Question

【題目】ABA 是一類在植物生活條件不適宜時(shí)的抗逆信號(hào)分子。當(dāng)土壤干旱時(shí)，ABA 大量產(chǎn)生并傳送到葉片，作用于保衛(wèi)細(xì)胞，引起氣孔關(guān)閉。

（1）ABA 還具有的生理作用是_____。如果用放射性 ABA 飼喂葉片，發(fā)現(xiàn)它可以向上運(yùn)輸?shù)角o和向下運(yùn)輸?shù)礁�，說(shuō)明它在植物體中的運(yùn)輸不是_____運(yùn)輸。

（2）當(dāng)土壤水分脅迫開始時(shí)，根部與干土直接接觸，刺激合成 ABA 運(yùn)輸?shù)饺~片的木質(zhì)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(yùn)輸情況）

由圖可知，不同水分條件下木質(zhì)部汁液的_____不同。與水分充足相比，水分脅迫時(shí)更有利于 ABA 發(fā)揮作用，導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，以此來(lái)降低蒸騰。原因是_________。

（3）研究發(fā)現(xiàn)了ABA 引起氣孔關(guān)閉的機(jī)制，當(dāng)胞內(nèi)K+濃度減少時(shí)會(huì)導(dǎo)致氣孔關(guān)閉。具體的調(diào)節(jié)過(guò)程如下圖（示保衛(wèi)細(xì)胞）。

由圖可知，當(dāng) ABA 與質(zhì)膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上受體結(jié)合后，通過(guò)_____兩條途徑來(lái)協(xié)同作用使氣孔維持關(guān)閉狀態(tài)。

（4）為進(jìn)一步研究ABA 受體與氣孔關(guān)閉的關(guān)系，研究者用煙草進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，其中對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組應(yīng)選擇的實(shí)驗(yàn)材料及處理分別包括（填選項(xiàng)前的符號(hào)）_____。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果為_____，則說(shuō)明 ABA 受體增多能夠加速氣孔的關(guān)閉。

a．野生型煙草植株 b．超表達(dá) ABA 受體基因的煙草植株 c．用營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng) d．用加甘露醇的營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng) e．定期測(cè)量氣孔的孔徑 f．定期測(cè)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(chǎn)。根據(jù)所學(xué)的生物工程技術(shù)，提出生產(chǎn)ABA 的大致思路。

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Answer 1

【答案】抑制種子萌發(fā)（抑制生長(zhǎng)） 極性 pH 與水分充足相比，水分脅迫時(shí)，木質(zhì)部汁液pH上升有利于ABAH轉(zhuǎn)變成ABA-；又因?yàn)?/span>ABA-不容易通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入葉肉細(xì)胞，所以更易到達(dá)保衛(wèi)細(xì)胞，引起氣孔關(guān)閉 促使保衛(wèi)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的鈣離子濃度增加，促進(jìn)了鉀離子外流通道打開，使得鉀離子大量外流，同時(shí)也抑制鉀離子內(nèi)流通道打開，阻斷了鉀離子的流入，即促進(jìn)氣孔關(guān)閉和抑制氣孔打開 ade、bde 實(shí)驗(yàn)組葉片氣孔直徑小于對(duì)照組 利用基因工程培育生產(chǎn)ABA的植物細(xì)胞，再通過(guò)細(xì)胞工程獲得大量產(chǎn)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(zhǎng)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)胞的延長(zhǎng)也有抑制作用。

（1）ABA 還具有的生理作用是抑制種子萌發(fā)（抑制生長(zhǎng)）。極性運(yùn)輸是指從形態(tài)學(xué)的上端運(yùn)到形態(tài)學(xué)的下端，如果用放射性 ABA 飼喂葉片，發(fā)現(xiàn)它可以向上運(yùn)輸?shù)角o和向下運(yùn)輸?shù)礁�，說(shuō)明它在植物體中的運(yùn)輸不是極性運(yùn)輸。
（2）由圖可知，水分充足時(shí)pH為6.3，水分脅迫時(shí)pH為7.2，不同水分條件下木質(zhì)部汁液的pH不同。與水分充足相比，水分脅迫時(shí)，木質(zhì)部汁液pH上升有利于ABAH轉(zhuǎn)變成ABA-；又因?yàn)?/span>ABA-不容易通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入葉肉細(xì)胞，所以更易到達(dá)保衛(wèi)細(xì)胞，引起氣孔關(guān)閉，因此，與水分充足相比，水分脅迫時(shí)更有利于 ABA 發(fā)揮作用，導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，以此來(lái)降低蒸騰。
（3）由圖可知，當(dāng) ABA 與質(zhì)膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上受體結(jié)合后，通過(guò)兩條途徑來(lái)協(xié)同作用使氣孔維持關(guān)閉狀態(tài)：一是促使保衛(wèi)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的鈣離子濃度增加，促進(jìn)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(nèi)流通道打開，阻斷了鉀離子的流入，即促進(jìn)氣孔關(guān)閉和抑制氣孔打開。
（4）為研究ABA 受體與氣孔關(guān)閉的關(guān)系，自變量是ABA受體的有無(wú)，因變量是氣孔的開度，用煙草進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)照組應(yīng)為：野生型煙草植株+用加甘露醇的營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)+定期測(cè)量氣孔的孔徑，故選ade。實(shí)驗(yàn)組應(yīng)為：超表達(dá) ABA 受體基因的煙草植株+用加甘露醇的營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)+定期測(cè)量氣孔的孔徑，故選bde。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果為實(shí)驗(yàn)組葉片氣孔直徑小于對(duì)照組，則說(shuō)明 ABA 受體增多能夠加速氣孔的關(guān)閉。
（5）利用基因工程培育生產(chǎn)ABA的植物細(xì)胞，再通過(guò)細(xì)胞工程獲得大量產(chǎn)物ABA。