Question

【題目】氣孔是氣體進出葉片及蒸騰作用喪失水分的“門戶”，強光下植物蒸騰作用強，氣孔充分開放。氣孔的開放與關(guān)閉分別與保衛(wèi)細胞的吸水與失水有關(guān)�？蒲腥藛T通過基因工程技術(shù)在擬南芥氣孔的保衛(wèi)細胞中表達了一種K+通道蛋白（BLINK1），如圖所示。該通道能調(diào)控氣孔快速開啟與關(guān)閉，而野生株氣孔關(guān)閉較慢。請回答下列問題：

（1）除離子通道蛋白外，細胞膜上還有水通道蛋白。水通道與人體體液平衡密切相關(guān)，如腎小球的濾過作用和腎小管的重吸收作用，都與水通道蛋白的_________有直接關(guān)系。

（2）據(jù)圖分析，含BLINK1的植株在光照下氣孔快速開啟，最可能的原因是__________________。

（3）若將長勢基本一致的含BLINK1的擬南芥植株與野生株擬南芥植株置于較強光照強度的連續(xù)光照條件下，測定每升水產(chǎn)植物莖干重（克），預期結(jié)果是含BLINK1的擬南芥植株每升水產(chǎn)植物莖干重（克）_________（填“大于”“小于”或“基本等于”）野生株擬南芥植株的每升水產(chǎn)植物莖干重（克）。

（4）若將長勢基本一致的含BLINK1的擬南芥植株與野生株擬南芥植株置于較強光照強度的間隔光照（強光和弱光交替光照）條件下，測定每升水產(chǎn)植物莖干重（克），預期結(jié)果是含BLINK1的擬南芥植株每升水產(chǎn)植物莖干重（克）_________（填“大于”“小于”或“基本等于”）野生株擬南芥植株的每升水產(chǎn)植物莖干重（克），預期此結(jié)果的理由是_________________________。

Answer 1

【答案】結(jié)構(gòu)與功能 K＋進入保衛(wèi)細胞，提高了細胞內(nèi)的滲透壓，保衛(wèi)細胞吸水，導致氣孔快速開啟 基本等于 大于 因為間隔光照下，光照時含BLINK1植株氣孔能快速打開，加快二氧化碳攝入，弱光時，氣孔能快速關(guān)閉，減少水分蒸發(fā)量，所以每升水產(chǎn)植物莖干重（克）大。而野生植株在弱光時，氣孔關(guān)閉慢，水分蒸發(fā)量較高，每升水產(chǎn)植物莖干重（克）小

【解析】

滲透吸水：細胞通過滲透作用吸收水分的活動叫做滲透吸水。滲透作用，即水分子(或其他溶劑分子)透過半透膜，從低濃度溶液向高濃度溶液的擴散。

水通道蛋白，是一種位于細胞膜上的蛋白質(zhì)，在細胞膜上組成"孔道"，可控制水在細胞的進出，就像是"細胞的水泵"一樣。

水通道是由約翰霍普金斯大學醫(yī)學院的美國科學家彼得·阿格雷所發(fā)現(xiàn)，他與通過X射線晶體學技術(shù)確認鉀離子通道結(jié)構(gòu)的洛克斐勒大學霍華休斯醫(yī)學研究中心的羅德里克·麥金農(nóng)共同榮獲了2003年諾貝爾化學獎。

（1）水通道蛋白具有運輸水分的功能，這與其特有的結(jié)構(gòu)是相適應的，故水分的吸收與水通道蛋白的結(jié)構(gòu)與功能有關(guān)。

（2）保衛(wèi)細胞吸水，氣孔開啟。在光照下，含BLINK1植株的保衛(wèi)細胞吸收K＋，使細胞內(nèi)滲透壓升高，保衛(wèi)細胞吸水，從而氣孔能夠快速開啟。

（3）在較強光照強度的連續(xù)光照條件下，含BLINK1擬南芥植株與野生株擬南芥植株的氣孔均開放，所以兩種植株每升水產(chǎn)植物莖干重（克）基本相等。

（4）間隔光照下，光照時含BLINK1植株氣孔能快速打開，加快二氧化碳攝入，弱光時，氣孔能快速關(guān)閉，減少水分蒸發(fā)量；野生株擬南芥植株在光照下氣孔能快速打開，但不能快速關(guān)閉，水分蒸發(fā)量大，所以含BLINK1的擬南芥植株每升水產(chǎn)植物莖干重大于野生株擬南芥植株的每升水產(chǎn)植物莖干重。