Question

【題目】擬南芥與果蠅、斑馬魚(yú)、線蟲(chóng)、小鼠等實(shí)驗(yàn)室常用的模式生物一樣，都是科研人員常用的實(shí)驗(yàn)材料。某擬南芥變異植株氣孔內(nèi)有一種稱為“PATROL1”的蛋白質(zhì)與氣孔開(kāi)閉有關(guān)�！�PATROL1”蛋白質(zhì)能根據(jù)周?chē)�環(huán)境運(yùn)送一種稱為“AHAI”的蛋白質(zhì)�！�AHAI”蛋白質(zhì)被運(yùn)送到氣孔表面之后，氣孔會(huì)張開(kāi)，回收到氣孔內(nèi)部之后，氣孔會(huì)關(guān)閉。請(qǐng)據(jù)此回答下列問(wèn)題：

（1）當(dāng)該植株將“AHAI”蛋白質(zhì)被運(yùn)送到氣孔表面之后，其主要通過(guò)影響__________過(guò)程來(lái)影響光合作用速率，光反應(yīng)速率將會(huì)___________（加快/減慢/不變），細(xì)胞中C5含量會(huì)__________（填增加或減少）

（2）擬南芥葉肉細(xì)胞捕獲光能的色素中含量最少的是__________。適宜的光合作用條件下，與普通擬南芥植株相比，具有“PATROL1”蛋白質(zhì)的擬南芥植株生長(zhǎng)速度更快，原因是__________。

（3）有研究表明：具有“PATROL1”的蛋白質(zhì)的擬南芥植株更加適應(yīng)干旱條件。請(qǐng)以該種擬南芥植株和普通擬南芥植株為材料，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單易行的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證這一結(jié)論，要求簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路__________。

（4）Ameng 欲將某基因?qū)�入擬南芥細(xì)胞獲得具有某一特性的擬南芥，并試圖篩選出細(xì)胞核中含有兩個(gè)某基因的個(gè)體。Ameng用已經(jīng)篩選出的突變型擬南芥設(shè)計(jì)了一個(gè)雜交實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)幫Ameng進(jìn)一步確定細(xì)胞核中兩個(gè)某基因的相對(duì)位置_____。（需寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)方法，并預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論）。

Answer 1

【答案】暗反應(yīng) 加快 減少 葉黃素 促進(jìn)氣孔打開(kāi)，促進(jìn)光合速率的提高 將形態(tài)大小相同的變異擬南芥植株和普通擬南芥植株分別隨機(jī)均分為兩組，記為變異A、變異B、普通A、普通B，每組分別處于普通條件下和干旱條件下，即甲組：變異A+適宜條件，變異B+干旱條件，乙組：普通A+適宜條件，普通B+干旱條件。檢測(cè)四組的光合速率，比較普通擬南芥在兩種條件下的差值與變異擬南芥在兩種條件下的差值，預(yù)測(cè)普通擬南芥的差值大于變異擬南芥的差值。 將篩選出的突變型擬南芥自交，統(tǒng)計(jì)子代的表現(xiàn)型之比，若兩個(gè)基因在一條染色體上，即兩個(gè)基因連鎖，則后代普通性狀∶變異性狀=為1∶3；則若兩個(gè)基因分別在一對(duì)同源染色體上，則后代全是變異性狀；若兩個(gè)基因分別位于兩對(duì)同源染色體上，則后代普通性狀∶變異性狀=1∶15。

【解析】

光合作用分為兩個(gè)階段進(jìn)行，在這兩個(gè)階段中，第一階段是直接需要光的稱為光反應(yīng)，第二階段不需要光直接參加，是二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)樘堑姆催^(guò)程稱為暗反應(yīng)。光合作用在葉綠體中進(jìn)行，光反應(yīng)的場(chǎng)所位于類囊體膜，暗反應(yīng)的場(chǎng)所在葉綠體基質(zhì)。

（1）當(dāng)該植株將“AHAI”蛋白質(zhì)被運(yùn)送到氣孔表面之后，氣孔打開(kāi)，CO2增多，暗反應(yīng)加快，光反應(yīng)速率將會(huì)加快，C5和CO2生成C3，細(xì)胞中C5含量會(huì)減少。

（2）葉綠體中色素含量由多到少依次為：葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素、葉黃素，擬南芥葉肉細(xì)胞捕獲光能的色素中含量最少的是葉黃素。適宜的光合作用條件下，與普通擬南芥植株相比，具有“PATROL1”蛋白質(zhì)的擬南芥植株生長(zhǎng)速度更快，原因是促進(jìn)氣孔打開(kāi)，促進(jìn)光合速率的提高。

（3）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要遵循單一變量原則與對(duì)照原則，根據(jù)此原則，簡(jiǎn)易的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路為：將形態(tài)大小相同的變異擬南芥植株和普通擬南芥植株分別隨機(jī)均分為兩組，記為變異A、變異B、普通A、普通B，每組分別處于普通條件下和干旱條件下，即甲組：變異A+適宜條件，變異B+干旱條件，乙組：普通A+適宜條件，普通B+干旱條件。檢測(cè)四組的光合速率，比較普通擬南芥在兩種條件下的差值與變異擬南芥在兩種條件下的差值，預(yù)測(cè)普通擬南芥的差值大于變異擬南芥的差值。

（4）由于Ameng已經(jīng)篩選出突變型的擬南芥，因此可利用此擬南芥為親本做實(shí)驗(yàn)，觀察后代的表現(xiàn)型及比例。根據(jù)比例推出基因在染色體上的位置。實(shí)驗(yàn)方法及結(jié)論如下：將篩選出的突變型擬南芥自交，統(tǒng)計(jì)子代的表現(xiàn)型之比，若兩個(gè)基因在一條染色體上，即兩個(gè)基因連鎖，則后代普通性狀∶變異性狀=為1∶3；則若兩個(gè)基因分別在一對(duì)同源染色體上，則后代全是變異性狀；若兩個(gè)基因分別位于兩對(duì)同源染色體上，則后代普通性狀∶變異性狀=1∶15。