Question

【題目】將玉米的PEPC酶基因導入水稻后，測得光照強度對轉基因水稻和原種水稻的氣孔導度及光合速率的影響結果，如下圖甲所示。（注：氣孔導度越大，氣孔開放程度越高）。圖乙是某同學選取自水稻上層和下層的兩種葉片，分別測定其凈光合速率畫出來的曲線圖。請據圖回答問題：

（1）分析圖甲，光照強度低于8×102 mol·m-2·s-1時影響轉基因水稻光合速率的主要因素是__________；光照強度為10-14×102μmol·m-2·s-1時，原種水稻的氣孔導度下降但測得的光合速率基本不變，可能的原因是_____________________________。

（2）分析圖甲，PEPC酶所起的作用是___________________；轉基因水稻更適宜栽種在__________的環境中。

（3）分析圖乙A葉片是水稻植株__________（填“上層”或“下層”）的葉片，判斷依據是____________________。

Answer 1

【答案】光照強度 光照強度增加與CO2供給不足對光合速率的正負影響相互抵消（或“CO2供應已充足且光照強度已達飽和點”） 增大氣孔導度，提高水稻在強光下的光合速率 較強光照強度（向陽） 下層 A葉片的凈光合速率達到最大時所需光照強度低于B葉片

【解析】

本題考查細胞中的重要代謝--光合作用的過程及影響因素，考查學生對實驗結果的比較和分析，同時考查理解能力和篩選信息的能力。

氣孔導度即為氣孔開放程度，因此氣孔導度越大，二氧化碳吸收越多，光合速率越高。解答本題應從光合作用的場所、條件以及影響因素等方面進行解題，影響光合作用的環境因素有：光照強度、溫度、二氧化碳濃度等。

（1）分析甲圖可知，當光照強度低于8×102 molm-2s-1時，隨光照強度增加，轉基因水稻光合作用速率增大，說明光照強度低于8×102 molm-2s-1時限制轉基因水稻光合作用的主要因素是光照強度；光照強度為10～14×102 molm-2s-1時，原種水稻的氣孔導度下降，二氧化碳供應不足會使光合作用強度減小，而光照強度增大使光合作用強度增大，當光照強度增加與CO2供給不足對光合速率的正負影響相互抵消時，光合速率基本不變，也可能是由于該條件下CO2供應已充足且光照強度已達飽和點，此時二氧化碳濃度和光照強度不是限制光合作用的因素，此時限制光合作用的因素可能的色素、酶的數量等內因。

（2）分析圖甲第一個圖可知，在相同光照條件下，轉基因水稻氣孔導度大于原種水稻，分析圖甲第二個圖可知，當光照強度大于8×102μmolm-2s-1，轉基因水稻的光合作用強度大于原種水稻，因此可以推斷PEPC酶是通過增大氣孔導度，提高水稻在強光下的光合速率；圖示顯示，轉基因水稻和原種水稻在弱光照時光合速率沒有什么差異，但在強光條件下，轉基因水稻的光合速率更大，因此轉基因水稻更適合栽種在強光照環境中。

（3）據圖分析，A葉片的凈光合速率達到最大時所需光照強度低于B葉片，B葉片能利用較高的光照強度，故A葉片是水稻植株的下層葉片。