Question

【題目】科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，某突變型水稻葉片的葉綠素含量約為野生型的一半,但固定CO2酶的活性顯著高于野生型。右圖顯示兩者在不同光照強(qiáng)度下的C02吸收速率。請(qǐng)據(jù)圖回答：

（1）P點(diǎn)時(shí)，限制突變型光合作用速率的主要環(huán)境因素是__________。當(dāng)光照強(qiáng)度高于P點(diǎn)時(shí)，突變型水稻的C02吸收速率高于野生型，原因是___________________。

（2）為測(cè)定突變型水稻葉片中的色素含量，常用_________（試劑）提取色素，某實(shí)驗(yàn)小組欲通過紙層析法分離其中的葉綠素，其分離原理是_______。若用640-660nm波長(zhǎng)的紅光處理水稻葉片，則葉片中 ________（填“類胡蘿卜素”、“葉綠素”或“類胡蘿卜素+葉綠素”）主要吸收紅光。

（3）根據(jù)以上信息可推知突變型水稻更適于生長(zhǎng)在高溫、干旱環(huán)境，原因是_____。

Answer 1

【答案】光照強(qiáng)度 突變型固定C02酶的活性比野生型高 無水乙醇或丙酮 葉綠體中的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快；反之則慢 葉綠素 高溫干旱環(huán)境中，植物為防止水分散失，氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致C02吸收量減少，突變型水稻固定C02酶的活性顯著高于野生型，能利用較低濃度的C02

【解析】

分析題圖：二氧化碳的吸收量表示凈光合速率，在P點(diǎn)之前，野生型的凈光合速率大于突變型，而光照強(qiáng)度大于P點(diǎn)，突變型的凈光合速率大于野生型。

（1）P點(diǎn)時(shí)，突變型未達(dá)到最大凈光合速率，隨著光照強(qiáng)度的增加，突變型的凈光合速率仍可增加，所以P點(diǎn)時(shí)限制突變型光合作用速率的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度。雖然突變型水稻葉片的葉綠素含量更低，但突變體固定CO2酶的活性顯著高于野生型，因此當(dāng)光照強(qiáng)度高于P時(shí)，突變型固定CO2速率更快，對(duì)光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]的消耗也更快，進(jìn)而提高了光合速率。

（2）光合色素易溶于有機(jī)溶劑，所以為測(cè)定突變型水稻葉片中的色素的含量，常用無水乙醇提取色素。由于不同色素在層析液中的溶解度不同，在層析液中溶解度大的在濾紙條上擴(kuò)散的速度快，反之則慢，據(jù)此可實(shí)現(xiàn)色素的分離。葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，故用640-660nm波長(zhǎng)的紅光處理水稻葉片，則葉片中的葉綠素主要吸收紅光。

（3）由于高溫干旱環(huán)境中，植物為防止水分散失，氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致C02吸收量減少，而突變型水稻固定C02酶的活性顯著高于野生型，能利用較低濃度的C02，所以可推知突變型水稻更適于生長(zhǎng)在高溫、干旱環(huán)境中。