Question

【题目】将玉米的PEPC酶基因导入水稻后，测量光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果，如下图所示。（注：气孔导度越大，气孔开放程度越高）

（1）水稻叶肉细胞进行光合作用的场所是______________，捕获光能的色素在层析液中溶解度最大的是______________。

（2）CO2通过气孔进入叶肉细胞后，首先与______________结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供______________。

（3）光照强度低于8×102μmol·s-1时，影响转基因水稻光合速率的主要因素是______________；光照强度为10～14×102μmol·s-1时，原种水稻的气孔导度下降但光合速率基本不变，可能的原因是______________。

（4）分析图中信息，PEPC酶所起的作用是____________________________；转基因水稻更适合栽种在____________________________环境中。

Answer 1

【答案】叶绿体 胡萝卜素 C5 [H]和ATP 光照强度 光照强度增加与CO2供应不足对光合速率的正负影响相互抵消（或“CO2供应已充足且光照强度已达饱和点”） 增大气孔导度，提高水稻在强光下的光合速率 强光

【解析】

气孔导度即为气孔开放程度，因此气孔导度越大，二氧化碳吸收越多，光合速率越高。解答本题应从光合作用的场所、条件以及影响因素等方面进行解题，影响光合作用的环境因素有：光照强度、温度、二氧化碳浓度等。

（1）植物光合作用的场所是叶绿体，其中有四种色素，胡萝卜素在层析液中的溶解度最大，扩散速率最快。

（2）光合作用的暗反应中，进入植物细胞内的CO2首先被C5化合物固定成为C3化合物，再被光反应提供的ATP和[H]还原。

（3）分析题图曲线可知，当光照强度低于8×102μmolm-2s-1时，随光照强度增加，气孔导度和光合作用速率增强，说明影响光合作用的因素主要是光照强度。光照强度为10～14×102μmol·s-1时，原种水稻的气孔导度下降但光合速率基本不变，可能的原因是光照强度增加与CO2供应不足对光合速率的正负影响相互抵消。

（4）由气孔导度与光强度关系曲线可看出转基因水稻较普通水稻的气孔度大，其原因为转基因水稻导入了PEPC酶的因素，说明此酶有促进气孔打开或增大作用，同理分析，此酶能提高水稻在强光下的光合速率；转基因水稻在较强光照下光合速率却更强说明更能适应较强光照环境。