氣孔是由兩個保衛(wèi)細胞圍成的空腔,主要分布在植物葉片表皮。研究者對氣孔開閉的條件和機理進行了相關的研究。
(1)研究表明可見光會刺激豌豆葉片的氣孔開放,在此過程中,淀粉水解為麥芽糖,并進一步轉(zhuǎn)化為蘋果酸進入液泡。據(jù)此推測:光照介導細胞液滲透壓升高,促進水分以
自由擴散
自由擴散
方式進細胞,促進氣孔開度的增加。
(2)研究者分別用擬南芥淀粉酶基因BAM1和BAM2的突變體進行實驗,通過顯微拍照檢測保衛(wèi)細胞葉綠體中淀粉粒的總面積(總體積)以及氣孔開度,結(jié)果見圖1。由圖1結(jié)果可知 BAM1
BAM1
(填“BAM1”或“BAM2”》基因控制的淀粉是保衛(wèi)細胞中催化淀粉水解的主要酶,判斷的依據(jù)是 與夜晚結(jié)束時相比,光照1h后,野生型和BAM2突變體保衛(wèi)細胞中的淀粉粒明顯減少,但BAM1突變體淀粉粒仍大量存在
與夜晚結(jié)束時相比,光照1h后,野生型和BAM2突變體保衛(wèi)細胞中的淀粉粒明顯減少,但BAM1突變體淀粉粒仍大量存在
。
(3)研究者用野生型擬南芥和藍光受體突變型為實驗材料,照射藍光后檢測保衛(wèi)細胞淀粉粒面積,結(jié)果如圖2所示.進一步檢測植物葉肉細胞淀粉含量發(fā)現(xiàn)突變體低于野生型,分析其原因是 藍光受體突變型植株無法感受藍光信號,保衛(wèi)細胞內(nèi)淀粉分解受阻導致氣孔開度較小,CO2吸收少,光合速率下降,葉肉細胞淀粉合成減少
藍光受體突變型植株無法感受藍光信號,保衛(wèi)細胞內(nèi)淀粉分解受阻導致氣孔開度較小,CO2吸收少,光合速率下降,葉肉細胞淀粉合成減少
。
(4)為進一步研究藍光介導淀粉水解的信號通路,在正常光照下對植物進行了下列實驗并得到相應結(jié)果下:
①H+泵突變體與野生型相比在原有的光照信號下無法有效動員分解保衛(wèi)細胞中的淀粉
②對野生型個體施用適宜濃度的H+泵化學激活劑Fc,淀粉粒消失加快,氣孔開度更大
③對BAM1突變型施用適宜濃度的H+泵化學激活劑Fc,淀粉粒降解速度與突變型無差異
④對BAM1突變型保衛(wèi)細胞顯微注射蘋果酸溶液無法激活淀粉酶但可以造成氣孔開度增大其中,支持“藍光信號通過激活H+泵提高胞內(nèi)pH進而增強淀粉酶BAM1的活性”這一觀點的組別包括 ①②③
①②③
(填序號)