Question

【題目】研究人員發(fā)現(xiàn)一種短根白化突變體水稻sra1，利用該突變體可以深入研究植物葉綠體發(fā)育和光合作用的調(diào)控機制。

（1）比較長勢一致且生長狀況良好的野生型水稻W(wǎng)T和突變體水稻sra1植株，在適宜條件下測定光合參數(shù)，結(jié)果見表。

水稻品種	凈光合速率 （molm-2s-1）	氣孔導(dǎo)度 （molm-2s-1）	胞間CO2濃度 （molm-1）
WT	11.77	0.30	298.44
sra1	3.61	0.18	424.52

二氧化碳的固定量直接反映植物光合作用過程中的______反應(yīng)速率，凈光合速率為負值表明______。據(jù)上表分析，sra1凈光合速率的顯著降低______（填“是”或“不是”）由攝入二氧化碳量變化引起。

（2）對WT和sra1水稻植株相同位置的葉片進行觀察，結(jié)果如圖1所示，與WT相比sra1植株______體積明顯增大；葉綠體明顯變少或沒有，且內(nèi)部的______松散或發(fā)育不完整。

（3）利用分光光度計對WT和sra1水稻植株進行光合色素含量的測定，發(fā)現(xiàn)sra1植株中葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量都接近于零，這與上述細胞結(jié)構(gòu)變化及光合作用特征______（填“一致”或“不一致”）。

（4）研究發(fā)現(xiàn)過氧化氫酶（CAT）參與水稻細胞內(nèi)有害物質(zhì)（超氧自由基）的分解，膜脂過氧化物（MDA）的增多會加劇膜的損傷。圖2為WT和sra1中上述兩種物質(zhì)相對含量的測定結(jié)果，sra1中CAT的含量比WT______，可能使超氧自由基含量______，會加速MDA的合成，造成______膜結(jié)構(gòu)的損傷，從而導(dǎo)致sra1凈光合速率下降。

（5）綜上所述，sra1植株白化的根本原因可能是______。此外，該突變體根明顯變短，所以對______，加劇水稻凈光合速率的降低。

Answer 1

【答案】暗 呼吸速率大于光合速率 不是 液泡 類囊體 一致 低 增加（上升） 葉綠體 過氧化氫酶合成基因表達量減少引起葉綠體損傷 水分和無機鹽的吸收減少

【解析】

1、光合作用的具體過程：

2、影響光合速率的因素有光照強度、溫度、二氧化碳濃度、色素含量、酶的數(shù)量等。

（1）二氧化碳參與暗反應(yīng)階段的二氧化碳的固定過程，所以二氧化碳的固定量直接反映植物光合作用過程中的暗反應(yīng)速率。如果呼吸作用大于光合作用，則凈光合速率為負值。表格中，sra1組的胞間二氧化碳濃度遠高于WT組的，說明sra1凈光合速率的顯著降低不是由攝入二氧化碳量變化引起。

（2）據(jù)圖1分析，與WT相比sra1植株的液泡體積明顯增大；葉綠體明顯變少或沒有，且內(nèi)部的類囊體松散或發(fā)育不完整。

（3）光合色素中的葉綠素和類胡蘿卜素主要吸收紅光和藍紫光，sra1植株中葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量都接近于零，則不能進行光合作用，這與上述細胞結(jié)構(gòu)變化及光合作用特征一致。

（4）圖2中，sra1中CAT的含量比WT低，會使使超氧自由基含量升高，加速MDA的合成，造成葉綠體膜結(jié)構(gòu)的損傷，從而導(dǎo)致sra1凈光合速率下降。

（5）sra1植株白化的根本原因可能是過氧化氫酶合成基因表達量減少引起葉綠體損傷，該突變體根明顯變短，造成對水分和無機鹽的吸收減少，加劇水稻凈光合速率的降低。