Question

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，如圖所示。(注：氣孔導度越大，氣孔開放程度越高)

(1)水稻葉肉細胞進行光合作用的場所是______________，捕獲光能的色素中含量最多的是____________。

(2)CO2通過氣孔進入葉肉細胞后，首先與________結合而被固定，固定產物的還原需要光反應提供____________。

(3)光照強度低于8×102μmol·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光合速率基本不變，可能的原因是____________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)分析圖中信息，PEPC酶所起的作用是_______________________________________；轉基因水稻更適宜栽種在________環境中。

 

Answer 1

【答案】

(1)葉綠體? 葉綠素a

(2)C5? [H]和ATP

(3)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”)

(4)增大氣孔導度，提高水稻在強光下的光合速率? 強光

【解析】(1)植物葉肉細胞進行光合作用的場所均為葉綠體，葉綠體中捕獲光能的色素有葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素和葉黃素，其中葉綠素a含量最多。

(2)CO2進入葉肉細胞內首先與C5結合形成C3化合物，此過程稱為“CO2的固定”，C3化合物需接受光反應為之提供的[H]、ATP后被還原。

(3)如圖所示，8×102 μ mol·m－2·s－1時，光照強度尚未達到轉基因水稻光飽和點。在此之前，影響轉基因水稻光合速率的主要因素是光照強度；在光照強度為10～14×102μ mol·m－2·s－1時，氣孔導度雖然下降，但該氣孔導度下CO2供應可能已充足，且該光照強度已經達到了原種水稻的光飽和點。故光合速率可能不受影響。

(4)兩圖信息顯示，與原種水稻相比，轉基因水稻氣孔導度更得以提升，且光飽和點明顯增大，由此可推知，PEPC酶可增大氣孔導度，提高水稻在強光下的光合速率，使水稻更適宜于強光環境。