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 ...

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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

。

（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，得到下图 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。

（3）水杨*和茉莉*信号通路可能参与植物免疫，已知P 基因是水杨*信号通路上的关键基因，C 基因是茉莉*信号通路上的关键基因。为探究 E 基因是水杨*还是茉莉*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 基因是通路上的关键基因，判断依据是。

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。

（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*增强了植物的

免疫反应。为验*该假设，研究者设计了如下实验，请完善该实验设计。

（5）请根据本研究结果，在农业生产中提高产量提出合理建议。

【回答】

（1）膜蛋白（糖蛋白））；共同进化（共同进化）

（2）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）①水杨*；

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*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*信号通路中起作用。

②EP→植物免疫

（4）（全对 3 分）

（5）适当时喷施一定量的水杨*

解析：（1）病原菌入侵植物时，能够被植物细胞膜表面的糖蛋白识别。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。这是植物和病原菌在长期的进化过程选择出来的一种生存方式，属于协同进化（共同进化）。

（2）由图 1 分析可知，敲除E 基因（E 基因突变）的植物出现了胝质沉淀，野生型（E 基因正常）没有，说明 E 基因通过抑制胝质沉淀的形成抑制植物免疫；由图 2 分析可知，敲除 E 基因的植物 H2O2 含量明显高于野生型，说明 E 基因通过抑制 H2O2 的产生进而抑制植物免疫。

（3）

①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*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*信号通路中起作用。

②由上图分析推测；P 基因促进植物免疫，E 基因抑制植物免疫，如果 P 基因是上游基因 E，敲除 P，解除了对 E 的抑制，则抑制免疫，则 3 组发病高，但如果是双敲除，

E 减少，则植物不容易患病，但 3 组和 4 组植物患病无明显差异，所以 E 是P 的上游基因。

（4）由假设可知，自变量是水杨*增强，所以材料处理、感染处理都是无关变量，若假设成立，则实验组的水杨*增多。由图 1、2 可知，敲除 E 基因的拟南芥，胝质沉淀增多，H2O2 含量多，所以

（5）本研究结果是水杨*增强了植物的免疫反应，所以农业生产上施加水杨*可以提高植物抗病菌感染能力。

知识点：植物生命活动的调节

题型：综合题

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