Question

19．目前广泛种植的一种突变体水稻，其叶绿素含量仅是野生型水稻的51%，但产量与野生型水稻差异不显著．为了探究其生理学机制，科研人员将突变体水稻与野生型水稻分组，并设置2个氮肥处理：全程不施氮肥和正常施氮肥．其它栽培管理均最适且一致．请回答下列问题：

（1）测定叶片中叶绿素的含量，应取新鲜叶片，用无水乙醇作溶剂研磨，为防止叶绿素被破坏，应加入少量碳酸钙．然后过滤并测定滤液的吸光度，计算得出叶绿素含量．
（2）测得各组叶片光合速率如图1所示．在光照强度大于1000?mol•m^-2•s^-1条件下，不同氮处理的突变体叶片的光合速率均比野生型高；较低光强下野生型的光合速率略高于突变体，这是因为此条件下低光强下高叶绿素含量有利于叶片对光的吸收．总体来看，叶绿素含量的降低没有（有/没有）抑制光合速率．
（3）CO₂固定的产物是三碳化合物，其还原过程需要光反应提供的ATP和NADPH以及Rubisco酶的催化．研究人员测定了叶片中 Rubisco 酶含量，结果如图2所示．据此可以推测，突变体叶绿素含量低但产量与野生型差别不大的原因是突变体的Rubisco酶含量高．表明突变体更倾向于将氮素用于Rubisco酶的合成，而不是叶绿素的合成．

Answer 1

分析 据图分析：图1中，该实验的目的是探究是否施肥和光照强度对野生型和突变型水稻光合速率的影响及即施肥施肥对野生型和突变型水稻Rubisco 酶含量的影响．图中施肥后两种水稻的光合速率都增加，但突变型在光照强度较高时增加更明显．图2中，施肥后两种水稻的Rubisco酶都提高，但突变体的Rubisco酶含量提高较多．据此分析作答．

解答 解：（1）光合作用是色素提取中需要用无水乙醇作为溶解色素的提取剂，为防止叶绿素被破坏，研磨时需要添加碳酸钙．
（2）据图1分析，在光照强度大于1000?mol•m^-2•s^-1条件下，不同氮处理的突变体叶片的光合速率均比野生型高．低光强下高叶绿素含量有利于叶片对光的吸收，所以较低光强下野生型的光合速率略高于突变体．
（3）在光合作用的暗反应阶段，二氧化碳首先与五碳化合物结合而被固定为三碳化合物，在[H]、ATP和Rubisco 酶的作用下被还原．据图2分析，突变体的Rubisco酶含量高，故突变体叶绿素含量低但产量与野生型差别不大．实验表明突变体更倾向于将氮素用于Rubisco酶的合成，而不是叶绿素的合成．
故答案为：
（1）无水乙醇    碳酸钙
（2）高   低光强下高叶绿素含量有利于叶片对光的吸收   没有
（3）三碳化合物       ATP和NADPH      突变体的Rubisco酶含量高    Rubisco酶    叶绿素

点评 本题结合图示主要考查影响光合作用的因素，意在强化学生对相关知识点理解与运用，题目难度中等．