人們發現向日葵所處時期對花盤的運動至關重要。生長期的向日葵花盤能“追隨”陽光從東轉向西;成熟后花盤卻不再隨太陽轉動,一直朝向東方,科研人員對此進行了研究。

(1)受單側光的刺激,生長期的向日葵莖尖分泌的生長素會從向光側向背光側向光側向背光側橫向運輸。此外,研究人員發現單側光還會引起生長抑制物質(如黃質醛)在向光向光側積累,生長素和黃質醛共同作用導致背光背光側生長快,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)的移動光源環境中連續培養48h(深色部分表示黑暗,空白處表示光照),接著又在頂部持續光照的環境中培養48h,結果如圖1所示。實驗結果表明:當白天和黑夜交替出現時,向日葵花盤朝向情況是表現出明顯的周期性變化(白天從東到西轉動,晚上從西到東轉動)表現出明顯的周期性變化(白天從東到西轉動,晚上從西到東轉動);當始終頂光照射,向日葵花盤朝向情況是雖然也表現出周期性變化,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整,從24小時延長到30小時,然后恢復正常(T-24→T-30→T-24),如圖2所示。
通過對結果分析,你對向日葵“晝夜節律性”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晝夜節律性變化。當每天時長變為30小時,則晝夜節律性則被打亂。只有在每天時長24小時,向日葵花盤的追日運動才會出現晝夜節律性變化。當每天時長變為30小時,則晝夜節律性則被打亂。。
(4)隨后研究人員發現生長期向日葵存在調節晝夜節律的“時鐘基因”。他們在“一天”中的不同時間測定了兩種相關基因(IAA19、SAUR50)在向日葵莖頂端東、西兩側體細胞中的表達情況,結果如圖3。請根據實驗結果,解釋向日葵花盤向日運動的機制從早上到上午東側細胞中的SAUR50表達量較高,使東側細胞伸長較多,生長較快,促進向日葵朝向逐漸從東到西轉動。從中午到下午,西側細胞中IAA19表達量更高,西側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動從早上到上午東側細胞中的SAUR50表達量較高,使東側細胞伸長較多,生長較快,促進向日葵朝向逐漸從東到西轉動。從中午到下午,西側細胞中IAA19表達量更高,西側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動。

(5)研究人員又在日出3小時內,檢測了成年向日葵花盤正常朝東、花盤被人為轉轉向朝西和花盤被人為轉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,結果如圖。請綜合實驗結果,推測成年向日葵花盤“執著東方”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】生長素的產生、分布和運輸情況.
【答案】向光側向背光側;向光;背光;表現出明顯的周期性變化(白天從東到西轉動,晚上從西到東轉動);雖然也表現出周期性變化,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晝夜節律性變化。當每天時長變為30小時,則晝夜節律性則被打亂。;從早上到上午東側細胞中的SAUR50表達量較高,使東側細胞伸長較多,生長較快,促進向日葵朝向逐漸從東到西轉動。從中午到下午,西側細胞中IAA19表達量更高,西側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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發布:2024/6/27 10:35:59組卷:21引用:1難度:0.6
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