Question

【題目】茉莉酸（JA）是植物體內(nèi)存在的內(nèi)源信號(hào)分子，與植物生長發(fā)育以及抗逆能力有關(guān)。 為了研究其生理功能及作用機(jī)理，研究者開展了下面的實(shí)驗(yàn)研究。

（1）研究者分別用等量的JA溶液和蒸餾水處理生理狀態(tài)相似的擬南芥離體葉片4天，結(jié)果如圖1所示。實(shí)驗(yàn)通過檢測__________________說明JA能促進(jìn)葉片的衰老。

（2）為進(jìn)一步研究JA促進(jìn)葉片衰老的作用機(jī)理，研究者選擇野生型擬南芥和JA敏感缺 陷型突變體（COI-1基因發(fā)生突變，不能合成COI-1蛋白），用適量蒸餾水和JA溶液分別處理12天，結(jié)果如圖2所示，b 組葉片明顯生長停滯并變黃。其中a組為用蒸餾水處理的野生型植株，寫出b組和c組分別選用的植株和處理是_________________。

（3）研究發(fā)現(xiàn)JA借助COI-1調(diào)控使多種蛋白質(zhì)的合成量發(fā)生了變化，其中RCA蛋白（Rubisco酶，光合作用中固定二氧化碳的酶）是合成量減少的蛋白。為探究JA如何通過 COI-1抑制RCA的合成過程，研究者繼續(xù)進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)處理結(jié)果如圖3所示（圖中“+”表示添加 JA，“-”表示未添加 JA）。

①由于細(xì)胞中rRNA（核糖體RNA）表達(dá)量____________，在實(shí)驗(yàn)中可作為標(biāo)準(zhǔn)參照，以排除__________等無關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。

②綜合上述研究，請(qǐng)闡明JA促進(jìn)擬南芥葉片衰老的機(jī)制_______________。

Answer 1

【答案】光合速率 b組：用等量JA處理的野生型植株12天

c組：用等量JA處理的突變型植株12天 相對(duì)穩(wěn)定 取樣、點(diǎn)樣、檢測 JA通過影響COI-1的活性抑制Rubisco基因的轉(zhuǎn)錄（JA借助COI-1抑制Rubisco基因的轉(zhuǎn)錄），使Rubisco酶合成減少，從而降低光合速率促進(jìn)擬南芥葉片衰老

【解析】

野生型擬南芥對(duì)JA較敏感，培養(yǎng)液中加入JA后可降低葉片的光合速率，從而加速葉片的衰老。而JA敏感缺陷型突變體（COI-1基因發(fā)生突變，不能合成COI-1蛋白）植株對(duì)JA不敏感，加入的JA溶液對(duì)其的抑制作用不明顯。

（1）由圖1縱坐標(biāo)可知，該實(shí)驗(yàn)是通過檢測光合速率說明JA能促進(jìn)葉片的衰老的。

（2）根據(jù)圖1可知，用JA溶液處理的擬南芥葉片光合速率降低，說明JA溶液處理能促進(jìn)葉片衰老，JA溶液不能對(duì)JA敏感缺陷型突變體發(fā)揮作用。已知圖2中a組為用蒸餾水處理的野生型植株，b 組葉片明顯生長停滯并變黃，c組葉片的生長情況與a組接近，所以可判斷b組應(yīng)是用等量JA處理的野生型植株12天，c組應(yīng)是用等量JA處理的突變型植株12天。

（3）①由于細(xì)胞中rRNA表達(dá)量相對(duì)穩(wěn)定，在實(shí)驗(yàn)中可作為標(biāo)準(zhǔn)參照，以排除取樣、點(diǎn)樣、檢測等無關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。

②已知RCA蛋白（Rubisco酶，光合作用中固定二氧化碳的酶）是該過程中合成量減少的蛋白，由圖可知，加入JA組的RCAmRNA含量比對(duì)照組減少，可推測JA促進(jìn)擬南芥葉片衰老的機(jī)制為：JA通過影響COI-1的活性抑制Rubisco基因的轉(zhuǎn)錄（JA借助COI-1抑制Rubisco基因的轉(zhuǎn)錄），使Rubisco酶合成減少，從而降低光合速率促進(jìn)擬南芥葉片衰老。