂₀转变成GA₁。酶2催化则使GA₂₀转变成无活性的GA₂₉。为验证上述假设一，科研人员做了图3所示实验，三组豌豆都用放射性GA₂₀处理d处叶片，一段时间后，测定ab段放射性强度。

①据图可知，第2组去除顶端导致ab段GA₁含量________________，第3组与第1组结果比较， IAA处理导致GA₁含量比未处理时增加了约________________倍。

②分析第2组和第3组结果，结合图2推测_________________。

③第2组ab段放射性总量明显高于第1组，且GA₂₉含量显著高于GA₁，其原因是_________________

（3）若从蛋白质水平进一步验证假设一成立，请写出研究思路并预期结果：____________________。

Answer

顶端（或“顶芽”、“c点以上”） 极性 来自c点以上的IAA可促进其运输（或“IAA运输抑制剂可抑制其运输”） 显著降低 3 IAA提高酶1活性，促进GA20 转变为GA1；抑制酶2活性，减少GA20转变成 GA29 与1组相比较，2组ab段从d处叶片调用更多的GA20，导致ab段放射性更高；但因为酶1活性低，GA20只能少量生成GA1，大部分转变成GA29 测定并比较1、2、3组ab段细胞中酶1活性（或“含量”）；预期第2组酶1活性（或“含量”）低于第1组，第3组酶1活性（或“含量”）高于第1组

【解析】

在植物体内，合成生长素最活跃的部位是幼嫩的芽、叶和发育的种子；生长素大部分集中分布在生长旺盛的部位，如：胚芽鞘、芽和根的顶端分生组织、发育的果实和种子等处。

（1）生长素主要在豌豆幼苗的顶芽部位产生，并通过极性运输至c点以下。IAA运输抑制剂可抑制生长素的运输，使顶芽产生的生长素不能运输到c点以下。科研人员在图1豌豆幼苗的c点处用IAA运输抑制剂处理后，ab段GA1 含量显著降低，可能用如下的原因：假设一：GA1在ab段中合成，来自c点以上的生长素促进合成过程。假设二：GA1在c点以上合成并向下运输，来自c点以上的IAA可促进其运输（或“IAA运输抑制剂可抑制其运输”）。

（2）①据图可知，与第1组相比，第2组去除顶端导致ab段GA1含量显著降低，第3组与第1组结果比较，IAA处理导致GA1含量比未处理时增加了约（2-0.5）÷0.5=3倍。

②第3组用生长素处理后，GA29含量显著低于第2组，而GA1含量显著高于第2组，结合图2中酶1催化无活性的GA20转变成GA1。酶2催化则使GA20转变成无活性的GA29，可推测IAA提高酶1活性，促进GA20转变为GA1；抑制酶2活性，减少GA20转变成GA29。

③第2组ab段放射性总量明显高于第1组，且GA29含量显著高于GA1，其原因是与1组相比较，2组ab段从d处叶片调用更多的GA20，导致ab段放射性更高；但因为酶1活性低，GA20只能少量生成GA1，大部分转变成GA29。

（3）若从蛋白质水平进一步验证假设一成立，需要测定酶1的活性，即实验思路和预期结果为：测定并比较1、2、3组ab段细胞中酶1活性（或“含量”）；预期第2组酶1活性（或“含量”）低于第1组，第3组酶1活性（或“含量”）高于第1组。