Question

为研究南瓜砧木嫁接对西瓜幼苗低温抗性的影响机制，科研人员进行了相关实验研究。

（1）以南瓜为砧木、西瓜为接穗构建的南瓜砧木嫁接苗为实验组，以____为对照组，测定两组西瓜苗的冷害指数（反映植物在寒冷环境的受损伤程度），得到如下结果：

结果显示：______，说明南瓜砧木嫁接苗能更有效地抵抗低温胁迫。

（2）叶绿体的____上有光系统I（PSI）和光系统II（PSII），它们可以吸收不同波长的光，将水光解释放的电子进行传递，促进生成____，最终用于碳反应。当植物吸收的光能超过自身接受程度时，光系统会通过热能散失等调节性能量耗散方式，将吸收的光能消耗掉来保护自身；未被消耗的能量会损伤光系统----这种方式为非调节性能量耗散。已有研究发现，低温会引起PSII损伤。研究人员分别在常温和低温下对两组幼苗的PSII所吸收光能的利用情况进行了测定，结果如下图：

据图分析，南瓜砧木嫁接能提高西瓜幼苗低温抗性的机理：____

（3）研究人员还在低温下测定了碳反应中4个关键基因的转录情况，首先提取叶片中___，并使用特定的引物，____得到cDNA，定量PCR测定显示：实验组比对照组的各基因转录水平均明显提高，说明___

Answer

以西瓜为砧木和接穗的嫁接苗 实验组冷害指数始终低于对照组，且冷害指数不随低温胁迫的持续而上升 类囊体（膜） [H]和ATP 增加PSⅡ的电子传递效率和调节性能量耗散比例，降低非调节性能量耗散的比例，减少过多吸收的光能对PSⅡ的损伤程度 总RNA 反（逆）转录 南瓜嫁接苗在低温下可以保持更高水平的碳反应速率

【解析】

根据光合作用的过程：①光反应阶段：场所是类囊体薄膜；a．水的光【解析】
2H2O→4[H]+O2；b．ATP的生成：ADP+Pi→ATP；

②暗反应阶段：场所是叶绿体基质；a．CO2的固定：CO2 +C5→2C3；b．三碳化合物的还原：2C3+[H]+ATP→（CH2O）+C5+H2O。

（1）实验遵循单因素变量原则，故以南瓜为砧木、西瓜为接穗构建的南瓜砧木嫁接苗为实验组；则以西瓜为砧木和接穗的嫁接苗为对照组，测定两组西瓜苗的冷害指数（反映植物在寒冷环境的受损伤程度）。通过曲线图分析可知：实验组冷害指数始终低于对照组，且冷害指数不随低温胁迫的持续而上升，说明南瓜砧木嫁接苗能更有效地抵抗低温胁迫。

（2）叶绿体的类囊体（膜）上有光系统I（PSI）和光系统II（PSII）。它们可以吸收不同波长的光，将水光解释放的电子进行传递，促进生成[H]和ATP。据图分析，增加PSⅡ的电子传递效率和调节性能量耗散比例，降低非调节性能量耗散的比例，减少过多吸收的光能对PSⅡ的损伤程度，可使南瓜砧木嫁接能提高西瓜幼苗低温抗性。

（3）基因转录的产物是RNA，故首先提取叶片中总RNA，并使用特定的引物，反（逆）转录得到cDNA。通过定量PCR测定显示：实验组比对照组的各基因转录水平均明显提高，说明南瓜嫁接苗在低温下可以保持更高水平的碳反应速率。