题目内容
【题目】为探究不同浓度的NaCl溶液处理植物X的根系后,对植物X光合速率的影响,某研究小组用该植物为实验材料进行了一系列研究,并根据实验测得的数据绘制如下曲线。
(1)植物X进行光合作用时,暗反应所需能量的直接来源是_________(填物质)。用NaCl溶液处理后,推测该植物光合速率减弱的原因可能是_____________。
(2)植物的光饱和点是指在一定的光照强度范围内,植物的光合速率随光照强度的上升面增大,当光照强度上升到某一数值之后,光合速率不再继续升高时的光照强度。据图1推测,在一定浓度范围内,随着NaCl溶液浓度的增大,植物X光饱和点将___________( 填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)图2中,丙组光合速率在NaCl溶液处理前后一直不发生变化,其原因是___。
【答案】ATP(NADPH) 植物根部细胞液浓度低于外界溶液浓度,细胞失水(或吸水受阻)导致植株气孔开放程度下降,导致CO2吸收量减少,从而使光合速率下降 变小 此时光照强度较低,光照强度为限制光合作用的主要因素,而不是NaCl溶液(或CO2)浓度
【解析】
光合作用分为两个阶段进行,在这两个阶段中,第一阶段是直接需要光的称为光反应,第二阶段不需要光直接参加,是二氧化碳转变为糖的反过程称为暗反应。光合作用在叶绿体中进行,光反应的场所位于类囊体膜,暗反应的场所在叶绿体基质。在一定的光照强度范围内,光合作用随光照强度的增加而增加,但超过一定的光照强度以后,光合作用便保持一定的水平而不再增加了,这种现象称为光饱和现象,这个光照强度临界点称为光饱和点,在光饱和点以上的光照强度增强光合作用不再增加。在光饱和点以下,当光照强度降低时,光合作用也随之降低。
(1)植物X进行光合作用时,暗反应所需能量的直接来源来自光反应的产物ATP(NADPH)
。用NaCl溶液处理后,植物根部细胞液浓度低于外界溶液浓度,细胞失水(或吸水受阻)导致植株气孔开放程度下降,导致CO2吸收量减少,从而使光合速率下降。
(2)植物的光饱和点是指在一定的光照强度范围内,植物的光合速率随光照强度的上升面增大,当光照强度上升到某一数值之后,光合速率不再继续升高时的光照强度。据图1推测,在一定浓度范围内,随着NaCl溶液浓度的增大,最大光合速率变小,因此达到最大光合速率需要的光照强度也变小,故植物X光饱和点将变小。
(3)光合速率主要受光照强度、CO2浓度、温度影响,图2中,丙组光合速率在NaCl溶液处理前后一直不发生变化,其原因是此时光照强度较低,光照强度为限制光合作用的主要因素,而不是NaCl溶液(或CO2)浓度。
【题目】野生生菜通常为绿色,遭遇低温或干旱等逆境时合成花青素,使叶片变为红色。花青素能够通过光衰减保护光合色素,还具有抗氧化作用。人工栽培的生菜品种中,在各种环境下均为绿色。科研人员对其机理进行了研究。
(1)用野生型深红生菜与绿色生菜杂交,F1自交,F2中有7/16的个体始终为绿色,9/16的个体为红色。
①本实验中决定花青素有无的基因位于___________对同源染色体上。
②本实验获得的F2中杂合绿色个体自交,后代未发生性状分离,其原因是:_________________。
(2)F2自交,每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系。所有株系中,株系内性状分离比为3:1的占___________________(比例),把这样的株系保留,命名为1号、2号__________。
(3)取1号株系中绿色与深红色个体进行DNA比对,发现二者5号染色体上某基因存在明显差异,如下图所示。
据图解释:1号株系中绿色个体的r1基因编码的r1蛋白丧失功能的原因 ___________________ 。
(4)进一步研究发现,与生菜叶色有关的R1和R2基因编码的蛋白质相互结合成为复合体后,促进花青素合成酶基因转录,使生菜叶片呈现深红色。在以上保留的生菜所有株系中都有一些红色生菜叶色较浅,研究人员从中找到了基因R3,发现R3基因编码的蛋白质也能与R1蛋白质结合。据此研究人员做出假设:R3蛋白与R2蛋白同时结合R1蛋白上的不同位点,且R1R2R3复合物不能促进花青素合成酶基因转录。为检验假设,研究人员利用基因工程技术向浅红色植株中转入某一基因使其过表达,实验结果如下。
受体植株 | 转入的基因 | 转基因植株叶色 |
浅红色植株(R1R1R2R2R3R3) | R1 | 深红色 |
浅红色植株(R1R1R2R2R3R3) | R2 | 深红色 |
实验结果是否支持上述假设,如果支持请说明理由,如果不支持请提出新的假设 ______________________________。