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  • 1. (2024高二上·北京期末) 气孔是由两个保卫细胞围成的空腔,主要分布在植物叶片表皮。脱落酸(ABA)可通过特定的信号转导途径调节气孔的开放程度,机制如图。已知细胞质基质中Ca2+的浓度在20〜200mnol/L之间,液泡中及细胞外Ca2+的浓度通常高达1mmol/L.(注:每个保卫细胞同存在“ROS”途径和“IP3 , cADPR”途径)

    1. (1) 由图可知,ABA与ABA受体结合后,可通过ROS、IP3等信号途径激活上的Ca2+通道,使Ca2+方式转运到细胞质基质中。细胞质基质中Ca2+浓度的增加,促进了K+及Cl-流出细胞,使保卫细胞的渗透压降低,保卫细胞(填“吸水”或“失水”),气孔关闭。
    2. (2) 有人推测,ABA受体有胞内受体和细胞膜上受体两种,为探究ABA受体位置,研究者进行了下列实验,请完善实验方案。

      实验一

      实验二

      步骤一

      培养叶片下表皮组织

      培养叶片下表皮组织

      步骤二

      向培养液中添加同位素标记的ABA

      向保卫细胞内直接注射足以引起

      气孔关闭的一定浓度ABA

      步骤三

      检测  

      检测气孔开放程度

      实验结果

      细胞膜表面放射性明显强于细胞内,气孔关闭

      气孔不关闭

    3. (3) 据实验一、二推测ABA受体只位于细胞膜上,但有人认为直接注入细胞的ABA可能被降解,导致气孔不关闭。因此设计了两种防降解的“笼化ABA”,光解性“笼化ABA”能在紫外光作用下释放有活性的ABA,非光解性“笼化ABA”则不能。

      实验三

      Ⅰ组

      Ⅱ组

      步骤一

      培养叶片下表皮组织

      步骤二

      将i  显微注射入保卫细胞内

      将ii  显微注射入保卫细胞内

      步骤三

      用iii  照射保卫细胞30s

      步骤四

      检测气孔开放程度

      实验结果

      气孔关闭

      气孔不关闭

      综合实验一、二、三结果表明,ABA受体位于

    4. (4) 植物在应答ABA反应时能产生一类磷脂一S1P(如图所示)。为检验“S1P通过G蛋白起作用”的假设,用ABA处理拟南芥G蛋白缺失突变体保卫细胞,检测气孔开放程度的变化。请评价该实验方案并加以完善和修订

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