Question

【题目】目前广泛种植的一种突变体水稻，其叶绿素含量仅是野生型水稻的51%，但产量与野生型水稻差异不显著。为了探究其生理学机制，科研人员将突变体水稻与野生型水稻分组，并设置2个氮肥处理：全程不施氮肥和正常施氮肥。其它栽培管理均最适且一致。请回答下列问题：

（1）测定叶片中叶绿素的含量，应取新鲜叶片，用________作溶剂研磨，为防止叶绿素被破坏，应加入少量_______。然后过滤并测定滤液的吸光度，计算得出叶绿素含量。

（2）测得各组叶片光合速率如下图所示。在光照强度大于1000mol·m-2·s-1条件下，不同氮处理的突变体叶片的光合速率均比野生型________ ；较低光强下野生型的光合速率略高于突变体，这是因为此条件下 _________________________ 。总体来看，叶绿素含量的降低________（有／没有）抑制光合速率。

（3）CO2固定的产物是_______，其还原过程需要光反应提供的___________以及Rubisco 酶的催化。研究人员测定了叶片中 Rubisco 酶含量，结果如图所示。据此可以推测，突变体叶绿素含量低但产量与野生型差别不大的原因是 _____________。表明突变体更倾向于将氮素用于的合成 Rubisco酶，而不是合成____________。

Answer 1

【答案】无水乙醇 碳酸钙 高 低光强下高叶绿素含量有利于叶片对光的吸收 没有 三碳化合物 ATP和NADPH 突变体的Rubisco酶含量高 叶绿素

【解析】

由题意可知，自变量有光照强度、是否施氮肥及水稻的品种，因变量是光合速率。

（1）叶绿体中的色素可以溶于无水乙醇中，故可以用无水乙醇作为溶剂研磨来提取色素；碳酸钙可以保护色素，防止叶绿色被破坏。

（2）由实验数据可知，在光照强度大于1000mol·m-2·s-1条件下，不同氮处理的突变体叶片的光合速率均比野生型高；较低光强下野生型的光合速率略高于突变体，可能是由于野生型水稻的叶绿素含量较高，低光强高叶绿素含量有利于叶片对光的吸收。总体上看，在不同光照强度下，野生型水稻和突变型水稻的光合速率相差不大，说明叶绿素含量的降低没有抑制光合速率。

（3）CO2固定的产物是C3，C3还原生成（CH2O）需要光反应提供的ATP和NADPH以及Rubisco 酶的催化。根据曲线图可知，叶绿素含量的差异对两种水稻的光合速率影响不大，根据柱形图可知，可能是由于突变体中Rubisco 酶含量更高，故叶绿素含量低但产量与野生型差别不大。施用氮肥组Rubisco 酶含量明显升高，说明突变体更倾向于将氮素用于的合成 Rubisco酶，而不是合成叶绿素。