Question

【題目】野生型棉花品種Z16中轉(zhuǎn)入抗蟲基因BT基因后獲得轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種Z30，某農(nóng)科所在相同條件下培養(yǎng)棉花品種Z16和Z30，在苗期后期測定葉片光合作用及植株的有關(guān)生理特性，所得結(jié)果如下所示．

注：①核酮糖二磷酸（五碳糖）羧化酶（RuBP 羧化酶）是暗反應(yīng)的關(guān)鍵酶之一；②Pn：凈光合速率（即以每平方米葉面每秒鐘吸收CO2的速率為參照依據(jù)，單位為 μmol m﹣2 s﹣1；③太陽輻射中能被綠色植物用來進(jìn)行光合作用的那部分能量稱為光合有效輻射，簡稱PAR．

（1）圖2中色素1的名稱是_____，色素1接受光能后會釋放出_____．

（2）若不考慮環(huán)境因素對呼吸作用的影響，A點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)值為﹣0.8，那么當(dāng)光合有效輻射（PAR）為400μmol m﹣2 s﹣1時，Z30葉片固定CO2的速率為_____μmol m﹣2 s﹣1。

（3）上述棉花品種的植株在光反應(yīng)過程中，在光照強(qiáng)度不變的情況下，植物體內(nèi)影響光合有效輻射（PAR）利用的因素有_____。

A．色素的種類、含量和比例 B．葉綠體的數(shù)量及分布

C．氣孔開放度 D．葉面積

（4）上述棉花品種的植株在暗反應(yīng)過程中，RuBP 羧化酶能催化RuBP和CO2反應(yīng)生成PGA（磷酸甘油酸），在相關(guān)酶的活性及其他條件不變的情況下，下列判斷正確的是_____。

A．當(dāng)二氧化碳濃度升高時，葉綠體基質(zhì)內(nèi)的RuBP含量上升

B．當(dāng)二氧化碳濃度降低時，葉綠體基質(zhì)內(nèi)的PGA含量下降

C．當(dāng)光照強(qiáng)度突然變強(qiáng)時，葉綠體基質(zhì)內(nèi)的RuBP含量上升

D．當(dāng)光照強(qiáng)度突然變?nèi)鯐r，葉綠體基質(zhì)內(nèi)的PGA含量下降

（5）由圖1推測，與野生型棉花品種Z16相比，轉(zhuǎn)基因棉花Z30 的干物質(zhì)量減少是由于_____．

（6）比較圖2和3可知，野生型棉花品種Z16與轉(zhuǎn)基因棉花Z30光合作用速率出現(xiàn)差異的主要因素是_____。

Answer 1

【答案】葉綠素a 高能電子（e） 12.8 ABCD B C 轉(zhuǎn)基因棉花Z30的凈光合速率下降 核酮糖二磷酸羧化酶（RuBP 羧化酶）活性下降

【解析】

1、光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能把二氧化碳和水轉(zhuǎn)變成儲存著能量的有機(jī)物，并釋放出氧氣的過程．光合作用的光反應(yīng)階段（場所是葉綠體的類囊體膜上）：水的光解產(chǎn)生[H]與氧氣，以及ATP的形成．光合作用的暗反應(yīng)階段（場所是葉綠體的基質(zhì)中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反應(yīng)提供的ATP和[H]的作用下還原生成糖類等有機(jī)物。
2、光合作用合成有機(jī)物，而呼吸作用分解有機(jī)物．光合作用為呼吸作用提供有機(jī)物和氧氣，呼吸作用為光合作用提供二氧化碳和水．凈光合作用速率=真光合作用速率-呼吸作用速率。

（1）葉綠素包括葉綠素a和葉綠素b，葉綠素a含量較多，因此圖2中色素1的名稱是葉綠素a，分布在葉綠體的類囊體薄膜（基粒）上。色素1接受光能后會釋放出高能電子（e）．

（2）若不考慮環(huán)境因素對呼吸作用的影響，那么當(dāng)光合有效輻射（PAR）為400μmol m﹣2s﹣1時，凈光合速率為12μmol m﹣2s﹣1，根據(jù)真光合速率＝凈光合速率+呼吸速率，可知Z30葉片固定CO2的速率為12+0.8＝12.8μmol m﹣2s﹣1。

（3）上述棉花品種的植株在光反應(yīng)過程中，在光照強(qiáng)度不變的情況下，植物體內(nèi)色素的種類、含量和比例、葉綠體的數(shù)量及分布、氣孔開放度和葉面積都會影響光合有效輻射（PAR）利用。故選ABCD。

（4）細(xì)胞內(nèi)RuBP羧化酶是植物體內(nèi)催化CO2固定的酶，反應(yīng)的場所是葉綠體基質(zhì)，此反應(yīng)需要在二氧化碳供應(yīng)和五碳化合物存在條件下進(jìn)行，據(jù)題意，當(dāng)光照強(qiáng)度突然變強(qiáng)時，葉綠體基質(zhì)內(nèi)的RuBP含量上升。故選BC。

（5）由圖1推測，與野生型棉花品種Z16相比，轉(zhuǎn)基因棉花Z30的凈光合速率下降，故轉(zhuǎn)基因棉花Z30 的干物質(zhì)量減少。

（6）比較圖2和3可知，野生型棉花品種Z16與轉(zhuǎn)基因棉花Z30光合作用速率出現(xiàn)差異的主要因素是核酮糖二磷酸羧化酶（RuBP 羧化酶）活性下降，從而影響了光合作用暗反應(yīng)階段的反應(yīng)速率。