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非选择题-实验题 适中0.65 引用2 组卷249
为研究番茄体内油菜素内酯(BR)和脱落酸(ABA)应对低温胁迫的机制,科学家进行了相关研究。
(1)油菜素内酯和脱落酸是植物体产生的,对生命活动起______作用的微量有机物。
(2)用适量的BR和ABA分别处理番茄植株,检测叶片电导率(与植物细胞膜受损伤程度呈正相关),结果如图1。

   

①图1结果表明______
②已知N酶是催化ABA合成的关键酶。研究表明BR可能通过促进N基因表达,进而促进ABA合成。图2中支持这一结论的证据是,经低温处理后______

   

(3)①研究发现,BR处理后的番茄植株中BIN蛋白和BZR蛋白含量均有一定改变。BZR是一种转录因子,去磷酸化状态能与相关基因的启动子结合。为研究BIN和BZR的关系,科学家进行了相关实验,结果如图3,表明BIN能______BZR磷酸化,从而______BZR的功能。

   

②在上述实验基础上,科学家猜测BIN依赖BZR促进ABA的合成,进而提高番茄的耐冷能力,请补充实验验证。
材料:①野生型植株②BZR缺陷突变体植株③BIN突变体植株
试剂:④BIN过表达载体⑤BZR过表达载体⑥空载体⑦蒸馏水⑧BR⑨ABA
指标:⑩BZR含量⑪ABA含量⑫叶片电导率

材料试剂1试剂2检测指标
对照组同下______BR______
实验组____________同上同上
(表格中选填数字序号)
(4)依据上述所有研究结果,完善BR与ABA应对低温胁迫的机制,请在(       )中选填“+”、“-”(+表示促进,-表示抑制)______

   

2024·北京房山·一模
知识点:植物对不良环境的适应性反应其他植物激素的产生、分布和功能验证性实验与探究性实验 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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生长素(IAA)调控其响应基因(ARF)表达的机制如图1所示。A蛋白基因突变植株的花蕊发育异常,研究者对此进行了研究。

(1)IAA与受体结合,通过系列_______传递过程,_______植物伸长生长、花果发育等生命活动。A蛋白与ARF调控因子结合可抑制ARF的表达,A蛋白与IAA-受体复合物结合后被蛋白酶体降解。请据此简述IAA促进ARF高表达的机制。
(2)将正常A蛋白基因(A)和突变的A蛋白基因(mA)转入野生型拟南芥,获得甲、乙转基因植株,相关检测结果如图2、图3。结合图1,研究者提出两种猜想,解释乙组花发育异常的原因。
猜想1:mA表达水平_______,对ARF表达的抑制作用增强。
猜想2:mA表达的mA蛋白结构改变,不易与IAA-受体复合物结合,导致不被降解,对ARF表达的抑制增强。

