Question

请结合植物光合作用相关知识和题目信息，回答下列问题。

（1）植物叶片光合作用的产物，通常以蔗糖的形式运输到叶片以外的其他部位，因此如果需要用叶片干重变化反映（净）光合作用强度需要选取 ____（离体/不离体）叶片。如果植物光合作用产物不能正常运出叶片，产物在细胞中积累将直接抑制光合作用的 ___________阶段。一些器官接受蔗糖前先要蔗糖酶将蔗糖水解为 ________才能吸收。

（2）番茄中INVIN基因编码一种与蔗糖代谢有关的蛋白质，该基因在果实中表达。利用RNA沉默技术构建INVIN蛋白产生受抑制的转基因植株INVINsi，测量获得的番茄果实中含糖量如图一所示，与野生型植株相比转基因植株果实含糖量较_____，说明INVIN蛋白可以____糖在番茄果实中的积累。

（3）为探究INVIN基因作用机理，将细胞分裂素响应启动子Lin6与INVIN基因连接， 利用 ____________________法转入烟草，构建Lin6：INVIN转基因植株，用细胞分裂素处理可以诱导INVIN基表达。将细胞分裂素水液涂抹在叶片某一位，另一位涂抹____________________，测定野生植株和转基因植株不同部位的含糖量如图二示通过该图可以判断INVIN可以 ____________________蔗糖酶的活性。根据以上实验结果和相关信息解释转基因植株INVINsi果实含糖量提高的原因  __________________________ 。

（4）如果要证实上述说法，则实验组应选择的材料、检测指标_____。

A．INVINsi    B．Lin6：INVIN    C．野生型植株            D．叶片中糖含量    E．果实中糖含量    F．叶片中蔗糖酶的活性    H．果实蔗糖酶活性

该实验的预期结果为 _____。

Answer

离体 碳（暗）反应 葡萄糖和果糖 高 抑制 农杆菌转化 等量蒸馏水 抑 制 （ 减 少 ） INVINsi番茄果实中不产生INVIN基因编码蛋白，蔗糖酶活性不被抑制相对较高，来自叶片光合产物蔗糖，更多被分解为葡萄糖和果糖，更多糖被果实细胞吸收。 A H INVINsi果实蔗糖酶活性高于野生型

【解析】

1.蔗糖是二糖，由1分子葡萄糖和1分子果糖构成。

2. 分析直方图一可知：利用RNA沉默技术构建INVIN蛋白产生受抑制的转基因植株INVINsi，测量获得的番茄果实中含糖量中，与野生型植株（空白直方柱）相比转基因植株果实含糖量较高；说明INVIN蛋白可以抑制糖在番茄果实中的积累。

3. 分析图二可知，Lin6：INVIN转基因植株的葡萄糖与果糖的含量比野生型植株的低，蔗糖可以被蔗糖酶水解成葡萄糖和果糖，故通过该图可以判断INVIN可以抑制（减少）蔗糖酶的活性。

（1）植物叶片光合作用的产物，通常以蔗糖的形式运输到叶片以外的其他部位，因此如果需要用叶片干重变化反映（净）光合作用强度需要选取离体的叶片，以便称重。如果植物光合作用产物不能正常运出叶片，蔗糖等产物在细胞中积累将直接抑制光合作用的碳（暗）反应阶段。蔗糖是二糖，不能被直接吸收，一些器官接受蔗糖前先要蔗糖酶将蔗糖水解为葡萄糖和果糖才能吸收。

（2）分析直方图一可知：利用RNA沉默技术构建INVIN蛋白产生受抑制的转基因植株INVINsi，测量获得的番茄果实中含糖量中，与野生型植株（空白直方柱）相比转基因植株果实含糖量较高；说明INVIN蛋白可以抑制糖在番茄果实中的积累。

（3）常用农杆菌转化法将目的基因转入植物细胞如烟草中，构建Lin6：INVIN转基因植株；用细胞分裂素处理可以诱导INVIN基表达。将细胞分裂素水液涂抹在叶片某一位，另一位涂抹等量蒸馏水做空白对照；测定野生植株和转基因植株不同部位的含糖量，分析图二可知，Lin6：INVIN转基因植株的葡萄糖与果糖的含量比野生型植株的低，蔗糖可以被蔗糖酶水解成葡萄糖和果糖，故通过该图可以判断INVIN可以抑制（减少）蔗糖酶的活性。根据以上实验结果和相关信息可知，转基因植株INVINsi果实含糖量提高的原因是INVINsi番茄果实中不产生INVIN基因编码蛋白，蔗糖酶活性不被抑制相对较高，来自叶片的光合产物蔗糖，更多被分解为葡萄糖和果糖，更多糖被果实细胞吸收。

（4）如果要证实转基因植株INVINsi果实含糖量提高的原因，则实验组应选择INVINsi植株为实验材料，故选A；其含糖量高的原因是INVINsi番茄果实中不产生INVIN基因编码蛋白，蔗糖酶活性不被抑制相对较高，来自叶片光合产物蔗糖，更多被分解为葡萄糖和果糖，更多糖被果实细胞吸收，故检测指标果实蔗糖酶活性，故选H。该实验的预期结果为INVINsi果实蔗糖酶活性高于野生型。

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