番茄光系統(tǒng)是由光合色素、脂類和蛋白質(zhì)構(gòu)成的復(fù)合物，高強(qiáng)度光照射后，會(huì)受到破壞從而抑制光合作用。研究人員對(duì)番茄抗高光脅迫的系統(tǒng)調(diào)控機(jī)制進(jìn)行了相關(guān)研究。
（1）高光脅迫時(shí)，位于 類囊體（類囊體薄膜）類囊體（類囊體薄膜）膜（結(jié)構(gòu)）上的光系統(tǒng)，可以 吸收（吸收傳遞）吸收（吸收傳遞）過(guò)量光能，將其轉(zhuǎn)化為大量熱能，破壞光系統(tǒng)。而番茄會(huì)通過(guò)NPQ（一種光保護(hù)機(jī)制）散失過(guò)多熱能，避免高光脅迫造成的損傷。
（2）為研究V基因在高光條件下對(duì)NPQ機(jī)制的作用，科研人員利用病毒誘導(dǎo)基因沉默技術(shù)（VIGS技術(shù)）特異性地使V基因沉默。該技術(shù)的原理如圖1所示。
①結(jié)合信息，本實(shí)驗(yàn)中目的基因應(yīng)選用 V基因V基因。該目的基因可通過(guò) PCR （人工合成）PCR （人工合成）技術(shù)獲得，利用 限制酶和DNA連接限制酶和DNA連接酶可將其與病毒載體連接，構(gòu)建重組病毒載體，轉(zhuǎn)入特殊農(nóng)桿菌中。已知普通農(nóng)桿菌能將自身Ti質(zhì)粒上的T-DNA轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞，請(qǐng)據(jù)圖1說(shuō)出該過(guò)程中特殊農(nóng)桿菌的作用特點(diǎn) 無(wú)需將目的基因整合到T-DNA上，而直接可將外源重組病毒載體轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞，同時(shí)不會(huì)轉(zhuǎn)入Ti質(zhì)粒無(wú)需將目的基因整合到T-DNA上，而直接可將外源重組病毒載體轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞，同時(shí)不會(huì)轉(zhuǎn)入Ti質(zhì)粒。
②應(yīng)用該技術(shù)最終獲得V基因沉默番茄，與野生型番茄經(jīng)過(guò)相同高光處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2，說(shuō)明 V基因的表達(dá)能夠促進(jìn)NPQ機(jī)制的激活V基因的表達(dá)能夠促進(jìn)NPQ機(jī)制的激活。
（3）番茄上部葉片經(jīng)高光處理后，未受光照的下部葉片中V基因表達(dá)量會(huì)隨之發(fā)生變化，從而使整株植物均可抵抗高光。推測(cè)上部葉片產(chǎn)生的HY5（一種轉(zhuǎn)錄因子）傳遞到下部葉片，導(dǎo)致V基因表達(dá)量的變化?？蒲腥藛T利用不同的番茄植株進(jìn)行嫁接實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證上述猜測(cè)。
| 分類 | 1組 | 2組 | 3組 |
| 上部葉片 | HY5沉默植株 | 野生型 | Ⅰ___ |
| 下部葉片 | 野生型 | 野生型 | Ⅱ___ |
| 檢測(cè)下部葉片V基因表達(dá)量 | |||
A
A
、C
C
。（填寫(xiě)字母）
A.HY5過(guò)表達(dá)植株
B.HY5沉默植株
C.野生型植株
②若出現(xiàn)
如果出現(xiàn)下部葉片V基因的表達(dá)量1組＜2組＜3組
如果出現(xiàn)下部葉片V基因的表達(dá)量1組＜2組＜3組
的結(jié)果，則證明上述推測(cè)成立。（4）綜上所述，請(qǐng)解釋高光脅迫時(shí)，番茄整株植物抵抗高光的分子機(jī)制
高光照射后，番茄上部受光葉片產(chǎn)生HY5，產(chǎn)生的HY5傳遞到下部未受光葉片，整體促進(jìn)V基因表達(dá)，激活NPQ機(jī)制，促進(jìn)葉片散熱，從而整株植物得以保護(hù)自身
高光照射后，番茄上部受光葉片產(chǎn)生HY5，產(chǎn)生的HY5傳遞到下部未受光葉片，整體促進(jìn)V基因表達(dá)，激活NPQ機(jī)制，促進(jìn)葉片散熱，從而整株植物得以保護(hù)自身
。【考點(diǎn)】光合作用的影響因素及應(yīng)用．
