Question

11．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，結果如圖所示．請回答：

（1）水稻葉肉細胞中的葉綠素分布在類囊體薄膜上，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葉綠素1．
（2）圖甲中A點水稻葉肉細胞內產生ATP的細胞器是葉綠體、線粒體，若環境中CO₂濃度降低，則A點應向右（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的量增加（增加、減少或不  變），原因是轉基因水稻葉綠素含量增加，光合速率增大．
（4）光照強度低于2×l0² μmol•m^-2•s^-1時，限制野生型水稻光合速率的主要環境因素是光照強度；若不考慮環境因素對呼吸作用的影響，當光照強度為2×10²μmol•m^-2•s^-1時，野生型水稻葉片固定的速率為16μmol•m^-2•s^-1．
（5）若環境中光照強度保持在3×l0²μmol•m^-2•s^-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1.4倍．

Answer 1

分析 分析題圖：圖甲：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；圖乙：據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：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．

解答 解：（1）水稻葉肉細胞中的葉綠素分布在類囊體薄膜上，據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，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葉綠素1（葉綠素a）．
（2）圖甲中A點光合速率=呼吸速率，水稻葉肉細胞內產生ATP的生理過程是光反應和呼吸作用，與之相關的細胞器是葉綠體和線粒體．若環境中CO₂濃度降低，光合作用強度減弱，呼吸作用不變，A點應向右移動才能和呼吸作用相等．
（3）轉基因水稻葉綠素含量增加，光合速率增大，適宜條件下，與野生型水稻相比，轉基因水稻的干物質的量增加．
（4）光照強度低于2×l0² μmol•m^-2•s^-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境因素是光照強度；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=16．
（5）一天水稻積累的有機物量=白天積累量-夜晚消耗量，則一天中轉基因水稻積累的有機物量÷一天中野生型水稻積累的有機物量=（16×16-8×4）÷（12×16-8×4）=224÷160=1.4．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1.4倍．
故答案為：
（1）類囊體薄膜  葉綠素1
（2）線粒體、葉綠體   右
（3）增加  轉基因水稻葉綠素含量增加，光合速率增大
（4）光照強度  16
（5）1.4

點評 本題綜合考查光合作用的場所、色素的種類及含量、暗反應的過程、影響光合作用的環境因素等，意在考查考生對基礎知識的識記和理解能力，以及獲取圖象信息能力，難度中等．針對此類題型，復習過程需要對光合作用的基本過程重點復習，同時借助圖表曲線引導學生分析影響光合作用的環境因素，培養學生能力．