首页分享【向光性是高等植物广泛存在的生理现象，是植物适应环境变化的一种体现．研究表明，单侧光照射下水稻的根会发生背光弯曲即“负向光性”．为研究IAA对水稻根负向光性运动的影响及有关】

【向光性是高等植物广泛存在的生理现象，是植物适应环境变化的一种体现．研究表明，单侧光照射下水稻的根会发生背光弯曲即“负向光性”．为研究IAA对水稻根负向光性运动的影响及有关】

来源：花匠小妙招时间：2025-01-01 21:18

问题：

更新时间：2025-01-01 21:15:47 |生物

问题描述：

向光性是高等植物广泛存在的生理现象，是植物适应环境变化的一种体现．研究表明，单侧光照射下水稻的根会发生背光弯曲即“负向光性”．为研究IAA对水稻根负向光性运动的影响及有关作用机理，研究人员进行了相关的实验．

（1）已知Ca2+作为信号分子，在植物的多种信号转导及生长发育过程中起着重要的作用．为探究Ca2+是否会影响稻根中IAA的分布，研究人员用加入H2O、CaCl2溶液、LaCl2溶液（Ca2+通道阻断剂）以及后两者混合液的四组培养液分别培养水稻秧苗刚长出的根，在单侧光照射24h后，四组稻根均出现负向光性，每组根中IAA的分布结果如图1所示．

由结果可知，在单侧光照下对照组中IAA的分布情况是___，而Ca2+作为信号分子___．与对照组相比，后两组实验的结果表明Ca2+能___，从而进一步证明Ca2+在根负向光性运动中对IAA分布的影响．

（2）目前已知cpt1基因编码的CPT1蛋白是水稻胚芽鞘向光性运动过程中IAA横向运输的重要载体．为探究cpt1基因是否与水稻根负向光性运动有关，研究人员对水稻秧苗刚长出的根分别进行不同处理，24h后测量稻根弯曲度（处理条件及结果如表）．同时研究人员还测定了各组稻根中cpt1基因表达量（结果如图2所示）．

处理试剂与浓度弯曲角度

黑暗单侧光照1mg▪L-1CaCl2042.91mg▪L-1LaCl2026.00.001mg▪L-1IAA038.1 H2O036.1

图2中的1～4表示黑暗条件下cpt1基因的表达量，7表示H2O处理组的表达量，5、6、8应分别是___处理的结果．由此可知，外源施加的四种试剂对稻根中cpt1基因表达量的影响与它们对稻根弯曲度的影响是一致的．在此实验结果基础上，并结合研究人员测定的单侧光照下cpt1基因缺失突变体水稻跟的向光侧和背光侧IAA均匀分布这一事实，推测CPT1蛋白在根中也是___．

（3）综合上述实验结果推测，在Ca2+信号作用下，单侧光照射下的水稻根内的IAA通过___，导致IAA在向光侧与背光侧分布不均匀；由于根对IAA浓度___，使得两侧的生长速度表现为___，因此表现出负向光性．

陈亚光回答：

　　（1）由图1柱形图结果可知，在单侧光照下对照组中IAA的分布情况是向光侧比背光侧少，而Ca2+作为信号分子促进了IAA在向光侧和背光侧的不均匀分布．与对照组相比，后两组实验的结果表明Ca2+能缓解LaCl2对根中IAA不均匀分布的抑制作用，从而进一步证明Ca2+在根负向光性运动中对IAA分布的影响．

　　（2）图2中的1～4表示黑暗条件下cpt1基因的表达量，7表示H2O处理组的表达量，5、6、8应分别是IAA、CaCl2、LaCl2处理的结果．由此可知，外源施加的四种试剂对稻根中cpt1基因表达量的影响与它们对稻根弯曲度的影响是一致的．在此实验结果基础上，并结合研究人员测定的单侧光照下cpt1基因缺失突变体水稻跟的向光侧和背光侧IAA均匀分布这一事实，推测CPT1蛋白在根中也是IAA横向运输的载体．

　　（3）综合上述实验结果推测，在Ca2+信号作用下，单侧光照射下的水稻根内的IAA通过促进cpt1基因的表达，导致IAA在向光侧与背光侧分布不均匀；由于根对IAA浓度敏感，使得两侧的生长速度表现为背光侧的生长速度小于向光侧，因此表现出负向光性．

　　故答案为：

　　（1）向光侧比背光侧少促进了IAA在向光侧和背光侧的不均匀分布缓解LaCl2对根中IAA不均匀分布的抑制作用

　　（2）IAA、CaCl2、LaCl2 IAA横向运输的载体

　　（3）促进cpt1基因的表达敏感背光侧的生长速度小于向光侧