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。結果發現番茄葉片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_______________過程獲得總cDNA。根據番茄Rubisco合成基因的_______________設計引物，再利用___________________技術擴增Rubisco合成基因。最后根據目的基因的產量，得出樣品中Rubisco合成基因的mRNA的量。

③結果發現，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物向不同器官的分配，使實驗組番茄葉、莖、根的光合產物分配比率高于對照組，果實的光合產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 逆轉錄 （特定）堿基序列 PCR 轉錄 適應低溫環境的自我保護

【解析】

據圖圖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的過程是逆轉錄。在用PCR擴增時，需要根據目的基因（特定）堿基序列設計引物，再用PCR技術合成基因。

③mRNA的產生是經過轉錄過程，低溫抑制了基因的轉錄過程使mRNA的量降低，使Rubisco含量下降。

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