Question

13．科研人员获得一种叶绿素b完全缺失的水稻突变体，该突变体对强光环境的适应能力更强．请回答：
（1）提取水稻突变体的光合色素，应在研磨叶片时加入CaCO₃，以防止色素被破坏．用纸层析法分离该突变体叶片的光合色素，缺失的色素带应位于滤纸条的最下端．
（2）该突变体和野生型水稻的氧气释放速率与光照强度的关系如图所示．当光照强度为n时，与野生型相比，突变体单位面积叶片叶绿体的氧气产生速率较大．当光照强度为m时，测得突变体叶片气孔开放程度比野生型更大，据此推测，突变体固定CO₂形成C₃的速率更快，对光反应产生的NADPH（或[H]）、ATP消耗也更快，进而提高了光合作用放氧速率．
（3）水稻细胞内的叶绿体和线粒体在结构上的相同点是有双层膜、都含有液态的基质、内部都有较大的膜面、内部都含有DNA、内部都含有酶（答出两点即可）．

Answer 1

分析 1、叶绿体、线粒体都是具有双膜结构的细胞器，线粒体内膜向内凹陷增大膜面积，叶绿体通过类囊体垛叠形成基粒增大膜面积，线粒体和叶绿体都含有少量的DNA和RNA，叶绿体是光合作用的场所，线粒体是有氧呼吸的主要场所，线粒体和叶绿体都含有相关的酶．
2、叶肉细胞中与光合作用有关的色素包括叶绿素和类胡萝卜素，与光合作用有关的色素能溶于无水乙醇等有机溶剂中，因此可以用无水乙醇提取色素，由于不同色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸条上的扩散速度不同，因此可以用纸层析法将不同色素分离．
3、光合作用分为光反应阶段、暗反应阶段，光反应过程是水光解产生氧气、[H]，同时合成ATP，发生在叶绿体的类囊体膜上；暗反应包括二氧化碳固定和三碳化合物的还原，二氧化碳固定是二氧化碳与五碳化合物结合形成三碳化合物，三碳化合物还原是三碳化合物被还原形成有机物和五碳化合物，三碳化合物还原需要还原氢、ATP．

解答 解：（1）叶肉细胞中提取色素时，加入碳酸钙的目的是防止研磨过程中叶绿素被破坏；叶绿素b在层析液中溶解度最低，因此位于滤纸条的最下端，该水稻缺失叶绿素b，因此缺失的色素带位于滤纸条的最下端．
（2）由题图曲线可知，突变型呼吸作用强度大，野生型呼吸作用强度小，光照强度为n时，突变型与野生型净光合速率相同，因此与野生型相比，突变体单位面积叶片叶绿体的氧气产生速率大；光照强度为m时，突变体叶片气孔开放程度比野生型更大，进入叶肉细胞中二氧化碳多，突变体固定CO₂形成三碳化合物多；三碳化合物还原需要消耗的还原氢、ATP增多，光反应加快，产生更多的氧气．
（3）线粒体、叶绿体的共同特点包括都有双层膜、都含有液态的基质、内部都有较大的膜面积、内部都含有DNA、内部都含有酶等．
故答案为：
（1）CaCO₃      最下端 
（2）较大       C₃       NADPH（或[H]）、ATP 
（3）都有双层膜、都含有液态的基质、内部都有较大的膜面积、内部都含有DNA、内部都含有酶

点评 本题旨在考查学生理解光合作用过程中光反应与暗反应过程的物质变化、光反应与暗反应之间的关系、光合作用与呼吸作用之间的关系，叶绿素提取和分离实验等知识要点，把握知识的内在联系，形成知识网络，并应用相关知识结合题干信息进行推理、解答问题．