第三课时 素养提升课———破译新情境·系统实验知能 一、破译新情境———抽象、理性的学科情境要读懂 新情境问题 植物酸生长理论、CO基因与向光素 [科普科研材料] 材料一:植物酸生长理论 ———酸生长”学说是指由生长素启动的一个酸化过程。细胞膜上存在着非活化的质子泵(H+ ATP酶),生长素可使其活化,活化了的质子泵消耗能量(ATP),将细胞内的H+泵到细胞壁中,导致细胞壁所处溶液的pH下降。在酸性条件下,H+使细胞壁中对酸不稳定的键(如氢键)断裂,更为重要的是,H+使细胞壁中的某些多糖水解酶(如纤维素酶)活化或增加,从而使连接半纤维素与纤维素微纤丝之间的键断裂,细胞壁松弛,细胞内部的压力下降,导致细胞吸水体积增大,进而发生不可逆增长。 某科学家提出酸生长理论的生化机制和遗传学证据,即SAUR是生长素调控细胞生长的主要响应基因。当没有生长素信号时,AUX/IAA(转录抑制因子)与ARF(转录激活因子)相结合,从而抑制SAUR的转录;当生长素信号存在时,生长素受体(SCFs复合体)与生长素结合后,与AUX/IAA的结合能力大大增强,导致AUX/IAA与ARF结合减少,引起SAUR的转录。SAUR蛋白直接与H+ ATP酶局部PP2C.D相互作用,抑制PP2C.D磷酸酶的活性,解除其对H+ ATP酶的抑制,促进H+ ATP酶的磷酸化,活性增强,导致H+泵到细胞壁中,从而实现促进细胞的生长。 [信息助读] 材料二:CO基因与向光素 1.调控植物开花的CO基因 CO(CONSTANS)基因是监测日照长度、调控植物开花的重要基因。目前从拟南芥、水稻、油菜、马铃薯等多个物种中都已经克隆到同源基因。其作用机理是长日照激活CO基因,由CO基因表达产生的CO蛋白结合在成花素基因靠近RNA聚合酶作用的部位,从而激活该基因表达出成花素,并运输到茎顶端,促进植物开花。 2.向光素对植物生长的影响 向光素是继光敏色素、隐花色素之后发现的一种蓝光受体蛋白,介导植物向光性运动、叶绿体移动与气孔开放等反应。在蓝光信号传导反应中向光素启动生长素载体的运动和诱导Ca2+的流动,从而调节植物细胞相关的反应,例如由蓝光激活的向光素调节着生长素运输载体的磷酸化,引起生长素的侧向运动,导致植物器官不对称生长。 [内蕴知识融通] 1.根据材料一信息回答下列问题: (1)质子泵(H+ ATP酶)是一种 ,将细胞内的H+泵到细胞壁中属于 。 (2)生长素可以促进根系生长,但高浓度的生长素通过促进乙烯的生物合成,从而又抑制了根的伸长,这说明生长素具有 的作用。用单侧光照射燕麦幼苗时,由胚芽鞘的 产生生长素,由于生长素的横向运输和 ,使尖端下部的生长素向光侧比背光侧含量 。 (3)H+的增多使细胞壁松弛,导致细胞吸水的主要原因是 。 (4)概述某科学家对“酸生长”学说进行的理论解释。(限100字以内) 。 2.根据材料二信息回答下列问题: (5)CO蛋白可促进开花,能证明它是一种植物激素吗 。 (6)蓝光作用于向光素(受体蛋白),向光素位于细胞膜的 ,具有信息传递的功能;植物体不同部位对蓝光敏感度不一样,是 的结果。 [迁移创新训练] 1.科学家提出“酸生长理论”,认为生长素能够促进H+向细胞外主动运输,使细胞壁周围pH下降,软化细胞壁从而促进生长。下列有关叙述错误的是 ( ) A.生长素的调节依赖于细胞膜上和细胞内的受体识别来传递信息 B.将胚芽鞘切段放入酸性缓冲液中也能表现促进细胞伸长的效果 C.在生长素作用下,H+通过协助 ... ...
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