Question

马铃薯叶片光合作用合成的有机物以蔗糖的形式通过韧皮部的筛管运输到地下的匍匐枝，用于分解供能或储存。研究人员对蔗糖的运输、利用和储存进行了研究。

（1）叶肉细胞中的________与CO₂结合形成C₃，据图2判断丙糖磷酸是否为碳（暗）反应的第一个产物C₃，作出判断的依据是________。

（2）叶肉细胞合成的蔗糖通过筛管运输至根、茎等器官。

①蔗糖“装载”进入筛管可能通过________使筛管中的蔗糖积累到很高的浓度（选择下列序号填写）。

a.自由扩散       b.协助扩散        c.主动运输

②为了验证光合产物以蔗糖形式运输，研究人员将酵母菌蔗糖酶基因转入植物，该基因表达的蔗糖酶定位在叶肉细胞的细胞壁上。结果发现：转基因植物出现严重的短根、短茎现象，其原因是_________；该酶还导致叶肉细胞外________含量升高，被叶肉细胞吸收后通过_________调节机制抑制了光合作用。

（3）马铃薯块茎是通过地下茎顶端的侧向膨胀而不断发育的（见图）。筛管中的蔗糖在此处“卸载”，进入地下茎细胞中，细胞中的蔗糖酶催化蔗糖水解，蔗糖合酶参与催化蔗糖转化成淀粉的过程。据上述信息和图3分析，蔗糖合酶主要分布的部位是__________，其生物学意义是__________。

Answer

C5 不是，丙糖磷酸是在ATP和NADPH参与下C3被还原的产物 c 叶肉细胞壁上的蔗糖酶水解胞外的蔗糖，导致进入筛管的蔗糖减少，根和茎得到的糖不足，生长困难 葡萄糖和果糖 （负）反馈 地下茎膨大部分 有利于块茎中淀粉的合成和积累

【解析】

光合作用包括：光反应和碳反应两个阶段。光反应为暗反应提供物质基础。光反应过程：首先叶绿体中的色素吸收光能，并利用这部分能量，把水光解为氧气和还原氢，并利用ADP+Pi生成ATP。暗反应过程：首先叶绿体基质中的C5化合物固定二氧化碳，并生成2个C3，C3化合物被光反应生成的ATP+还原氢，还原成有机物和C5（再循环）。

（1）光合作用的暗反应中C5 与CO2结合形成C3，称为CO2的固定。根据图2判断，在ATP和NADPH参与下C3被还原成丙糖磷酸，因而丙糖磷酸不是暗反应的第一个产物C3。

（2）①依据题干信息“使筛管中的蔗糖积累到很高的浓度”可知，蔗糖“装载”进入筛管可能通过主动运输的形式。

②蔗糖通过主动运输透过细胞膜后达到细胞外，而此时叶肉细胞壁上的蔗糖酶将蔗糖水解成果糖和葡萄糖，一方面使进入筛管的蔗糖减少，根和茎得到的糖不足，生长困难，从而表现出短根、短茎现象，另一方面果糖和葡萄糖叶肉细胞吸收后是叶绿体中的果糖和葡萄糖含量升高，通过负反馈调节进而抑制光合作用的速率。

（3）由“蔗糖合酶参与催化蔗糖转化成淀粉的过程”，可知蔗糖合酶主要分布地下茎膨大部分，这样有利于块茎中淀粉的合成和积累。