Question

【題目】番茄喜溫不耐熱，其適宜的生長溫度為15～33℃。研究人員在實驗室控制的條件下開展了一系列實驗。

（1）探究單株番茄光合作用強度與種植密度的關系，結(jié)果如圖1所示。與M點相比，N點限制單株光合作用強度最主要的外界因素是 ，圖1給我們的啟示是在栽培農(nóng)作物時要注意 。

（2）將該植物放在密閉恒溫玻璃箱中，日光自然照射連續(xù)48小時，測得數(shù)據(jù)繪制成曲線，如圖2。圖中光合速率和呼吸速率相等的時間點有 個，30 h時植物葉肉細胞內(nèi)的CO2移動方向是 。該植物前24小時平均光合作用強度 （大于/小于/等于）后24 h平均光合作用強度。

（3）在研究夜間低溫條件對番茄光合作用影響的實驗中，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進行了番茄的凈光合速率、氣孔開放度和胞間CO2濃度等指標的測定，結(jié)果如圖3所示。圖中結(jié)果表明：由于 的緣故，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。

（4）光合作用過程中，Rubisco是一種極為關鍵的酶。研究人員在低夜溫處理的第0天、第9天的9:00時取樣，提取并檢測Rubisco的量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)番茄葉片Rubisco含量下降。提取Rubisco的過程需在0～4℃下進行，是為了避免 。

（5）為研究Rubisco含量下降的原因，研究人員提取番茄葉片細胞總的RNA， 經(jīng) 過程可獲得總的DNA。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。

（6）結(jié)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。這說明低夜溫主要抑制了Rubisco合成基因 的過程，使Rubisco含量下降。

Answer 1

【答案】（1）光照強度； 合理密植

(2)4； 由線粒體到葉綠體； 小于

(3)夜間6℃低溫處理，導致氣孔開放度下降，胞間CO2濃度低，使CO2供應不足

(4)高溫改變了酶的活性（或改變空間結(jié)構）

(5)逆轉(zhuǎn)錄 （6）轉(zhuǎn)錄

【解析】

（1）分析圖乙可知：種植密度越大，單株光合作用強度越小，因為種植密度越大，葉子重疊越多，單株接受的光照越少，在栽培農(nóng)作物時要注意合理密植；

（2）呼吸速率與光合速率相等時，從外界吸收CO2速率為零，所以呼吸速率與光合速率相等的時間點有4個，即6、18、30、42小時．在18h時，光合速率等于呼吸速率，葉肉細胞中CO2的移動方向為由線粒體到葉綠體．由溫室內(nèi)CO2濃度曲線及植物CO2吸收速率曲線可知，前24小時比后24小時CO2濃度變化及CO2吸收速率小，所以前24小時比后24小時的平均光照強度弱．

（3）據(jù)圖3分析，夜間6℃低溫處理，導致氣孔開放度下降，胞間CO2濃度低，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．

（4）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．

（5）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．

（6）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(jié)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．