Question

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

（1）光合作用合成的有機物運輸?shù)礁�細胞，�?/span>_________中形成CO2和水，釋放的能量轉移到______中，直接用于根的生長發(fā)育。

（2）科研人員研究了CO2濃度升高對擬南芥根系生長發(fā)育的影響。根尖每生長1 cm拍照一次，結果如圖甲。據(jù)圖可知，實驗組根毛長度和密度均明顯____對照組。

（3）①為進一步探究CO2濃度升高對根細胞的影響, 獲取相關處理下的非根毛區(qū)橫切面，制作成_______，利用顯微鏡觀察并計數(shù)，結果如下表：

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

注：生毛細胞由表皮細胞分化形成，繼續(xù)生長形成根毛。

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

③據(jù)1、2、4組說明，高濃度CO2對根毛生長發(fā)育影響與______有關。

（4）為進一步驗證上述推測，根尖 每生長1cm測定生長素合成特異性啟動基因表達情況，實驗結果如圖。

綜合上述實驗，推測CO2濃度升高影響根毛生長發(fā)育的機制是____________。

（5）研究表明，生長素通過細胞內(nèi)信號分子進一步傳遞信息，增加根毛細胞尖端內(nèi)部鈣離子濃度，促進生毛細胞的根毛伸長生長。已知植物細胞有生長素受體、鈣離子通道蛋白—鈣調(diào)素復合體、鈣離子通道蛋白、細胞內(nèi)信號分子亞硝基化靶向蛋白等，請選用已知信息，提出生長素促進根毛伸長生長的一種可能機制。_____________________________________

Answer 1

【答案】線粒體 ATP（三磷酸腺苷） 高于 臨時裝片 表皮細胞總數(shù)和生毛細胞數(shù)目 生長素 生長素運輸 CO2促進生長素合成基因的表達，生長素合成量增加，進而促進根毛細胞的分裂、分化（CO2促進生長素合成基因的表達，生長素合成量增加，進而促進根生長發(fā)育或提高表皮細胞總數(shù)和生毛細胞數(shù)目） 生長素與生長素受體結合，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，增加根毛細胞尖端內(nèi)部鈣離子濃度，促進生毛細胞的根毛伸長生長

【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胞總數(shù)和生毛細胞數(shù)目，表皮細胞體積均減��；高濃度CO2+5UmNPA處理減少了表皮細胞總數(shù)和生毛細胞數(shù)目。

3、由題圖乙可知，與正常濃度CO2相比，高濃度CO2處理生長素合成特異性啟動基因表達量相對值增大。

（1）有機物分解形成CO2和水，并釋放能量的過程為有氧呼吸。有氧呼吸在線粒體中進行，有機物分解釋放的能量儲存在ATP中。

（2）由題圖可知，實驗組（高濃度CO2處理）根毛長度和密度均明顯高于對照組（正常濃度CO2處理）。

（3）①根據(jù)表格的內(nèi)容可知，觀測指標為表皮細胞體積、表皮細胞總數(shù)和生毛細胞數(shù)目，因此應將獲取相關處理下的非根毛區(qū)橫切面，制作成臨時裝片，利用顯微鏡觀察并計數(shù)。

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

③由表可知，與正常濃度CO2相比，高濃度CO2處理增加了表皮細胞總數(shù)和生毛細胞數(shù)目，而高濃度CO2+5UmNPA處理減少了表皮細胞總數(shù)和生毛細胞數(shù)目。說明高濃度CO2對根毛生長發(fā)育影響與生長素運輸有關。

（4）由題圖可知，與正常濃度CO2相比，高濃度CO2處理生長素合成特異性啟動基因表達量相對值增大。綜合上述實驗，推測CO2濃度升高影響根毛生長發(fā)育的機制是CO2促進生長素合成基因的表達，生長素合成量增加，進而促進根生長發(fā)育（提高表皮細胞總數(shù)和生毛細胞數(shù)目）。

（5）結合已知信息分析，生長素促進根毛伸長生長的機制可能是生長素與生長素受體結合，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，增加根毛細胞尖端內(nèi)部鈣離子濃度，促進生毛細胞的根毛伸長生長。