Question

【题目】光合作用是地球上最重要的化学反应，发生在高等植物、藻类和光合细菌中。

（1）光合作用旺盛时，很多植物合成的糖类通常以淀粉的形式临时储存在叶绿体中，假如以大量可溶性糖的形式存在，则可能导致叶绿体__________。在碳（暗）反应中，RuBP 羧化酶（R 酶）催化与 RuBP（）结合，生成 2 分子，影响该反应的外部因素，除光照条件外主要还包括__________（写出两个）。

（2）R 酶由 8 个大亚基蛋白（L）和 8 个小亚基蛋白（S）组成。高等植物细胞中 L 由叶绿体基因编码并在叶绿体中合成，S 由细胞核基因编码并在___________（具体场所）合成后进入叶绿体，在叶绿体的___________中与 L 组装成有功能的酶。

（3）研究发现，原核生物蓝藻（蓝细菌）R 酶的活性高于高等植物，有人设想通过基因工程技术将蓝藻 R 酶的 S、L 基因转入高等植物，以提高后者的光合作用效率。研究人员将蓝藻 S、L 基因转入某高等植物（甲）的叶绿体 DNA 中，同时去除甲的 L 基因。转基因植株能够存活并生长。检测结果表明，转基因植株中的 R 酶活性高于未转基因的正常植株。有人说由上述实验不能得出“转基因植株中有活性的 R 酶是由蓝藻的 S、L 组装而成”，请你在此基础上设计一组实验证明“转基因植株中有活性的 R 酶是由蓝藻的 S、L 组装而成”。（只要求写出实验思路，不写预期结果和结论）_______________________________

Answer 1

【答案】吸水涨破 温度和二氧化碳浓度 细胞质中的核糖体 基质 将蓝藻S、L基因转入甲的叶绿体DNA中，同时去除甲的S、L基因，观察转基因植株能否存活并生长，检测该转基因植株R酶的活性。

【解析】

1、光合作用的过程图：

2、基因工程技术的基本步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。

（1）光合作用旺盛时，很多植物合成的糖类通常以淀粉的形式临时储存在叶绿体中，假如以大量可溶性糖的形式存在，则引起叶绿体渗透压增大，可能导致叶绿体吸水涨破。在碳（暗）反应中，RuBP羧化酶（R酶）催化CO2与RuBP（C5）结合，生成2分子C3。影响该反应的外部因素，除光照条件外还包括温度、CO2浓度等；内部因素包括色素含量及种类、酶的含量及活性等。

（2）R酶由8个大亚基蛋白（L）和8个小亚基蛋白（S）组成。高等植物细胞中L由叶绿体基因编码并在叶绿体中合成，S小亚基蛋白由细胞核基因编码并在细胞质基质中由核糖体合成后进入叶绿体，由于R酶催化CO2的固定反应，因此在叶绿体的基质中与L组装成有功能的酶。

（3）由上述实验不能得出“转基因植株中有活性的R酶是由蓝藻的S、L组装而成”的推测，因为转基因植株仍包含甲植株的S基因，不能排除转基因植株中R酶由蓝藻的L蛋白和甲植株的S蛋白组成。因此补充的实验思路为：将蓝藻S、L基因转入甲的叶绿体DNA中，同时去除甲的S、L基因，观察转基因植株能否存活并生长，检测该转基因植株R酶的活性。