Question

【題目】馬鈴薯葉片光合作用合成的有機物以蔗糖的形式通過韌皮部的篩管運輸到地下的匍匐枝，用于分解供能或儲存。研究人員對蔗糖的運輸、利用和儲存進行了研究。

（1）葉肉細胞中的________與CO2結合形成C3，據圖2判斷丙糖磷酸是否為碳（暗）反應的第一個產物C3，作出判斷的依據是________。

（2）葉肉細胞合成的蔗糖通過篩管運輸至根、莖等器官。

①蔗糖“裝載”進入篩管可能通過________使篩管中的蔗糖積累到很高的濃度（選擇下列序號填寫）。

a.自由擴散 b.協助擴散 c.主動運輸

②為了驗證光合產物以蔗糖形式運輸，研究人員將酵母菌蔗糖酶基因轉入植物，該基因表達的蔗糖酶定位在葉肉細胞的細胞壁上。結果發現：轉基因植物出現嚴重的短根、短莖現象，其原因是_________；該酶還導致葉肉細胞外________含量升高，被葉肉細胞吸收后通過_________調節機制抑制了光合作用。

（3）馬鈴薯塊莖是通過地下莖頂端的側向膨脹而不斷發育的（見圖）。篩管中的蔗糖在此處“卸載”，進入地下莖細胞中，細胞中的蔗糖酶催化蔗糖水解，蔗糖合酶參與催化蔗糖轉化成淀粉的過程。據上述信息和圖3分析，蔗糖合酶主要分布的部位是__________，其生物學意義是__________。

Answer 1

【答案】C5 不是，丙糖磷酸是在ATP和NADPH參與下C3被還原的產物 c 葉肉細胞壁上的蔗糖酶水解胞外的蔗糖，導致進入篩管的蔗糖減少，根和莖得到的糖不足，生長困難 葡萄糖和果糖 （負）反饋 地下莖膨大部分 有利于塊莖中淀粉的合成和積累

【解析】

光合作用包括：光反應和碳反應兩個階段。光反應為暗反應提供物質基礎。光反應過程：首先葉綠體中的色素吸收光能，并利用這部分能量，把水光解為氧氣和還原氫，并利用ADP+Pi生成ATP。暗反應過程：首先葉綠體基質中的C5化合物固定二氧化碳，并生成2個C3，C3化合物被光反應生成的ATP+還原氫，還原成有機物和C5（再循環）。

（1）光合作用的暗反應中C5 與CO2結合形成C3，稱為CO2的固定。根據圖2判斷，在ATP和NADPH參與下C3被還原成丙糖磷酸，因而丙糖磷酸不是暗反應的第一個產物C3。

（2）①依據題干信息“使篩管中的蔗糖積累到很高的濃度”可知，蔗糖“裝載”進入篩管可能通過主動運輸的形式。

②蔗糖通過主動運輸透過細胞膜后達到細胞外，而此時葉肉細胞壁上的蔗糖酶將蔗糖水解成果糖和葡萄糖，一方面使進入篩管的蔗糖減少，根和莖得到的糖不足，生長困難，從而表現出短根、短莖現象，另一方面果糖和葡萄糖葉肉細胞吸收后是葉綠體中的果糖和葡萄糖含量升高，通過負反饋調節進而抑制光合作用的速率。

（3）由“蔗糖合酶參與催化蔗糖轉化成淀粉的過程”，可知蔗糖合酶主要分布地下莖膨大部分，這樣有利于塊莖中淀粉的合成和積累。