[题目]阅读下面的材料.完成(1)-(5)题.植物病虫害会造成农作物减产.品质下降.是世界各国农业生产中的主要威胁.植物激素在抵御病虫害时发挥了极其重要的作用.茉莉酸是关键的防卫激素之一.对植物抵御咬食性昆虫和死体营养型病原菌尤其重要.水杨酸是另一个重要防卫激素.对植物抵抗活体.半活体营养型病原微生物起关键作用.当植物被害虫捕食受损� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】阅读下面的材料，完成（1）～（5）题。

植物病虫害会造成农作物减产、品质下降，是世界各国农业生产中的主要威胁。植物激素在抵御病虫害时发挥了极其重要的作用。茉莉酸是关键的防卫激素之一，对植物抵御咬食性昆虫和死体营养型病原菌尤其重要。水杨酸是另一个重要防卫激素，对植物抵抗活体、半活体营养型病原微生物起关键作用。

当植物被害虫捕食受损后，损伤叶片和远端未损伤叶片均会产生防御反应。那么，抵御信号是如何由受损部位传递到未损伤部位的呢？有文章报道了植物可通过“神经系统”传递抵御捕食或机械损伤的信号。

科研人员发现，拟南芥叶片在遭受捕食或机械损伤后，2s内就在受损部位细胞内检测到Ca2+浓度显著增加，2min内在远处未损伤叶片细胞内也检测到Ca2+浓度显著增加，15min左右检测到茉莉酸合成相关基因的表达量以及茉莉酸含量的显著增加。这种信息传递速率大约为1mm/s，比物质扩散速率还要快，这说明植物体内可能存在着一种快速的、长距离的电信号传递途径。进一步研究发现，受损拟南芥的韧皮部也有Ca2+浓度的显著增加，当抑制韧皮部细胞间胞间连丝的传导，发现植物在受到损伤时，远距离的未损伤叶片的Ca2+浓度和茉莉酸合成相关基因的表达量都没有显著增加。由此推测，这种电信号是通过韧皮部细胞间的胞间连丝传递的。

由于植物体内抵御信号的快速传递与谷氨酸样受体蛋白（GLR，受谷氨酸调控）有关，且该蛋白是Ca2+的通道蛋白。因此，科研人员又构建了拟南芥GLR缺失的突变体，研究发现该突变体的叶片受损后，远距离未损伤叶片细胞内Ca2+浓度没有显著变化。进一步用谷氨酸处理未受损的野生型拟南芥叶片，发现该叶片细胞内Ca2+浓度和抵御侵害相关基因表达量显著增加。科研人员还构建了在细胞壁特异表达谷氨酸敏感蛋白（有谷氨酸存在时，该蛋白会发出绿色荧光）的拟南芥植株，检测发现受损部位的谷氨酸含量显著增加。

（1）植物激素是对植物生长发育起_______作用的微量有机物。据文中信息，能够帮助植物抵御病虫害的激素有_______。

（2）文中构建拟南芥GLR缺失突变体时，需要用_______诱变处理野生型拟南芥种子或愈伤组织，提取突变植株细胞中的蛋白质，与________进行抗原-抗体杂交，筛选出_______的个体，即为拟南芥GLR缺失突变体。

（3）本文科研人员所进行的研究中，最重要的发现是_______。

A. 植物细胞具有谷氨酸样受体蛋白

B. 植物受到损伤后，Ca2+通过谷氨酸样受体蛋白进入细胞

C. 植物长距离传递抵御信号与Ca2+、谷氨酸和谷氨酸样受体蛋白有关

D. 植物通过产生茉莉酸、水杨酸等激素抵御病虫害

E. 植物叶片受损后，Ca2+通过韧皮部细胞间胞间连丝传递到未受损叶片

（4）综合文章信息，请写出当植物某部位叶片被捕食受损后，抵御信号在损伤叶片产生并传递到远端未损伤叶片，最终引起激素释放的途径：___________。

（5）结合文章信息及所学知识，从细胞与分子水平总结植物抵御信号传递与动物神经调节中信息传递的相似之处：_______。（答出1点即可）

【答案】调节茉莉酸和水杨酸物理或化学因素抗GLR的抗体没有杂交带 C 当植物某部位叶片被捕食受损后，受损部位谷氨酸含量增加，与周围细胞上的GLR结合，使其Ca2+浓度增加，从而产生电信号；电信号通过韧皮部细胞间胞间连丝传导到远端未损伤叶片，使该处细胞内Ca2+浓度增加，从而促进茉莉酸合成相关基因的表达，进而引起茉莉酸含量显著增加细胞都有离子浓度的变化导致电信号的产生；都有细胞间传递信息的化学信号

【解析】

阅读材料可知，本题文的核心知识：当植物某部位叶片被捕食受损后，受损部位谷氨酸含量先增加，与周围细胞上的GLR结合，使其Ca2+浓度增加，从而产生电信号；电信号通过韧皮部细胞间的胞间连丝传导到远端未损伤叶片，使该处细胞内Ca2+浓度增加，从而促进茉莉酸合成相关基因的表达，进而引起茉莉酸含量显著增加，最终实现对病虫害的防卫目的，以此相关知识解答。

（1）依激素功能可知，植物激素是对植物生长发育起调节作用的微量有机物。依题文信息“茉莉酸是关键的防卫激素之一；水杨酸是另一个重要防卫激素”可知，能够帮助植物抵御病虫害的激素有茉莉酸和水杨酸。

（2）诱变处理野生型拟南芥种子或愈伤组织使其产生突变体，原理是基因突变，使用的诱变因素有物理或化学因素。分子水平上检测突变基因是否表达，常利用抗原-抗体杂交法，依题文信息及操作目的可知，提取突变植株细胞中的蛋白质是抗原，与抗GLR的抗体进行抗原-抗体杂交，筛选出没有杂交带的个体就是拟南芥GLR缺失突变体。

（3）综合题文信息可知，本文科研人员所进行的研究中，最重要的发现是植物长距离传递抵御信号与Ca2+、谷氨酸和谷氨酸样受体蛋白有关，因为相关实验都是围绕这个实验目的进行的。

（4）综合题文信息可知，当植物某部位叶片被捕食受损后，受损部位谷氨酸含量先增加，与周围细胞上的GLR结合，使其Ca2+浓度增加，从而产生电信号；电信号通过韧皮部细胞间的胞间连丝传导到远端未损伤叶片，使该处细胞内Ca2+浓度增加，从而促进茉莉酸合成相关基因的表达，进而引起茉莉酸含量显著增加，最终实现对病虫害的防卫目的。

（5）动物神经调节中信息在细胞间传递通常是由电信号到化学信号再到电信号的传递，由此结合本题文信息可知，二者都有细胞间传递信息的化学信号；动物神经调节中信息在细胞间传递有电信号，电信号产生的基础是离子浓度的变化，结合本题文信息可知，植物抵御信号传递和动物神经调节中信息传递都有离子浓度的变化导致电信号的产生。