Question

【題目】葉片保衛(wèi)細(xì)胞沒有大的液泡，通過改變細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的滲透壓，控制細(xì)胞吸水和失水。當(dāng)環(huán)境水分充足時(shí)，保衛(wèi)細(xì)胞吸水膨脹，氣孔打開，反之關(guān)閉�？蒲腥藛T對(duì)脫落酸（ABA）調(diào)節(jié)干旱環(huán)境下擬南芥氣孔開閉的機(jī)制進(jìn)行了研究，結(jié)果如下圖所示。

（1）ABA是細(xì)胞之間傳遞____________的分子，可以調(diào)節(jié)氣孔開閉。

（2）由圖甲結(jié)果可知，干旱處理會(huì)__________葉片細(xì)胞的滲透壓，進(jìn)而促進(jìn)ABA的合成和分泌，增加____________，導(dǎo)致氣孔關(guān)閉�；謴�(fù)供水后，ABA含量下降，氣孔打開。

（3）依據(jù)圖甲實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)：對(duì)氣孔調(diào)節(jié)功能喪失突變體施加一定濃度的ABA后，與對(duì)照組相比，如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果為_________________，則說明該突變體的氣孔開閉異常是ABA合成缺陷導(dǎo)致。

（4）研究表明，細(xì)胞內(nèi)外K+濃度差是影響保衛(wèi)細(xì)胞吸水和失水的主要因素，保衛(wèi)細(xì)胞膜上有K+內(nèi)流和外流兩種通道蛋白，K+通道的開閉受鈣離子濃度的調(diào)控。研究ABA調(diào)節(jié)氣孔開閉與鈣離子濃度的關(guān)系，結(jié)果如圖乙。請(qǐng)結(jié)合圖甲，解釋實(shí)驗(yàn)組氣孔開度明顯小于對(duì)照組的原因是什么？____________。

Answer 1

【答案】信息（信號(hào)） 增大 氣孔阻力 滲透壓相對(duì)值和氣孔阻力增加 ABA促進(jìn)細(xì)胞質(zhì)Ca2+濃度增加，高濃度的Ca2+抑制K+內(nèi)流通道蛋白打開，促進(jìn)K+外流通道蛋白打開，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)K+減少，細(xì)胞質(zhì)滲透壓下降，（細(xì)胞外液滲透壓升高），細(xì)胞失水，氣孔開度減小

【解析】

脫落酸是一種抑制生長的植物激素，因能促使葉子脫落而得名�？赡軓V泛分布于高等植物。除促使葉子脫落外尚有其他作用，如使芽進(jìn)入休眠狀態(tài)、促使馬鈴薯形成塊莖等。對(duì)細(xì)胞的伸長也有抑制作用。素有“逆境激素”之稱。本題接下來的問題均是在探討擬南芥在ABA誘導(dǎo)的氣孔關(guān)閉信號(hào)通路中，K+濃度、 Ca2+之間的關(guān)系，旨在深入了解氣孔運(yùn)動(dòng)機(jī)理。

（1）ABA是一種植物激素，可在細(xì)胞之間傳遞信息（信號(hào)），可以調(diào)節(jié)氣孔開閉。

（2）由圖甲結(jié)果可知，干旱處理細(xì)胞為減少水分散失，會(huì)增大葉片細(xì)胞的滲透壓，進(jìn)而促進(jìn)ABA的合成和分泌，增加氣孔阻力，導(dǎo)致氣孔關(guān)閉以保證水分含量；恢復(fù)供水后，ABA含量下降，氣孔打開。

（3）依據(jù)圖甲實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)：對(duì)氣孔調(diào)節(jié)功能喪失突變體施加一定濃度的ABA后，如果該突變體的氣孔開閉異常是ABA合成缺陷導(dǎo)致，則該突變體施加一定濃度的ABA后會(huì)恢復(fù)正常，與對(duì)照組相比結(jié)果應(yīng)與對(duì)照組相同，故實(shí)驗(yàn)結(jié)果中該突變體的滲透壓相對(duì)值和氣孔阻力增加。

（4）研究表明，細(xì)胞內(nèi)外K+濃度差是影響保衛(wèi)細(xì)胞吸水和失水的主要因素，保衛(wèi)細(xì)胞膜上有K+內(nèi)流和外流兩種通道蛋白，K+通道的開閉受鈣離子濃度的調(diào)控。研究ABA調(diào)節(jié)氣孔開閉與鈣離子濃度的關(guān)系，分析圖乙可知：請(qǐng)結(jié)合圖甲，解釋實(shí)驗(yàn)組氣孔開度明顯小于對(duì)照組，結(jié)合圖甲分析可知，原因可能是 ABA促進(jìn)細(xì)胞質(zhì)Ca2+濃度增加，高濃度的Ca2+抑制K+內(nèi)流通道蛋白打開，促進(jìn)K+外流通道蛋白打開，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)K+減少，細(xì)胞質(zhì)滲透壓下降，（細(xì)胞外液滲透壓升高），細(xì)胞失水，氣孔開度減小導(dǎo)致的。