浏览完整试题此时他们遇到了第一个也是最重要的问题:在独脚金喜欢寄生的高粱等单子叶植物上,SL合成之后的分泌机制尚不清楚,到底是谁把SL散播出去“引诱”独脚金的呢?为了弄清这个机制,他们设计了颇为精妙的实验。 SL是宿主植物在细胞质中合成的,并通过一类蛋白运输到细胞外,分泌到根系周围。担任这一转运任务的就是ABC转运蛋白家族,它们通过水解三磷酸腺苷提供能量,从而驱动各种物质(如离子、糖、氨基酸、脂质和激素等)的跨膜运输。 研究人员在实验室中建立了一套水培高粱系统,模拟自然环境中各种状态对高粱的影响。高粱在磷缺乏的状态下SL的合成会增多,与此相关的基因表达会产生变化,比如与SL生物合成有关的蛋白和转运蛋白的就会增多。而在额外施加SL的状态下,受SL调控的基因表达也会产生变化。研究人员基于原创的基因挖掘技术结合大数据分析和相关分子及细胞生物学技术,通过分析几种状态下的高粱根表皮细胞中的基因表达差异,发现了两个ABC转运蛋白家族成员——SbSLT1和SbSLT2.通过在酵母、爪蟾卵母细胞以及拟南芥和高粱等植物中的功能验证实验,研究人员证实了SbSLT1和SbSLT2两个蛋白能够直接参与SL的转运。敲除编码这两个蛋白的基因后,SL的外排受到抑制,独脚金无法正常萌发和寄生高粱。进一步通过AI模拟预测和突变分析,研究人员发现SbSLT1和SbSLT2蛋白中的特定苯丙氨酸残基对于SL运输功能至关重要,而且该位点在所有重要作物转运通道同源蛋白中都存在。 看来,这两个关键蛋白是抵御寄生的关键,它们就像是控制独脚金寄生的“开关”,把它们“关上”,SL就无法从宿主细胞内释放到周围环境中,而独脚金的种子也感受不到让它萌发和寻找宿主的信号了。 从实验室走向田间,这个思路可行吗? 通过上述研究,大家很容易得出一个推论:如果没有这两个蛋白向外界分泌SL,独脚金就不能和高粱建立寄生关系。 在实验室中,这个推论得到了证实。 在田间实验中,研究团队在独脚金高发地区进行了田间小区试验,结果表明,敲除这两个转运蛋白基因的高粱品种对独脚金的抗性显著增强,寄生率降低了67-94%,同时高粱的产量损失减少了49%-52%。 这一成果为培育抗独脚金寄生的高粱品种提供了重要的基因资源和技术支持,为培育抗独角金寄生的农作物品种提供了全新的策略和靶点。通过精准调控这两个基因的表达,有望在不影响农作物产量的前提下,有效增强农作物对独角金的抗性。 未来,研究团队将在更多地区进行试验,以验证这种改造思路对其他独脚金种类的效果,进一步验证相关基因在其他重要作物中的作用并推动抗独脚金寄生作物的产业化。让我们期待一个没有“寄生”的世界吧。 摘编自科学大院张文韬撰稿的《“你看上我哪一点,我改还不行吗?”》 1. 下列对加点词语的理解和分析,不正确的一项是( ) A. “吸血鬼”喻指那些吸取宿主植物营养的寄生植物。 B. “引诱”在文中指的是独脚金诱惑、欺骗宿主植物的行为。 C. “开关”在文中指两个ABC转运蛋白家族成员SbSLT1和SbSLT2。 D. “关上”在文中指敲除编码SbSLT1和SbSLT2两个蛋白 基因。 2. 根据原文内容,下列说法正确的一项是( ) A. 在独脚金危害严重的地区,土壤往往缺营养,这直接导致了寄生植物更容易萌发和寄生。 B. 独脚金“喜欢”宿主植物自带的SL,这一特点为培育抵抗寄生的农作物提供了基因资源。 C. 使用独脚金内酯类似物刺激独脚金种子“自杀式”萌发效果有限且成本高昂。 D. 从实验室走向田间,这个思路可行吗?这个思路指的是我们要把实验室的研究转移到农田里。 3. 根据材料内容,下列说法不正确的一项是( ) A. 科学家改造宿主植物的思路:先否定了抑制SL的生物合成,再转向限制SL向根系分泌并在弄清SL合成之后的分泌机制。 B. 敲除编码两个蛋白的基因,SL就无法释放到周围环境,独脚金也就无法正常和宿主植物建立寄生关系。 C. SL是宿主植物产生的一种植物激素,在其细胞质中合成,分泌到根系周围,有助于寄生植物萌发。 D. 研究人员通过调控SbSLT1和SbSLT2的表达,有效增强农作物对独角金的抗性,创造了一个没有“寄生者”的世界。 4. 本文的语言生动、有趣,请结合文章分析这一特点。 5. 请梳理文章讲述的顺序,并说明作者为何这样安排内容。 【答案】1. B 2. C 3. D 4. ①使用比喻和拟人的修辞手法;把寄生植物比作“吸血鬼”,用“引诱”一词把植物的性能写作人的行为。②从故事主角的感受角度叙述,使文章在准确性的基础上更添情趣;以寄生植物和宿主植物“相亲相杀”故事开篇。③适当描写,使被说明事物栩栩如生。“‘独角金’拉丁名意为女巫”这一段对独角金的外号进行描写,形象有趣地说明独角金的隐蔽性和破坏力。 5. 文章讲述顺序是:引入主题→寄生植物的危害→SL的作用→防治难题→研究思路→发现关键转运蛋白→实验室验证→田间实验→总结与展望 安排理由:这种顺序从问题引入到解决方案,逐步展开,逻辑清晰,帮助读者理解寄生植物与宿主植物之间的复杂关系以及人类如何通过科学研究应对这一挑战。 【解析】 【导语】这篇科普文章以幽默风趣的语言风格,巧妙地将寄生植物与宿主的关系比作“爱情故事”,生动形象地解释了复杂的植物学机制。文章结构清晰,从问题提出到解决方案层层递进,既保持了科学严谨性,又通过拟人化手法和通俗比喻降低了理解门槛。结尾展望未来,体现了科学研究的现实意义,是一篇兼具趣味性和知识性的优秀科普作品。 【1题详解】 本题考查学生筛选整合信息,归纳概括要点的能力。 B.“在文中指的是独脚金诱惑、欺骗宿主植物的行为”错误,根据原文“到底是谁把SL散播出去‘引诱’独脚金的呢”可知,“引诱”的主体应为宿主植物,而非独脚金。文中提到宿主植物分泌独脚金内酯(SL),被寄生植物感知后启动萌发,因此“引诱”指宿主植物的 SL “吸引” 独脚金种子,而非独脚金“诱惑、欺骗” 宿主,此选项理解错误。 故选B。 【2题详解】 题考查学生对多个信息进行比较、辨析的能力。 A.“这直接导致了寄生植物更容易萌发和寄生”错误,原文“之前的研究发现,在营养缺乏尤其是缺磷条件下,植物会合成更多的SL以吸引共生真菌帮助吸收磷元素。这种反应也使得寄生植物更容易萌发和寄生,缺磷土壤往往是独脚金危害严重的地区”明确指出“营养缺乏尤其是缺磷”是间接原因,缺磷导致SL增多,从而引发寄生。