Question

【題目】番茄喜溫不耐熱，適宜的生長溫度為15~33℃。研究人員在實(shí)驗(yàn)室控制的條件下，研究夜間低溫條件對番茄光合作用的影響。實(shí)驗(yàn)中白天保持25℃，從每日16:00時(shí)至次日6:00時(shí)，對番茄幼苗進(jìn)行15℃（對照組）和6℃的降溫處理，在實(shí)驗(yàn)的第0、3、6、9天的9:00進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的測定。

（1）圖1結(jié)果顯示，夜間6℃處理后，番茄植株干重________對照組。這表明低溫處理對光合作用的抑制________對呼吸作用的抑制。

（2）研究人員在實(shí)驗(yàn)中還測定了番茄的凈光合速率、氣孔開放度和胞間CO2濃度，結(jié)果如圖2所示。圖中結(jié)果表明：夜間6℃低溫處理，導(dǎo)致__________，使__________供應(yīng)不足，直接影響了光合作用過程中的暗反應(yīng)，最終使凈光合速率降低。

（3）光合作用過程中，Rubisco是一種極為關(guān)鍵的酶。

① 研究人員在低夜溫處理的第0、9天的9:00時(shí)取樣，提取并檢測Rubisco的量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)番茄葉片Rubisco含量下降。提取Rubisco的過程在0～4℃下進(jìn)行，是為了避免___________。

② 為研究Rubisco含量下降的原因，研究人員提取番茄葉片細(xì)胞的總RNA， 經(jīng)__________過程獲得總cDNA。根據(jù)番茄Rubisco合成基因的__________設(shè)計(jì)引物，再利用___________技術(shù)擴(kuò)增Rubisco合成基因。最后根據(jù)目的基因的產(chǎn)量，得出樣品中Rubisco合成基因的mRNA的量。

③ 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，低夜溫處理組mRNA的量，第0天與對照組無差異，第9天則顯著低于對照組。這說明低夜溫抑制了Rubisco合成基因__________過程，使Rubisco含量下降。

（4）低夜溫處理還改變了光合產(chǎn)物向不同器官的分配，使實(shí)驗(yàn)組番茄葉、莖、根的光合產(chǎn)物分配比率高于對照組，果實(shí)的光合產(chǎn)物分配比率明顯低于對照組，這一變化的意義是________。

Answer 1

【答案】 低于 強(qiáng)于 氣孔開放度下降 CO2 高溫使酶失活 逆轉(zhuǎn)錄 （特定）堿基序列 PCR 轉(zhuǎn)錄 適應(yīng)低溫環(huán)境的自我保護(hù)

【解析】（1）據(jù)圖分析，夜間6℃處理后，番茄植株干重低于對照組，可能的原因是低溫處理對光合作用的抑制高于對呼吸作用的抑制．

（2）據(jù)圖分析，夜間6℃低溫處理，導(dǎo)致氣孔開放度下降，二氧化碳供應(yīng)不足，影響了光合作用過程中的暗反應(yīng)，最終使凈光合速率降低．

（3）①提取Rubisco的過程在0～4℃下進(jìn)行，是為了保證酶的活性，避免高溫使酶失活．

②提取番茄葉片細(xì)胞的總RNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄可以獲得其基因文庫總cDNA．根據(jù)番茄Rubisco合成基因的（特定）堿基序列設(shè)計(jì)引物，再利用PCR技術(shù)擴(kuò)增Rubisco合成基因．

③題干實(shí)驗(yàn)說明低夜溫抑制了Rubisco合成基因的轉(zhuǎn)錄過程，使Rubisco含量下降，結(jié)果導(dǎo)致低夜溫處理組mRNA的量，第0天與對照組無差異，第9天則顯著低于對照組．

（4）低夜溫處理還改變了光合產(chǎn)物向不同器官的分配，使實(shí)驗(yàn)組番茄葉、莖、根的光合產(chǎn)物分配比率高于對照組，果實(shí)的光合產(chǎn)物分配比率明顯低于對照組的意義在于適應(yīng)低溫環(huán)境的自我保護(hù)