為探究植物免疫的作用機制，科研人員以擬南芥為材料進行研究。（1）病原菌入侵植物時，植物細胞膜表面的 ...

問題詳情：

為探究植物免疫的作用機制，科研人員以擬南芥為材料進行研究。

（1）病原菌入侵植物時，植物細胞膜表面的可以識別病原菌，病原菌可向植物體內注入一些效應因子來抑制植物的免疫。植物通過讓感病部位出現類似於動物細胞凋亡的現象，阻止病原菌的進一步擴散。植物和病原菌在相互影響中不斷進化和發展，稱為

。

（2）植物對抗病原體的免疫包括兩方面，一方面是細胞表面的物理屏障，如質膜和細胞壁間形成胝質沉澱，有效防禦病原體的入侵；另一方面是植物細胞分泌的起防禦作用的化學物質，如H2O2。科研人員用白粉菌侵染擬南芥突變體，得到下圖 1 和圖 2 所示結果。由此推測 E 基因在植物免疫中的作用是。

（3）水楊*和茉莉*信號通路可能參與植物免疫，已知P 基因是水楊*信號通路上的關鍵基因，C 基因是茉莉*信號通路上的關鍵基因。為探究 E 基因是水楊*還是茉莉*信號通路上的關鍵基因，科研人員利用 E 基因、P 基因和 C 基因敲除突變體進一步研究，實驗結果如圖 3。

①實驗結果表明 E 基因是通路上的關鍵基因，判斷依據是。

②請選用以下符號和基因：“→（促進）”、（抑制）”、E 基因、P 基因、C 基因，表示這些基因參與植物免疫的可能通路。

（4）研究者由以上實驗結果提出假設，當白粉菌感染擬南芥時，水楊*增強了植物的

免疫反應。為驗*該假設，研究者設計瞭如下實驗，請完善該實驗設計。

（5）請根據本研究結果，在農業生產中提高產量提出合理建議。

【回答】

（1）膜蛋白（糖蛋白））；共同進化（共同進化）

（2）通過抑制胝質沉澱的形成與H2O2 的產生進而抑制植物免疫

（3）①水楊*；

第 5 組與第 1 組結果相近，第 6 組與第 2 組結果相近，説明 C 基因不參與白粉菌誘導的植物免疫，E 基因的作用與茉莉*信號通路無關；第 4 組與第 3 組結果相近，遠高於第 2 組，説明E 基因在水楊*信號通路中起作用。

②EP→植物免疫

（4）（全對 3 分）

（5）適當時噴施一定量的水楊*

解析：（1）病原菌入侵植物時，能夠被植物細胞膜表面的糖蛋白識別。植物通過讓感病部位出現類似於動物細胞凋亡的現象，阻止病原菌的進一步擴散。這是植物和病原菌在長期的進化過程選擇出來的一種生存方式，屬於協同進化（共同進化）。

（2）由圖 1 分析可知，敲除E 基因（E 基因突變）的植物出現了胝質沉澱，野生型（E 基因正常）沒有，説明 E 基因通過抑制胝質沉澱的形成抑制植物免疫；由圖 2 分析可知，敲除 E 基因的植物 H2O2 含量明顯高於野生型，説明 E 基因通過抑制 H2O2 的產生進而抑制植物免疫。

（3）

①第 5 組與第 1 組結果相近，第 6 組與第 2 組結果相近，説明 C 基因不參與白粉菌誘

導的植物免疫，E 基因的作用與茉莉*信號通路無關；第 4 組與第 3 組結果相近，遠高於第

2 組，説明E 基因在水楊*信號通路中起作用。

②由上圖分析推測；P 基因促進植物免疫，E 基因抑制植物免疫，如果 P 基因是上游基因 E，敲除 P，解除了對 E 的抑制，則抑制免疫，則 3 組發病高，但如果是雙敲除，

E 減少，則植物不容易患病，但 3 組和 4 組植物患病無明顯差異，所以 E 是P 的上游基因。

（4）由假設可知，自變量是水楊*增強，所以材料處理、感染處理都是無關變量，若假設成立，則實驗組的水楊*增多。由圖 1、2 可知，敲除 E 基因的擬南芥，胝質沉澱增多，H2O2 含量多，所以

（5）本研究結果是水楊*增強了植物的免疫反應，所以農業生產上施加水楊*可以提高植物抗病菌感染能力。

知識點：植物生命活動的調節

題型：綜合題

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