Question

12．回答下列有關光合作用的問題．
野生型棉花品種Z16中轉入抗蟲基因BT基因后獲得轉基因抗蟲棉品種Z30，某農科所在相同條件下培養棉花品種Z16和Z30，在苗期后期測定葉片光合作用及植株的有關生理特性，所得結果如下所示．
注：①核酮糖二磷酸（五碳糖）羧化酶（RuBP 羧化酶）是暗反應的關鍵酶之一；②Pn：凈光合速率（即以每平方米葉面每秒鐘吸收CO₂的速率為參照依據，單位為 μmol m^-2 s^-1；③太陽輻射中能被綠色植物用來進行光合作用的那部分能量稱為光合有效輻射，簡稱PAR．

（1）圖2中色素1的名稱是葉綠素a，色素1接受光能后會釋放出高能電子（e）．
（2）若不考慮環境因素對呼吸作用的影響，A點對應的數值為-0.8，那么當光合有效輻射（PAR）為400μmol m^-2 s^-1時，Z30葉片固定CO₂的速率為12.8μmol m^-2 s^-1．
（3）上述棉花品種的植株在光反應過程中，在光照強度不變的情況下，植物體內影響光合有效輻射（PAR）利用的因素有ABCD（多選）．
A．色素的種類、含量和比例         B．葉綠體的數量及分布
C．氣孔開放度                     D．葉面積
（4）上述棉花品種的植株在暗反應過程中，RuBP 羧化酶能催化RuBP和CO₂反應生成PGA（磷酸甘油酸），在相關酶的活性及其他條件不變的情況下，下列判斷正確的是B C（多選）．
A．當二氧化碳濃度升高時，葉綠體基質內的RuBP含量上升
B．當二氧化碳濃度降低時，葉綠體基質內的PGA含量下降
C．當光照強度突然變強時，葉綠體基質內的RuBP含量上升
D．當光照強度突然變弱時，葉綠體基質內的PGA含量下降
（5）由圖1推測，與野生型棉花品種Z16相比，轉基因棉花Z30 的干物質量減少是由于轉基因棉花Z30的凈光合速率下降．
（6）比較圖2和3可知，野生型棉花品種Z16與轉基因棉花Z30光合作用速率出現差異的主要因素是核酮糖二磷酸羧化酶（RuBP 羧化酶）活性下降．

Answer 1

分析 1、光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能把二氧化碳和水轉變成儲存著能量的有機物，并釋放出氧氣的過程．光合作用的光反應階段（場所是葉綠體的類囊體膜上）：水的光解產生[H]與氧氣，以及ATP的形成．光合作用的暗反應階段（場所是葉綠體的基質中）：CO₂被C₅固定形成C₃，C₃在光反應提供的ATP和[H]的作用下還原生成糖類等有機物．
2、光合作用合成有機物，而呼吸作用分解有機物．光合作用為呼吸作用提供有機物和氧氣，呼吸作用為光合作用提供二氧化碳和水．凈光合作用速率=真光合作用速率-呼吸作用速率．

解答 解：（1）葉綠素包括葉綠素a和葉綠素b，葉綠素a含量較多，因此圖2中色素1的名稱是葉綠素a，分布在葉綠體的類囊體薄膜（基粒）上．色素1接受光能后會釋放出高能電子（e．
（2）若不考慮環境因素對呼吸作用的影響，那么當光合有效輻射（PAR）為400μmol m^-2•s^-1時，凈光合速率為12μmol m^-2•s^-1，根據真光合速率=凈光合速率+呼吸速率，可知Z30葉片固定CO₂的速率為12+0.8=12.8μmol m^-2•s^-1．
（3）上述棉花品種的植株在光反應過程中，在光照強度不變的情況下，植物體內色素的種類、含量和比例、葉綠體的數量及分布、氣孔開放度和葉面積都會影響光合有效輻射（PAR）利用．故選ABCD．
（4）細胞內RuBP羧化酶是植物體內催化CO₂固定的酶，反應的場所是葉綠體基質，此反應需要在二氧化碳供應和五碳化合物存在條件下進行，據題意，當光照強度突然變強時，葉綠體基質內的RuBP含量上升．故選BC．
（5）由圖1推測，與野生型棉花品種Z16相比，轉基因棉花Z30的凈光合速率下降，故轉基因棉花Z30 的干物質量減少．
（6）比較圖2和3可知，野生型棉花品種Z16與轉基因棉花Z30光合作用速率出現差異的主要因素是核酮糖二磷酸羧化酶（RuBP 羧化酶）活性下降，從而影響了光合作用暗反應階段的反應速率．
故答案為：
（1）葉綠素a      高能電子（e）
（2）12.8                
（3）ABCD   
 （4）B C 
（5）轉基因棉花Z30的凈光合速率下降
（6）核酮糖二磷酸羧化酶（RuBP 羧化酶）活性下降

點評 本題以圖形為載體，考查了影響光合作用的因素、光合作用過程及光合作用和呼吸作用的關系，意在考查了學生識圖、析圖能力，運用所學知識分析和解決問題的能力，綜合理解能力，屬于理解層次的考查．