Question

【題目】請結合植物光合作用相關知識和題目信息，回答下列問題。

（1）植物葉片光合作用的產物，通常以蔗糖的形式運輸到葉片以外的其他部位，因此如果需要用葉片干重變化反映（凈）光合作用強度需要選取 ____（離體/不離體）葉片。如果植物光合作用產物不能正常運出葉片，產物在細胞中積累將直接抑制光合作用的 ___________階段。一些器官接受蔗糖前先要蔗糖酶將蔗糖水解為 ________才能吸收。

（2）番茄中INVIN基因編碼一種與蔗糖代謝有關的蛋白質，該基因在果實中表達。利用RNA沉默技術構建INVIN蛋白產生受抑制的轉基因植株INVINsi，測量獲得的番茄果實中含糖量如圖一所示，與野生型植株相比轉基因植株果實含糖量較_____，說明INVIN蛋白可以____糖在番茄果實中的積累。

（3）為探究INVIN基因作用機理，將細胞分裂素響應啟動子Lin6與INVIN基因連接， 利用 ____________________法轉入煙草，構建Lin6：INVIN轉基因植株，用細胞分裂素處理可以誘導INVIN基表達。將細胞分裂素水液涂抹在葉片某一位，另一位涂抹____________________，測定野生植株和轉基因植株不同部位的含糖量如圖二示通過該圖可以判斷INVIN可以 ____________________蔗糖酶的活性。根據以上實驗結果和相關信息解釋轉基因植株INVINsi果實含糖量提高的原因 __________________________ 。

（4）如果要證實上述說法，則實驗組應選擇的材料、檢測指標_____。

A．INVINsi B．Lin6：INVIN C．野生型植株 D．葉片中糖含量 E．果實中糖含量 F．葉片中蔗糖酶的活性 H．果實蔗糖酶活性

該實驗的預期結果為 _____。

Answer 1

【答案】離體 碳（暗）反應 葡萄糖和果糖 高 抑制 農桿菌轉化 等量蒸餾水 抑 制 （ 減 少 ） INVINsi番茄果實中不產生INVIN基因編碼蛋白，蔗糖酶活性不被抑制相對較高，來自葉片光合產物蔗糖，更多被分解為葡萄糖和果糖，更多糖被果實細胞吸收。 A H INVINsi果實蔗糖酶活性高于野生型

【解析】

1.蔗糖是二糖，由1分子葡萄糖和1分子果糖構成。

2. 分析直方圖一可知：利用RNA沉默技術構建INVIN蛋白產生受抑制的轉基因植株INVINsi，測量獲得的番茄果實中含糖量中，與野生型植株（空白直方柱）相比轉基因植株果實含糖量較高；說明INVIN蛋白可以抑制糖在番茄果實中的積累。

3. 分析圖二可知，Lin6：INVIN轉基因植株的葡萄糖與果糖的含量比野生型植株的低，蔗糖可以被蔗糖酶水解成葡萄糖和果糖，故通過該圖可以判斷INVIN可以抑制（減少）蔗糖酶的活性。

（1）植物葉片光合作用的產物，通常以蔗糖的形式運輸到葉片以外的其他部位，因此如果需要用葉片干重變化反映（凈）光合作用強度需要選取離體的葉片，以便稱重。如果植物光合作用產物不能正常運出葉片，蔗糖等產物在細胞中積累將直接抑制光合作用的碳（暗）反應階段。蔗糖是二糖，不能被直接吸收，一些器官接受蔗糖前先要蔗糖酶將蔗糖水解為葡萄糖和果糖才能吸收。

（2）分析直方圖一可知：利用RNA沉默技術構建INVIN蛋白產生受抑制的轉基因植株INVINsi，測量獲得的番茄果實中含糖量中，與野生型植株（空白直方柱）相比轉基因植株果實含糖量較高；說明INVIN蛋白可以抑制糖在番茄果實中的積累。

（3）常用農桿菌轉化法將目的基因轉入植物細胞如煙草中，構建Lin6：INVIN轉基因植株；用細胞分裂素處理可以誘導INVIN基表達。將細胞分裂素水液涂抹在葉片某一位，另一位涂抹等量蒸餾水做空白對照；測定野生植株和轉基因植株不同部位的含糖量，分析圖二可知，Lin6：INVIN轉基因植株的葡萄糖與果糖的含量比野生型植株的低，蔗糖可以被蔗糖酶水解成葡萄糖和果糖，故通過該圖可以判斷INVIN可以抑制（減少）蔗糖酶的活性。根據以上實驗結果和相關信息可知，轉基因植株INVINsi果實含糖量提高的原因是INVINsi番茄果實中不產生INVIN基因編碼蛋白，蔗糖酶活性不被抑制相對較高，來自葉片的光合產物蔗糖，更多被分解為葡萄糖和果糖，更多糖被果實細胞吸收。

（4）如果要證實轉基因植株INVINsi果實含糖量提高的原因，則實驗組應選擇INVINsi植株為實驗材料，故選A；其含糖量高的原因是INVINsi番茄果實中不產生INVIN基因編碼蛋白，蔗糖酶活性不被抑制相對較高，來自葉片光合產物蔗糖，更多被分解為葡萄糖和果糖，更多糖被果實細胞吸收，故檢測指標果實蔗糖酶活性，故選H。該實驗的預期結果為INVINsi果實蔗糖酶活性高于野生型。

。