Question

生长素（IAA）对植物根系生长具有重要作用。为探讨IAA作用机制，科研人员做了如下研究。

（1）用浓度为0.1mg/L的IAA处理拟南芥植株，并检测拟南芥植株中一系列基因的表达量，其中V蛋白基因表达量结果如图1。

由图得知V蛋白基因表达量___________，推测V蛋白可能参与IAA作用过程。

（2）已有研究表明，V蛋白需要与其它蛋白质结合发挥作用。科研人员为了寻找细胞中与 V蛋白相互作用的蛋白质，通过图2所示体系（YN、YC两种蛋白结合后可发出荧光）， 利用相关蛋白的基因构建表达载体并导入拟南芥原生质体，实验处理如表1。

①___________        ②___________        ③___________        ④___________

利用此方法选出了与V蛋白相互作用的R蛋白，V蛋白将R蛋白运输并定位在细胞膜上，从而使R蛋白接受胞外信号，利于主根的生长。

（3）科研人员用浓度为0.1mg/L的 IAA处理拟南芥的野生型植株和V蛋白功能缺失的突变体植株，测量主根长度，结果如图3。

结果表明，此浓度的IAA对主根伸长有_________作用，且对_________植株的作用更显著。

（4）综合上述实验，请解释在浓度为0.1mg/L 的IAA作用下野生型拟南芥出现图3结果的原因是___________。

Answer

随时间延长而显著增加 yc 无荧光 yn-v 有荧光或无荧光 抑制 （V蛋白功能缺失）突变体 V蛋白含量较高，利于R蛋白发挥促进主根生长的作用，部分解除IAA对主根生长的抑制

【解析】试题分析：分析图1可知，随着时间的延长，V蛋白基因表达量逐渐显著增加。在寻找细胞中与 V蛋白相互作用的蛋白质的实验中，结合图示信息可知，根据V蛋白始终与细胞内YN蛋白结合为YN-V，Xn蛋白始终与YC蛋白结合为YC-Xn，又只有YN与YC蛋白结合为YN-YC才能发出荧光，所以实验设计的思路是先排除单独的YN与YC蛋白不能结合， YC-Xn与YN也不能结合， YN-V与YC也不能结合，只有YN-V与YC-X n才可能结合而发出荧光。由此想到构建基因表达载体类型包括：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…，依次合成的蛋白质为X1、X2、X3…)。

（1）分析图1可知，随着时间的延长，V蛋白基因表达量显著增加。

（2）根据前面的分析，表中三组对照组是为了构建相关的基因表达载体导入到细胞内排除YN与YC蛋白不能结合， YC-Xn与YN也不能结合， YN-V与YC也不能结合，最后都没有荧光发出，只有实验组构建的两种基因表达载体（只含yn-v基因，只含yc-xn基因）合成的蛋白质才可能结合（即YN-V与YC-X n才可能结合）。如果YN-V与YC-X n结合，则有荧光发出，从而确定该种蛋白质X就是与V蛋白结合的蛋白质；反之亦然。所以表中①为yc； ②为无荧光； ③为yn-v；④为有荧光或无荧光。

（3）分析图3可知，用0.1 mg/L的 IAA处理拟南芥的野生型植株和V蛋白功能缺失的突变体植株后，与对照组（0浓度）对比，主根长度明显变短，说明该IAA浓度有抑制主根生长的作用且对突变体作用更明显。

（4）结合第（3）小题的题干信息“与V蛋白相互作用的R蛋白，V蛋白将R蛋白运输并定位在细胞膜上，从而使R蛋白接受胞外信号，利于主根的生长”分析，在浓度为0.1mg/L 的IAA作用下野生型拟南芥出现图3结果的原因是V蛋白含量较高，利于R蛋白发挥促进主根生长的作用，部分解除IAA对主根生长的抑制。

【点睛】本题关键在于分析第（2）小题只实验设计思路：先排除YN与YC蛋白不能结合， YC-Xn与YN也不能结合， YN-V与YC也不能结合，只有YN-V与YC-X n才可能结合而发出荧光。由此想到构建的基因表达载体有：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…，依次合成的蛋白质为X1、X2、X3…)。