Question

【題目】大量研究表明，CO2濃度升高造成溫室效應的同時，也影響了綠色植物的生長發育。

（1）光合作用合成的有機物運輸到根細胞，在____________中形成CO2和水，釋放的能量轉移到______________中，直接用于根的生長發育。

（2）科研人員研究了CO2濃度升高對擬南芥根系生長發育的影響。根尖每生長1 cm拍照一次，結果如圖。據圖可知，實驗組根毛長度和密度均明顯________________對照組。

（3）①為進一步探究CO2濃度升高對根細胞的影響， 獲取相關處理下的非根毛區橫切面，制作成臨時裝片，利用顯微鏡觀察并計數，結果如下表：

組別 觀測 指標處理	1組	2組	3組	4組
	正常濃度CO2	高濃度CO2	正常濃度CO2+10NmNAA（生長素類似物）	正常濃度CO2+5UmNPA（生長素運輸阻斷劑）
表皮細胞體積	大	小	小	大
表皮細胞總數	少	多	多	比1組少
生毛細胞數目	少	多	多	比1組少

②由表可知高濃度CO2增加了_____________________________；據1、2、3組結果推測高濃度CO2通過___________________影響根毛生長發育。

③據1、2、4組說明，高濃度CO2對根毛生長發育影響與____________________有關。

（4）為進一步驗證上述推測，根尖每生長1cm測定生長素合成特異性啟動基因表達情況，實驗結果如圖。綜合上述實驗，推測CO2濃度升高影響根毛生長發育的機制是____________________。

（5）研究表明，生長素通過細胞內信號分子進一步傳遞信息，增加根毛細胞尖端內部鈣離子濃度，促進生毛細胞的根毛伸長生長。已知植物細胞有生長素受體、鈣離子通道蛋白—鈣調素復合體、鈣離子通道蛋白、細胞內信號分子亞硝基化靶向蛋白等，請選用已知信息，提出生長素促進根毛伸長生長的一種可能機制。_____________________________。

Answer 1

【答案】線粒體 ATP（三磷酸腺苷） 高于 表皮細胞總數和生毛細胞數目 生長素 生長素運輸 CO2促進生長素合成基因的表達，生長素合成量增加，進而促進根毛細胞的分裂、分化（CO2促進生長素合成基因的表達，生長素合成量增加，進而促進根生長發育或提高表皮細胞總數和生毛細胞數目） 生長素與生長素受體結合，將信息傳遞給亞硝基化靶向蛋白，使鈣離子通道蛋白與鈣調素分離，鈣離子內流，增加根毛細胞尖端內部鈣離子濃度，促進生毛細胞的根毛伸長生長

【解析】

有氧呼吸的場所有細胞質基質和線粒體，產物是二氧化碳和水。

根據表格和柱形圖可知，高CO2濃度處理后，表皮細胞的總數和生毛細胞數均增加，基因的表達水平也增加。

（1）光合作用合成的有機物首先在細胞質基質中被分解為丙酮酸和[H]，然后線粒體中被徹底氧化分解產生CO2和水，釋放的能量一部分轉移到ATP中，直接用于根的生長發育。

（2）由圖可知，實驗組用高CO2濃度處理后，根毛長度和密度均明顯高于對照組。

（3）②由表可知高濃度CO2處理后，增加了表皮細胞的總數和生毛細胞數；據1、2、3組結果可知，正常濃度CO2組用生長素類似物處理后，表皮細胞的總數和生毛細胞數增加，故推測高濃度CO2通過生長素影響根毛生長發育。

③據1、2、4組說明，正常濃度CO2組用生長素類似物處理的同時用生長素運輸阻斷劑處理后，表皮細胞總數和生毛細胞的數目均減少，故推測高濃度CO2對根毛生長發育影響與生長素運輸有關。

（4）由柱形圖可知，高濃度CO2處理組基因的表達量均高于正常濃度CO2組，故推測CO2促進生長素合成基因的表達，生長素合成量增加，進而促進根毛細胞的分裂、分化。

（5）生長素與生長素受體結合，將信息傳遞給亞硝基化靶向蛋白，使鈣離子通道蛋白與鈣調素分離，鈣離子內流，增加根毛細胞尖端內部鈣離子濃度，促進生毛細胞的根毛伸長生長。