人們發(fā)現(xiàn)向日葵所處時期對花盤的運動至關(guān)重要。生長期的向日葵花盤能“追隨”陽光從東轉(zhuǎn)向西;成熟后花盤卻不再隨太陽轉(zhuǎn)動,一直朝向東方,科研人員對此進行了研究。
(1)受單側(cè)光的刺激,生長期的向日葵莖尖分泌的生長素會從向光側(cè)向背光側(cè)向光側(cè)向背光側(cè)橫向運輸。此外,研究人員發(fā)現(xiàn)單側(cè)光還會引起生長抑制物質(zhì)(如黃質(zhì)醛)在向光向光側(cè)積累,生長素和黃質(zhì)醛共同作用導(dǎo)致背光背光側(cè)生長快,引起向日葵向日運動。
(2)研究人員把處于生長期的向日葵放在模擬陽光運動方向(有晝夜交替光照)的移動光源環(huán)境中連續(xù)培養(yǎng)48h(深色部分表示黑暗,空白處表示光照),接著又在頂部持續(xù)光照的環(huán)境中培養(yǎng)48h,結(jié)果如圖1所示。實驗結(jié)果表明:當白天和黑夜交替出現(xiàn)時,向日葵花盤朝向情況是表現(xiàn)出明顯的周期性變化(白天從東到西轉(zhuǎn)動,晚上從西到東轉(zhuǎn)動)表現(xiàn)出明顯的周期性變化(白天從東到西轉(zhuǎn)動,晚上從西到東轉(zhuǎn)動);當始終頂光照射,向日葵花盤朝向情況是雖然也表現(xiàn)出周期性變化,但幅度會逐漸降低,而且雖時間延長,逐漸主要朝向東方雖然也表現(xiàn)出周期性變化,但幅度會逐漸降低,而且雖時間延長,逐漸主要朝向東方。
(3)研究者把生長期的向日葵“一天”的時間長度進行了調(diào)整,從24小時延長到30小時,然后恢復(fù)正常(T-24→T-30→T-24),如圖2所示。
通過對結(jié)果分析,你對向日葵“晝夜節(jié)律性”的認識是:只有在每天時長24小時,向日葵花盤的追日運動才會出現(xiàn)晝夜節(jié)律性變化。當每天時長變?yōu)?0小時,則晝夜節(jié)律性則被打亂。只有在每天時長24小時,向日葵花盤的追日運動才會出現(xiàn)晝夜節(jié)律性變化。當每天時長變?yōu)?0小時,則晝夜節(jié)律性則被打亂。。
(4)隨后研究人員發(fā)現(xiàn)生長期向日葵存在調(diào)節(jié)晝夜節(jié)律的“時鐘基因”。他們在“一天”中的不同時間測定了兩種相關(guān)基因(IAA19、SAUR50)在向日葵莖頂端東、西兩側(cè)體細胞中的表達情況,結(jié)果如圖3。請根據(jù)實驗結(jié)果,解釋向日葵花盤向日運動的機制從早上到上午東側(cè)細胞中的SAUR50表達量較高,使東側(cè)細胞伸長較多,生長較快,促進向日葵朝向逐漸從東到西轉(zhuǎn)動。從中午到下午,西側(cè)細胞中IAA19表達量更高,西側(cè)細胞對生長素敏感性增強,細胞生長逐漸加快。從傍晚開始,向日葵朝向又西到東轉(zhuǎn)動從早上到上午東側(cè)細胞中的SAUR50表達量較高,使東側(cè)細胞伸長較多,生長較快,促進向日葵朝向逐漸從東到西轉(zhuǎn)動。從中午到下午,西側(cè)細胞中IAA19表達量更高,西側(cè)細胞對生長素敏感性增強,細胞生長逐漸加快。從傍晚開始,向日葵朝向又西到東轉(zhuǎn)動。
(5)研究人員又在日出3小時內(nèi),檢測了成年向日葵花盤正常朝東、花盤被人為轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向朝西和花盤被人為轉(zhuǎn)向朝西的同時人工加熱這三種情況下花盤的溫度以及被昆蟲傳粉次數(shù),結(jié)果如圖。請綜合實驗結(jié)果,推測成年向日葵花盤“執(zhí)著東方”的意義保證成熟的花盤總能從太陽能中獲得較高熱量,有利于傳粉受精和果實、種子生長,利用繁殖后代保證成熟的花盤總能從太陽能中獲得較高熱量,有利于傳粉受精和果實、種子生長,利用繁殖后代。
【考點】生長素的產(chǎn)生、分布和運輸情況.
【答案】向光側(cè)向背光側(cè);向光;背光;表現(xiàn)出明顯的周期性變化(白天從東到西轉(zhuǎn)動,晚上從西到東轉(zhuǎn)動);雖然也表現(xiàn)出周期性變化,但幅度會逐漸降低,而且雖時間延長,逐漸主要朝向東方;只有在每天時長24小時,向日葵花盤的追日運動才會出現(xiàn)晝夜節(jié)律性變化。當每天時長變?yōu)?0小時,則晝夜節(jié)律性則被打亂。;從早上到上午東側(cè)細胞中的SAUR50表達量較高,使東側(cè)細胞伸長較多,生長較快,促進向日葵朝向逐漸從東到西轉(zhuǎn)動。從中午到下午,西側(cè)細胞中IAA19表達量更高,西側(cè)細胞對生長素敏感性增強,細胞生長逐漸加快。從傍晚開始,向日葵朝向又西到東轉(zhuǎn)動;保證成熟的花盤總能從太陽能中獲得較高熱量,有利于傳粉受精和果實、種子生長,利用繁殖后代
【解答】
【點評】
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