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高中 | 第4节 环境因素参与调节植物的生命活动题目答案及解析如下,仅供参考!
选择性必修一 稳态与调节
第三章 植物生命活动的调节
第4节 环境因素参与调节植物的生命活动
水资源短缺限制水稻的生长发育,严重影响水稻的产量。具有特定结构的保卫细胞参与水稻气孔的构成,保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开,反之关闭,保卫细胞含有叶绿体,在光下可进行光合作用。红光能促进水稻气孔的开放,为研究其机理,研究者利用野生型($\rm WT$)和$\rm OsPIL15$基因敲除的水稻$\rm \text{m}$,设计并开展相关实验,部分结果如图,其中气孔导度表示气孔张开的程度,$\rm OsAB15$基因在气孔开闭的调节中具有重要作用。
回答下列问题:
保卫细胞的叶绿体中 (填色素名称)对红光有较高的吸收峰值。红光可通过光合作用促进气孔开放,其原因是 。
叶绿素;红光下,保卫细胞进行光合作用合成有机物使保卫细胞溶质浓度增大,保卫细胞吸水体积膨大,气孔打开
"]]叶绿体中的叶绿素(叶绿素$\rm a$和叶绿素$\rm b$)主要吸收红光和蓝紫光,对红光有较高的吸收峰值,所以保卫细胞的叶绿体中叶绿素对红光有较高的吸收峰值;气孔开放是由于保卫细胞吸水膨胀,保卫细胞吸水需要其细胞内溶质浓度增大,渗透压升高,因此气孔开放需要保卫细胞内的溶质浓度增大。保卫细胞含有叶绿体,红光下保卫细胞能通过光合作用合成蔗糖等有机物,使保卫细胞溶质浓度增大,保卫细胞吸水体积膨大,气孔打开。
红光促进气孔开放的机制可能是:①为光合作用提供更多能量;②作为 影响$\rm OsPIL15$蛋白的含量。实验一的结果表明,红光促进气孔开放的主要机制不是①,理由是 。
光信号(光信息或信息或信号);黑暗(或远红光照射)条件下的突变体不进行光合作用,但气孔导度和红光时相同
"]]光不仅为光合作用提供能量,还可以作为一种信号分子,影响植物的生长发育等过程,所以红光促进气孔开放的机制之一是作为信号分子影响$\rm OsPIL15$蛋白的含量;由题意可知,红光能促进气孔的开放,有利于吸收$\rm CO_{2}$而用于光合作用,正常情况下红光可以为光合作用提供能量而促进植物进行光合作用,但由实验一图可知,黑暗(或远红光照射)条件下的突变体的气孔导度和红光时相同,说明红光促进气孔开放的主要机制不是①。
$\rm OsPIL15$蛋白是如何对气孔开闭进行调控?研究者作出假设并进一步探究。
①假设一:$\rm OsPIL15$蛋白通过影响 ,从而影响气孔开闭。为验证该假设进行了实验二。
②假设二:$\rm OsPIL15$蛋白促进$\rm OsAB15$基因的表达,从而影响气孔开闭。为验证该假设进行了实验三。若想进一步验证该结论,可选用 水稻,检测其气孔导度。
脱落酸的合成(降解$\\rm /$含量);$\\rm OsAB15$基因敲除($\\rm OsAB15$蛋白合成缺陷)
"]]①实验二检测的是脱落酸含量,所以假设一是$\rm OsPIL15$蛋白通过影响脱落酸合成(或降解$\rm /$含量),从而影响气孔开闭。
②从实验三来看,野生型($\rm WT$)在黑暗中$\rm OsAB15$基因表达量高,在红光下表达量降低,而$\rm OsPIL15$基因敲除的水稻$\rm m$中$\rm OsAB15$基因表达量在黑暗和红光条件下与$\rm WT$接近,说明$\rm OsPIL15$蛋白促进$\rm OsAB15$基因的表达,从而影响气孔开闭。若想进一步验证该结论,可选用过表达$\rm OsAB15$敲除($\rm OsAB15$蛋白合成缺陷)的水稻,检测其气孔导度。如果该水稻气孔导度与预期相符,能进一步说明$\rm OsPIL15$蛋白通过促进$\rm OsAB15$基因表达影响气孔开闭。
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