Question

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

（1）圖1結果顯示，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）研究人員在實驗中還測定了番茄的凈光合速率、氣孔開放度和胞間CO2濃度，結果如圖2所示。請依據(jù)圖中結果分析夜間6℃低溫處理，凈光合速率降低的原因_________________________。

（3）光合作用過程中，Rubisco是一種極為關鍵的酶。

①研究人員在低夜溫處理的第0、9天的9：00時取樣，提取并檢測Rubisco的量。結果發(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胞的總RNA，經(jīng)_______________過程獲得總cDNA。根據(jù)番茄Rubisco合成基因的_______________設計引物，再利用___________________技術擴增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，使實驗組番茄葉、莖、根的光合產(chǎn)物分配比率高于對照組，果實的光合產(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 強于 夜間6℃低溫處理后，導致氣孔開放度下降，使CO2 供應不足，直接影響了光合作用過程中的暗反應，最終導致凈光合速率降低 高溫使酶失活 逆轉(zhuǎn)錄 （特定）堿基序列 PCR 轉(zhuǎn)錄 適應低溫環(huán)境的自我保護

【解析】

據(jù)圖圖1中，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；

圖2可知，夜間15℃處理凈光合速率、氣孔開放程度和胞間二氧化碳濃度都增加，夜間6℃處理則都減少；

影響光合作用的因素主要有光照強度、溫度和二氧化碳濃度等。

（1）據(jù)圖1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2分析，夜間6℃低溫處理，導致氣孔開放度下降，二氧化碳供應不足，影響了光合作用過程中的暗反應，最終使凈光合速率降低。

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

②由RNA合成cDNA的過程是逆轉(zhuǎn)錄。在用PCR擴增時，需要根據(jù)目的基因（特定）堿基序列設計引物，再用PCR技術合成基因。

③mRNA的產(chǎn)生是經(jīng)過轉(zhuǎn)錄過程，低溫抑制了基因的轉(zhuǎn)錄過程使mRNA的量降低，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，使實驗組番茄葉、莖、根的光合產(chǎn)物分配比率高于對照組，果實的光合產(chǎn)物分配比率明顯低于對照組的意義在于適應低溫環(huán)境的自我保護。