Question

【题目】植物在漫长的进化过程中逐渐形成了对病原体的特异性防卫反应（植物免疫反应）：为探究水杨酸（SA）对植物免疫的影响，科研人员进行实验：

（1）科研人员将特定基因转入烟草愈伤组织细胞，经过________过程后发育成SA缺陷突变体植株。通过植物组织培养技术获得SA缺陷突变体植株的原理是________________。用烟草花叶病毒（TMV）分别侵染野生型和突变体植株，得到图6所示结果。据图分析，SA能________植物的抗病性。

（2）研究发现，细胞内存在两种与SA结合的受体，分别是受体a和b，SA优先与受体b结合。结合态的受体a和游离态的受体b都能抑制抗病蛋白基因的表达。病原体侵染时，若抗病蛋白基因不能表达，则会导致细胞凋亡。依据上述机理分析，SA含量适中时，植物抗病性强的原因是_______________________________，抗病蛋白基因的表达未被抑制，抗病性强；SA含量过高会导致细胞凋亡，原因是_______________________抑制抗病蛋白基因表达，导致细胞凋亡。

（3）研究发现，植物一定部位被病原体侵染，一段时间后未感染部位对病原体的抗性增强。为探究机理，科研人员在左图所示烟草的3号叶片上接种TMV，得到右图所示结果。

实验结果显示，接种后96小时，3号叶片中SA含量明显升高，未感染的上位叶片中SA含量略有升高，随着时间延长，_______________________________________________________。

（4）科研人员测定各叶片中SA合成酶的活性，发现该酶活性仅在3号叶片中明显增加，据此推测，未感染的上位叶片中SA的来源是__________________________________________________________。

Answer 1

【答案】再分化 细胞全能性 提高（或“增强”） 含量适中的SA优先与细胞内游离态的受体b结合，导致细胞内几乎没有游离态的受体b和结合态的受体a（或“游离态的受体b几乎全部与SA结合，受体a未与SA结合”） 结合态的受体a 3号叶片中SA含量进一步升高，未感染的上位叶片中SA含量显著增加 由3号叶片合成并运输而来

【解析】

本题以实验为载体考查植物组织培养技术、细胞凋亡、实验探究等问题。分析本题关键要结合（2）小题的信息，得出只有SA含量在植株体内适中时，由于无缺少游离态的受体b和结合态的受体a，所以细胞内抗病蛋白基因的表达增多，则表现为抗病性增强。

（1）根据植物组织培养过程：外植体经脱分化形成愈伤组织，愈伤组织经再分化首先形成胚状体，进而发育为植株。通过植物组织培养技术获得SA缺陷突变体植株的原理是植物细胞的全能性。转基因植株的培育是愈伤组织经过再分化形成并发育为SA积累缺陷突变体植株。结合前面的分析可知，无SA积累的突变体植株感染病斑面积比有SA积累的野生型植株大，说明SA能增强植株的抗病性。

（2）根据前面分析，只有SA在植物体内含量适中，植株的抗病性才最高的原理可知：由于SA优先与细胞内的受体b结合，当SA含量适中时，细胞缺少游离态的受体b和结合态的受体a，所以细胞内抗病蛋白基因的表达增多，则表现为抗病性增强；当SA含量过多时，细胞内结合态的受体a多，它会抑制抗病蛋白基因的表达，则表现为抗病性减弱。
（3）根据实验结果分析，接种后96小时，3号叶片中SA含量明显升高，未感染的上位叶片中SA含量略有升高，随着时间延长到144h，3号叶片中SA含量进一步升高，未感染的上位叶片中SA含量显著增加。
（4）结合前面的分析可知，由于只有3号叶片中SA合成酶的活性明显增加，据此推测，未感染的上位叶片中SA的来源是3号叶片合成并运输而来。