(3)用MG132(蛋白酶体抑制剂)处理相应植株,得到支持猜想2的结果。请在图3中补充实验分组处理及结果。若要进一步否定猜想1,需检测_______的含量。
(4)检测发现乙组植株茉莉酸合成基因(DADI)表达量和茉莉酸(JA)含量均低于野生型和甲组植株,提出“IAA通过JA影响花发育”的假说。现有材料及试剂:野生型植株、A突变体植株、DADI突变体植株、NAA溶液(生长素类似物)、JA溶液、蒸馏水。请补充验证假说的实验。
材料试剂检测指标
对照组野生型植株________________________
实验组_________________________同上
阅读以下材料,完成(1)~(4)题。
叶绿体与细胞核双定位 Y 蛋白对于番茄抗低温的机制分析:
①番茄易受低温伤害,导致严重减产。我国科研人员从番茄低温诱导表达数据库中发现了 Y 基因,低温处理使其转录量升高。Y 基因编码的 Y 蛋白是植物特有的 DNA 结合蛋白,定位于叶绿体和细胞核。4℃低温处理后,Y 基因过度表达株系比野生型明显耐低温,而敲除 Y 基因的株系的低温耐受能力低于野生型。
②低温会导致活性氧(ROS)产生,而大量的 ROS 会破坏植物细胞光合膜系统。电镜观察叶绿体超微结构发现,与野生型相比,低温处理后 Y 基因过度表达株系的类囊体结构相对完整、叶绿体中淀粉粒数量少,而敲除 Y 基因的株系类囊体受损更严重且淀粉粒数量更多。科研人员对 Y 蛋白的作用机制进行了研究。
③类囊体膜上的光合复合体 PSII 是光反应中吸收、传递并转化光能的重要场所,叶绿体基因编码的 D1蛋白是 PSII 的核心蛋白,低温会破坏 D1蛋白。常温下 Y 基因过度表达株系中的 D1蛋白含量与野生型相同,而低温处理下野生型中D1蛋白含量下降,Y基因过度表达植株的D1蛋白含量基本保持稳定,从而保护了PSII。
④I 酶和 A 酶分别参与叶绿体中淀粉的合成与降解。在细胞核中,Y 蛋白可通过与两者启动子结合,调控 I 酶和 A 酶基因的转录,降低低温下叶绿体中淀粉的积累。
⑤R 酶由 8 个大亚基蛋白和 8 个小亚基蛋白组成,是 CO2固定过程中的限速酶,对低温胁迫尤为敏感。小亚基蛋白由 S 基因编码,S 基因过表度达植株与野生型相比,低温下 R 酶含量更高且耐低温能力更强。研究还发现,Y 蛋白能够与 S 基因的启动子结合并增强其转录,从而在低温胁迫下维持 R 酶的含量。
农业生产中,Y 基因的发现及其调控机制的研究,为增强冷敏感作物的低温抗性提供了有效途径。
(1)低温导致番茄细胞产生大量的________________破坏叶绿体类囊体膜,影响光反应的进行,为暗反应提供的________________减少,降低了植物光合速率。据文中信息,低温下 Y 基因过度表达植株有利于光反应进行的直接原因有__________________
(2)为研究 Y 蛋白在低温胁迫下维持 D1蛋白含量稳定的机制,科研人员进行了如下实验:
实验材料实验处理检测指标实验结果
Y基因过度表达植株及野生型施加硫酸链霉素(可抑制叶绿体编码的基因翻译)后,低温处理D1蛋白含量Y基因过度表达植株野生型(选填“大于/小于/基本等于”)
低温处理与D1蛋白降解相关基因的转录量Y基因过度表达植株野生型(选填“大于/小于/基本等于”)

结果说明:在番茄中过度表达 Y 基因增加了 D1 蛋白的合成,而未减少 D1蛋白降解。请在上述表格 I、 II 处将实验结果补充完整。
(3)叶绿体中淀粉粒的积累会抑制光合作用。根据 Y 蛋白功能特点,结合文中信息,推测细胞核中的 Y 蛋白低温下减少叶绿体中淀粉积累的具体机制:_______________________________________
(4)R 酶在______________(场所)中催化 CO2与 RuBP(C5)结合,生成 2 分子______________。如图为野生型、Y 基因过度表达及敲除植株,4℃处理 12 小时后在一定光照强度下测定的净光合速率。下列相关分析不合理的是______________

A.Y 基因过度表达植株的 CO2饱和点大于野生型
B.CO2浓度在 100~200μmol·mol-1之间时,三组植株净光合速率随 CO2浓度的增加而升高
C.CO2浓度等于 250μmol·mol-1时,若突然增大光强,叶绿体内 C5将减少
D.CO2浓度大于 250μmol·mol-1时,限制野生型和 Y 基因敲除植株净光合速率增加的环境因素可能是光强
E.低温下 Y 基因过度表达植株 R 酶的小亚基蛋白含量高,固定 CO2能力强于野生型

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