1 . 学习以下材料，回答（1）～（4）题。
LAZY蛋白“唤醒”植物对重力的感应
根的向地性是一个复杂的生理过程，包括重力信号的感应、信号传导、生长素的不对称分布和根的弯曲生长。经典的“淀粉-平衡石”假说认为，位于根冠柱细胞的淀粉体在重力感应中起“平衡石”的作用。植物垂直生长时，淀粉体沉降在柱细胞的底部；水平培养一段时间后，淀粉体沿重力方向沉降，导致根的两侧生长素分布不均，表现出根向地生长。该假说尚未解释淀粉体沉降导致生长素不均匀分布的分子机制。
科学家发现一种LAZY基因缺失的拟南芥突变体，其表现为根失去明显的向地性。水平培养后，观察到突变体中淀粉体的沉降情况与野生型类似。以LAZY-GFP转基因拟南芥为材料，发现淀粉体和细胞膜上都有LAZY蛋白。水平放置时，LAZY蛋白可以重新定位（见图）。另有研究发现，淀粉体表面的TOC蛋白与LAZY蛋白的定位有密切的联系。将拟南芥幼苗水平放置后，其细胞中蛋白磷酸激酶M的水平迅速升高，导致LAZY蛋白迅速磷酸化（磷酸化的LAZY蛋白用pLAZY表示）。
另有研究表明，拟南芥LAZY蛋白能够促进生长素转运体PIN3的再定位，从而调节生长素运输。上述研究揭示了“淀粉-平衡石”假说的分子机制，是植物重力感应领域具有里程碑意义的工作。

   

(1)水平放置植物时，重力可导致根向地侧生长素含量____背地侧，向地侧生长速度____背地侧，进而造成根向地生长。
(2)请结合文中图示，描述水平放置幼苗时，LAZY蛋白分布发生的变化____。
(3)研究者对pLAZY与TOC之间的关系开展研究，所应用技术的原理见下图（其中AD与BD只有充分接近时才可激活LacZ转录）。分别构建AD-pLAZY和BD-TOC的融合基因表达载体，导入酵母菌中，将上述酵母菌接种到特定的培养基上，观察到蓝色菌落，说明____。

(4)综合上述信息，解释水平放置植物一段时间后，根向地生长的机制____。

3 . 学习以下材料，回答以下问题。植物生长素促进植物生长的新证据：科学家早已经证实，植物生长素诱导植物细胞的生长和细胞壁的酸化有关，氢离子介导了生长素对细胞壁的松弛作用。下图表示的是玉米胚芽鞘在经生长素处理后，细胞壁的pH变化和细胞伸长之间的关系，并依此提出了“酸生长假说”。

细胞壁的酸化是通过细胞膜上的H⁺—ATP酶（氢离子泵，AHA）将氢离子运出细胞实现的。之前的研究已经证明，生长素可以与生长素结合蛋白ABP1结合，并激活细胞表面的一种受体样激酶TMK，该酶可以将其作用的靶蛋白磷酸化，激活的TMK又可以激活细胞内的ROPs信号通路，从而促进细胞核内生长素响应基因S19的表达，该基因的表达产物可以抑制PP磷酸酶的活性，该酶可以将磷酸化的蛋白质去磷酸化。但生长素是如何造成细胞壁酸化的？这一问题一直困扰着这一领域的科学家。近期我国科学家使用免疫共沉淀技术和荧光共振能量转移技术，证明了在NAA的作用下TMK可以和AHA快速结合；接下来他们又通过研究野生型拟南芥和TMK突变体的AHA的磷酸化水平，发现二者在IAA的诱导下，TMK突变体的AHA的磷酸化水平明显低于野生型，并进一步证明TMK是使AHA多肽链上的一个苏氨酸残基磷酸化。由此证明了TMK直接促进了AHA的磷酸化，从而将氢离子送出细胞造成细胞壁的酸化，解决了困扰科学家近半个世纪的科学难题。
(1)细胞壁酸化后可使膜电位差的绝对值_______，激活钾离子内流，从而增大细胞内的_______，造成细胞吸水增加，引发细胞的生长。酸诱导的细胞壁松弛现象只在_________的细胞才能观察到。
(2)下列能为“酸生长假说”提供证据的是（　　）

A．酸性条件下生长素结构改变，更容易和受体结合

B．生长素诱导的胚芽鞘生长可被中性缓冲溶液抑制

C．细胞质的pH降低能促进生长素响应基因的表达

D．促进细胞氢离子外排的物质，也能促进胚芽鞘的生长

(3)由题中可知，氢离子泵______（磷酸化/去磷酸化）后可以被激活，激活后的氢离子泵需要水解______释放能量，同时将氢离子送出细胞。
(4)结合文中信息，概括生长素促进细胞壁酸化的分子机制______。

