Question

【題目】研究發現某種突變型水稻的葉綠素含量僅是野生型水稻的51%，但其光合速率與野 生型水稻差異不顯著。為了探究其生理學機制，科研人員將突變型水稻與野生型水稻分組 培養，測得兩組葉片的光合速率如下圖1所示。進一步測定葉片中 Rubisco 酶含量如下 圖2所示。據圖分析并回答下列問題：

（1）實驗過程中對突變型水稻與野生型水稻正常施用氮肥，氮肥中的 N 可參與光合作用有關的____等的合成。

（2）欲測定葉片中葉綠素含量，首先取新鮮葉片，用____作溶劑，并加入少量________，快速充分研磨。然后過濾并測定濾液的吸光度，計算得出葉綠素含量。

（3）由圖 1 可知,在光照強度大于1000mol·m-2·s-1條件下，突變型水稻葉片的光合速率比 野生型_______。圖 2 中 Rubisco 酶的作用是催化暗反應中三碳化合物的還原， 該酶發揮作用的場所在________，同時需要光反應提 供________。

（4）結合圖 1、圖 2 分析，突變型水稻的葉綠素含量低，但產量與野生型差別不大的原因可能是_________________________。

Answer 1

【答案】葉綠素（酶、ATP 等） 無水乙醇 碳酸鈣和二氧化硅 高 葉綠體基質 ATP 和[H] Rubisco 酶含量高、暗反應迅速抵消了葉綠素含量低、光反應慢不足

【解析】

據圖1分析，在一定光照強度范圍內，野生型水稻的光合速率大于突變型水稻，當光照強度超過一定值后，突變型水稻的光合速率大于野生型水稻。據圖2分析，突變型水稻的Rubisco 酶含量高與野生型水稻，據此答題。

（1）光合作用過程中的物質含有氮元素的有葉綠素、酶、ATP 等。
（2）葉綠素易溶于有機溶劑中，故用無水乙醇提取色素，取新鮮葉片，用無水乙醇作溶劑；為防止葉綠素被破壞和使得研磨更加充分，應加入少量碳酸鈣和二氧化硅。
（3）據圖可知，光照強度大于 1000mol·m-2·s-1時，突變型水稻葉片的光合速率大于野生型水稻。Rubisco 酶作用于暗反應，暗反應的場所是葉綠體基質，暗反應需要光反應提供ATP和[H]。
（4）據圖1和圖2分析可知，突變型水稻的葉綠素含量低，但產量與野生型差別不大，原因可能是突變型水稻Rubisco 酶含量高、暗反應迅速抵消了葉綠素含量低、光反應慢不足。