Question

番茄喜温不耐热，适宜的生长温度为15~33℃。研究人员在实验室控制的条件下，研究夜间低温条件对番茄光合作用的影响。实验中白天保持25℃，从每日16:00时至次日6:00时，对番茄幼苗进行15℃（对照组）和6℃的降温处理，在实验的第0、3、6、9天的9:00进行相关指标的测定。

（1）图1结果显示，夜间6℃处理后，番茄植株干重        对照组。这表明低温处理对光合作用的抑制        对呼吸作用的抑制。

（2）研究人员在实验中还测定了番茄的净光合速率、气孔开放度和胞间CO₂浓度，结果如图2所示。图中结果表明：夜间6℃低温处理，导致          ，使         供应不足，直接影响了光合作用过程中的暗反应，最终使净光合速率降低。

（3）光合作用过程中，Rubisco是一种极为关键的酶。

① 研究人员在低夜温处理的第0、9天的9:00时取样，提取并检测Rubisco的量。结果发现番茄叶片Rubisco含量下降。提取Rubisco的过程在0～4℃下进行，是为了避免           。

② 为研究Rubisco含量下降的原因，研究人员提取番茄叶片细胞的总RNA， 经          过程获得总cDNA。根据番茄Rubisco合成基因的          设计引物，再利用           技术扩增Rubisco合成基因。最后根据目的基因的产量，得出样品中Rubisco合成基因的mRNA的量。

③ 结果发现，低夜温处理组mRNA的量，第0天与对照组无差异，第9天则显著低于对照组。这说明低夜温抑制了Rubisco合成基因          过程，使Rubisco含量下降。

（4）低夜温处理还改变了光合产物向不同器官的分配，使实验组番茄叶、茎、根的光合产物分配比率高于对照组，果实的光合产物分配比率明显低于对照组，这一变化的意义是        。

Answer

（1）低于 强于

（2）气孔开放度下降 CO2

（3）①高温使酶失活 ②逆转录 （特定）碱基序列 PCR ③转录

（4）适应低温环境的自我保护

【解析】

试题分析：

（1）图1中15℃（对照组）和6℃比较，番茄植株干重显著减少，夜间植物只能进行呼吸作用，这表明低温处理对光合作用的抑制强于对呼吸作用的抑制。

（2）由图2可知，夜间6℃低温处理，导致气孔开放度下降，使CO2供应不足，直接影响了光合作用过程中的暗反应，最终使净光合速率降低。

（3）① 研究人员在低夜温处理的第0、9天的9:00时取样，提取并检测Rubisco的量。结果发现番茄叶片Rubisco含量下降。提取Rubisco的过程在0～4℃下进行，是为了避免高温使酶失活。

② 为研究Rubisco含量下降的原因，研究人员提取番茄叶片细胞的总RNA， 经逆转录过程获得总cDNA。根据番茄Rubisco合成基因的碱基序列设计引物，再利用PCR技术扩增Rubisco合成基因。最后根据目的基因的产量，得出样品中Rubisco合成基因的mRNA的量。

③ 结果发现，低夜温处理组mRNA的量，第0天与对照组无差异，第9天则显著低于对照组。这说明低夜温抑制了Rubisco合成基因转录过程，使Rubisco含量下降。

（4）低夜温处理还改变了光合产物向不同器官的分配，使实验组番茄叶、茎、根的光合产物分配比率高于对照组，果实的光合产物分配比率明显低于对照组，这一变化的意义是适应低温环境的自我保护。

考点：本题考查光合作用和呼吸作用的相关知识，意在考查学生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识网络结构的能力。