Question

【题目】光合作用是自然界最为重要的化学反应，其部分过程如图1所示。科研人员将玉米叶肉细胞中的PEPC酶基因导入水稻后，测得光照强度对转基因水稻和原种水稻气孔导度及叶肉细胞光合速率的影响结果，如图2和图3所示。(注：气孔导度越大，气孔开放程度越高，光合速率即光合作用合成有机物的速率减去呼吸作用消耗有机物的速率）

（1）图l所示反应过程进行的场所是____________，该过程伴随的能量变化是________________________________。

（2）如使图1磷酸甘油醛（C3）含量快速上升，改变的环境条件是______。（多选）

A．有光条件下，停止供给CO2 B．有光条件下，增加供给CO2

C．CO2不变条件下，从明处移到暗处 D．CO2不变条件下，从暗处移到明处

（3）要获得图3中的曲线，实验应设置的最佳条件组合是_____。（多选）

①外界环境CO2浓度保持不变 ②环境温度保持不变 ③空气湿度保持不变 ④光照强度保持不变 ⑤各取一株水稻植株 ⑥分别选用肥沃土壤和贫瘠土壤种植

（4）据图2和3分析，光照强度为10～14×102μmol.m﹣2.s﹣1时，原种水稻的气孔导度下降的原因是______，此时原种水稻的光合速率______。（填：加快、减慢或基本不变）

（5）分析图2和3中信息，转基因水稻更适宜栽种在______的环境中；PEPC酶所起的作用是______。

（6）据题干和图3分析，当光照强度为b时，两种水稻体内有机物的净积累量______（填“大于”、“小于”或“等于”）0，原因是______

Answer 1

【答案】叶绿体基质 活跃的化学能转化为稳定的化学能 BC ①②③ 光照过强导致叶片温度过高，蒸腾作用过快使水分散失过快 基本不变 光照强度较强 提高气孔导度和提高水稻在强光下的光合速率 小于 在光照强度为b时，叶肉细胞光合作用速率等于呼吸速率，而非叶肉细胞只进行呼吸作用

【解析】

图1描述的是二氧化碳固定和还原的过程，为光合作用的暗反应过程。图2中表示在不同光照强度下转基因水稻的气孔导度均大于原种水稻。图3表明当原种水稻达到最大光合速率时，转基因水稻还没有达到最大光合速率，即转基因水稻光饱和点更高。

（1）由分析可知图1描述的是光合作用的暗反应阶段，发生的场所应为叶绿体基质。暗反应将光反应产物中ATP和NADPH中活跃的化学能转化为稳定的化学能储存在光合作用产生的有机物中。

（2）CO2与C5结合形成C3，C3在光反应产生的还原氢和ATP的作用下生成有机物和C5，若要使C3的含量快速上升，可在其它条件不变时，增加二氧化碳浓度，促进C3的生成速率，也可以在其它条件不变时降低光照强度，降低对C3的消耗速率，综上分析，BC符合题意，AD不符合题意。

故选BC。

（3）图3中自变量是光照强度和不同的水稻品种，因变量是光合速率，其它如温度、湿度、二氧化碳浓度等均为无关变量，实验过程中无关变量应保持相同也适宜，为了排除实验偶然因素对实验结果的影响，应设置重复实验，即每组中水稻苗不能只有一棵，故①②③符合题意，④⑤⑥不符合题意。

故选①②③。

（4）在光照强度为10～14×102μmol.m﹣2.s﹣1时，由于光照过强导致叶片温度过高，蒸腾作用过快，使水分散失过快，植物为了保水，出现气孔关闭的现象，使气孔导度下降。由图可知，在光照强度为10～14×102μmol.m﹣2.s﹣1时，原种水稻的光合速率达到了最大值并保持该数值，故此时原种水稻的光合速率基本不变。

（5）由图2和3中信息可知，当光照强度增大时，转基因水稻的气孔导度大于水稻原种，使转基因水稻对二氧化碳吸收的更多，从而能利用更强的光照强度，故转基因水稻更适宜栽种在光照强度较强的环境中；据此可推测转基因水稻导入的PEPC酶所起的作用是提高气孔导度和提高水稻在强光下的光合速率。

（6）在光照强度为b时，叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率，净光合速率为0，而非叶肉细胞只进行呼吸作用消耗有机物，所以此光照强度下，两种水稻体内有机物的净积累量小于0，植物不能正常生长。