Question

【題目】某突變體水稻葉綠素含量不足其野生型的一半，呼吸作用強(qiáng)度與野生型相同。在飽和光照條件（1000／μmol·m －2 ·s－1）下分別測得無氮、中氮、高氮施肥時(shí)突變體水稻的光合作用強(qiáng)度，比相同條件下野生型水稻分別高出4％、20％與39％。為探究其生理學(xué)機(jī)制，研究人員分別測定了兩種水稻在不同氮肥水平下的氣孔導(dǎo)度、葉肉細(xì)胞胞間CO2濃度，如圖所示。請回答下列問題：

（1）在中氮與高氮條件下，突變體水稻氣孔導(dǎo)度均顯著高于野生型，但胞間CO2濃度與野生型并無顯著差異，出現(xiàn)這一結(jié)果的原因是___________________________________。

（2）突變體水稻在弱光下光合作用速率低于野生型水稻，與其__________有關(guān)。當(dāng)突變體水稻處于飽和光照條件時(shí)，三個(gè)不同氮肥水平下光合作用速率都比相同條件下的野生型水稻的光合作用速率有顯著提高，表明在飽和光照條件下野生型水稻葉綠素含量存在__________（填“冗余”或“不足”）現(xiàn)象；從氮元素的利用來看，突變體水稻通過__________提高了葉片光合速率。

Answer 1

【答案】突變體對胞間CO2的固定（消耗、利用）更快 葉綠素含量低 冗余 減少了合成葉綠素過程中的氮素消耗，提高光合作用相關(guān)酶的合成量（和活性）

【解析】

實(shí)驗(yàn)題的做題思路需要優(yōu)先確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，后確定自變量和因變量。由題文可知，該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑樘骄繜o氮、中氮、高氮施肥時(shí)突變體水稻的光合作用強(qiáng)度升高的原因，自變量為氮肥處理水平和植株類型，因變量為氣孔導(dǎo)度和葉肉細(xì)胞胞間CO2濃度。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)對比可以發(fā)現(xiàn)，不同氮肥處理下，突變型的氣孔導(dǎo)度均高于野生型；而中氮和高氮處理時(shí)，葉肉細(xì)胞胞間CO2濃度與野生型相差不大。

（1）在中氮與高氮條件下，突變體水稻其胞間CO2濃度與野生型差異不明顯，只能從突變體對胞間CO2的利用更快這一角度找原因；

（2）弱光下，光照強(qiáng)度是光合作用的限制因素。突變體水稻葉綠素含量低，對光能的捕獲少，因此光合作用弱。當(dāng)處于飽和光照條件時(shí)，三個(gè)不同氮肥水平下突變體水稻光合作用速率都比相同條件下的野生型水稻的光合作用速率有顯著提高，表明在飽和光照條件下野生型水稻葉綠素含量存在冗余，而突變體水稻通過減少合成葉綠素過程中的氮素消耗，提高光合作用相關(guān)酶的合成量和活性，從而提高了葉片光合速率。