Question

17．关于光合作用的问题
水稻产量的95%来自于叶片的光合作用．图20表示水稻叶肉细胞光合作用过程模式图，其中字母表示物质，数字表示生理过程．据图20回答问题：

（1）写出下列编号所代表的内容：BO₂   FADP  ③三碳化合物的还原
（2）关于物质C的代谢与转运功能的叙述，正确的有ABC（多选）．
A．过程①④可以维持类囊体中C物质的高浓度梯度
B．通道⑤属于物质G的合成酶
C．C物质浓度梯度的维持有利于暗反应的进行
D．细胞基质中C物质浓度高于类囊体中
叶片器官的突变对水稻的光合作用、生长发育都会产生重要的影响．
研究者发现一种水稻叶片黄化突变体，他们在水稻发育的抽穗期（产生穗粒期），分别取100株的突变体与野生型水稻进行实验研究，光合色素、光合效率、叶绿素荧光强度进行检测．实验结果见下列三表．[表一为一个小时内，每平方叶片吸收二氧化碳量；表二为光合色素含量的系列数值．]
表一：野生型与突变体在抽穗期净光合速率日变化（mmol/m2•h）

材料	9：00-10：00	11：00-12：00	13：00-14：00	15：00-16：00
突变体	18.12	24.13	28.15	25.79
野生型	18.16	22.79	24.75	20.76

表二：野生型与突变体在抽穗期的光合色素含量（mg/g′FW）

材料	叶绿素a	叶绿素b	总叶绿素	类胡萝卜素	叶绿素a/b	叶色
突变体	2.56	0.37	2.93	0.60	6.91	黄绿色
野生型	4.18	1.02	5.20	0.78	4.09	绿色

（3）突变体的叶色相对野生型而言，颜色显著偏黄，这是因为叶绿素含量较低所致．
（4）突变体虽然叶色偏黄，但光合作用的效率高于野生型，从光合色素的指标来看，主要是因为a/b数值较高；从光反应的机制来看，与叶绿素a色素主要参与光反应有关．
（5）在突变体净光合效率与野生型净光合速率差异最大的时间段（见表一），若突变体与野生型水稻叶片面积均为1平米的条件下，1个小时之后，突变体比野生型水稻净合成有机物（葡萄糖）多出150.9毫克．
叶绿素荧光是指叶绿素反射光现象．以强光照处理叶绿素滤液后测得的荧光强度称为最大荧光强度．
表三：野生型与突变体在抽穗期叶绿素荧光指数

材料	Fm（最大荧光强度）
突变体	298.4
野生型	408.6

（6）由上述三表的数据及其光合作用机制进行分析，荧光现象与光合作用的关系是ABD（多选）．
A．叶绿素分子吸收的光能未能全部转化为化学能     B．荧光强度与二氧化碳固定效率呈负相关
C．光强越低，突变体对光能的利用率越强于野生型   D．荧光强度的大小可能与叶绿素种类的比例有关．

Answer 1

分析 据图分析：A是水，B是氧气，C是H⁺，D是NADPH，E是NADP⁺，F是ADP，G是ATP，I是五碳化合物，H是三碳化合物．①表示水的光解，②表示二氧化碳的固定，③表示三碳化合物的还原，④表示H⁺的吸收，⑤表示ATP合成酶．

解答 解：（1）据图分析，B是氧气，F是ADP，③表示三碳化合物的还原．
（2）A、①表示水的光解，④表示H⁺的吸收，C是H⁺，可以维持类囊体中C物质的高浓度梯度，A正确；
B、G是ATP，⑤表示ATP合成酶，B正确；
C、H⁺的浓度梯度的维持有利于NADPH的形成，有利于暗反应的进行，C正确；
D、H⁺的通过主动运输进入类囊体中，细胞基质中C物质浓度低于于类囊体中，D错误．
故选：ABC．
（3）据表分析，突变体的叶绿素含量较低，叶色相对野生型而言，颜色显著偏黄．
（4）据表一和表二分析，从光合色素的指标来看，突变体的叶绿素a与叶绿素b的比值数值较高，从光反应的机制来看，与叶绿素a色素主要参与光反应有关，所以突变体虽然叶色偏黄，但光合作用的效率高于野生型．
（5）突变体净光合效率与野生型净光合速率差异最大的时间段为15：00-16：00，两者的光合作用速率差距为25.79-20.76=5.03mmol/m2•h，根据光合作用反应式可知，突变体与野生型水稻叶片面积均为1平米的条件下，1个小时之后，突变体比野生型水稻净合成有机物（葡萄糖）多出的量为5.03×180÷6=150.9毫克．
（6）A、叶绿素荧光是指叶绿素反射光现象，据表分析叶绿素分子吸收的光能未能全部转化为化学能，A正确；
B、荧光强度越强光反应越弱，二氧化碳固定越少，光合作用速率越低，反之，则越高，故荧光强度与二氧化碳固定效率呈负相关，B正确；
C、光强越低，叶绿素含量越多越利于光合作用，突变体对光能的利用率越弱于野生型，C错误；
D、据表分析，荧光强度的大小可能与叶绿素种类的比例有关，D正确．
故选：ABD．
故答案为：
（1）O₂    ADP   三碳化合物的还原
（2）ABC 
（3）叶绿素含量较低
（4）a/b  叶绿素a
（5）150.9 
（6）ABD

点评 本题主要考查光合作用的过程，意在强化学生对光合作用全过程的识记、理解与掌握．