Question

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

（1）ABA是細胞之間傳遞____________的分子，可以調節氣孔開閉。

（2）由圖甲結果可知，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____________，導致氣孔關閉。恢復供水后，ABA含量下降，氣孔打開。

（3）依據圖甲實驗結果推測：對氣孔調節功能喪失突變體施加一定濃度的ABA后，與對照組相比，如果實驗結果為_________________，則說明該突變體的氣孔開閉異常是ABA合成缺陷導致。

（4）研究表明，細胞內外K+濃度差是影響保衛細胞吸水和失水的主要因素，保衛細胞膜上有K+內流和外流兩種通道蛋白，K+通道的開閉受鈣離子濃度的調控。研究ABA調節氣孔開閉與鈣離子濃度的關系，結果如圖乙。請結合圖甲，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Ca2+濃度增加，高濃度的Ca2+抑制K+內流通道蛋白打開，促進K+外流通道蛋白打開，細胞質基質內K+減少，細胞質滲透壓下降，（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、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誘導的氣孔關閉信號通路中，K+濃度、 Ca2+之間的關系，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），可以調節氣孔開閉。

（2）由圖甲結果可知，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，導致氣孔關閉以保證水分含量；恢復供水后，ABA含量下降，氣孔打開。

（3）依據圖甲實驗結果推測：對氣孔調節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合成缺陷導致，則該突變體施加一定濃度的ABA后會恢復正常，與對照組相比結果應與對照組相同，故實驗結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，細胞內外K+濃度差是影響保衛細胞吸水和失水的主要因素，保衛細胞膜上有K+內流和外流兩種通道蛋白，K+通道的開閉受鈣離子濃度的調控。研究ABA調節氣孔開閉與鈣離子濃度的關系，分析圖乙可知：請結合圖甲，解釋實驗組氣孔開度明顯小于對照組，結合圖甲分析可知，原因可能是 ABA促進細胞質Ca2+濃度增加，高濃度的Ca2+抑制K+內流通道蛋白打開，促進K+外流通道蛋白打開，細胞質基質內K+減少，細胞質滲透壓下降，（細胞外液滲透壓升高），細胞失水，氣孔開度減小導致的。