Question

【题目】研究人员发现了一株突变型植株，并对该植株、野生型植株的光合作用速率与光照强度之间的关系进行了一定的研究，得到如图所示的结果。其中光照强度是从0开始以恒定的速率逐渐增强的，其他条件为最适温度25℃，大气CO2浓度。请回答：

（1）很多植物的叶绿体中含有黄色、橙色和红色的色素，称为____________，光合作用时，光能主要被色素吸收和转化，其中叶绿素a主要吸收______________光。

（2）在光反应时，NADP+的作用是_______________。碳反应形成的6个3-磷酸甘油酸分子，将经过一系列复杂变化，再生成_______个RuBP分子，以保证卡尔文循环持续稳定地进行。

（3）据图可知，限制野生型植株I点之后光合速率的环境因素是_____________；限制突变型植株E点之后光合速率的内部因素是__________________等。

Answer 1

【答案】类胡萝卜素 红光、蓝紫光 作为H+和e-的受体或作为氢受体（不能写“作为H+的受体”、“作为e-的受体”、“作为[H]的受体”） 3 CO2浓度 色素含量（及比例）、RuBP含量、酶含量、酶活性等（任意答出一项即给分）

【解析】

卡尔文循环是光合作用中碳反应的一部分，反应场所为叶绿体内的基质。循环可分为三个阶段：羧化、还原和二磷酸核酮糖的再生。大部分植物会将吸收到的一分子二氧化碳通过一种叫1，5-二磷酸核酮糖羧化酶的作用整合到一个五碳糖分子1，5-二磷酸核酮糖（RuBP）的第二位碳原子上，此过程称为二氧化碳的固定，这一步反应的意义是，把原本并不活泼的二氧化碳分子活化，使之随后能被还原，但这种六碳化合物极不稳定，会立刻分解为两分子的三碳化合物3-磷酸甘油酸，后者在光反应中生成的NADPH还原，此过程需要消耗ATP，产物是3-磷酸丙糖。后来经过一系列复杂的生化反应，一个碳原子将会被用于合成葡萄糖而离开循环，剩下的五个碳原子经一系列变化，最后再生成一个1，5-二磷酸核酮糖，循环重新开始，循环运行六次，生成一分子的葡萄糖。

（1）光合作用的色素包括叶绿素和类胡萝卜素，其中类胡萝卜素是呈黄色、橙色和红色的色素；光合作用中，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。

（2）光合作用的光反应过程中，水光解生成氧气H+和e，NADP+作为H+和e-的受体在类囊体薄膜外形成NADPH；暗反应过程中，形成的6个3-磷酸甘油酸分子，将经过一系列复杂变化，再生成3个RuBP分子，继续参与卡尔文循环的过程。

（3）野生型植株I点已经达到光饱和点，此时最适温度25℃，所以限制其光合作用的环境因素主要是二氧化碳浓度；突变型植株E点也达到了光饱和点，此时限制光合速率的内部因素是色素含量（及比例）、RuBP含量、酶含量、酶活性等。