高中 | 第2节 基因表达与性状的关系 题目答案及解析

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必修二 遗传与进化

第四章 基因的表达

第2节 基因表达与性状的关系

马铃薯植株下侧叶片合成的有机物通过筛管主要运向块茎贮藏。图$\rm 1$是马铃薯光合作用产物的形成及运输示意图,图$\rm 2$是蔗糖进入筛分子$\rm -$伴胞复合体的一种模型。请回答下列问题:

$\rm 1$所示的代谢过程中,需要光反应产物参与的过程是                (填标号)。为马铃薯叶片提供$\rm C^{18}O_{2}$,块茎中会出现$\rm ^{18}O$的淀粉,请写出$\rm ^{18}O$转移的路径:$\rm C^{18}O_{2}→$                                                                $\rm →$淀粉。

[["

②;$\\rm C_{3}→$磷酸丙糖$\\rm →$蔗糖

"]]

在叶绿体中$\rm C_{3}$的还原反应即②过程需要光反应提供$\rm ATP$$\rm NADPH$,需要$\rm ATP$$\rm NADPH$供能以及需要$\rm NADPH$提供还原剂;

为马铃薯叶片提供$\rm C^{18}O_{2}$,会进行光合作用,最后块茎中的淀粉会含$\rm ^{18}O$,由图可知,元素$\rm ^{18}O$转移的路径:$\rm C^{18}O_{2}→C_{3} →$磷酸丙糖$\rm →$蔗糖$\rm →$淀粉。

$\rm 2$中甲具有                 酶活性。乙$\rm (SUT1)$是一种蔗糖转运蛋白,在成功导入蔗糖转运蛋白反义基因的马铃薯植株中$\rm SUTl$的表达水平降低,叶片中可溶性糖和淀粉总量                 ,最终导致块茎产量                 

[["$\\rm ATP$水解","升高","降低"]]

由图可知,在结构甲的作用下,$\rm ATP$水解,$\rm H^{+}$逆浓度运输至胞外,说明结构甲具有$\rm ATP$水解酶的功能与物质运输的功能;

成功导入蔗糖转运蛋白反义基因的马铃薯植株中$\rm SUTl$的表达水平降低,筛分子$\rm -$伴胞复合体的蔗糖转运蛋白乙含量减少,叶肉细胞中蔗糖分子通过结构乙转运出叶肉细胞的量减少,叶肉细胞中蔗糖积累,可溶性糖和淀粉总量升高,抑制光合作用,最终导致块茎产量降低。

科研人员以$\rm Q_{9}$$\rm NB_{1}$$\rm G_{2}$三个品种的马铃薯为材料,研究不同光周期处理对马铃薯块茎产量的影响,在$\rm 24\;\rm h$昼夜周期中对马铃薯幼苗分别进行$\rm 16\;\rm h$(长日照)、$\rm 12\;\rm h$(中日照)、$\rm 8\;\rm h$(短日照)三种光照时间处理,保持其他条件相同且适宜,培养一段时间后,发现长日照组叶绿素含量最高,但只有中日照和短日照组有块茎生成,结果如图。

①分析上述信息可知,光影响马铃薯幼苗的生理过程可能有                (至少写出两点)。

②分析上图,单位时间内光周期影响平均单株块茎产量增量最高的实验组是                                                                

③若将马铃薯叶片分为对照组和实验组,对照组叶片遮光处理,$\rm 10\;\rm h$后检测到叶片的干物质减少量为$\rm Amg$;某实验组$\rm 10\;\rm h$后检测到叶片的干物质增加量为$\rm Bmg$,实验叶片的面积为$\rm Ccm^{2}$,则该组的光合速率可以表示为                。若要进一步研究不同$\rm CO_{2}$浓度对马铃薯叶片光合速率的影响,并尽量避免有机物的输出对实验结果的影响,应该选择                (填“长日照”“中日照”或“短日照”)组的植株为实验材料。

[["

叶绿素的合成、光合作用、有机物的运输和储存等;$\\rm NB1$中日照组; $(\\rm A+B)/10C$$\\rm mg·cm^{-2}·h^{-1}$;长日照

"]]

①本实验研究不同光周期处理对马铃薯产量的影响,最终发现长日照组叶绿素含量最高,但只有中日照和短日照组有块茎生成,由此推断光影响的马铃薯幼苗的代谢过程可能有叶绿素的合成、光合作用、有机物的运输和储存、细胞呼吸、酶的合成等;

②由图可知,对$\rm NB1$品种进行$\rm 12\;\rm h$的中日照,在处理$\rm 45\sim 60d$期间差值最大,即单株产量增量最高;

③对照组叶片遮光处理,$\rm 10\;\rm h$后检测到叶片的干物质减少量为$\rm Amg$,此时检测的是$\rm 10$小时的呼吸消耗;实验组$\rm 10\;\rm h$后检测到叶片的干物质增加量为$\rm Bmg$,该值代表的是$\rm 10$小时有机物的增加量(净光合量),实验叶片的面积为$\rm C\;cm^{2}$,则该组的光合速率可以表示为$(\rm A+B)\rm \div 10\div C =0.1(A+B) /C\;mg·cm^{-2}·h^{-1}$。若要进一步研究不同$\rm CO_{2}$浓度对马铃薯叶片光合速率的影响,为了尽量避免有机物的输出对实验结果的影响,应该选择上述$\rm 3$组实验中长日照组的植株为实验材料,因为该实验组没有块茎生成,避免了有机物的输出。

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