Question

【題目】ABA 是一類在植物生活條件不適宜時的抗逆信號分子。當土壤干旱時，ABA 大量產生并傳送到葉片，作用于保衛細胞，引起氣孔關閉。

（1）ABA 還具有的生理作用是_____。如果用放射性 ABA 飼喂葉片，發現它可以向上運輸到莖和向下運輸到根，說明它在植物體中的運輸不是_____運輸。

（2）當土壤水分脅迫開始時，根部與干土直接接觸，刺激合成 ABA 運輸到葉片的木質部。在葉片中 ABA 的分布情況如圖：（虛線左右表示不同條件下ABA 的運輸情況）

由圖可知，不同水分條件下木質部汁液的_____不同。與水分充足相比，水分脅迫時更有利于 ABA 發揮作用，導致氣孔關閉，以此來降低蒸騰。原因是_________。

（3）研究發現了ABA 引起氣孔關閉的機制，當胞內K+濃度減少時會導致氣孔關閉。具體的調節過程如下圖（示保衛細胞）。

由圖可知，當 ABA 與質膜和內質網膜上受體結合后，通過_____兩條途徑來協同作用使氣孔維持關閉狀態。

（4）為進一步研究ABA 受體與氣孔關閉的關系，研究者用煙草進行了實驗，其中對照組和實驗組應選擇的實驗材料及處理分別包括（填選項前的符號）_____。如果實驗結果為_____，則說明 ABA 受體增多能夠加速氣孔的關閉。

a．野生型煙草植株 b．超表達 ABA 受體基因的煙草植株 c．用營養液培養 d．用加甘露醇的營養液培養 e．定期測量氣孔的孔徑 f．定期測量煙草植株的持水力

（5）ABA 能夠提高作物的抗逆性，有利于作物增產。根據所學的生物工程技術，提出生產ABA 的大致思路。

_____

Answer 1

【答案】抑制種子萌發（抑制生長） 極性 pH 與水分充足相比，水分脅迫時，木質部汁液pH上升有利于ABAH轉變成ABA-；又因為ABA-不容易通過細胞膜進入葉肉細胞，所以更易到達保衛細胞，引起氣孔關閉 促使保衛細胞細胞質基質中的鈣離子濃度增加，促進了鉀離子外流通道打開，使得鉀離子大量外流，同時也抑制鉀離子內流通道打開，阻斷了鉀離子的流入，即促進氣孔關閉和抑制氣孔打開 ade、bde 實驗組葉片氣孔直徑小于對照組 利用基因工程培育生產ABA的植物細胞，再通過細胞工程獲得大量產物ABA

【解析】

脫落酸(abscisic acid，ABA)別名：脫落素（Abscisin），休眠素（Dormin）。一種抑制生長的植物激素，因能促使葉子脫落而得名。可能廣泛分布于高等植物。除促使葉子脫落外尚有其他作用，如使芽進入休眠狀態、促使馬鈴薯形成塊莖等。對細胞的延長也有抑制作用。

（1）ABA 還具有的生理作用是抑制種子萌發（抑制生長）。極性運輸是指從形態學的上端運到形態學的下端，如果用放射性 ABA 飼喂葉片，發現它可以向上運輸到莖和向下運輸到根，說明它在植物體中的運輸不是極性運輸。
（2）由圖可知，水分充足時pH為6.3，水分脅迫時pH為7.2，不同水分條件下木質部汁液的pH不同。與水分充足相比，水分脅迫時，木質部汁液pH上升有利于ABAH轉變成ABA-；又因為ABA-不容易通過細胞膜進入葉肉細胞，所以更易到達保衛細胞，引起氣孔關閉，因此，與水分充足相比，水分脅迫時更有利于 ABA 發揮作用，導致氣孔關閉，以此來降低蒸騰。
（3）由圖可知，當 ABA 與質膜和內質網膜上受體結合后，通過兩條途徑來協同作用使氣孔維持關閉狀態：一是促使保衛細胞細胞質基質中的鈣離子濃度增加，促進了鉀離子外流通道打開，使得鉀離子大量外流，二是抑制鉀離子內流通道打開，阻斷了鉀離子的流入，即促進氣孔關閉和抑制氣孔打開。
（4）為研究ABA 受體與氣孔關閉的關系，自變量是ABA受體的有無，因變量是氣孔的開度，用煙草進行實驗，對照組應為：野生型煙草植株+用加甘露醇的營養液培養+定期測量氣孔的孔徑，故選ade。實驗組應為：超表達 ABA 受體基因的煙草植株+用加甘露醇的營養液培養+定期測量氣孔的孔徑，故選bde。如果實驗結果為實驗組葉片氣孔直徑小于對照組，則說明 ABA 受體增多能夠加速氣孔的關閉。
（5）利用基因工程培育生產ABA的植物細胞，再通過細胞工程獲得大量產物ABA。