Question

12．回答下列有关光合作用的问题．
野生型棉花品种Z16中转入抗虫基因BT基因后获得转基因抗虫棉品种Z30，某农科所在相同条件下培养棉花品种Z16和Z30，在苗期后期测定叶片光合作用及植株的有关生理特性，所得结果如下所示．
注：①核酮糖二磷酸（五碳糖）羧化酶（RuBP 羧化酶）是暗反应的关键酶之一；②Pn：净光合速率（即以每平方米叶面每秒钟吸收CO₂的速率为参照依据，单位为 μmol m^-2 s^-1；③太阳辐射中能被绿色植物用来进行光合作用的那部分能量称为光合有效辐射，简称PAR．

（1）图2中色素1的名称是叶绿素a，色素1接受光能后会释放出高能电子（e）．
（2）若不考虑环境因素对呼吸作用的影响，A点对应的数值为-0.8，那么当光合有效辐射（PAR）为400μmol m^-2 s^-1时，Z30叶片固定CO₂的速率为12.8μmol m^-2 s^-1．
（3）上述棉花品种的植株在光反应过程中，在光照强度不变的情况下，植物体内影响光合有效辐射（PAR）利用的因素有ABCD（多选）．
A．色素的种类、含量和比例         B．叶绿体的数量及分布
C．气孔开放度                     D．叶面积
（4）上述棉花品种的植株在暗反应过程中，RuBP 羧化酶能催化RuBP和CO₂反应生成PGA（磷酸甘油酸），在相关酶的活性及其他条件不变的情况下，下列判断正确的是B C（多选）．
A．当二氧化碳浓度升高时，叶绿体基质内的RuBP含量上升
B．当二氧化碳浓度降低时，叶绿体基质内的PGA含量下降
C．当光照强度突然变强时，叶绿体基质内的RuBP含量上升
D．当光照强度突然变弱时，叶绿体基质内的PGA含量下降
（5）由图1推测，与野生型棉花品种Z16相比，转基因棉花Z30 的干物质量减少是由于转基因棉花Z30的净光合速率下降．
（6）比较图2和3可知，野生型棉花品种Z16与转基因棉花Z30光合作用速率出现差异的主要因素是核酮糖二磷酸羧化酶（RuBP 羧化酶）活性下降．

Answer 1

分析 1、光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程．光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成．光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO₂被C₅固定形成C₃，C₃在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物．
2、光合作用合成有机物，而呼吸作用分解有机物．光合作用为呼吸作用提供有机物和氧气，呼吸作用为光合作用提供二氧化碳和水．净光合作用速率=真光合作用速率-呼吸作用速率．

解答 解：（1）叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，叶绿素a含量较多，因此图2中色素1的名称是叶绿素a，分布在叶绿体的类囊体薄膜（基粒）上．色素1接受光能后会释放出高能电子（e．
（2）若不考虑环境因素对呼吸作用的影响，那么当光合有效辐射（PAR）为400μmol m^-2•s^-1时，净光合速率为12μmol m^-2•s^-1，根据真光合速率=净光合速率+呼吸速率，可知Z30叶片固定CO₂的速率为12+0.8=12.8μmol m^-2•s^-1．
（3）上述棉花品种的植株在光反应过程中，在光照强度不变的情况下，植物体内色素的种类、含量和比例、叶绿体的数量及分布、气孔开放度和叶面积都会影响光合有效辐射（PAR）利用．故选ABCD．
（4）细胞内RuBP羧化酶是植物体内催化CO₂固定的酶，反应的场所是叶绿体基质，此反应需要在二氧化碳供应和五碳化合物存在条件下进行，据题意，当光照强度突然变强时，叶绿体基质内的RuBP含量上升．故选BC．
（5）由图1推测，与野生型棉花品种Z16相比，转基因棉花Z30的净光合速率下降，故转基因棉花Z30 的干物质量减少．
（6）比较图2和3可知，野生型棉花品种Z16与转基因棉花Z30光合作用速率出现差异的主要因素是核酮糖二磷酸羧化酶（RuBP 羧化酶）活性下降，从而影响了光合作用暗反应阶段的反应速率．
故答案为：
（1）叶绿素a      高能电子（e）
（2）12.8                
（3）ABCD   
 （4）B C 
（5）转基因棉花Z30的净光合速率下降
（6）核酮糖二磷酸羧化酶（RuBP 羧化酶）活性下降

点评 本题以图形为载体，考查了影响光合作用的因素、光合作用过程及光合作用和呼吸作用的关系，意在考查了学生识图、析图能力，运用所学知识分析和解决问题的能力，综合理解能力，属于理解层次的考查．