Question

高温胁迫会使细胞膜过氧化程度加剧，透性加大，电解质外渗。 TaERECTA基因（以下称为T基因）过量表达可以提髙小麦高温胁迫下的光合速率。为研究花期高温胁迫对转T基因小麦生理特性和光合作用的影响，通过盆栽方式将对照株系（CK）、野生型株系（WT）以及3个超表达水平稳定的转T基因小麦株系Ⅰ3、L6和Ⅰ15种植于隔离室。定期测定相关指标，实验结果如图所示，回答下列问题：

（1）随髙温胁迫时间延长，小麦植株的相对含水量呈降低趋势，含量水减少直接影响光反应过程中___________的产生，小麦细胞中自由水的生理作用是______________________（答两点）

（2）短时间高温胁迫下，一些转T基因小麦具有较高的相对含水量，高温胁迫3h后各株系小麦叶片相对含水量迅速降低，原因是______________________。

（3）高温胁迫下，转基因小麦的相对电导率___________（填高于或低于）CK株系，说明高温胁迫下，转T基因小麦___________的损伤较小。

（4）高温胁迫下，T基因过量表达可以适度提高小麦的光合速率，由实验推断高温胁迫下小麦T基因的作用可能是______________________。

Answer

[H]（NADPH）、O2 细胞内良好的溶剂；许多生化反应需要水参与；为细胞生活提供液体环境 随高温胁迫时间延长，蒸腾速率升高，小麦植株相对含水量迅速减少 低于 细胞膜 表达产物可降低细胞膜的过氧化程度，参与调控细胞膜结构的相对稳定性，减少细胞内容物外渗，降低高温对叶片的伤害（通过调控降低植株对高温胁迫的敏感性）

【解析】

从柱状图看出，在较短的时间内，转T基因小麦株系能够保持植物的水分，同时相对电导率降低，说明转入的基因能够防止细胞膜的破裂。

（1）光反应的产物有ATP、[H]和O2，自由水的功能是：①是细胞内的良好溶剂，是许多化学反应的介质；②参与多种生物化学反应；③自由水能自由移动，对运送营养物质和代谢废物具有重要作用等。

（3）在高温环境下，植物通过蒸腾作用散失水分降低自身的温度，所以高温胁迫3h后，蒸腾速率升高，小麦植株相对含水量迅速减少。

（3）从图中看出，转基因小麦的相对电导率低于CK株系，由于电导率是评价细胞膜通透性的指标，所以细胞膜损伤越小，电导率低，因此转基因小麦的细胞膜损伤小。

（4）可以将T基因可以适度提高小麦的光合速率和高温胁迫会使细胞膜过氧化程度加剧，透性加大这两个信息联系起进行解答，可能的原因是T基因表达产物可降低细胞膜的过氧化程度，参与调控细胞膜结构的相对稳定性，减少细胞内容物外渗，降低高温对叶片的伤害（通过调控降低植株对高温胁迫的敏感性）。