鹽地堿蓬能生活在靠近海灘或者海水與淡水匯合的河口地區(qū),它能在鹽脅迫逆境中正常生長(zhǎng),與其根細(xì)胞獨(dú)特的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制有關(guān)。如圖是鹽地堿蓬根細(xì)胞參與抵抗鹽脅迫的示意圖(HKT1、AKT1、SOS1和NHX均為轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白)。請(qǐng)回答問題:
(1)液泡中能儲(chǔ)存較高濃度的某些特定物質(zhì),這體現(xiàn)了液泡膜的
選擇透過性
選擇透過性
特點(diǎn),液泡膜的基本骨架是 磷脂雙分子層
磷脂雙分子層
。
(2)據(jù)圖分析,圖示各結(jié)構(gòu)中H+濃度分布存在差異,該差異主要由位于 細(xì)胞膜和液泡膜
細(xì)胞膜和液泡膜
上的H+-ATP泵轉(zhuǎn)運(yùn)H+來維持的。為減少Na+對(duì)胞內(nèi)代謝的影響,這種H+分布特點(diǎn)可使根細(xì)胞將Na+轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞膜外、液泡內(nèi),該過程中轉(zhuǎn)運(yùn)Na+所需的能量來自于 細(xì)胞膜、液泡膜兩側(cè)的H+濃度差(H+勢(shì)能)
細(xì)胞膜、液泡膜兩側(cè)的H+濃度差(H+勢(shì)能)
。
(3)在高鹽脅迫下,當(dāng)鹽浸入到根周圍的環(huán)境時(shí),Na+借助通道蛋白HKT1以 協(xié)助擴(kuò)散
協(xié)助擴(kuò)散
方式大量進(jìn)入根部細(xì)胞,同時(shí)抑制了K+進(jìn)入細(xì)胞,導(dǎo)致細(xì)胞中Na+、K+的比例異常,使細(xì)胞內(nèi)的酶失活,影響蛋白質(zhì)的正常合成。鹽地堿蓬的根細(xì)胞會(huì)借助Ca2+調(diào)節(jié)Na+、K+轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的功能,進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞中Na+、K+的比例。由此推測(cè),細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的Ca2+對(duì)HKT1和AKT1的作用依次為 抑制
抑制
、激活
激活
(填“激活”或“抑制”),使細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)合成恢復(fù)正常。
(4)為驗(yàn)證Ca2+在高鹽脅迫下對(duì)鹽地堿蓬吸收Na+、K+的調(diào)節(jié)作用,科研小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
①實(shí)驗(yàn)材料:鹽地堿蓬幼苗、一定濃度的高鹽培養(yǎng)液M(含NaCl和KCl)、Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白抑制劑溶液等。
②實(shí)驗(yàn)步驟:
a.取生長(zhǎng)發(fā)育基本相同的鹽地堿蓬幼苗分成甲、乙兩組,加入等量一定濃度的高鹽培養(yǎng)液M進(jìn)行培養(yǎng);
b.甲組加入2mL蒸餾水,乙組加入 2mLCa2+轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白抑制劑溶液(或等量的Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白抑制劑溶液)
2mLCa2+轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白抑制劑溶液(或等量的Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白抑制劑溶液)
;
c.一段時(shí)間后,測(cè)定高鹽培養(yǎng)液中Na+、K+濃度。
③預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論:與甲組相比,乙組培養(yǎng)液中 Na+濃度較低,K+濃度較高
Na+濃度較低,K+濃度較高
,說明Ca2+在一定程度上能調(diào)節(jié)細(xì)胞中Na+、K+的比例。