Question

20．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，番茄植株干重低于對照組．這表明低溫處理對光合作用的抑制強于對呼吸作用的抑制．

（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．圖中結果表明：夜間6℃低溫處理，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，最終使凈光合速率降低．
（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，是為了避免高溫使酶失活．
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)逆轉(zhuǎn)錄過程獲得總cDNA．根據(jù)番茄Rubisco合成基因的（特定）堿基序列設計引物，再利用PCR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合成基因轉(zhuǎn)錄過程，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，這一變化的意義是適應低溫環(huán)境的自我保護．

Answer 1

分析 據(jù)圖分析，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．據(jù)此分析作答．

解答 解：（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提取番茄葉片細胞的總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）堿基序列設計引物，再利用PCR技術擴增Rubisco合成基因．
③題干實驗說明低夜溫抑制了Rubisco合成基因的轉(zhuǎn)錄過程，使Rubisco含量下降，結果導致低夜溫處理組mRNA的量，第0天與對照組無差異，第9天則顯著低于對照組．
（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．
故答案為：
（1）低于              強于
（2）氣孔開放度下降      CO₂
（3）①高溫使酶失活    ②逆轉(zhuǎn)錄    （特定）堿基序列    PCR   ③轉(zhuǎn)錄
（4）適應低溫環(huán)境的自我保護

點評 本題考查了環(huán)境因素對光合作用、呼吸作用的影響的有關知識，意在考查考生能運用所學知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結論的能力；從題目所給的圖形中獲取有效信息的能力．