Question

【題目】科研人員以馬鈴薯為材料研究膜蛋白S在植物體內(nèi)糖類物質(zhì)運輸及分配中的作用。

（1）CO2 在葉肉細(xì)胞的________中形成三碳化合物，經(jīng)過一系列過程轉(zhuǎn)化為淀粉儲存或以蔗糖形式運輸至其他非光合器官利用。因此，葉片是光合產(chǎn)物的“源”，而_________ 等器官被看作是“庫”。

（2）科研人員從馬鈴薯細(xì)胞中提取RNA，經(jīng)_____，利用PCR技術(shù)擴(kuò)增得到蛋白S 基因。將蛋白S基因與載體反向連接，導(dǎo)入馬鈴薯體細(xì)胞，再利用__________________技術(shù)，得到蛋白S低表達(dá)或不表達(dá)的轉(zhuǎn)基因植株。測定野生型和轉(zhuǎn)基因植株的塊莖重量和成熟葉片中糖類含量，得到下圖所示結(jié)果。

與野生型植株相比較，轉(zhuǎn)基因植株的幾項生理指標(biāo)變化的原因是_____。

（3）研究發(fā)現(xiàn)，葉片合成的糖類經(jīng)過韌皮部運輸至塊莖，韌皮部細(xì)胞膜上有蛋白S。 為了驗證蛋白S的功能，科研人員獲得蛋白S基因過表達(dá)的韌皮部細(xì)胞進(jìn)行研究。

①將蛋白S基因過表達(dá)的韌皮部細(xì)胞置于一定濃度的14C標(biāo)記的蔗糖緩沖液中，一段時間 后，韌皮部細(xì)胞內(nèi)的放射性強(qiáng)度快速升高，并且顯著高于蛋白S基因正常表達(dá)的細(xì)胞。據(jù)此推測________。

②科研人員進(jìn)一步推測，蛋白S轉(zhuǎn)運糖的過程是利用H+的濃度差跨膜轉(zhuǎn)運過程，請寫出 驗證該推測的研究思路：________。

Answer 1

【答案】葉綠體基質(zhì) 根、莖(非綠色部分) 逆轉(zhuǎn)錄 目的基因的檢測與鑒定 蛋白S基因的表達(dá)狀況影響了植株的糖類轉(zhuǎn)運 蛋白S可能可以促進(jìn)糖類物質(zhì)的轉(zhuǎn)運 設(shè)置若干梯度pH的等量14C蔗糖溶液，并以幾組差不多的韌皮部細(xì)胞進(jìn)行實驗，觀察實驗現(xiàn)象以驗證H+對蛋白S轉(zhuǎn)運糖的影響

【解析】

1. cDNA文庫是指匯集以某生物成熟mRNA為模板逆轉(zhuǎn)錄而成的cDNA序列的重組DNA群體；

2.分析題圖：蛋白S被抑制表達(dá)的轉(zhuǎn)基因植株的塊莖重量百分比變小而葉片中蔗糖、淀粉含量變多。

(1)CO2被固定生成C3化合物的過程為暗反應(yīng)，其發(fā)生場所為葉綠體基質(zhì)；植物的非光合器官，如莖(非綠色部分)、根等器官可以起到儲存養(yǎng)分的作用，因此可被看作是“庫”；
(2)RNA可通過逆轉(zhuǎn)錄得到對應(yīng)的cDNA，然后利用PCR可擴(kuò)增該cDNA；目的基因被導(dǎo)入受體細(xì)胞后，可通過目的基因的檢測與鑒定技術(shù)來得到目的植株；根據(jù)圖表，蛋白S被抑制表達(dá)的轉(zhuǎn)基因植株的塊莖重量百分比變小而葉片中蔗糖、淀粉含量變多，這說明蛋白S基因的表達(dá)狀況影響了植株的糖類轉(zhuǎn)運；
(3)①蛋白S基因的過表達(dá)使得韌皮部的蔗糖濃度大幅提高(表現(xiàn)在放射性快速升高)，因此蛋白S可能可以促進(jìn)糖類物質(zhì)的轉(zhuǎn)運；
②要驗證H+的影響，可以設(shè)置若干梯度pH的等量14C蔗糖溶液，并以幾組差不多的韌皮部細(xì)胞進(jìn)行實驗，觀察實驗現(xiàn)象以驗證H+對蛋白S轉(zhuǎn)運糖的影響。