研究人员就乙烯对水稻胚芽鞘伸长的作用展开了相关研究。

1. 研究人员就乙烯对水稻胚芽鞘伸长的作用展开了相关研究。

(1) 研究表明乙烯能促进水稻种子萌发过程中胚芽鞘的伸长，促进幼苗出土。在此过程中，乙烯与生长素之间具有效应。

(2) 研究人员检测种子出土过程中乙烯释放量和集中在胚芽鞘顶部的蛋白E1含量变化，结果如图1和2。据此推测乙烯与E1的表达呈相关。

(3) ROS（活性氧）在植物生长和抗逆境中发挥重要作用，研究人员推测ROS参与了乙烯对胚芽鞘生长的调控过程，对照V基因的表达产物参与清除ROS。现构建了e1突变体（E1基因突变）、e1/V-OX突变体（E1基因突变、V基因过表达）。观察乙烯处理下不同组的细胞伸长情况，如图3。

①对比（填字母）伸长量，说明乙烯通过促进E1基因的表达促进细胞伸长；

②对比b图、e图显示，乙烯处理后，细胞仍有伸长。针对这一现象，提出一种假设。

③e1/V-OX与e1相比，胚芽鞘细胞长度显著增加。有人认为E基因通过V基因发挥促进细胞伸长的作用。你是否认同该观点并说明理由。

(4) 根据以上研究成果，有人提出了培育ROS合成酶基因的缺失突变体水稻品种。请评价该思路。

【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;

【答案】

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实验探究题普通

1. 油菜素内酯（BL）是植物生长发育所必需的植物激素。为研究其跨膜运输机制，我国科研人员进行了如下实验。

实验一：ABCB19过去被认为是运输生长素的转运蛋白，但对ABCB19蛋白突变体植株进行培育，发现其表型与其他的生长素运输蛋白突变体表现出明显差异。

实验二：为探究ABCB19的底物特异性，用纯化的ABCB19分别与生长素（IAA）、赤霉素（GA）、BL在适宜条件下混合，加入足量ATP后，测定各组ATP酶活性，结果见图1。

请回答下列问题

(1) BL在细胞内合成，含有多个亲水基团，可能难以通过的方式运出细胞。

(2) ABCB19蛋白具有ATP酶活性，与底物结合时会被激活，ATP酶活性可以反映ABCB19的活性。据此分析，图1结果表明。

(3) 结合实验一和二的结果，提出关于转运蛋白ABCB19的假说：。为验证上述假说，科研人员利用³H标记的BL、脂质体WT和EQ、ATP、ATP酶抑制剂等进行转运实验。请根据图2的结果，补全实验设计表格。

分组	脂质体	³H-BL	ATP	ATP酶抑制剂
甲	①	+	+	②
乙	WT	+	+	③
丙	EQ	+	+	-
丁	④	+	+	+

注：WT为含ABCB19蛋白的脂质体，EQ为含突变型ABCB19蛋白的脂质体，突变型ABCB19蛋白不具有ATP酶活性；+表示添加，-表示不添加

(4) 图2中曲线甲后期趋于平缓的原因是。

实验探究题困难

2. 植物生命活动调节的基本形成是激素调节，下面是有关植物激素的知识及实验研究，请根据有关信息分别回答下列问题：

（1）植物激素对植物的生长发育产生显著调节作用，植物的生长发育是由多种激素相互协调、共同调节的。下表是植物不同部位各种激素的相对浓度，请分析回答：

部位	激素的相对浓度
部位	生长素	赤霉素	细胞分裂素	脱落素
茎尖	＋＋＋	＋＋＋	＋＋＋	—
幼叶	＋＋＋	＋＋＋	—	—
伸长茎	＋＋	＋＋	—	—
侧芽	＋	＋	—	—
成熟叶	＋	＋	—	＋＋＋
根	＋	＋	—	—
根尖	＋＋	—	—	—
＋＋＋表示含量高；＋＋表示含量中等；＋表示含量低；—表示无

①目前公认的植物激素共有五大类，除上表中的四大类外，植物体内还有一类物质也属于植物激素，该激素的主要作用是。

②比较茎尖和伸长茎中各种激素的含量，从细胞角度分析植物的生长，说明生长素和赤霉素主要通过促进，从而促进生长；细胞分裂素主要通过促进，而促进生长。

（2）分析上表可知，成熟叶中含有较多的脱落酸而不含细胞分裂素。科学家通过进一步分析研究可知：脱落酸能抑制核酸、蛋白质的合成，促使叶片衰老。而细胞分裂素则抑制叶绿素、核酸和蛋白质的降解，抑制叶片衰老。所以在生产中可利用细胞分裂素作保鲜剂。

请你设计一个实验证明细胞分裂素有延缓叶片衰老的作用。

③实验原理：叶绿素逐渐丧失而失去绿色的叶片衰老最明显的特点，离体叶片很快就会出现衰老的特点，因此，可通过来证明。

④实验步骤：

第一步：选取叶片随机分成两组，分别标记为甲组、乙组。

第二步：在甲组叶片的局部位置涂上一定浓度的细胞分裂素，乙组叶片。

第三步：。

⑤实验结果预测：

⑥实验结论：细胞分裂素有延缓叶片衰老的作用

实验探究题普通

3. 植物对病原菌的过度防御会引起植物衰老，平衡植物衰老与植物免疫对于农业生产十分重要，为研究R基因在二者平衡中的作用，科研人员利用拟南芥进行研究。

(1) 乙烯作为植物激素，对植物生长发育具有作用，为检验R基因是否通过调控乙烯信号途径影响植物免疫与植物衰老，科研人员进行了如下实验。

①用真菌感染三种拟南芥，一段时间后测定单位质量叶片上剩余的真菌孢子数（孢子为真菌的繁殖体），结果如图1，剩余真菌孢子数越低，说明植物抗病性越。

根据图1结果推测R基因可以拟南芥抗病性。同时乙烯在R基因调控的植物抗病性中起负向作用，作出推测的理由是。

②进一步研究R基因与植物衰老的关系，以叶片衰老比率作为植物衰老情况的指标，结果如图2，结果说明。

(2) 研究发现，R基因还可以促进W基因表达，进一步对3种拟南芥R基因的表达情况进行检测，结果如下表

组别	实验材料	R基因的表达情况
1	WT	++
2	R	+++
3	RW	++
3	（给R转入额外的W基因）	++

注：“+”数目越多，表示表达程度越高

请推测与组2相比，组3拟南芥的抗病性和植物衰老情况为。综合上述研究，请用文字和箭头将答题纸上R基因对植物衰老和抗病性平衡的调控内容补充完整。

实验探究题困难