4 . 学习以下材料，回答以下问题。
植物春化作用的分子机制及应用，越冬植物在长期进化过程中形成了一种自我保护机制，即经历一定时间、一定温度范围内的低温处理才能开花，这种现象称为春化作用。春化作用是系统调控的结果。除温度外，春化作用还受到光照、水分、营养等因素的共同影响。植物激素在一定程度上也与春化作用有关，如两年生植物在成花诱导过程中赤霉素含量增加而脱落酸含量处于低水平，但具体的调控机理尚不明确。分子和遗传学研究表明，不同植物春化作用的分子调控机制不同。图1中，FRI和FLC是双子叶模式植物拟南芥的春化基因，FLC编码抑制成花因子，FLC的转录依赖于FRI蛋白。温暖条件下，FLC高表达，抑制开花；低温条件下，FRI蛋白容易在核内形成凝聚体，FLC无法表达。同时通过组蛋白（组成染色体的蛋白质）修饰的调整也抑制了FLC的表达。当完成开花后，表观修饰重置。

   

单子叶作物春化作用的调控主要由开花促进基因V1进行调控。图2中，温暖条件下，组蛋白抑制标记的沉积阻止V1转录，V2表达上调，从而阻止V3表达来抑制开花。低温通过两条途径诱导V1高表达：（1）通过活性组蛋白修饰标记在V1基因中逐渐增加，而抑制标记减少，使V1表达水平上调；（2）GRP2是一种RNA结合蛋白，能够改变V1的前体mRNA的剪接。低温时，植物凝集素蛋白能够与GRP2相互作用，将其从细胞核移至细胞质，使VI表达水平上调。研究人员通过调控春化作用，实现南北引种，使正常条件下一年两季的冬小麦实现一年多季。人工低温春化技术还能够应用于改变花卉观赏期等。此外，生产实践中有时还需应用脱春化作用来抑制植物开花，如提高洋葱鳞茎产量等。
(1)赤霉素和脱落酸都是在植物体内合成，对植物完成春化作用具有_____作用的化学物质，其作用都具有________特点。
(2)据本文信息选择双子叶或单子叶植物之一，完成春化开花的分子机制示意图_____。
(3)植物春化作用的分子调控机制属于表观遗传，理由是_____。
(4)据本文信息可知，植物春化作用的整体调控是由_______共同完成的。

A．光合作用

B．激素调节

C．环境因素调节

D．基因表达调控

(5)春化作用后，开花抑制被解除的“记忆”必须在完成开花后或者在其后代中消除或重置，请从进化与适应的角度分析其意义______。

5 . 重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素，研究人员以拟南芥为材料，探究重力对根向地性的影响机制。
(1)植物的根中具有感受重力的淀粉体，可以将重力信号转化为运输________的信号，造成该物质分布不均衡，从而调节植物的生长方向。
(2)以野生型和L基因缺失突变体为实验材料，检测幼苗横置培养一段时间后根的生长方向，结果如图1。据此推测，L蛋白与根的向地性有关，依据是________。为进一步验证上述推测，设计方案还应补充一组，实验材料为________，横置培养和处理时间等与前两组相同。
   
(3)植物向地生长过程中，重力会影响细胞近地侧膜上的物质M和L蛋白。为确定两者作用关系，研究人员检测拟南芥幼苗横置不同时间后，物质M与L蛋白的结合程度，结果如图2。同时用物质 M抑制剂处理野生型拟南芥幼苗，测定根部淀粉体中活化的L蛋白含量，结果如图3。上述结果表明，随拟南芥幼苗横置时间延长，________。
   
(4)进一步研究发现，幼苗横置培养后，不仅淀粉体沿重力方向沉降，L蛋白的分布也会随之改变。已知T蛋白定位于淀粉体表面，T蛋白可与活化的L蛋白结合。请综合上述实验结果和教材所学内容，阐释植物横置后，根向地生长的原因________。

6 . 阅读下面的材料，回答后面的问题。
双子叶植物在完成受精后，受精卵发育成为种子需要确定“发育极性”。受精卵首先经过一次横向分裂进入2细胞阶段，分为顶细胞和基细胞。未来基细胞首先发育成为胚柄，用以支持和营养传递，最终退化消失；顶细胞经过多次分裂形成球形胚，球形胚的两侧进一步发育成为子叶，中部发育为胚芽、胚轴和胚根。经研究表明，这种“发育极性”是靠生长素的极性运输建立的。

