Question

【題目】大量研究表明，CO2濃度升高造成溫室效應(yīng)的同時(shí)，也影響了綠色植物的生長(zhǎng)發(fā)育。

（1）光合作用合成的有機(jī)物運(yùn)輸?shù)礁��?xì)胞，在_________中形成CO2和水，釋放的能量轉(zhuǎn)移到______中，直接用于根的生長(zhǎng)發(fā)育。

（2）科研人員研究了CO2濃度升高對(duì)擬南芥根系生長(zhǎng)發(fā)育的影響。根尖每生長(zhǎng)1 cm拍照一次，結(jié)果如圖甲。據(jù)圖可知，實(shí)驗(yàn)組根毛長(zhǎng)度和密度均明顯____對(duì)照組。

（3）①為進(jìn)一步探究CO2濃度升高對(duì)根細(xì)胞的影響, 獲取相關(guān)處理下的非根毛區(qū)橫切面，制作成_______，利用顯微鏡觀察并計(jì)數(shù)，結(jié)果如下表：

組別 處理 觀測(cè)指標(biāo)	1組	2組	3組	4組
	正常濃度CO2	高濃度CO2	正常濃度CO2 +10Nm NAA（生長(zhǎng)素類似物）	高濃度CO2 +5Um NPA （生長(zhǎng)素運(yùn)輸阻斷劑）
表皮細(xì)胞體積	大	小	小	大
表皮細(xì)胞總數(shù)	少	多	多	比1組少
生毛細(xì)胞數(shù)目	少	多	多	比1組少

注：生毛細(xì)胞由表皮細(xì)胞分化形成，繼續(xù)生長(zhǎng)形成根毛。

②由表可知高濃度CO2增加了____________________；據(jù)1、2、3組結(jié)果推測(cè)高濃度CO2通過(guò)______________影響根毛生長(zhǎng)發(fā)育。

③據(jù)1、2、4組說(shuō)明，高濃度CO2對(duì)根毛生長(zhǎng)發(fā)育影響與______有關(guān)。

（4）為進(jìn)一步驗(yàn)證上述推測(cè)，根尖 每生長(zhǎng)1cm測(cè)定生長(zhǎng)素合成特異性啟動(dòng)基因表達(dá)情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。

綜合上述實(shí)驗(yàn)，推測(cè)CO2濃度升高影響根毛生長(zhǎng)發(fā)育的機(jī)制是____________。

（5）研究表明，生長(zhǎng)素通過(guò)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子進(jìn)一步傳遞信息，增加根毛細(xì)胞尖端內(nèi)部鈣離子濃度，促進(jìn)生毛細(xì)胞的根毛伸長(zhǎng)生長(zhǎng)。已知植物細(xì)胞有生長(zhǎng)素受體、鈣離子通道蛋白—鈣調(diào)素復(fù)合體、鈣離子通道蛋白、細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子亞硝基化靶向蛋白等，請(qǐng)選用已知信息，提出生長(zhǎng)素促進(jìn)根毛伸長(zhǎng)生長(zhǎng)的一種可能機(jī)制。_____________________________________

Answer 1

【答案】線粒體 ATP（三磷酸腺苷） 高于 臨時(shí)裝片 表皮細(xì)胞總數(shù)和生毛細(xì)胞數(shù)目 生長(zhǎng)素 生長(zhǎng)素運(yùn)輸 CO2促進(jìn)生長(zhǎng)素合成基因的表達(dá)，生長(zhǎng)素合成量增加，進(jìn)而促進(jìn)根毛細(xì)胞的分裂、分化（CO2促進(jìn)生長(zhǎng)素合成基因的表達(dá)，生長(zhǎng)素合成量增加，進(jìn)而促進(jìn)根生長(zhǎng)發(fā)育或提高表皮細(xì)胞總數(shù)和生毛細(xì)胞數(shù)目） 生長(zhǎng)素與生長(zhǎng)素受體結(jié)合，將信息傳遞給亞硝基化靶向蛋白，使鈣離子通道蛋白與鈣調(diào)素分離，鈣離子內(nèi)流，增加根毛細(xì)胞尖端內(nèi)部鈣離子濃度，促進(jìn)生毛細(xì)胞的根毛伸長(zhǎng)生長(zhǎng)

