Question

【題目】在水資源有限的地區(qū)，提高作物抗旱能力并保持高生產(chǎn)率有非常重要的意義。為了揭示脫落酸（ABA）在植物抗旱機(jī)制中的作用，研究人員開展了如下研究。

（1）ABA是一種植物激素。它是由植物體的特定部位_____，再被運(yùn)輸?shù)阶饔貌课�，對生長發(fā)育起_____作用的_____有機(jī)物。

（2）小麥含有9個(gè)ABA受體（R1～R9），測試不同發(fā)育階段葉片中9種ABA受體的表達(dá)水平如圖1所示：

選擇_____作為ABA受體的代表，獲得了該受體高水平表達(dá)的兩個(gè)轉(zhuǎn)基因小麥品系。在干旱條件下，隨干旱時(shí)間延長轉(zhuǎn)基因小麥品系水分散失情況以及氣孔開度如圖2所示：

結(jié)果表明，ABA受體高水平表達(dá)_____了小麥對ABA的敏感性，從而_____了氣孔開度和蒸騰作用。另外的研究還表明ABA受體高水平表達(dá)的轉(zhuǎn)基因小麥光合活性增強(qiáng)，其可能的原因是_____。

（3）在正常水分條件下，測量了轉(zhuǎn)基因品系和對照植物在一個(gè)生長季節(jié)中的耗水量、籽粒產(chǎn)量：

據(jù)圖3可知，正常水分條件下ABA受體高水平表達(dá)_____（填“會”或“不會”）限制小麥的籽粒產(chǎn)量，而且能夠提高_____。

（4）請完善上述（3）的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、預(yù)期結(jié)果并說明原因_____。

Answer 1

【答案】產(chǎn)生 調(diào)節(jié) 微量 R4 增強(qiáng) 降低 二氧化碳固定能力增強(qiáng) 不會 水的利用率 完善設(shè)計(jì)：還需要測量在干旱脅迫條件下各品系的耗水量、籽粒產(chǎn)量

預(yù)期結(jié)果：轉(zhuǎn)基因品系的籽粒產(chǎn)量高于非轉(zhuǎn)基因品系，耗水量低于非轉(zhuǎn)基因品系

說明原因：轉(zhuǎn)基因品系增加了ABA受體表達(dá)量，使葉氣孔對ABA敏感性增加，減少水分消耗，提高水分的利用率，同時(shí)由于光合能力增強(qiáng)，所以在干旱脅迫條件下，利用有限的水分使籽粒產(chǎn)量增加

【解析】

本題以抗旱地區(qū)作物的選擇培育為背景，綜合考查植物激及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等相關(guān)知識，旨在考查考生信息獲取的能力與綜合運(yùn)用能力。

（1）ABA是一種植物激素，它是由植物體的特定部位產(chǎn)生，再被運(yùn)輸?shù)阶饔貌课�，對生長發(fā)育起調(diào)節(jié)作用的微量有機(jī)物；

（2）分析圖1示意圖，9種ABA的表達(dá)受體中，R4在三種類型的葉片中ABA表達(dá)水平均較高，故選擇R4作為ABA受體的代表，獲得了該受體高水平表達(dá)的兩個(gè)轉(zhuǎn)基因小麥品系；由圖2曲線分析可知，與對照相比，ABA受體高水平表達(dá)（品系1和品系2）的失水率較低，氣孔的開度較低，可能是因?yàn)锳BA高水平表達(dá)受體增強(qiáng)了小麥對ABA的敏感性，并因此降低了蒸騰作用；另外的研究還表明ABA受體高水平表達(dá)的轉(zhuǎn)基因小麥光合活性增強(qiáng)，其可能的原因是因氣孔開度較低，植物為適應(yīng)逆境而增強(qiáng)了對二氧化碳的固定能力；

（3）據(jù)圖3可知，品系1與品系2與對照相比，其籽粒產(chǎn)量不變（品系1）或增多（品系2），故正常水分條件下ABA受體高水平表達(dá)不會限制小麥的籽粒產(chǎn)量；與對照相比，兩個(gè)品系的耗水量均有不同程度的減少，故可推知ABA受體高水平表達(dá)能夠提高水的利用率；

（4）因?qū)嶒?yàn)是在正常水分條件下進(jìn)行的探究，而該課題是為了解決缺水地區(qū)的植物選擇問題，故應(yīng)對第（3）題中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行完善，即實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為還需要測量在干旱脅迫條件下各品系的耗水量、籽粒產(chǎn)量；預(yù)期結(jié)果：轉(zhuǎn)基因品系的籽粒產(chǎn)量高于非轉(zhuǎn)基因品系，耗水量低于非轉(zhuǎn)基因品系；原因：轉(zhuǎn)基因品系增加了ABA受體表達(dá)量，使葉氣孔對ABA敏感性增加，減少水分消耗，提高水分的利用率，同時(shí)由于光合能力增強(qiáng)，所以在干旱脅迫條件下，利用有限的水分使籽粒產(chǎn)量增加。