Question

【題目】生長素（IAA）對植物根系生長具有重要作用。為探討IAA作用機制，科研人員做了如下研究。

（1）用濃度為0.1mg/L的IAA處理擬南芥植株，并檢測擬南芥植株中一系列基因的表達量，其中V蛋白基因表達量結(jié)果如圖1。

由圖得知V蛋白基因表達量___________，推測V蛋白可能參與IAA作用過程。

（2）已有研究表明，V蛋白需要與其它蛋白質(zhì)結(jié)合發(fā)揮作用�？蒲腥藛T為了尋找細胞中與 V蛋白相互作用的蛋白質(zhì)，通過圖2所示體系（YN、YC兩種蛋白結(jié)合后可發(fā)出熒光）， 利用相關(guān)蛋白的基因構(gòu)建表達載體并導(dǎo)入擬南芥原生質(zhì)體，實驗處理如表1。

①___________ ②___________ ③___________ ④___________

利用此方法選出了與V蛋白相互作用的R蛋白，V蛋白將R蛋白運輸并定位在細胞膜上，從而使R蛋白接受胞外信號，利于主根的生長。

（3）科研人員用濃度為0.1mg/L的 IAA處理擬南芥的野生型植株和V蛋白功能缺失的突變體植株，測量主根長度，結(jié)果如圖3。

結(jié)果表明，此濃度的IAA對主根伸長有_________作用，且對_________植株的作用更顯著。

（4）綜合上述實驗，請解釋在濃度為0.1mg/L 的IAA作用下野生型擬南芥出現(xiàn)圖3結(jié)果的原因是___________。

Answer 1

【答案】 隨時間延長而顯著增加 yc 無熒光 yn-v 有熒光或無熒光 抑制 （V蛋白功能缺失）突變體 V蛋白含量較高，利于R蛋白發(fā)揮促進主根生長的作用，部分解除IAA對主根生長的抑制

【解析】試題分析：分析圖1可知，隨著時間的延長，V蛋白基因表達量逐漸顯著增加。在尋找細胞中與 V蛋白相互作用的蛋白質(zhì)的實驗中，結(jié)合圖示信息可知，根據(jù)V蛋白始終與細胞內(nèi)YN蛋白結(jié)合為YN-V，Xn蛋白始終與YC蛋白結(jié)合為YC-Xn，又只有YN與YC蛋白結(jié)合為YN-YC才能發(fā)出熒光，所以實驗設(shè)計的思路是先排除單獨的YN與YC蛋白不能結(jié)合， YC-Xn與YN也不能結(jié)合， YN-V與YC也不能結(jié)合，只有YN-V與YC-X n才可能結(jié)合而發(fā)出熒光。由此想到構(gòu)建基因表達載體類型包括：只含yn基因，只含yc基因，只含yn-v基因，只含yc-xn基因(注意：xn基因可表示x1、x2、x3…，依次合成的蛋白質(zhì)為X1、X2、X3…)。

（1）分析圖1可知，隨著時間的延長，V蛋白基因表達量顯著增加。

（2）根據(jù)前面的分析，表中三組對照組是為了構(gòu)建相關(guān)的基因表達載體導(dǎo)入到細胞內(nèi)排除YN與YC蛋白不能結(jié)合， YC-Xn與YN也不能結(jié)合， YN-V與YC也不能結(jié)合，最后都沒有熒光發(fā)出，只有實驗組構(gòu)建的兩種基因表達載體（只含yn-v基因，只含yc-xn基因）合成的蛋白質(zhì)才可能結(jié)合（即YN-V與YC-X n才可能結(jié)合）。如果YN-V與YC-X n結(jié)合，則有熒光發(fā)出，從而確定該種蛋白質(zhì)X就是與V蛋白結(jié)合的蛋白質(zhì)；反之亦然。所以表中①為yc； ②為無熒光； ③為yn-v；④為有熒光或無熒光。

（3）分析圖3可知，用0.1 mg/L的 IAA處理擬南芥的野生型植株和V蛋白功能缺失的突變體植株后，與對照組（0濃度）對比，主根長度明顯變短，說明該IAA濃度有抑制主根生長的作用且對突變體作用更明顯。

（4）結(jié)合第（3）小題的題干信息“與V蛋白相互作用的R蛋白，V蛋白將R蛋白運輸并定位在細胞膜上，從而使R蛋白接受胞外信號，利于主根的生長”分析，在濃度為0.1mg/L 的IAA作用下野生型擬南芥出現(xiàn)圖3結(jié)果的原因是V蛋白含量較高，利于R蛋白發(fā)揮促進主根生長的作用，部分解除IAA對主根生長的抑制。