【解析】

1、由圖甲可知，與正常濃度CO2相比，高濃度CO2處理根毛長(zhǎng)度和密度均明顯增大。

2、由表格的數(shù)據(jù)可知，與正常濃度CO2相比，高濃度CO2和正常濃度CO2+10NmNAA處理均增加了表皮細(xì)胞總數(shù)和生毛細(xì)胞數(shù)目，表皮細(xì)胞體積均減��；高濃度CO2+5UmNPA處理減少了表皮細(xì)胞總數(shù)和生毛細(xì)胞數(shù)目。

3、由題圖乙可知，與正常濃度CO2相比，高濃度CO2處理生長(zhǎng)素合成特異性啟動(dòng)基因表達(dá)量相對(duì)值增大。

（1）有機(jī)物分解形成CO2和水，并釋放能量的過(guò)程為有氧呼吸。有氧呼吸在線粒體中進(jìn)行，有機(jī)物分解釋放的能量?jī)?chǔ)存在ATP中。

（2）由題圖可知，實(shí)驗(yàn)組（高濃度CO2處理）根毛長(zhǎng)度和密度均明顯高于對(duì)照組（正常濃度CO2處理）。

（3）①根據(jù)表格的內(nèi)容可知，觀測(cè)指標(biāo)為表皮細(xì)胞體積、表皮細(xì)胞總數(shù)和生毛細(xì)胞數(shù)目，因此應(yīng)將獲取相關(guān)處理下的非根毛區(qū)橫切面，制作成臨時(shí)裝片，利用顯微鏡觀察并計(jì)數(shù)。

②由表可知，與正常濃度CO2相比，高濃度CO2處理增加了表皮細(xì)胞總數(shù)和生毛細(xì)胞數(shù)目。與正常濃度CO2相比，高濃度CO2和正常濃度CO2+10NmNAA處理對(duì)根細(xì)胞的影響相似，均增加了表皮細(xì)胞總數(shù)和生毛細(xì)胞數(shù)目。由此推測(cè)高濃度CO2通過(guò)生長(zhǎng)素影響根毛生長(zhǎng)發(fā)育。

③由表可知，與正常濃度CO2相比，高濃度CO2處理增加了表皮細(xì)胞總數(shù)和生毛細(xì)胞數(shù)目，而高濃度CO2+5UmNPA處理減少了表皮細(xì)胞總數(shù)和生毛細(xì)胞數(shù)目。說(shuō)明高濃度CO2對(duì)根毛生長(zhǎng)發(fā)育影響與生長(zhǎng)素運(yùn)輸有關(guān)。

（4）由題圖可知，與正常濃度CO2相比，高濃度CO2處理生長(zhǎng)素合成特異性啟動(dòng)基因表達(dá)量相對(duì)值增大。綜合上述實(shí)驗(yàn)，推測(cè)CO2濃度升高影響根毛生長(zhǎng)發(fā)育的機(jī)制是CO2促進(jìn)生長(zhǎng)素合成基因的表達(dá)，生長(zhǎng)素合成量增加，進(jìn)而促進(jìn)根生長(zhǎng)發(fā)育（提高表皮細(xì)胞總數(shù)和生毛細(xì)胞數(shù)目）。

（5）結(jié)合已知信息分析，生長(zhǎng)素促進(jìn)根毛伸長(zhǎng)生長(zhǎng)的機(jī)制可能是生長(zhǎng)素與生長(zhǎng)素受體結(jié)合，將信息傳遞給亞硝基化靶向蛋白，使鈣離子通道蛋白與鈣調(diào)素分離，鈣離子內(nèi)流，增加根毛細(xì)胞尖端內(nèi)部鈣離子濃度，促進(jìn)生毛細(xì)胞的根毛伸長(zhǎng)生長(zhǎng)。