Question

【題目】氣孔是由兩個保衛(wèi)細(xì)胞圍成的空腔，主要分布在植物葉片表皮。脫落酸（ABA）可通過特定的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑調(diào)節(jié)氣孔的開放程度，機制如下圖。已知細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中Ca2+的濃度在20~200umol/L之間，液泡中及細(xì)胞外Ca2+的濃度通常高達1mmo/L。（注：每個保衛(wèi)細(xì)胞同時存在“ROS”途徑和“IP3，cADPR”途徑）

（1）由圖可知，ABA與ABA受體結(jié)合后，可通過ROS、IP3等信號途徑激活______ 上的Ca2+通道，使Ca2+以______ 方式轉(zhuǎn)運到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中Ca2+濃度的增加，促進了K-1發(fā)CI-流出細(xì)胞，使保衛(wèi)細(xì)胞的滲透壓降低，保衛(wèi)細(xì)胞______ （填“吸水”或“失水”），氣孔關(guān)閉。

（2）有人推測，ABA受體有胞內(nèi)受體和細(xì)胞膜上受體兩種，為探究ABA受體位置，研究者進行了下列實驗，請完善實驗方案。

	實驗一	實驗二
步驟一	培養(yǎng)葉片下表皮組織	培養(yǎng)葉片下表皮組織
步驟二	向培養(yǎng)液中添加同位素標(biāo)記的ABA	向保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)直接注射足以引起氣孔關(guān)閉的一定濃度為ABA
步驟三	檢測____________________	檢測氣孔開發(fā)程度
實驗結(jié)果	細(xì)胞膜表面放射性明顯強于細(xì)胞內(nèi)，氣孔關(guān)閉	氣孔不關(guān)閉

（3）據(jù)實驗一、二推測ABA受體只位于細(xì)胞膜上，但有人認(rèn)為直接注入細(xì)胞的ABA可能被降解，導(dǎo)致氣孔不關(guān)閉。因此設(shè)計了兩種防降解的“籠化ABA”，光解性“籠化ABA”能在紫外光作用下釋放有活性的ABA，非光解性“籠化ABA”則不能。

實驗三	Ⅰ組	П組
步驟一	培養(yǎng)葉片下表皮組織
步驟二	將i______ 顯微注射入保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)	將ii______ 顯微注射入保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)
步驟三	用iii______ 照射保衛(wèi)細(xì)胞30s
步驟四	檢測氣孔開放程度
實驗結(jié)果	氣孔關(guān)閉|	氣孔不關(guān)閉

綜合實驗一、二、三結(jié)果表明，ABA受體位于____________________________________。

Answer 1

【答案】保衛(wèi)細(xì)胞膜和液泡膜 協(xié)助擴散（易化擴散） 失水 保衛(wèi)細(xì)胞的放射性強度位置及氣孔是否關(guān)閉（開放程度） 光解性“籠化ABA” 非光解性“籠化ABA” 適度紫外光 保衛(wèi)細(xì)胞膜上和細(xì)胞內(nèi)

【解析】

1、細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)稱為原生質(zhì)層。植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜。當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞失水，當(dāng)外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞吸水。

2、ABA合成部位：根冠、萎蔫的葉片等。分布：將要脫落的器官和組織中含量多。主要作用：抑制細(xì)胞分裂，促進葉和果實的衰老和脫落。

（1）由圖可知，ABA與ABA受體結(jié)合后，可通過ROS、IP3等信號途徑激活保衛(wèi)細(xì)胞膜和液泡膜上的Ca2+通道。因為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中Ca2+的濃度在20-200umol/L之間，小于液泡中及細(xì)胞外Ca2+的濃度，所以Ca2+的跨膜運輸方式屬于被動運輸，又因為膜上有Ca2+載體，故Ca2+的跨膜運輸方式屬于協(xié)助擴散。因為保衛(wèi)細(xì)胞滲透壓降低，細(xì)胞內(nèi)滲透壓低于培養(yǎng)液，所以細(xì)胞失水。

（2）由實驗?zāi)康暮蛯嶒灲Y(jié)果可知，實驗一的步驟三應(yīng)為檢測：保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞膜上的放射性和氣孔開放程度。

（3）由題意可知，步驟三的處理手段應(yīng)該為：用適度紫外光照射保衛(wèi)細(xì)胞。實驗結(jié)果可知，I組氣孔關(guān)閉，所以該組的ABA應(yīng)有活性，即選擇光解性“籠化ABA”，同理，II組應(yīng)選擇非光解性“籠化ABA”。由實驗一和實驗二可知，細(xì)胞外的ABA可以誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉，所以保衛(wèi)細(xì)胞膜上有ABA受體。由實驗三可知，完整的不被分解的ABA可在細(xì)胞內(nèi)誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉。綜上所述，在保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞膜上均有ABA的受體。