Question

【题目】科研人员以马铃薯为材料研究膜蛋白S在植物体内糖类物质运输及分配中的作用。

（1）CO2 在叶肉细胞的________中形成三碳化合物，经过一系列过程转化为淀粉储存或以蔗糖形式运输至其他非光合器官利用。因此，叶片是光合产物的“源”，而_________ 等器官被看作是“库”。

（2）科研人员从马铃薯细胞中提取RNA，经_____，利用PCR技术扩增得到蛋白S 基因。将蛋白S基因与载体反向连接，导入马铃薯体细胞，再利用__________________技术，得到蛋白S低表达或不表达的转基因植株。测定野生型和转基因植株的块茎重量和成熟叶片中糖类含量，得到下图所示结果。

与野生型植株相比较，转基因植株的几项生理指标变化的原因是_____。

（3）研究发现，叶片合成的糖类经过韧皮部运输至块茎，韧皮部细胞膜上有蛋白S。 为了验证蛋白S的功能，科研人员获得蛋白S基因过表达的韧皮部细胞进行研究。

①将蛋白S基因过表达的韧皮部细胞置于一定浓度的14C标记的蔗糖缓冲液中，一段时间 后，韧皮部细胞内的放射性强度快速升高，并且显著高于蛋白S基因正常表达的细胞。据此推测________。

②科研人员进一步推测，蛋白S转运糖的过程是利用H+的浓度差跨膜转运过程，请写出 验证该推测的研究思路：________。

Answer 1

【答案】叶绿体基质 根、茎(非绿色部分) 逆转录 目的基因的检测与鉴定 蛋白S基因的表达状况影响了植株的糖类转运 蛋白S可能可以促进糖类物质的转运 设置若干梯度pH的等量14C蔗糖溶液，并以几组差不多的韧皮部细胞进行实验，观察实验现象以验证H+对蛋白S转运糖的影响

【解析】

1. cDNA文库是指汇集以某生物成熟mRNA为模板逆转录而成的cDNA序列的重组DNA群体；

2.分析题图：蛋白S被抑制表达的转基因植株的块茎重量百分比变小而叶片中蔗糖、淀粉含量变多。

(1)CO2被固定生成C3化合物的过程为暗反应，其发生场所为叶绿体基质；植物的非光合器官，如茎(非绿色部分)、根等器官可以起到储存养分的作用，因此可被看作是“库”；
(2)RNA可通过逆转录得到对应的cDNA，然后利用PCR可扩增该cDNA；目的基因被导入受体细胞后，可通过目的基因的检测与鉴定技术来得到目的植株；根据图表，蛋白S被抑制表达的转基因植株的块茎重量百分比变小而叶片中蔗糖、淀粉含量变多，这说明蛋白S基因的表达状况影响了植株的糖类转运；
(3)①蛋白S基因的过表达使得韧皮部的蔗糖浓度大幅提高(表现在放射性快速升高)，因此蛋白S可能可以促进糖类物质的转运；
②要验证H+的影响，可以设置若干梯度pH的等量14C蔗糖溶液，并以几组差不多的韧皮部细胞进行实验，观察实验现象以验证H+对蛋白S转运糖的影响。