Question

【題目】將藍(lán)藻的Sir1515基因?qū)�入水稻后，測(cè)定光照強(qiáng)度對(duì)轉(zhuǎn)基因水稻和野生型水稻光合速率的影響，并測(cè)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(jié)果如下圖所示。請(qǐng)回答：

（1）水稻葉肉細(xì)胞中的葉綠素分布在______上，用層析液分離圖乙所示兩種葉綠素時(shí)，在濾紙條上擴(kuò)散較快的是______。

（2）圖甲中A點(diǎn)水稻葉肉細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是______，若環(huán)境中CO2濃度降低，則A點(diǎn)應(yīng)向______（左、右）移動(dòng)。

（3）適宜條件下，與野生型水稻相比，轉(zhuǎn)基因水稻的干物質(zhì)的量______（增加、減少或不變），原因是____。

（4）光照強(qiáng)度低于2×l02μmolm-2s-1時(shí)，限制野生型水稻光合速率的主要環(huán)境因素是_______；若不考慮環(huán)境因素對(duì)呼吸作用的影響，當(dāng)光照強(qiáng)度為2×l02μmolm-2s-1時(shí)，野生型水稻葉片固定CO2的速率為____×l02μmolm-2s-1。

（5）若環(huán)境中光照強(qiáng)度保持在3×l02μmolm-2s-1，假定其它條件不變，先光照16小時(shí)，再黑暗8小時(shí)，則一天中轉(zhuǎn)基因水稻積累的有機(jī)物量是野生型水稻的______倍。

Answer 1

【答案】 類囊體薄膜 葉綠素1 線粒體、葉綠體 右 增加 轉(zhuǎn)基因水稻的葉綠素含量增加，光合速率增大 光照強(qiáng)度 16 1.4

【解析】分析題圖：圖甲中，轉(zhuǎn)基因水稻和野生型水稻的呼吸速率相同，但是轉(zhuǎn)基因水稻的凈光合速率要高于野生型水稻，圖中A點(diǎn)表示光補(bǔ)償點(diǎn)，即兩種水稻的光合速率與呼吸速率相等；圖乙中，據(jù)野生型水稻的色素含量來(lái)看：葉綠素1是葉綠素a，葉綠素2是葉綠素b，轉(zhuǎn)基因水稻明顯增加的是葉綠素a的含量；圖丙中，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)基因水稻是通過增加葉綠素a的含量來(lái)增加光合作用的。

（1）水稻葉肉細(xì)胞中參與光合作用的葉綠素等色素分布于葉綠體的類囊體薄膜上；葉綠素a（葉綠素1）在層析液中的溶解度比葉綠素b（葉綠素2）高，隨層析液雜濾紙條擴(kuò)散的速度較快。

（2）根據(jù)以上分析已知，圖甲中A點(diǎn)表示光飽和點(diǎn)（光合速率與呼吸速率相等），此時(shí)水稻葉肉細(xì)胞可以同時(shí)進(jìn)行光合作用和呼吸作用，因此細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器有線粒體和葉綠體；若環(huán)境中CO2濃度降低，導(dǎo)致光合速率減小，而呼吸速率不變，因此A點(diǎn)應(yīng)向右移動(dòng)。

（3）根據(jù)圖形分析已知，與野生型水稻相比，轉(zhuǎn)基因水稻中葉綠素含量增加了，則其光合速率增大，積累的有機(jī)物增多。因此在適宜條件下，與野生型水稻相比，轉(zhuǎn)基因水稻的干物質(zhì)的量增加。

（4）根據(jù)甲圖分析，當(dāng)光照強(qiáng)度低于2×l02μmolm-2s-1時(shí)，野生型水稻光合速率曲線還沒有飽和，還在隨著光照強(qiáng)度增加而增加，故此時(shí)限制野生型水稻光合速率的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度；當(dāng)光照強(qiáng)度為2×102μmol·m-2·s-1時(shí)，固定野生型水稻葉片固定CO2的速率為總光合速率=凈光合速率+呼吸速率=12+4=16μmolm-2s-1．。

（5）若環(huán)境中光照強(qiáng)度保持在3×l02μmolm-2s-1，假定其它條件不變，先光照16小時(shí)，再黑暗8小時(shí)，則一天中轉(zhuǎn)基因水稻積累的有機(jī)物量是16×16－4×8＝224×l02μmolm-2s-1，一天中野生型水稻積累的有機(jī)物量是12×16－4×8＝160×l02μmolm-2s-1，因此一天中轉(zhuǎn)基因水稻積累的有機(jī)物量是野生型水稻的倍數(shù)是224/160＝1.4倍。