【题目】植物在机械损伤或受到病虫侵害时,会表达一种防御蛋白——蛋白P。为研究一种新的植物激素茉莉酸对蛋白P基因表达的影响,科研人员用番茄植株进行实验。
(1)茉莉酸是在植物生命活动中传递__________,有显著调节作用的微量有机物。
(2)科研人员设计了下图所示装置,将番茄叶片C1和J1置于封口的玻璃瓶中,其内分别放置含清水或含茉莉酸(具有挥发性)的海绵,叶片M紧贴在玻璃瓶的封口外。4小时后,测定各叶片中蛋白P的mRNA量,结果如下表。
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①本实验中,C1叶片的结果排除了__________(写出两点)的影响。
②本实验中, M叶片的结果说明,J2叶片蛋白P的mRNA量变化不是由__________引起的。
③本实验可以得出的两个结论有__________。
(3)依据上述实验结果,请提出一个清晰的、解释J2叶片数据的科学假设:__________。
(4)其他研究结果表明,模拟叶片机械损伤可以诱导蛋白P的表达和脱落酸(ABA)含量增加。科研人员推测,叶片受到机械损伤后内源茉莉酸增加,诱导ABA合成增加,ABA进而促进蛋白P的表达。为验证上述推测,需要在上述已知事实的基础上,进一步补充下列实验中的__________(选填下列字母),以完善证据链。
a. 给叶片单独施加ABA,检测蛋白P含量
b. 给叶片同时施加ABA和茉莉酸,检测蛋白P含量
c. 机械损伤叶片后,检测损伤叶片的茉莉酸含量
d. 给叶片单独施加茉莉酸,检测ABA含量
【答案】信息 ①玻璃瓶封口、海绵以及叶片自身因素对实验结果 ②茉莉酸直接扩散到玻璃瓶外 ③茉莉酸可促进蛋白P基因转录增强;茉莉酸通过J1叶片引起J2叶片蛋白P基因转录增强 J1叶片中转录的蛋白P的mRNA运输至J2叶片(或“茉莉酸通过J1叶片运输到J2叶片,引起蛋白P基因转录增强”;“J1叶片通过其他信号分子(通路)引起J2叶片蛋白P基因转录增强”) a、c、d
【解析】
从图中看出,C1和J1的自变量是是否有茉莉酸,M和J2的自变量是是否和J1位于同一植株,因变量是蛋白P的mRNA含量,进行分析。
(1)植物激素是对植物生长发育有显著调节作用的微量有机物,在生命活动中传递信息。
(2)①C1叶片作为对照组,J1作为实验组用玻璃瓶罩住,并且含有海绵,所以C1叶片的结果排除了玻璃瓶封口、海绵以及叶片自身因素对实验结果的影响。
②由于茉莉酸具有挥发性,而M叶片和J2叶片蛋白P的mRNA量是一样的,说明这种变化不是由茉莉酸直接扩散到玻璃瓶外引起的。
③通过J1和C1比较,说明茉莉酸可促进蛋白P基因转录增强,通过J2(和J1位于同一植株)和M(不在同一植株)的比较说明茉莉酸通过J1叶片引起J2叶片蛋白P基因转录增强。
(3)J2和J1位于同一植株,并且二者P蛋白的mRNA含量比较高,推测可能是茉莉酸通过J1叶片运输到J2叶片,促进P蛋白基因转录增强,使mRNA增多,或者J1叶片中转录的蛋白P的mRNA运输至J2叶片。
(4)根据信息叶片受到机械损伤后内源茉莉酸增加,诱导ABA合成增加,ABA进而促进蛋白P的表达,所以可以通过施加施加ABA,检测蛋白P含量或者机械损伤叶片后,检测损伤叶片的茉莉酸含量或给叶片单独施加茉莉酸,检测ABA含量。而同时施加ABA和茉莉酸不能判断P蛋白的增加的直接原因是ABA还是茉莉酸。
故选a、c、d。