Question

11．將藍(lán)藻的Sir1515基因?qū)�入水稻后，測(cè)定光照強(qiáng)度對(duì)轉(zhuǎn)基因水稻和野生型水稻光合速率的影響，并測(cè)得兩種水稻葉片的葉綠素和RUBP羧化酶（催化CO₂固定的酶）的含量，結(jié)果如圖所示．請(qǐng)回答：

（1）水稻葉肉細(xì)胞中的葉綠素分布在類(lèi)囊體薄膜上，用層析液分離圖乙所示兩種葉綠素時(shí)，在濾紙條上擴(kuò)散較快的是葉綠素1．
（2）圖甲中A點(diǎn)水稻葉肉細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是葉綠體、線(xiàn)粒體，若環(huán)境中CO₂濃度降低，則A點(diǎn)應(yīng)向右（左、右）移動(dòng)．
（3）適宜條件下，與野生型水稻相比，轉(zhuǎn)基因水稻的干物質(zhì)的量增加（增加、減少或不  變），原因是轉(zhuǎn)基因水稻葉綠素含量增加，光合速率增大．
（4）光照強(qiáng)度低于2×l0² μmol•m^-2•s^-1時(shí)，限制野生型水稻光合速率的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度；若不考慮環(huán)境因素對(duì)呼吸作用的影響，當(dāng)光照強(qiáng)度為2×10²μmol•m^-2•s^-1時(shí)，野生型水稻葉片固定的速率為16μmol•m^-2•s^-1．
（5）若環(huán)境中光照強(qiáng)度保持在3×l0²μmol•m^-2•s^-1，假定其它條件不變，先光照16小  時(shí)，再黑暗8小時(shí)，則一天中轉(zhuǎn)基因水稻積累的有機(jī)物量是野生型水稻的1.4倍．

Answer 1

分析 分析題圖：圖甲：轉(zhuǎn)基因水稻和野生型水稻的呼吸速率相同，但是轉(zhuǎn)基因水稻的凈光合速率要高于野生型水稻；圖乙：據(jù)野生型水稻的色素含量來(lái)看葉綠素1是葉綠素a，葉綠素2是葉綠素b，轉(zhuǎn)基因水稻明顯增加的是葉綠素a的含量；圖丙：轉(zhuǎn)基因水稻和野生型水稻的RUBP羧化酶（催化CO₂固定的酶）的含量相同，可見(jiàn)轉(zhuǎn)基因水稻是通過(guò)增加葉綠素a的含量來(lái)增加光合作用的．

解答 解：（1）水稻葉肉細(xì)胞中的葉綠素分布在類(lèi)囊體薄膜上，據(jù)野生型水稻的色素含量來(lái)看葉綠素1是葉綠素a，葉綠素2是葉綠素b，用層析液分離圖乙所示兩種葉綠素時(shí)，在濾紙條上擴(kuò)散較快的是葉綠素1（葉綠素a）．
（2）圖甲中A點(diǎn)光合速率=呼吸速率，水稻葉肉細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的生理過(guò)程是光反應(yīng)和呼吸作用，與之相關(guān)的細(xì)胞器是葉綠體和線(xiàn)粒體．若環(huán)境中CO₂濃度降低，光合作用強(qiáng)度減弱，呼吸作用不變，A點(diǎn)應(yīng)向右移動(dòng)才能和呼吸作用相等．
（3）轉(zhuǎn)基因水稻葉綠素含量增加，光合速率增大，適宜條件下，與野生型水稻相比，轉(zhuǎn)基因水稻的干物質(zhì)的量增加．
（4）光照強(qiáng)度低于2×l0² μmol•m^-2•s^-1時(shí)，野生型水稻光合速率曲線(xiàn)還沒(méi)有飽和，還在隨著光照強(qiáng)度增加而增加，故此時(shí)限制野生型水稻光合速率的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度；葉片固定CO₂的速率為總光合速率=凈光合速率+呼吸速率=12+4=16．
（5）一天水稻積累的有機(jī)物量=白天積累量-夜晚消耗量，則一天中轉(zhuǎn)基因水稻積累的有機(jī)物量÷一天中野生型水稻積累的有機(jī)物量=（16×16-8×4）÷（12×16-8×4）=224÷160=1.4．先光照16小  時(shí)，再黑暗8小時(shí)，則一天中轉(zhuǎn)基因水稻積累的有機(jī)物量是野生型水稻的1.4倍．
故答案為：
（1）類(lèi)囊體薄膜  葉綠素1
（2）線(xiàn)粒體、葉綠體   右
（3）增加  轉(zhuǎn)基因水稻葉綠素含量增加，光合速率增大
（4）光照強(qiáng)度  16
（5）1.4

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查光合作用的場(chǎng)所、色素的種類(lèi)及含量、暗反應(yīng)的過(guò)程、影響光合作用的環(huán)境因素等，意在考查考生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的識(shí)記和理解能力，以及獲取圖象信息能力，難度中等．針對(duì)此類(lèi)題型，復(fù)習(xí)過(guò)程需要對(duì)光合作用的基本過(guò)程重點(diǎn)復(fù)習(xí)，同時(shí)借助圖表曲線(xiàn)引導(dǎo)學(xué)生分析影響光合作用的環(huán)境因素，培養(yǎng)學(xué)生能力．