为探究植物免疫的作用机制,科研人员以拟南芥为材料进行研究。(1)病原菌入侵植物时,植物细胞膜表面的 ...
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(1)病原菌入侵植物时,植物细胞膜表面的 可以识别病原菌,病原菌可向 植物体内注入一些效应因子来抑制植物的免疫。植物通过让感病部位出现类似于动物细胞凋亡的现象,阻止病原菌的进一步扩散。植物和病原菌在相互影响中不断进化和发展,称为
。
(3)水杨*和茉莉*信号通路可能参与植物免疫,已知P 基因是水杨*信号通路上的关键基因,C 基因是茉莉*信号通路上的关键基因。为探究 E 基因是水杨*还是茉莉*信号通路上的关键基因,科研人员利用 E 基因、P 基因和 C 基因敲除突变体进一步研究,实验结果如图 3。
①实验结果表明 E 基因是 通路上的关键基因,判断依据是 。
②请选用以下符号和基因:“→(促进)”、 (抑制)”、E 基因、P 基因、C 基因,表示这些基因参与植物免疫的可能通路 。
(4)研究者由以上实验结果提出假设,当白粉菌感染拟南芥时,水杨*增强了植物的
免疫反应。为验*该假设,研究者设计了如下实验,请完善该实验设计。
材料 | 感染处理 | 水杨* | 预期检测结果 | ||
胝质沉淀 | H2O2 含量 | ||||
对照组 | 野生型 |
|
| 少 |
|
实验组 |
| 白粉病菌感染 |
| 多 |
|
(5)请根据本研究结果,在农业生产中提高产量提出合理建议 。
【回答】
(1)膜蛋白(糖蛋白));共同进化(共同进化)
(2)通过抑制胝质沉淀的形成与H2O2 的产生进而抑制植物免疫
(3)①水杨*;
第 5 组与第 1 组结果相近,第 6 组与第 2 组结果相近,说明 C 基因不参与白粉菌诱导的植物免疫,E 基因的作用与茉莉*信号通路无关;第 4 组与第 3 组结果相近,远高于第 2 组,说明E 基因在水杨*信号通路中起作用。
②EP→植物免疫
(4)(全对 3 分)
(5)适当时喷施一定量的水杨*
解析:(1)病原菌入侵植物时,能够被植物细胞膜表面的糖蛋白识别。植物通过让感病部位出现类似于动物细胞凋亡的现象,阻止病原菌的进一步扩散。这是植物和病原菌在长期的进化过程选择出来的一种生存方式,属于协同进化(共同进化)。
(2)由图 1 分析可知,敲除E 基因(E 基因突变)的植物出现了胝质沉淀,野生型(E 基因正常)没有,说明 E 基因通过抑制胝质沉淀的形成抑制植物免疫;由图 2 分析可知, 敲除 E 基因的植物 H2O2 含量明显高于野生型,说明 E 基因通过抑制 H2O2 的产生进而抑制植物免疫。
(3)
①第 5 组与第 1 组结果相近,第 6 组与第 2 组结果相近,说明 C 基因不参与白粉菌诱
导的植物免疫,E 基因的作用与茉莉*信号通路无关;第 4 组与第 3 组结果相近,远高于第
2 组,说明E 基因在水杨*信号通路中起作用。
②由上图分析推测;P 基因促进植物免疫,E 基因抑制植物免疫,如果 P 基因是上游基因 E,敲除 P,解除了对 E 的抑制,则抑制免疫,则 3 组发病高,但如果是双敲除,
E 减少,则植物不容易患病,但 3 组和 4 组植物患病无明显差异,所以 E 是P 的上游基因。
(4)由假设可知,自变量是水杨*增强,所以材料处理、感染处理都是无关变量,若假设成立,则实验组的水杨*增多。由图 1、2 可知,敲除 E 基因的拟南芥,胝质沉淀增多,H2O2 含量多,所以
材料 | 感染处理 | 水杨* | 预期检测结果 | ||
胝质沉淀 | H2O2 含量 | ||||
对照组 | _白粉病菌感染 | _不加_ | 少 |
(5)本研究结果是水杨*增强了植物的免疫反应,所以农业生产上施加水杨*可以提高植物抗病菌感染能力。
知识点:植物生命活动的调节
题型:综合题
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