Question

【題目】研究人員發現了一株突變型植株，并對該植株、野生型植株的光合作用速率與光照強度之間的關系進行了一定的研究，得到如圖所示的結果。其中光照強度是從0開始以恒定的速率逐漸增強的，其他條件為最適溫度25℃，大氣CO2濃度。請回答：

（1）很多植物的葉綠體中含有黃色、橙色和紅色的色素，稱為____________，光合作用時，光能主要被色素吸收和轉化，其中葉綠素a主要吸收______________光。

（2）在光反應時，NADP+的作用是_______________。碳反應形成的6個3-磷酸甘油酸分子，將經過一系列復雜變化，再生成_______個RuBP分子，以保證卡爾文循環持續穩定地進行。

（3）據圖可知，限制野生型植株I點之后光合速率的環境因素是_____________；限制突變型植株E點之后光合速率的內部因素是__________________等。

Answer 1

【答案】類胡蘿卜素 紅光、藍紫光 作為H+和e-的受體或作為氫受體（不能寫“作為H+的受體”、“作為e-的受體”、“作為[H]的受體”） 3 CO2濃度 色素含量（及比例）、RuBP含量、酶含量、酶活性等（任意答出一項即給分）

【解析】

卡爾文循環是光合作用中碳反應的一部分，反應場所為葉綠體內的基質。循環可分為三個階段：羧化、還原和二磷酸核酮糖的再生。大部分植物會將吸收到的一分子二氧化碳通過一種叫1，5-二磷酸核酮糖羧化酶的作用整合到一個五碳糖分子1，5-二磷酸核酮糖（RuBP）的第二位碳原子上，此過程稱為二氧化碳的固定，這一步反應的意義是，把原本并不活潑的二氧化碳分子活化，使之隨后能被還原，但這種六碳化合物極不穩定，會立刻分解為兩分子的三碳化合物3-磷酸甘油酸，后者在光反應中生成的NADPH還原，此過程需要消耗ATP，產物是3-磷酸丙糖。后來經過一系列復雜的生化反應，一個碳原子將會被用于合成葡萄糖而離開循環，剩下的五個碳原子經一系列變化，最后再生成一個1，5-二磷酸核酮糖，循環重新開始，循環運行六次，生成一分子的葡萄糖。

（1）光合作用的色素包括葉綠素和類胡蘿卜素，其中類胡蘿卜素是呈黃色、橙色和紅色的色素；光合作用中，葉綠素主要吸收紅光和藍紫光。

（2）光合作用的光反應過程中，水光解生成氧氣H+和e，NADP+作為H+和e-的受體在類囊體薄膜外形成NADPH；暗反應過程中，形成的6個3-磷酸甘油酸分子，將經過一系列復雜變化，再生成3個RuBP分子，繼續參與卡爾文循環的過程。

（3）野生型植株I點已經達到光飽和點，此時最適溫度25℃，所以限制其光合作用的環境因素主要是二氧化碳濃度；突變型植株E點也達到了光飽和點，此時限制光合速率的內部因素是色素含量（及比例）、RuBP含量、酶含量、酶活性等。