为探究植物免疫的作用机制,科研人员以拟南芥为材料进行研究。
(1)病原菌入侵植物时,植物细胞膜表面的膜蛋白膜蛋白可以识别病原菌,病原菌可向 植物体内注入一些效应因子来抑制植物的免疫。植物通过让感病部位出现类似于动物细胞凋亡的现象,阻止病原菌的进一步扩散。植物和病原菌在相互影响中不断进化和发展,称为共同进化共同进化。
(2)植物对抗病原体的免疫包括两方面,一方面是细胞表面的物理屏障,如质膜和细胞壁间形成胝质沉淀,有效防御病原体的入侵;另一方面是植物细胞分泌的起防御作用的化学物质,如H2O2.科研人员用白粉菌侵染拟南芥突变体,得到图1和图2所示结果。由此推测E基因在植物免疫中的作用是通过抑制胝质沉淀的形成与H2O2的产生进而抑制植物免疫通过抑制胝质沉淀的形成与H2O2的产生进而抑制植物免疫。

(3)水杨酸和茉莉酸信号通路可能参与植物免疫,已知P基因是水杨酸信号通路上的关键基因,C基因是茉莉酸信号通路上的关键基因。为探究E基因是水杨酸还是茉莉酸信号通路上的关键基因,科研人员利用E基因、P基因和C基因敲除突变体进一步研究,实验结果如图3。

①实验结果表明E基因是水杨酸水杨酸通路上的关键基因,判断依据是第5组与第1组结果相近,第6组与第2组结果相近,说明C基因不参与白粉菌诱导的植物免疫,E基因的作用与茉莉酸信号通路无关;第4组与第3组结果相近,远高于第2组,说明E基因在水杨酸信号通路中起作用第5组与第1组结果相近,第6组与第2组结果相近,说明C基因不参与白粉菌诱导的植物免疫,E基因的作用与茉莉酸信号通路无关;第4组与第3组结果相近,远高于第2组,说明E基因在水杨酸信号通路中起作用。
②请选用以下符号和基因:“→(促进)”、
(抑制)”、E基因、P基因、C基因,表示这些基因参与植物免疫的可能通路E
P→植物免疫E
P→植物免疫。
(4)研究者由以上实验结果提出假设,当白粉菌感染拟南芥时,水杨酸增强了植物的免疫反应。为验证该假设,研究者设计了如表实验,请完善该实验设计。


材料 | 感染处理 | 水杨酸 | 预期检测结果 | ||
胝质沉淀 | H2O2含量 | ||||
对照组 | 野生型 | 白粉病菌感染 白粉病菌感染
|
不加 不加
|
少 | 少 少
|
实验组 | 野生型 野生型
|
白粉病菌感染 | 加 加
|
多 | 多 多
|
适当时喷施一定量的水杨酸
适当时喷施一定量的水杨酸
。【考点】体液免疫和细胞免疫的协调配合.
【答案】膜蛋白;共同进化;通过抑制胝质沉淀的形成与H2O2的产生进而抑制植物免疫;水杨酸;第5组与第1组结果相近,第6组与第2组结果相近,说明C基因不参与白粉菌诱导的植物免疫,E基因的作用与茉莉酸信号通路无关;第4组与第3组结果相近,远高于第2组,说明E基因在水杨酸信号通路中起作用;E
P→植物免疫;白粉病菌感染;不加;少;野生型;加;多;适当时喷施一定量的水杨酸

【解答】
【点评】
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