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)
高三生物综合题困难题
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)
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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,通过某种方法筛选出拟南芥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)
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生态农业是一个自我维持的农业生产系统,其特点是在保持和改善系统内的生态平衡,不对周围环境造成明显改变的情况下,求得最大生产力和可持续发展。下列不属于生态农业生产方式的是
A.病虫害的生物防治
B.作物轮作、套种
C.使用化肥提高作物产量
D.秸秆等农业废弃物的资源化利用
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生态农业是一个自我维持的农业生产系统,其特点是在保持和改善系统内的生态平衡,不对其周围环境造成明显改变的情况下,求得最大生产力和可持续发展。下列不属于生态农业生产方式的是
A.病虫害的生物防治 B.作物的轮种、套种、间种
C.使用化肥提高作物产量 D.秸秆等农业废弃物的资源化利用
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(9分)水分胁迫是植物水分散失超过吸收,使植物组织含水量下降,正常代谢失调的现象。大量研究表明,光合速率随水分胁迫加强不断下降,是作物后期受旱减产的主要原因。左图是水分胁迫和复水对某植物叶绿素含量变化的影响(其中CX代表对照,L代表轻度胁迫,M代表中度胁迫,S代表重度胁迫),右图表示轻度水分胁迫对叶片气孔导度(即气孔开放的程度)的影响。
(1)水分在植物细胞内是以 和 形式存在。从左图可以看出水分可以影响光合作用的 阶段,此阶段为光合作用另一阶段提供 。在光照下,叶肉细胞产生[H]的具体部位是 。
(2)植物在不同程度的水分胁迫下,叶绿素含量都呈下降趋势,下降幅度从大到小依次是 ,并且在重度水分胁迫下叶绿素含量更难以恢复,最可能的原因是在重度水分胁迫下 受到一定程度的破坏。
(3)由右图的结果可以看出,轻度水分胁迫下气孔关闭而引起气孔导度的降低。此种情况下,水分对光合速率的影响主要是通过 。
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水分胁迫是植物水分散失超过吸收,使植物组织含水量下降,正常代谢失调的现象。大量研究表明,光合速率随水分胁迫加强不断下降,是作物后期受旱减产的主要原因。图1是水分胁迫和复水对某植物叶绿素含量变化的影响(其中CX代表对照,L代表轻度胁迫,M代表中度胁迫,S代表重度胁迫),图2表示轻度水分胁迫对叶片气孔导度(即气孔开放的程度)的影响。
(1)从图1可以看出水分可以影响光合作用的____________阶段,在光照下,叶肉细胞产生[H]的具体部位是__________________________________。
(2)植物在不同程度的水分胁迫下,叶绿素含量都呈下降趋势,下降幅度从大到小依次是__________________,并且在重度水分胁迫下叶绿素含量更难以恢复,最可能的原因是在重度水分胁迫下______________________________________受到一定程度的破坏。
(3)由图2的结果可以看出,轻度水分胁迫下气孔关闭而引起气孔导度的降低。此种情况下,水分对光合速率的影响主要是通过_________________________________________。
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蚜虫是果树的主要害虫,其以刺吸式的口器从果树组织中吸取汁液,造成果树产量下降。为了防止果树的减产,农业部门引入瓢虫吃食蚜虫,从而达到控制蚜虫的目的。回答下列问题:
(1)蚜虫与果树的种间关系是 。果园中蚜虫、果树以及瓢虫____(填“能”或“不能”)构成一个生物群落。
(2)若调查蚜虫的种群密度可采用的方法是 ,理由是 .。
(3)瓢虫的引入,可使果园中蚜虫的环境容纳量 。与使用农药防治蚜虫相比,生物防治能 (填“加快”或“延缓”)蚜虫种群的抗药基因频率增加。
(4)当一只蚜虫受到攻击时,就会释放出一种起警告作用的化学物质,以便使邻近的蚜虫迅速逃避敌害。该信息传递中的信息类型是 .
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有机磷农药是用于防治植物病虫害的含磷有机化合物,广泛应用于农业生产中,有时会造成瓜果蔬菜等食品农药残留超标,不少品种对人、畜的毒性很强,人误食后如不及时医治就会危及生命,某班同学欲从土壤中分离高效降解有机磷农药的微生物。请回答下列问题:
(1)为了获得能降解有机磷农药的微生物菌种,可在被有机磷农药污染的土壤中取样,并在含有碳源、氮源及_________等的选择培养基上添加适量的_____________进行选择培养。
(2)将获得的3种待选微生物菌种甲、乙、丙分别接种在1L含20mg有机磷农药的相同培养液中培养(培 养液中其他营养物质充裕、条件适宜),观察实验开始到微生物停止生长所用的时间,甲、乙、丙分别为32小时、45小时、16小时,则应选择微生物________(填“甲”“乙”或“丙”)作为菌种进行后续培养,理由是 ________________________________。
(3)制备固体培养基的基本步骤是计算→________→溶化→分装→加棉塞→包扎→_______ →倒平板。
(4)若要测定培养液中选定菌种的菌体数,既可在显微镜下用_______直接计数,也可选用________法统计活菌数目。
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干旱环境中植物叶表皮气孔关闭,CO2吸收减少,造成农作物减产。科研人员发现H2S可增强植物抵御干旱的能力,选取拟南芥为实验材料进行下列实验。
(1)在正常浇水和干旱条件下,分别添加H2S,测定气孔导度(气孔导度越大,气孔打开程度越大)和光合速率,结果如图1。
比较________组结果,可知在干旱环境中,H2S对气孔导度和光合速率的影响分别是____________。
(2)叶表皮保卫细胞吸水膨胀,气孔打开,这一现象与细胞膜上K+-ATP通道有关。研究发现植物自身可产生H2S,为探究H2S影响气孔导度和光合作用的机理,进行如下实验。
实验一:同时检测三个品种拟南芥细胞膜上K+-ATP通道蛋白含量,结果如图2。
实验二:检测不同处理方式中固定二氧化碳的Rubisco酶的活性,结果如图3。
①请推测H2S影响气孔导度的机理_____________________________。
②图3的实验结果表明_______________________________。
(3)H2S可帮助植物抵御干旱环境,请综合上述实验和所学生物学知识分析植物是如何适应干旱环境的________________________________________________。
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干旱环境中植物的光合速率明显降低,进而造成农作物减产,科研人员发现低水平的H2S可增强植物抵御干旱的能力,他们选取拟南芥为实验材料进行以下实验(Rubisco酶可催化CO2与C5结合生成2分子C3)测得试验数据如下图所示,据图回答下列问题:
(1)Rubisco酶主要分布在拟南芥叶肉细胞的_______________(具体位置),它发挥催化作用时_____________(填“是”或“否”)消耗ATP水解释放的能量。
(2)据图分析,干旱条件下光合速率降低的原因有_____________。
(3)根据上述实验结果可以推测施加低浓度的H2S可提高拟南芥的抗干旱能力,合理的解释是_____________(回答两点)。
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