从一些高考试题情境来看,拟南芥不仅是遗传学,也是植物生理学研究的模式植物

教育   2025-01-04 19:59   江西  

从一些高考试题情境来看,拟南芥不仅是遗传学,也是植物生理学研究的模式植物

问题的提出:拟南芥在生物学的研究中发挥重要的作用,不仅在遗传学中相当于动物中的果蝇,作为模式生物可以用来研究遗传学,但也可以用来研究生理学的模式生物,2024年的多地高考试题中出现了拟南芥作为模式生物的研究成果,特别是在植物激素的研究中。

试题:拟南芥是生理学研究模式植物,为探究油菜素(BR)对生长素(IAA)生理作用的影响,研究人员用拟南芥植株开展实验,对多组植株施加不同浓度的IAA和BR,测量统计主根长度,结果如图。据图分析正确的是(  )


A.  本实验的自变量是IAA浓度
B. B点之后,随生长素浓度增加,BR促进主根生长作用逐渐加强
C. 通过本实验无法反映IAA作用的两重性
D. 外源IAA浓度为0时,I组主根长度大于Ⅱ组,原因可能是BR抑制了IAA的生理作用
解析:据图分析可知,该实验的自变量是BR浓度和IAA的浓度,A错误;B点之后,随生长素浓度增加,BR对生长素的抑制作用逐渐缓解,B错误;BR浓度为0的一组,生长素浓度为0的一组主根长度为6mm,生长素浓度为1000mm的一组主根长度小于6mm,单独用IAA处理,对主根伸长的影响能体现生长素作用的两重性,C错误;外源生长素浓度为0时,BR抑制了拟南芥自身IAA的生理作用,使得I组主根长度大于Ⅱ组,D正确。故答案为D。
拟南芥是植物激素研究的模式植物
拟南芥属被子植物门,双子叶植物纲,十字花科植物,一年生细弱草本植物。又名鼠耳芥、阿拉伯芥、阿拉伯草,分布极其广泛。
拟南芥是植物激素研究的模式植物,主要原因包括其基因组小、生长周期短、繁殖能力强、易于遗传操作和突变体筛选等特性‌。
首先,‌拟南芥的基因组小且结构简单‌。拟南芥的基因组由五对染色体组成,约2.6万个基因,这使得其基因组的构建和筛选过程相对简单快速‌。这种小而简单的基因组使得研究人员能够更容易地理解和分析其基因功能,从而在植物激素研究中具有显著优势。
其次,‌拟南芥的生长周期短且繁殖能力强‌。从发芽到开花只需4-6周,每株植物可以产生数千粒种子‌。这种快速的生长和繁殖能力使得研究人员能够在短时间内进行大量的实验和数据分析,极大地提高了研究效率。
再次,‌拟南芥易于遗传操作和突变体筛选‌。拟南芥基因组小,由五对染色体组成。其基因组序列已于2000年由国际拟南芥基因组合作联盟联合完成,这是第一个实现全序列分析的植物基因组。拟南芥基因组约为12,500万碱基对,包含约2.6万个基因,编码约2.5万种蛋白质。通过物理(如辐射处理)、化学(如EMS诱变)及生物(如利用植物内源转座子或者根瘤农杆菌将DNA片段转入拟南芥基因组)的手段,已获得大量的发生在不同基因位点的突变体。
第四,‌拟南芥在实验室条件下易于培养和控制‌。其生长环境要求不高,可以在标准的实验室条件下进行大量种植和研究‌。这种可控的生长环境使得研究人员能够更好地控制实验变量,获得更准确的结果。
第五,拟南芥的另一个优点是易于转化。经过不断的实践,浸花法已成为拟南芥转化最常用的方法。对生长5-6周已抽苔的拟南芥打顶来促进侧枝生长,待花序大量产生时将其在含有转化辅助剂silwet和蔗糖的农杆菌溶液中浸泡几分钟,3-4周后对转化植株收种子。在含有合适抗生素的平板上对种子进行筛选,能够健康生长的幼苗为转基因植株。这种转化方法不需要组织培养和再生植株的过程,操作简便、转化效率较高,为研究人员建立突变体库、改变目的基因的表达特征以及开展互补验证等实验提供了便利。
试题:(2024年山东高考试题)拟南芥的基因S与种子萌发有关。对野生型和基因S过表达株系的种子分别进行不同处理,处理方式及种子萌发率(%)如表所示,其中MS为基本培养基,WT为野生型,OX为基因S过表达株系,PAC为赤霉素合成抑制剂。下列说法错误的是(       )
A. MS组是为了排除内源脱落酸和赤霉素的影响
B. 基因 S通过增加赤霉素的活性促进种子萌发
C. 基因S过表达减缓脱落酸对种子萌发的抑制
D. 脱落酸和赤霉素在拟南芥种子的萌发过程中相互拮抗

解析:本题考查的是拟南芥基因 S 与种子萌发的关系、赤霉素的作用、脱落酸的作用。D 选项正确的原因是:脱落酸是一种抑制种子萌发的激素,而赤霉素是一种促进种子萌发的激素。基因 S 过表达会增加赤霉素的活性,从而促进种子萌发,可以减缓脱落酸对种子萌发的抑制。据表可知,不能说明B结论故答案为B。

生物铭师堂
生物铭师堂专注于高中生物的教与学。
 最新文章