1. 植物通过调节激素水平协调自身生长和逆境响应(应对不良环境的系列反应)的关系,研究者对其分子机制进行了探索。
(1) 生长素(IAA)具有促进生长的作用,脱落酸(ABA)可提高抗逆性并抑制茎叶生长,两种激素均作为分子,调节植物生长及逆境响应。
(2) TS基因编码的蛋白(TS)促进IAA的合成。研究发现,拟南芥受到干旱胁迫时,TS基因表达下降,生长减缓。研究者用野生型(WT)和TS基因功能缺失突变株(ts)进行实验,结果如图甲。

图甲结果显示,TS基因功能缺失导致

(3) 为了探究TS影响抗旱性的机制,研究者通过实验,鉴定出一种可与TS结合的酶BG。已知BG催化ABA-葡萄糖苷水解为ABA。提取纯化TS和BG,进行体外酶活性测定,结果如图乙。由实验结果可知TS具有抑制BG活性的作用,判断依据是:

(4) 为了证明TS通过抑制BG活性降低ABA水平,可检测野生型和三种突变株中的ABA含量。请在图丙“(         )”处补充第三种突变株的类型,并在图中相应位置绘出能证明上述结论的结果。

 

(5) 综合上述信息可知,TS能精细协调生长和逆境响应之间的平衡,使植物适应复杂多变的环境。请完善TS调节机制模型(从正常和干旱两种条件任选其一,以未选择的条件为对照,在方框中以文字和箭头的形式作答)(略)。
【考点】
生长素的作用及其作用的两重性; 其他植物激素的种类和作用; 植物激素间的相互关系;
【答案】

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实验探究题 普通
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1. 花和果实的脱落是一个受调控的过程。在干旱胁迫下,番茄会出现花提前凋落的现象,从而严重影响产量。为研究其中的机制,进行了相关实验。
(1) 正常情况下,发育着的种子产生生长素番茄果实的发育;生长素向花梗基部运输,抑制花梗脱落区细胞活性以防脱落。当果实成熟后,由于生长素供应不足,脱落区细胞对乙烯敏感,引起果实脱落。
(2) 研究者构建了S2(编码植酸酶2的基因)过表达和S2敲低的番茄,统计了其在水分充足和干旱条件下的落花率,结果如图1。

①由图1结果推测,干旱可能通过促进花脱落。

②研究者检测了野生型植株在相应环境下S2的表达情况验证了上述推测,检测结果为

(3) 磺肽素(PSK)是一种肽类激素,由PSK的前体通过S2蛋白的剪切形成。对番茄植株外施一定浓度的PSK前体,3天后统计落花率,结果如图2.请补充画出图中PSK前体处理敲低组的实验结果。
(4) 在S2过表达植株中,乙烯响应基因T的表达量明显高于野生型。为了研究干旱胁迫下S2是否通过乙烯来诱导花脱落,请利用乙烯拮抗剂设计实验:,并写出支持“干旱胁迫下S2诱导的花脱落不依赖乙烯”的实验结果。
(5) 研究表明,干旱胁迫下S2诱导的花脱落不依赖生长素和乙烯。综合上述研究,将“S2”“生长素”“乙烯”“PSK前体”填写在相应方框中,以完善花脱落的调控图。

实验探究题 困难
2. 乙烯调节植物种子的萌发衰老等生理过程。图1为拟南芥种子未经乙烯和经乙烯处理萌发3天后的黄化苗图片,图2示意从甲硫氨酸到乙烯的合成途径。请回答下列问题:

(1) 经乙烯处理所得黄化苗,根变短、下胚轴变粗短。据此判断图1(填“a”或“b”)拟南芥种子是未经乙烯处理、条件下萌发而来幼苗。
(2) 利用土壤农杆菌将反义基因A导入番茄后,果实中乙烯的合成减少约99.5%,果实不变红,空气中不能正常成熟;施用乙烯后可表现出正常的风味和颜色,说明乙烯。已知反义基因A与基因A的转录产物可以互补,则乙烯合成减少的机制是基因A表达的过程受到影响,进而直接影响的合成。
(3) 将拟南芥野生型和eto1突变体分别置于22℃和4℃,定时检测植株体内的乙烯合成量,结果如图3。据图判断,野生型比eto1突变体的乙烯合成能力

(4) 已知拟南芥在0℃以上的低温下能生长存活。为探究乙烯对植物抗冻能力的影响,将拟南芥22℃培养两周后,以0℃为起点,用每1h降低1℃的梯度降温法,降温至-5℃后持续0.5h,取出置于22℃培养3天后统计存活率。采用梯度降温法的目的是。存活率的统计结果是:生长于正常培养基上野生型拟南芥的存活率为55%,添加10μm浓度的ACC培养基上野生型拟南芥存活率为18%,这说明。据此实验,判断eto1突变体抗冻能力野生型拟南芥。
实验探究题 困难