Question

【題目】為了探究空間搭載對植物光合作用的影響，研究人員以粳稻東農(nóng)416（DN416）為材料，進(jìn)行了系列研究。請回答問題：

（1）水稻葉肉細(xì)胞中葉綠體______上的色素能夠捕獲光能，這些能量經(jīng)過轉(zhuǎn)換，最終儲存為________。

（2）研究人員將DN416的種子空間搭載12天后，返回地面在原環(huán)境中種植，測定其幼苗的凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs，氣孔張開的程度）和葉綠素含量的變化，結(jié)果如下表。

	對照組	實驗組
Pn	25.52士2. 32	18.46土1.30
Gs	253.62士21. 61	191.84土19.91
葉綠素含量(mg/g)	35.12	26.35

①氣孔導(dǎo)度的變化主要影響光合作用______反應(yīng)階段，影響該反應(yīng)的外部因素，除CO2濃度外還包括________；內(nèi)部因素包括______。

②表中數(shù)據(jù)顯示__________，說明空間搭載抑制光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)，從而降低了DN416的凈光合速率。

（3）為探究空間搭載后葉綠素含量變化影響DN416光合作用的機(jī)制，研究人員做了進(jìn)一步檢測。

①光系統(tǒng)是由蛋白質(zhì)和葉綠素等光合色素組成的復(fù)合物，具有吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能的作用，包括光系統(tǒng)Ⅰ（PSⅠ）和光系統(tǒng)Ⅱ（PSⅡ）。如圖所示，PSⅡ中的光合色素吸收光能后，一方面將______分解為氧氣和H+，同時產(chǎn)生的電子經(jīng)傳遞，可用于NADP+和H+結(jié)合形成_______。另一方面，在ATP酶的作用下，__________濃度梯度提供分子勢能，促使ADP與Pi反應(yīng)形成ATPe-。

②葉綠素?zé)晒鈪��?shù)是描述植物光合作用狀況的數(shù)值，Fo反映葉綠素吸收光能的能力，Fv/Fm反映PSⅡ的電子傳遞效率。研究人員測定了（2）中不同組別的葉綠素?zé)晒鈪��?shù)，發(fā)現(xiàn)實驗組中Fo和Fv/Fm均比對照組低，說明________。

（4）研究人員同時研究了空間搭載對粳稻東農(nóng)423（DN423）光合作用的影響，發(fā)現(xiàn)其光合速率明顯提升。這與DN416的研究結(jié)果相反，原因可能是空間搭載對水稻光合作用的影響與不同品種間________的差異密切相關(guān)。

Answer 1

【答案】類囊體膜 糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能 暗 溫度、光照 酶、pH、ATP量、[H]等 空間搭載后DN416的Pn、Gs和葉綠素含量均明顯降低 水 NADPH H+ DN416葉綠素含量的減少，降低了光能的吸收和轉(zhuǎn)化效率，進(jìn)而降低光合作用速率 基因型

【解析】

本實驗?zāi)康氖翘骄靠臻g搭載對植物光合作用的影響，圍繞題意和實驗設(shè)計遵循的原則、光合作用過程及其影響因素等相關(guān)知識，對比分析表中各項數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，對相關(guān)問題進(jìn)行解答。

（1）光合色素分布在葉綠體列囊體的薄膜上，色素通過吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能，最終將光能轉(zhuǎn)化為糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能儲存起來。

（2）①氣孔張開的程度影響CO2的吸收，影響光合作用的暗反應(yīng)階段，暗反應(yīng)階段中葉綠體基質(zhì)含有較多的與光合作用有關(guān)的酶，影響該反應(yīng)的外部因素，除CO2濃度外還包括溫度和光照強(qiáng)度等，內(nèi)部因素包括酶、pH、ATP量、[H]等。

②由表分析，空間搭載后DN416的Pn、Gs和葉綠素含量均明顯降低。

（3）①光反應(yīng)中水分解為氧氣和H+，同時產(chǎn)生的電子經(jīng)傳遞，可用于NADP+和H+結(jié)合形成NADPH。從圖中顯示，H+的濃度差在為ATP的合成提供了動力勢能。

②實驗組中Fo和Fv/Fm均比對照組低，說明空間搭載后，DN416葉綠素含量的減少，降低了光能的吸收和轉(zhuǎn)化效率，進(jìn)而降低光合作用速率。

（4）不同的品種同樣的空間搭載處理方式的光合作用的結(jié)果不同，這可能與不同品種間基因型的差異密切相關(guān)。