【答案】類囊體（類囊體薄膜）；吸收（吸收傳遞）；V基因；PCR （人工合成）；限制酶和DNA連接；無(wú)需將目的基因整合到T-DNA上，而直接可將外源重組病毒載體轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞，同時(shí)不會(huì)轉(zhuǎn)入Ti質(zhì)粒；V基因的表達(dá)能夠促進(jìn)NPQ機(jī)制的激活；A；C；如果出現(xiàn)下部葉片V基因的表達(dá)量1組＜2組＜3組；高光照射后，番茄上部受光葉片產(chǎn)生HY5，產(chǎn)生的HY5傳遞到下部未受光葉片，整體促進(jìn)V基因表達(dá)，激活NPQ機(jī)制，促進(jìn)葉片散熱，從而整株植物得以保護(hù)自身
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：51引用：1難度：0.5
相似題
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1．20世紀(jì)60年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)有些起源于熱帶的植物如甘蔗、玉米等，除了和其他C3植物一樣具有卡爾文循環(huán)（固定CO2的初產(chǎn)物是三碳化合物（C3），簡(jiǎn)稱C3途徑）外，還存在另一條固定CO2的途徑，固定CO2的初產(chǎn)物是四碳化合物（C4），簡(jiǎn)稱C4途徑，這種植物稱為C4植物，其光合作用過(guò)程如圖1所示。研究發(fā)現(xiàn)C4植物中PEP羧化酶對(duì)CO2的親和力約是Rubisco酶的60倍。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）在C植物光合作用中，CO2中的碳轉(zhuǎn)化成有機(jī)物（CH2O）中碳的轉(zhuǎn)移途徑是（利用箭頭符號(hào)表示），維管束鞘細(xì)胞內(nèi)的CO2濃度比葉肉細(xì)胞內(nèi)（填“高”或“低”）。
（2）甲、乙兩種植物光合速率與CO2濃度的關(guān)系如圖2。請(qǐng)據(jù)圖分析，植物更可能是C4植物，作出此判斷的依據(jù)是。
（3）Rubisco酶是一種雙功能酶，當(dāng)CO2/O2比值高時(shí)，可催化C5固定CO2合成有機(jī)物；當(dāng)CO2/O2比值低時(shí)，可催化C5結(jié)合O2發(fā)生氧化分解，消耗有機(jī)物，此過(guò)程稱為光呼吸，結(jié)合題意分析，在炎熱干旱環(huán)境中，C4植物的生長(zhǎng)一般明顯優(yōu)于C3植物的原因是。
（4）水稻是世界上最重要的糧食作物。目前，科學(xué)家正在研究如何利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將“C4途徑”轉(zhuǎn)移到水稻中去，這項(xiàng)研究的意義是。發(fā)布：2025/1/16 8:0:1組卷：46引用：1難度：0.6 -
2．在強(qiáng)光環(huán)境下，將某突變型植株與野生型植株均分別施低氮肥和高氮肥，一段時(shí)間后測(cè)定其葉綠素和Rubisco酶（該酶催化CO2和C5反應(yīng)）的含量，結(jié)果如圖所示。下列敘述不正確的是（ ）
發(fā)布：2025/1/16 8:0:1組卷：19引用：2難度：0.7 -
3．干旱脅迫是因?yàn)橥寥浪痔澣?，植物吸收水分少于葉片蒸騰作用損耗的水分，從而無(wú)法維持植物正常水分狀況而對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育造成影響。如圖是其他條件適宜且不變時(shí)干旱脅迫（即處理組）對(duì)吊蘭光合作用相關(guān)指標(biāo)影響的結(jié)果。
回答下列問(wèn)題
（1）干旱脅迫會(huì)影響吊蘭光合作用過(guò)程中[H]和ATP的產(chǎn)生，與[H]和ATP元素組成相同的化合物有（寫(xiě)出2種）。
（2）由圖可知：12d-24d期間CO2濃度（是/不是）影響吊蘭光合作用的主要限制因素，原因是。（能/不能）確定處理組吊蘭的總光合速率小于對(duì)照組，原因是。
（3）另有研究表明，12d后吊蘭光合作用強(qiáng)度下降主要是因?yàn)槿~綠素破壞導(dǎo)致，推測(cè)吸收光的能力減弱。欲對(duì)此結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，可取葉片作色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中提取色素用的試劑是。預(yù)期結(jié)果是：兩種顏色的色素帶比對(duì)照組變窄或沒(méi)有。發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：6引用：1難度：0.6
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