Question

【題目】馬鈴薯植株的葉肉細(xì)胞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?shù)降叵碌母�、莖等器官，用于分解供能或儲存。圖1為馬鈴薯葉肉細(xì)胞內(nèi)光合作用與需氧呼吸的部分過程示意圖，其中①～⑤表示相關(guān)生理過程，a～f表示相關(guān)物質(zhì)；圖2為三碳糖磷酸、蔗糖與淀粉合成代謝途徑，葉綠體上的磷酸轉(zhuǎn)運器轉(zhuǎn)運出1分子三碳糖磷酸的同時轉(zhuǎn)運進(jìn)1分子Pi（磷酸分子）�；卮鹣铝袉栴}：

（1）圖1中b代表__________________，代表卡爾文循環(huán)的是__________________（填數(shù)字序號）。

（2）葉綠體內(nèi)淀粉的合成與細(xì)胞溶膠中蔗糖的合成都需要碳反應(yīng)產(chǎn)生的三碳糖磷酸，據(jù)圖2分析，當(dāng)細(xì)胞溶膠中Pi濃度__________________時，會限制三碳糖磷酸從葉綠體中運出，從而__________________淀粉在葉綠體內(nèi)的合成。

（3）篩管中的蔗糖可積累到很高的濃度，猜測蔗糖可能通過__________________方式進(jìn)入韌皮部篩管。

（4）為驗證光合產(chǎn)物以蔗糖形式運輸，研究人員將酵母菌蔗糖酶基因轉(zhuǎn)入植物，該基因表達(dá)的蔗糖酶定位在葉肉細(xì)胞的細(xì)胞壁上。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：轉(zhuǎn)基因植物出現(xiàn)嚴(yán)重的短根、短莖現(xiàn)象，其原因是__________________；該酶還導(dǎo)致葉肉細(xì)胞外__________________含量升高，被葉肉細(xì)胞吸收后，通過轉(zhuǎn)運蛋白運至葉綠體內(nèi)__________________（填“促進(jìn)”或“抑制”）光合作用進(jìn)行。

Answer 1

【答案】氧氣 ② 較低 促進(jìn) 主動轉(zhuǎn)運 葉肉細(xì)胞壁上的蔗糖酶水解胞外的蔗糖，導(dǎo)致進(jìn)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 抑制

【解析】

分析圖1：①過程為光合作用的光反應(yīng)階段，在葉綠體類囊體薄膜上進(jìn)行；②過程為光合作用暗反應(yīng)階段，在葉綠體基質(zhì)上進(jìn)行；③過程為有氧呼吸第一階段，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)行；④過程為有氧呼吸第二階段，在線粒體基質(zhì)上進(jìn)行；⑤過程為有氧呼吸第三階段，在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行；a為NADPH， b為氧氣，c為水，d為二氧化碳，e為丙酮酸，f為NADH。

（1）圖1中b代表氧氣；卡爾文循環(huán)（碳循環(huán)）即過程②。

（2）葉綠體內(nèi)淀粉的合成與細(xì)胞溶膠中蔗糖的合成都需要碳反應(yīng)產(chǎn)生的三碳糖磷酸，葉綠體上的磷酸轉(zhuǎn)運器轉(zhuǎn)運出1分子三碳糖磷酸的同時轉(zhuǎn)運進(jìn)1分子Pi（磷酸分子），當(dāng)細(xì)胞溶膠中Pi濃度較低時，會限制三碳糖磷酸從葉綠體中運出，從而促進(jìn)淀粉在葉綠體內(nèi)的合成。

（3）篩管中的蔗糖可積累到很高的濃度，蔗糖可能通過主動轉(zhuǎn)運從低濃度進(jìn)入到高濃度韌皮部篩管中。

（4）為驗證光合產(chǎn)物以蔗糖形式運輸，研究人員將酵母菌蔗糖酶基因轉(zhuǎn)入植物，該基因表達(dá)的蔗糖酶定位在葉肉細(xì)胞的細(xì)胞壁上。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：轉(zhuǎn)基因植物出現(xiàn)嚴(yán)重的短根、短莖現(xiàn)象，說明植物生長嚴(yán)重缺乏糖類等能源物質(zhì)，其原因是葉肉細(xì)胞壁上的蔗糖酶水解胞外的蔗糖，導(dǎo)致進(jìn)入篩管的蔗糖減少，根和莖得到的糖不足，生長困難；該酶水解胞外的蔗糖生成果糖和葡萄糖，導(dǎo)致葉肉細(xì)胞外果糖和葡萄糖含量升高，被葉肉細(xì)胞吸收后，通過轉(zhuǎn)運蛋白運至葉綠體內(nèi)，導(dǎo)致淀粉的含量增加，從而抑制光合作用進(jìn)行。