Question

【題目】番茄喜溫不耐熱，其適宜的生長溫度為15～33℃。研究人員在實(shí)驗(yàn)室控制的條件下開展了一系列實(shí)驗(yàn)。

（1）探究單株番茄光合作用強(qiáng)度與種植密度的關(guān)系，結(jié)果如圖1所示。與M點(diǎn)相比，N點(diǎn)限制單株光合作用強(qiáng)度最主要的外界因素是 ，圖1給我們的啟示是在栽培農(nóng)作物時(shí)要注意 。

（2）將該植物放在密閉恒溫玻璃箱中，日光自然照射連續(xù)48小時(shí)，測(cè)得數(shù)據(jù)繪制成曲線，如圖2。圖中光合速率和呼吸速率相等的時(shí)間點(diǎn)有 個(gè)，30 h時(shí)植物葉肉細(xì)胞內(nèi)的CO2移動(dòng)方向是 。該植物前24小時(shí)平均光合作用強(qiáng)度 （大于/小于/等于）后24 h平均光合作用強(qiáng)度。

（3）在研究夜間低溫條件對(duì)番茄光合作用影響的實(shí)驗(yàn)中，白天保持25℃，從每日16:00時(shí)至次日6:00時(shí)，對(duì)番茄幼苗進(jìn)行15℃（對(duì)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)行了番茄的凈光合速率、氣孔開放度和胞間CO2濃度等指標(biāo)的測(cè)定，結(jié)果如圖3所示。圖中結(jié)果表明：由于 的緣故，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。

（4）光合作用過程中，Rubisco是一種極為關(guān)鍵的酶。研究人員在低夜溫處理的第0天、第9天的9:00時(shí)取樣，提取并檢測(cè)Rubisco的量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)番茄葉片Rubisco含量下降。提取Rubisco的過程需在0～4℃下進(jìn)行，是為了避免 。

（5）為研究Rubisco含量下降的原因，研究人員提取番茄葉片細(xì)胞總的RNA， 經(jīng) 過程可獲得總的DNA。再利用PCR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。

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

Answer 1

【答案】（1）光照強(qiáng)度； 合理密植

(2)4； 由線粒體到葉綠體； 小于

(3)夜間6℃低溫處理，導(dǎo)致氣孔開放度下降，胞間CO2濃度低，使CO2供應(yīng)不足

(4)高溫改變了酶的活性（或改變空間結(jié)構(gòu)）

(5)逆轉(zhuǎn)錄 （6）轉(zhuǎn)錄

【解析】

（1）分析圖乙可知：種植密度越大，單株光合作用強(qiáng)度越小，因?yàn)榉N植密度越大，葉子重疊越多，單株接受的光照越少，在栽培農(nóng)作物時(shí)要注意合理密植；

（2）呼吸速率與光合速率相等時(shí)，從外界吸收CO2速率為零，所以呼吸速率與光合速率相等的時(shí)間點(diǎn)有4個(gè)，即6、18、30、42小時(shí)．在18h時(shí)，光合速率等于呼吸速率，葉肉細(xì)胞中CO2的移動(dòng)方向?yàn)橛删�粒體到葉綠體．由溫室內(nèi)CO2濃度曲線及植物CO2吸收速率曲線可知，前24小時(shí)比后24小時(shí)CO2濃度變化及CO2吸收速率小，所以前24小時(shí)比后24小時(shí)的平均光照強(qiáng)度弱．

（3）據(jù)圖3分析，夜間6℃低溫處理，導(dǎo)致氣孔開放度下降，胞間CO2濃度低，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．

（4）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．

（5）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．

（6）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(duì)照組無差異，第9天則顯著低于對(duì)照組．