根的負(fù)向光性是植物的向性運(yùn)動(dòng)之一,是指植物在高光強(qiáng)或其它不良條件下發(fā)生的一種背向光源彎曲生長(zhǎng)的適應(yīng)性反應(yīng)(如圖)。研究者以水稻為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(1)根冠位于根尖最前端,根冠細(xì)胞總會(huì)不斷地被破壞、死亡和脫落,依靠根冠原始細(xì)胞不斷得到補(bǔ)充。研究者用剝除法設(shè)置了三組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)感受單側(cè)光刺激的部位是根冠而不是根尖的其他部位。請(qǐng)寫(xiě)出研究者的實(shí)驗(yàn)思路:
甲組不作處理、乙組徹底剝除根冠(保留根尖其他部分)、丙組剝除根冠保留根冠的原始細(xì)胞;三組實(shí)驗(yàn)均給以單側(cè)光照,在相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時(shí)間后,觀察根的生長(zhǎng)狀況
甲組不作處理、乙組徹底剝除根冠(保留根尖其他部分)、丙組剝除根冠保留根冠的原始細(xì)胞;三組實(shí)驗(yàn)均給以單側(cè)光照,在相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時(shí)間后,觀察根的生長(zhǎng)狀況
。
(2)為研究根負(fù)向光性的機(jī)制,研究者將稻根懸置于營(yíng)養(yǎng)液氣霧中,設(shè)置了如下實(shí)驗(yàn)。第1組:?jiǎn)蝹?cè)光照,在根的一側(cè)貼空白瓊脂,實(shí)驗(yàn)結(jié)果為負(fù)向光性生長(zhǎng)。第2組:黑暗,在根的一側(cè)貼空白瓊脂。第3組:黑暗,在根的一側(cè)貼含有5mg?L-1IAA的瓊脂。
①研究者做出假設(shè):?jiǎn)蝹?cè)光引起根尖兩側(cè)IAA含量差異是導(dǎo)致根負(fù)向光性的原因。
②若假設(shè)正確,請(qǐng)預(yù)測(cè)第2組、第3組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別是:垂直生長(zhǎng)、向含有IAA的瓊脂塊方向生長(zhǎng)
垂直生長(zhǎng)、向含有IAA的瓊脂塊方向生長(zhǎng)
。請(qǐng)從信息分子的角度對(duì)根負(fù)向光性產(chǎn)生的機(jī)制做出合理的解釋:光受體接受單側(cè)光刺激,經(jīng)過(guò)系列信號(hào)傳導(dǎo),背光側(cè)IAA濃度高、向光側(cè)IAA濃度低,背光側(cè)比向光側(cè)生長(zhǎng)速度慢,導(dǎo)致根負(fù)向光性生長(zhǎng)
光受體接受單側(cè)光刺激,經(jīng)過(guò)系列信號(hào)傳導(dǎo),背光側(cè)IAA濃度高、向光側(cè)IAA濃度低,背光側(cè)比向光側(cè)生長(zhǎng)速度慢,導(dǎo)致根負(fù)向光性生長(zhǎng)
。
(3)研究者測(cè)定水稻根向光側(cè)和背光側(cè)在單光刺激后IAA含量的變化。結(jié)果如下表所示。
處理 |
向光側(cè)(ng?g-1?FW) |
背光側(cè)(ng?g-1?FW) |
光強(qiáng)(100μmol?m-2?s-1) |
184.8 |
498.6 |
黑暗 |
418.6 |
418.6 |
表中數(shù)據(jù)顯示,光照后根尖IAA總量少于黑暗組,針對(duì)產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因,請(qǐng)?zhí)岢鲆粋€(gè)進(jìn)一步研究的問(wèn)題
光照是否導(dǎo)致IAA部分氧化分解?(光照是否加速IAA向尖端以下部位運(yùn)輸?)
光照是否導(dǎo)致IAA部分氧化分解?(光照是否加速IAA向尖端以下部位運(yùn)輸?)
。(合理即可)
(4)植物的向光性,實(shí)際上是植物對(duì)光刺激的反應(yīng),光敏色素作為一種接受光信號(hào)的蛋白質(zhì)分子,其主要吸收
紅光和遠(yuǎn)紅光
紅光和遠(yuǎn)紅光
,在
分生組織
分生組織
的細(xì)胞內(nèi)比較豐富。