Question

【題目】將藍藻的Sir1515基因導入水稻后，測定光照強度對轉基因水稻和野生型水稻光合速率的影響，并測得兩種水稻葉片的葉綠素和RUBP羧化酶（催化CO2固定的酶）的含量，結果如下圖所示。請回答：

（1）水稻葉肉細胞中的葉綠素分布在______上，用層析液分離圖乙所示兩種葉綠素時，在濾紙條上擴散較快的是______。

（2）圖甲中A點水稻葉肉細胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的細胞器是______，若環(huán)境中CO2濃度降低，則A點應向______（左、右）移動。

（3）適宜條件下，與野生型水稻相比，轉基因水稻的干物質(zhì)的量______（增加、減少或不變），原因是____。

（4）光照強度低于2×l02μmolm-2s-1時，限制野生型水稻光合速率的主要環(huán)境因素是_______；若不考慮環(huán)境因素對呼吸作用的影響，當光照強度為2×l02μmolm-2s-1時，野生型水稻葉片固定CO2的速率為____×l02μmolm-2s-1。

（5）若環(huán)境中光照強度保持在3×l02μmolm-2s-1，假定其它條件不變，先光照16小時，再黑暗8小時，則一天中轉基因水稻積累的有機物量是野生型水稻的______倍。

Answer 1

【答案】 類囊體薄膜 葉綠素1 線粒體、葉綠體 右 增加 轉基因水稻的葉綠素含量增加，光合速率增大 光照強度 16 1.4

【解析】分析題圖：圖甲中，轉基因水稻和野生型水稻的呼吸速率相同，但是轉基因水稻的凈光合速率要高于野生型水稻，圖中A點表示光補償點，即兩種水稻的光合速率與呼吸速率相等；圖乙中，據(jù)野生型水稻的色素含量來看：葉綠素1是葉綠素a，葉綠素2是葉綠素b，轉基因水稻明顯增加的是葉綠素a的含量；圖丙中，轉基因水稻和野生型水稻的RUBP羧化酶（催化CO2固定的酶）的含量相同，可見轉基因水稻是通過增加葉綠素a的含量來增加光合作用的。

（1）水稻葉肉細胞中參與光合作用的葉綠素等色素分布于葉綠體的類囊體薄膜上；葉綠素a（葉綠素1）在層析液中的溶解度比葉綠素b（葉綠素2）高，隨層析液雜濾紙條擴散的速度較快。

（2）根據(jù)以上分析已知，圖甲中A點表示光飽和點（光合速率與呼吸速率相等），此時水稻葉肉細胞可以同時進行光合作用和呼吸作用，因此細胞中產(chǎn)生ATP的細胞器有線粒體和葉綠體；若環(huán)境中CO2濃度降低，導致光合速率減小，而呼吸速率不變，因此A點應向右移動。

（3）根據(jù)圖形分析已知，與野生型水稻相比，轉基因水稻中葉綠素含量增加了，則其光合速率增大，積累的有機物增多。因此在適宜條件下，與野生型水稻相比，轉基因水稻的干物質(zhì)的量增加。

（4）根據(jù)甲圖分析，當光照強度低于2×l02μmolm-2s-1時，野生型水稻光合速率曲線還沒有飽和，還在隨著光照強度增加而增加，故此時限制野生型水稻光合速率的主要環(huán)境因素是光照強度；當光照強度為2×102μmol·m-2·s-1時，固定野生型水稻葉片固定CO2的速率為總光合速率=凈光合速率+呼吸速率=12+4=16μmolm-2s-1．。

（5）若環(huán)境中光照強度保持在3×l02μmolm-2s-1，假定其它條件不變，先光照16小時，再黑暗8小時，則一天中轉基因水稻積累的有機物量是16×16－4×8＝224×l02μmolm-2s-1，一天中野生型水稻積累的有機物量是12×16－4×8＝160×l02μmolm-2s-1，因此一天中轉基因水稻積累的有機物量是野生型水稻的倍數(shù)是224/160＝1.4倍。