研究发现，图中生长素的运输受到PIN蛋白的影响。生长素作为一种弱酸在细胞壁中多以中性分子形式存在，容易通过自由扩散进入细胞，而细胞中较高的pH令生长素多以负离子（IAA^-）形式存在，此时它的运出要依赖于PIN蛋白在细胞膜上的分布。科研人员筛选除了4种基因的突变体，观察胚胎发育的突变表型如下：

通过对四种突变性状的分析，科研人员初步确定GNOM蛋白是决定生长素极性分布的最重要的蛋白。经过分子水平的研究发现，GNOM蛋白是一种酶，它能水解GTP从而帮助囊泡的产生和定位，该囊泡参与膜蛋白的运输。当用GNOM活性抑制剂处理细胞后，可以看到PIN的极性分布受到了破坏。但对于含有结构改变、功能不变的GNOM的细胞来说，该抑制剂并没有产生作用。
上述结果表明，双子叶植物胚胎发生的“发育极性”依赖于胚胎中生长素浓度的差异分布，这种差异可能是由于PIN所介导的生长素运输而产生的。不同时期的胚胎细胞中，PIN在细胞膜上分布的位置、数量都有所差异，因此能引起不同时期胚胎不同部位生长素的含量有异，随之发生的细胞分裂和分化情况向不同方向发展。
(1)植物激素是由植物体的特定部位产生，再被运输到作用部位，对植物生长发育有显著影响的_____有机物。
(2)根据图1与第2段内容推断，2细胞阶段PIN与球形胚阶段PIN分别主要分布在_____。

A．顶细胞下侧；胚细胞下侧	B．顶细胞下侧；透镜形细胞上侧
C．基细胞上侧；胚细胞下侧	D．基细胞上侧；透镜形细胞上侧

(3)根据四种突变体性状，填写以下表格：

基因	相关基因的功能
gurke	_____
fackel	决定胚轴、胚根分化和子叶正常形状
monopteris	_____
gnom	决定子叶和胚各部分的发育

(4)根据第4段内容推测，GNOM突变后通过影响_____，从而导致PIN蛋白_____，引起胚发育异常。
(5)教材中对生长素“极性运输”的描述为_____，根据本材料你将这些内容改写为_____。

9 . 棉花是重要的经济作物。为探究植物激素调控棉花纤维生长的机制，科研人员进行了相关研究。
(1)生长素和赤霉素均可促进棉花纤维细胞伸长，二者在此过程中表现为______作用。
(2)为研究生长素和赤霉素在调控棉花纤维生长方面的上下游关系，进行了相关实验，实验处理及结果如图1。
   
图1分析可知，生长素通过促进赤霉素的合成促进棉花纤维生长，做出此判断的依据是____________。
为进一步验证上述结论，还应检测4组和5组的________________________。
(3)为了探究生长素对赤霉素的作用机理，构建了生长素响应因子ARF过量表达植株和ARF敲除的转基因植株，与野生型进行赤霉素含量的比较，结果如图2。根据实验结果分析可知可通过______________与ARF结合赤霉素含量______________。

(4)进一步研究发现，赤霉素基因启动子中包含A序列（ARF结合位点），请综合上述研究成果，阐明生长素通过赤霉素调控棉花纤维生长的机制________。

10 . 花和果实的脱落是一个受调控的过程。在干旱胁迫下，番茄会出现花提前凋落的现象，从而严重影响产量。为研究其中的机制，进行了相关实验。
(1)正常情况下，发育着的种子产生生长素_____番茄果实的发育；生长素向花梗基部运输，抑制花梗脱落区细胞活性以防脱落。当果实成熟后，由于生长素供应不足，脱落区细胞对乙烯敏感，引起果实脱落。
(2)研究者构建了S2（编码植酸酶2的基因）过表达和S2敲低的番茄，统计了其在水分充足和干旱条件下的落花率，结果如图1。
①由图1结果推测，干旱可能通过_____促进花脱落。
②研究者检测了野生型植株在相应环境下S2的表达情况验证了上述推测，检测结果为_____。

(3)磺肽素（PSK）是一种肽类激素，由PSK的前体通过S2蛋白的剪切形成。对番茄植株外施一定浓度的PSK前体，3天后统计落花率，结果如图2．请补充画出图中PSK前体处理敲低组的实验结果。_____
(4)在S2过表达植株中，乙烯响应基因T的表达量明显高于野生型。为了研究干旱胁迫下S2是否通过乙烯来诱导花脱落，请利用乙烯拮抗剂设计实验：_____，并写出支持“干旱胁迫下S2诱导的花脱落不依赖乙烯”的实验结果。_____
(5)研究表明，干旱胁迫下S2诱导的花脱落不依赖生长素和乙烯。综合上述研究，将“S2”“生长素”“乙烯”“PSK前体”填写在相应方框中，以完善花脱落的调控图。_____