Question

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

（1）由圖可知，ABA與ABA受體結合后，可通過ROS、IP3等信號途徑激活______ 上的Ca2+通道，使Ca2+以______ 方式轉運到細胞質基質中。細胞質基質中Ca2+濃度的增加，促進了K-1發CI-流出細胞，使保衛細胞的滲透壓降低，保衛細胞______ （填“吸水”或“失水”），氣孔關閉。

（2）有人推測，ABA受體有胞內受體和細胞膜上受體兩種，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	培養葉片下表皮組織	培養葉片下表皮組織
步驟二	向培養液中添加同位素標記的ABA	向保衛細胞內直接注射足以引起氣孔關閉的一定濃度為ABA
步驟三	檢測____________________	檢測氣孔開發程度
實驗結果	細胞膜表面放射性明顯強于細胞內，氣孔關閉	氣孔不關閉

（3）據實驗一、二推測ABA受體只位于細胞膜上，但有人認為直接注入細胞的ABA可能被降解，導致氣孔不關閉。因此設計了兩種防降解的“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	培養葉片下表皮組織
步驟二	將i______ 顯微注射入保衛細胞內	將ii______ 顯微注射入保衛細胞內
步驟三	用iii______ 照射保衛細胞30s
步驟四	檢測氣孔開放程度
實驗結果	氣孔關閉|	氣孔不關閉

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

Answer 1

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

【解析】

1、細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質稱為原生質層。植物細胞的原生質層相當于一層半透膜。當外界溶液濃度大于細胞液濃度時，細胞失水，當外界溶液濃度小于細胞液濃度時，細胞吸水。

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受體結合后，可通過ROS、IP3等信號途徑激活保衛細胞膜和液泡膜上的Ca2+通道。因為細胞質基質中Ca2+的濃度在20-200umol/L之間，小于液泡中及細胞外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助擴散。因為保衛細胞滲透壓降低，細胞內滲透壓低于培養液，所以細胞失水。

（2）由實驗目的和實驗結果可知，實驗一的步驟三應為檢測：保衛細胞內和細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該為：用適度紫外光照射保衛細胞。實驗結果可知，I組氣孔關閉，所以該組的ABA應有活性，即選擇光解性“籠化ABA”，同理，II組應選擇非光解性“籠化ABA”。由實驗一和實驗二可知，細胞外的ABA可以誘導氣孔關閉，所以保衛細胞膜上有ABA受體。由實驗三可知，完整的不被分解的ABA可在細胞內誘導氣孔關閉。綜上所述，在保衛細胞內和細胞膜上均有ABA的受體。