Question

6．某種野生型油菜存在一種突變體，葉綠素、類胡蘿卜素含量均低，其葉片呈現黃化色澤．野生型和突變體的成熟葉片凈光合速率、呼吸速率及相關指標見表．請分析并回答：

指標 類型	類胡蘿卜素/葉綠素	葉綠素a/b	凈光合速率 （μmolCO2•m-2•s-1）	胞間CO2濃度 （μmol CO2•m-2•s-1）	呼吸速率 （μmol CO2•m-2•s-1）
野生型	0.28	6.94	8.13	210.86	4.07
突變體	0.32	9.30	5.66	239.07	3.60

（1）葉綠素和類胡蘿卜素分布于葉綠體的類囊體膜上；欲分析色素種類，可用層析液（溶劑）分離葉片中的色素．
（2）據測定，突變體處于發育初期的葉片，類胡蘿卜素與葉綠素的比值為0.48，可以推測，葉綠素在色素組成中所占的比例隨葉片發育逐漸增加．與野生型相比，突變體中發生的改變可能抑制（促進/抑制）葉綠素a向葉綠素b的轉化．
（3）野生型成熟葉片光合作用中，水光解的產物有H+、e、氧氣，三碳糖的組成元素有C、H、O、P，離開卡爾文循環的三碳糖大部分轉變成蔗糖，供植物體所有細胞利用．
（4）野生型成熟葉片中葉綠體消耗CO₂的速率比突變體高2.94μmolCO₂•m^-2•s^-1．
（5）進一步研究發現，野生型油菜葉片光合作用產生的磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）運向種子有兩條代謝途徑（見圖）．

已知基因與其反義基因分別轉錄出的RNA可相互結合，從而阻斷該基因表達的翻譯過程．結合已知并據圖分析研究人員設計了PEPcase酶Ⅱ（酶）基因的反義基因，并將其導入野生型油菜從而抑制種子中該酶的合成，最終培育出產油率提高的油菜．

Answer 1

分析 影響光合作用的環境因素主要有光照強度、溫度和二氧化碳濃度等．題表表明油菜的黃化突變體葉綠素a/b與類胡蘿卜素/葉綠素及胞間CO2濃度升高，但呼吸作用速率和凈光合作用速率下降．據此分析作答．

解答 解：（1）葉綠體中的色素分布于葉綠體的類囊體薄膜；光合作用的色素不溶于水，易溶于無水乙醇等有機溶劑，可以用無水乙醇提取光合色素，色素可以溶解在層析液中，氮溶解度不同，在濾紙上的擴散速度也不同，所以常用紙層析法分離色素．
（2）根據題意可以推測，葉綠素在色素組成中所占的比例隨葉片發育逐漸增加．題表中葉綠素a/b與類胡蘿卜素/葉綠素升高，葉綠素減少使葉片呈現黃化色澤．可能的原因是突變可能抑制葉綠素a向葉綠素b轉化的過程．
（3）光合作用的過程中水光解的產物主要有H+、e、氧氣，三碳糖主要的組成元素有C、H、O、P．離開卡爾文循環的三碳糖大部分被運出細胞轉變成蔗糖，供植物體所有細胞利用．
（4）根據題表可知，突變體葉片中葉綠體的CO₂的消耗速率為凈光合速率+呼吸速率=5.66+3.60=9.26，同理，野生型葉片中葉綠體的CO₂的消耗速率為8.13+4.07=12.20，突變體葉片中葉綠體的CO₂的消耗速率比野生型低12.20-9.26=2.94μmolCO₂•m^-2•s^-1．
（5）據圖分析可知，基因與其反義基因分別轉錄出的RNA可相互結合，從而阻斷該基因表達的翻譯過程．研究人員通過基因工程設計PEPcase酶Ⅱ基因的反義基因，并將其導入野生型油菜從而抑制種子中該酶的合成，最終培育出產油率提高的油菜．
故答案為：
（1）類囊體膜           層析液       
（2）增加       抑制
（3）H+、e、O2       C、H、O、P        蔗糖
（4）2.94 
（5）翻譯           PEPcase酶Ⅱ

點評 本題主要考查影響光合作用的因素和基因的表達，關鍵是弄清光合作用過程中相關的物質和變化規律和實驗數據的分析與處理能力．