Question

【題目】在水資源有限的地區，提高作物抗旱能力并保持高生產率有非常重要的意義。為了揭示脫落酸（ABA）在植物抗旱機制中的作用，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_____，再被運輸到作用部位，對生長發育起_____作用的_____有機物。

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

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

結果表明，ABA受體高水平表達_____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受體高水平表達的轉基因小麥光合活性增強，其可能的原因是_____。

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

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

（4）請完善上述（3）的實驗設計、預期結果并說明原因_____。

Answer 1

【答案】產生 調節 微量 R4 增強 降低 二氧化碳固定能力增強 不會 水的利用率 完善設計：還需要測量在干旱脅迫條件下各品系的耗水量、籽粒產量

預期結果：轉基因品系的籽粒產量高于非轉基因品系，耗水量低于非轉基因品系

說明原因：轉基因品系增加了ABA受體表達量，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，同時由于光合能力增強，所以在干旱脅迫條件下，利用有限的水分使籽粒產量增加

【解析】

本題以抗旱地區作物的選擇培育為背景，綜合考查植物激及實驗設計等相關知識，旨在考查考生信息獲取的能力與綜合運用能力。

（1）ABA是一種植物激素，它是由植物體的特定部位產生，再被運輸到作用部位，對生長發育起調節作用的微量有機物；

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

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

（4）因實驗是在正常水分條件下進行的探究，而該課題是為了解決缺水地區的植物選擇問題，故應對第（3）題中的實驗進行完善，即實驗設計為還需要測量在干旱脅迫條件下各品系的耗水量、籽粒產量；預期結果：轉基因品系的籽粒產量高于非轉基因品系，耗水量低于非轉基因品系；原因：轉基因品系增加了ABA受體表達量，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，同時由于光合能力增強，所以在干旱脅迫條件下，利用有限的水分使籽粒產量增加。