Question

【題目】擬南芥與果蠅、斑馬魚、線蟲、小鼠等實驗室常用的模式生物一樣，都是科研人員常用的實驗材料。某擬南芥變異植株氣孔內有一種稱為“PATROL1”的蛋白質與氣孔開閉有關�！�PATROL1”蛋白質能根據(jù)周圍環(huán)境運送一種稱為“AHAI”的蛋白質�！�AHAI”蛋白質被運送到氣孔表面之后，氣孔會張開，回收到氣孔內部之后，氣孔會關閉。請據(jù)此回答下列問題：

（1）當該植株將“AHAI”蛋白質被運送到氣孔表面之后，其主要通過影響__________過程來影響光合作用速率，光反應速率將會___________（加快/減慢/不變），細胞中C5含量會__________（填增加或減少）

（2）擬南芥葉肉細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”蛋白質的擬南芥植株生長速度更快，原因是__________。

（3）有研究表明：具有“PATROL1”的蛋白質的擬南芥植株更加適應干旱條件。請以該種擬南芥植株和普通擬南芥植株為材料，設計一個簡單易行的實驗來驗證這一結論，要求簡要寫出實驗思路__________。

（4）Ameng 欲將某基因導入擬南芥細胞獲得具有某一特性的擬南芥，并試圖篩選出細胞核中含有兩個某基因的個體。Ameng用已經篩選出的突變型擬南芥設計了一個雜交實驗，請幫Ameng進一步確定細胞核中兩個某基因的相對位置_____。（需寫出實驗方法，并預測實驗結果及結論）。

Answer 1

【答案】暗反應 加快 減少 葉黃素 促進氣孔打開，促進光合速率的提高 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，預測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)計子代的表現(xiàn)型之比，若兩個基因在一條染色體上，即兩個基因連鎖，則后代普通性狀∶變異性狀=為1∶3；則若兩個基因分別在一對同源染色體上，則后代全是變異性狀；若兩個基因分別位于兩對同源染色體上，則后代普通性狀∶變異性狀=1∶15。

【解析】

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

（1）當該植株將“AHAI”蛋白質被運送到氣孔表面之后，氣孔打開，CO2增多，暗反應加快，光反應速率將會加快，C5和CO2生成C3，細胞中C5含量會減少。

（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”蛋白質的擬南芥植株生長速度更快，原因是促進氣孔打開，促進光合速率的提高。

（3）實驗設計要遵循單一變量原則與對照原則，根據(jù)此原則，簡易的實驗設計思路為：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，預測普通擬南芥的差值大于變異擬南芥的差值。

（4）由于Ameng已經篩選出突變型的擬南芥，因此可利用此擬南芥為親本做實驗，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。實驗方法及結論如下：將篩選出的突變型擬南芥自交，統(tǒng)計子代的表現(xiàn)型之比，若兩個基因在一條染色體上，即兩個基因連鎖，則后代普通性狀∶變異性狀=為1∶3；則若兩個基因分別在一對同源染色體上，則后代全是變異性狀；若兩個基因分別位于兩對同源染色體上，則后代普通性狀∶變異性狀=1∶15。