Question

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

（1）CO2 在葉肉細胞的________中形成三碳化合物，經過一系列過程轉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，葉片是光合產物的“源”，而_________ 等器官被看作是“庫”。

（2）科研人員從馬鈴薯細胞中提取RNA，經_____，利用PCR技術擴增得到蛋白S 基因。將蛋白S基因與載體反向連接，導入馬鈴薯體細胞，再利用__________________技術，得到蛋白S低表達或不表達的轉基因植株。測定野生型和轉基因植株的塊莖重量和成熟葉片中糖類含量，得到下圖所示結果。

與野生型植株相比較，轉基因植株的幾項生理指標變化的原因是_____。

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

①將蛋白S基因過表達的韌皮部細胞置于一定濃度的14C標記的蔗糖緩沖液中，一段時間 后，韌皮部細胞內的放射性強度快速升高，并且顯著高于蛋白S基因正常表達的細胞。據此推測________。

②科研人員進一步推測，蛋白S轉運糖的過程是利用H+的濃度差跨膜轉運過程，請寫出 驗證該推測的研究思路：________。

Answer 1

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

【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被抑制表達的轉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，其發生場所為葉綠體基質；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分的作用，因此可被看作是“庫”；
(2)RNA可通過逆轉錄得到對應的cDNA，然后利用PCR可擴增該cDNA；目的基因被導入受體細胞后，可通過目的基因的檢測與鑒定技術來得到目的植株；根據圖表，蛋白S被抑制表達的轉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基因的表達狀況影響了植株的糖類轉運；
(3)①蛋白S基因的過表達使得韌皮部的蔗糖濃度大幅提高(表現在放射性快速升高)，因此蛋白S可能可以促進糖類物質的轉運；
②要驗證H+的影響，可以設置若干梯度pH的等量14C蔗糖溶液，并以幾組差不多的韌皮部細胞進行實驗，觀察實驗現象以驗證H+對蛋白S轉運糖的影響。