雙子葉植物的腎形保衛(wèi)細胞的內(nèi)壁(靠氣孔一側(cè))厚而外壁薄,微纖絲從氣孔呈扇形輻射排列(圖1)。當保衛(wèi)細胞吸水膨脹時,較薄的外壁易于伸長,向外擴展,但微纖絲難以伸長,于是將力量作用于內(nèi)壁,把內(nèi)壁拉過來,于是氣孔張開。研究發(fā)現(xiàn),氣孔開放和保衛(wèi)細胞積累K+密切相關(guān)。在保衛(wèi)細胞質(zhì)膜上有H+-ATPase(質(zhì)子泵),能利用ATP分解時產(chǎn)生的能量將H+分泌到細胞外,使得保衛(wèi)細胞的pH升高,驅(qū)動K+通過膜上的內(nèi)向K+通道進入細胞。實驗還發(fā)現(xiàn),在K+進入細胞同時,還伴隨著Cl-、NO3-的進入,以保持保衛(wèi)細胞的電中性(圖2)。請回答:
(1)與分泌蛋白相似,H+-ATPase和內(nèi)向K+通道在細胞內(nèi)的合成,加工和轉(zhuǎn)運過程需要 核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體(答出兩種即可)及線粒體等細胞器共同參與。
(2)H+-ATPase激活時,細胞內(nèi)的H+通過 主動運輸主動運輸的方式轉(zhuǎn)移出保衛(wèi)細胞;H+跨膜運輸時,H+-ATPase的 空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,這種變化是 可逆可逆(填“可逆”或“不可逆”)的。
(3)研究發(fā)現(xiàn),擬南芥的保衛(wèi)細胞在一定pH的溶液中(細胞內(nèi)的pH高于細胞外),置于暗中一段時間后,溶液的pH不變。后來研究結(jié)果表明,藍光誘導可氣孔張開,有人推測藍光照射會通過激活保衛(wèi)細胞膜上的H+-ATPase來促進H+的主動運輸。請利用提供的實驗材料設(shè)計實驗驗證該推測正確。
實驗材料:含有保衛(wèi)細胞的一定pH的溶液,釩酸鹽(H+-ATPase抑制劑)。
簡要寫出實驗思路和結(jié)果:將含有保衛(wèi)細胞的該溶液分成兩組,甲組照射藍光后溶液的pH明顯降低;乙組先在溶液中加入釩酸鹽,再用藍光照射,溶液的pH不變將含有保衛(wèi)細胞的該溶液分成兩組,甲組照射藍光后溶液的pH明顯降低;乙組先在溶液中加入釩酸鹽,再用藍光照射,溶液的pH不變。
(4)結(jié)合上述材料和圖2,據(jù)細胞吸水與失水的原理推測,藍光誘導后氣孔張開的原因是 藍光激活保衛(wèi)細胞膜上的H+—ATPase,將H+分泌到細胞外,建立H+電化學梯度K+,Cl-等依賴于H+電化學梯度大量進入保衛(wèi)細胞,細胞內(nèi)滲透壓升高,保衛(wèi)細胞吸水氣孔張開藍光激活保衛(wèi)細胞膜上的H+—ATPase,將H+分泌到細胞外,建立H+電化學梯度K+,Cl-等依賴于H+電化學梯度大量進入保衛(wèi)細胞,細胞內(nèi)滲透壓升高,保衛(wèi)細胞吸水氣孔張開。
【答案】核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體;主動運輸;空間結(jié)構(gòu);可逆;將含有保衛(wèi)細胞的該溶液分成兩組,甲組照射藍光后溶液的pH明顯降低;乙組先在溶液中加入釩酸鹽,再用藍光照射,溶液的pH不變;藍光激活保衛(wèi)細胞膜上的H+—ATPase,將H+分泌到細胞外,建立H+電化學梯度K+,Cl-等依賴于H+電化學梯度大量進入保衛(wèi)細胞,細胞內(nèi)滲透壓升高,保衛(wèi)細胞吸水氣孔張開
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:5引用:1難度:0.6
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