Question

【題目】葉片保衛(wèi)細胞沒有大的液泡，通過改變細胞質(zhì)基質(zhì)的滲透壓，控制細胞吸水和失水。當環(huán)境水分充足時，保衛(wèi)細胞吸水膨脹，氣孔打開，反之關(guān)閉。科研人員對脫落酸（ABA）調(diào)節(jié)干旱環(huán)境下擬南芥氣孔開閉的機制進行了研究，結(jié)果如下圖所示。

（1）ABA是細胞之間傳遞____________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__________葉片細胞的滲透壓，進而促進ABA的合成和分泌，增加____________，導(dǎo)致氣孔關(guān)閉。恢復(fù)供水后，ABA含量下降，氣孔打開。

（3）依據(jù)圖甲實驗結(jié)果推測：對氣孔調(diào)節(jié)功能喪失突變體施加一定濃度的ABA后，與對照組相比，如果實驗結(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，細胞內(nèi)外K+濃度差是影響保衛(wèi)細胞吸水和失水的主要因素，保衛(wèi)細胞膜上有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。請結(jié)合圖甲，解釋實驗組氣孔開度明顯小于對照組的原因是什么？____________。

Answer 1

【答案】信息（信號） 增大 氣孔阻力 滲透壓相對值和氣孔阻力增加 ABA促進細胞質(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K+外流通道蛋白打開，細胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)K+減少，細胞質(zhì)滲透壓下降，（細胞外液滲透壓升高），細胞失水，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。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(tài)、促使馬鈴薯形成塊莖等。對細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)閉信號通路中，K+濃度、 Ca2+之間的關(guān)系，旨在深入了解氣孔運動機理。

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

（2）由圖甲結(jié)果可知，干旱處理細胞為減少水分散失，會增大葉片細胞的滲透壓，進而促進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)圖甲實驗結(jié)果推測：對氣孔調(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后會恢復(fù)正常，與對照組相比結(jié)果應(yīng)與對照組相同，故實驗結(jié)果中該突變體的滲透壓相對值和氣孔阻力增加。

（4）研究表明，細胞內(nèi)外K+濃度差是影響保衛(wèi)細胞吸水和失水的主要因素，保衛(wèi)細胞膜上有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：請結(jié)合圖甲，解釋實驗組氣孔開度明顯小于對照組，結(jié)合圖甲分析可知，原因可能是 ABA促進細胞質(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K+外流通道蛋白打開，細胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)K+減少，細胞質(zhì)滲透壓下降，（細胞外液滲透壓升高），細胞失水，氣孔開度減小導(dǎo)致的。