Question

【题目】拟南芥与果蝇、斑马鱼、线虫、小鼠等实验室常用的模式生物一样，都是科研人员常用的实验材料。某拟南芥变异植株气孔内有一种称为“PATROL1”的蛋白质与气孔开闭有关。“PATROL1”蛋白质能根据周围环境运送一种称为“AHAI”的蛋白质。“AHAI”蛋白质被运送到气孔表面之后，气孔会张开，回收到气孔内部之后，气孔会关闭。请据此回答下列问题：

（1）当该植株将“AHAI”蛋白质被运送到气孔表面之后，其主要通过影响__________过程来影响光合作用速率，光反应速率将会___________（加快/减慢/不变），细胞中C5含量会__________（填增加或减少）

（2）拟南芥叶肉细胞捕获光能的色素中含量最少的是__________。适宜的光合作用条件下，与普通拟南芥植株相比，具有“PATROL1”蛋白质的拟南芥植株生长速度更快，原因是__________。

（3）有研究表明：具有“PATROL1”的蛋白质的拟南芥植株更加适应干旱条件。请以该种拟南芥植株和普通拟南芥植株为材料，设计一个简单易行的实验来验证这一结论，要求简要写出实验思路__________。

（4）Ameng 欲将某基因导入拟南芥细胞获得具有某一特性的拟南芥，并试图筛选出细胞核中含有两个某基因的个体。Ameng用已经筛选出的突变型拟南芥设计了一个杂交实验，请帮Ameng进一步确定细胞核中两个某基因的相对位置_____。（需写出实验方法，并预测实验结果及结论）。

Answer 1

【答案】暗反应 加快 减少 叶黄素 促进气孔打开，促进光合速率的提高 将形态大小相同的变异拟南芥植株和普通拟南芥植株分别随机均分为两组，记为变异A、变异B、普通A、普通B，每组分别处于普通条件下和干旱条件下，即甲组：变异A+适宜条件，变异B+干旱条件，乙组：普通A+适宜条件，普通B+干旱条件。检测四组的光合速率，比较普通拟南芥在两种条件下的差值与变异拟南芥在两种条件下的差值，预测普通拟南芥的差值大于变异拟南芥的差值。 将筛选出的突变型拟南芥自交，统计子代的表现型之比，若两个基因在一条染色体上，即两个基因连锁，则后代普通性状∶变异性状=为1∶3；则若两个基因分别在一对同源染色体上，则后代全是变异性状；若两个基因分别位于两对同源染色体上，则后代普通性状∶变异性状=1∶15。

【解析】

光合作用分为两个阶段进行，在这两个阶段中，第一阶段是直接需要光的称为光反应，第二阶段不需要光直接参加，是二氧化碳转变为糖的反过程称为暗反应。光合作用在叶绿体中进行，光反应的场所位于类囊体膜，暗反应的场所在叶绿体基质。

（1）当该植株将“AHAI”蛋白质被运送到气孔表面之后，气孔打开，CO2增多，暗反应加快，光反应速率将会加快，C5和CO2生成C3，细胞中C5含量会减少。

（2）叶绿体中色素含量由多到少依次为：叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素，拟南芥叶肉细胞捕获光能的色素中含量最少的是叶黄素。适宜的光合作用条件下，与普通拟南芥植株相比，具有“PATROL1”蛋白质的拟南芥植株生长速度更快，原因是促进气孔打开，促进光合速率的提高。

（3）实验设计要遵循单一变量原则与对照原则，根据此原则，简易的实验设计思路为：将形态大小相同的变异拟南芥植株和普通拟南芥植株分别随机均分为两组，记为变异A、变异B、普通A、普通B，每组分别处于普通条件下和干旱条件下，即甲组：变异A+适宜条件，变异B+干旱条件，乙组：普通A+适宜条件，普通B+干旱条件。检测四组的光合速率，比较普通拟南芥在两种条件下的差值与变异拟南芥在两种条件下的差值，预测普通拟南芥的差值大于变异拟南芥的差值。

（4）由于Ameng已经筛选出突变型的拟南芥，因此可利用此拟南芥为亲本做实验，观察后代的表现型及比例。根据比例推出基因在染色体上的位置。实验方法及结论如下：将筛选出的突变型拟南芥自交，统计子代的表现型之比，若两个基因在一条染色体上，即两个基因连锁，则后代普通性状∶变异性状=为1∶3；则若两个基因分别在一对同源染色体上，则后代全是变异性状；若两个基因分别位于两对同源染色体上，则后代普通性状∶变异性状=1∶15。