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    【题目】番茄喜温不耐热，其适宜的生长温度为15～33℃．研究人员在实验室控制的条件下开展了一系列实验．

    （1）探究单株番茄光合作用强度与种植密度的关系，结果如图1所示．与M点相比，N点限制单株光合作用强度的外界因素是_____，图1给我们的启示是在栽培农作物时要注意_____．

    （2）将该植物放在密闭恒温玻璃箱中，日光自然照射连续48小时，测得数据绘制成曲线，如图2．图中光合速率和呼吸速率相等的时间点有_____个，30 h时植物叶肉细胞内的CO2移动方向是_____．该植物前24小时平均光合作用强度_____（大于/小于/等于）后24 h平均光合作用强度。

    （3）在研究夜间低温条件对番茄光合作用影响的实验中，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进行了番茄的净光合速率、气孔开放度和胞间CO2浓度等指标的测定，结果如图3所示．图中结果表明：由于_____的缘故，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。

    光合作用过程中，Rubisco是一种极为关键的酶．研究人员在低夜温处理的第0天、第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。

    （4）提取Rubisco的过程需在0～4℃下进行，是为了避免_____。

    （5）为研究Rubisco含量下降的原因，研究人员提取番茄叶片细胞总的RNA，经_____过程可获得总的DNA．可以根据番茄Rubisco合成基因的_____设计了“一段短的核酸单链”，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。

    （6）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．这说明低夜温主要抑制了Rubisco合成基因_____的过程，使Rubisco含量下降。

    【答案】光照强度 合理密植 4 由线粒体到叶绿体 小于 夜间6℃低温处理，导致气孔开放度下降，胞间CO2浓度低，使CO2供应不足 高温改变了酶的活性（或改变空间结构） 逆转录 （特定）碱基序列 转录

    【解析】

    分析题图：图1为种植密度和单株光合作用强度的关系，种植越密，叶子重叠越多，单株接受的光照越少，在栽培农作物时要注意合理密植；

    图2中的CO2吸收速率可表示该植物的净光合速率，前3h内，植物只进行呼吸作用；3～6h时，细胞呼吸速率大于光合速率；6h时，细胞呼吸速率与光合速率相等；6～18h时，光合速率大于呼吸速率，有机物在不断积累；18h时，细胞呼吸速率与光合速率相等；18h～21h时，细胞呼吸速率大于光合速率；21h～24h时，植物只进行呼吸作用。

    图3中，夜间15℃处理净光合速率、气孔开放程度和胞间二氧化碳浓度都增加，夜间6℃处理则都减少，影响光合作用的因素主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度等。

    （1）分析图乙可知：种植密度越大，单株光合作用强度越小，因为种植密度越大，叶子重叠越多，单株接受的光照越少，在栽培农作物时要注意合理密植。

    （2）呼吸速率与光合速率相等时，从外界吸收CO2速率为零，所以呼吸速率与光合速率相等的时间点有4个，即6、18、30、42小时；在30h时，光合速率等于呼吸速率，叶肉细胞中CO2的移动方向为由线粒体到叶绿体；由温室内CO2浓度曲线及植物CO2吸收速率曲线可知，前24小时比后24小时CO2浓度变化及CO2吸收速率小，所以前24小时比后24小时的平均光照强度弱。

    （3）据图3分析，夜间6℃低温处理，导致气孔开放度下降，胞间CO2浓度低，二氧化碳供应不足，影响了光合作用过程中的暗反应，最终使净光合速率降低。

    （4）提取Rubisco的过程在0～4℃下进行，是为了保证酶的活性，避免高温使酶失活。

    （5）提取番茄叶片细胞的总RNA，经逆转录可以获得其基因文库总cDNA．根据番茄Rubisco合成基因的（特定）碱基序列设计引物，再利用PCR技术扩增Rubisco合成基因。

    （6）题干实验说明低夜温抑制了Rubisco合成基因的转录过程，使Rubisco含量下降，结果导致低夜温处理组mRNA的量，第0天与对照组无差异，第9天则显著低于对照组。

    练习册系列答案
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