Question

【题目】在高光强环境下，将某突变型植株与野生型植株分别施以低氮肥与高氮肥，一段时间后测定其叶绿素和Rubisco酶(该酶催化CO2和RuBP反应)的含量，结果如图所示。

请回答：

(1)实验表明，突变型的______________含量比野生型低，采用____________法分离突变型植株叶片色素，与野生型相比滤纸条上有的色素带颜色浅。变浅的色素带位于滤纸条从上到下的第______条。

(2)光反应中光能转化为ATP和NADPH中的________，其中NADPH是NADP＋被水中的____________还原而成的。NADPH参与__________________的还原，形成碳反应的第一个糖。

(3)高氮肥下，突变型植株的光合速率大于野生型植株。结合实验结果分析，限制野生型植株光合速率的因素是________________。

Answer 1

【答案】 叶绿素a 纸层析 3 化学能 氢(H＋＋e－) 3－磷酸甘油酸 Rubisco酶含量

【解析】试题分析：本题以反映实验结果的柱状图为载体，综合考查学生对光合作用的过程及其影响的环境因素、绿叶中色素的提取和分离等相关知识的熟记和理解能力以及对实验结果的分析处理能力。解答此题需理解横纵坐标的含义以及分析坐标系中直方图所蕴含的生物学信息，进而认真分析、对比各变量之间的关系。在此基础上结合题意并对各问题情境进行分析解答。

(1) 反映叶绿素含量的柱状图显示：在氮肥施用量相同的条件下，突变型的叶绿素a含量比野生型低。光合色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，据此常用纸层析法分离绿叶中的色素。正常情况下，用纸层析法分离色素得到的结果是：滤纸条上的４条色素带从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，由于突变型的叶绿素a含量比野生型低，因此变浅的色素带位于滤纸条从上到下的第３条。

(2) 在光反应中，色素分子通过吸收、传递、转化光能，使ADP与Pi结合生成ATP，同时将水分解产生氧气和质子，质子和少数叶绿素a受到激发的电子经过一系列传递到NADP＋，生成NADPH。综上分析，光反应中，光能转化为ATP和NADPH中的化学能，其中NADPH是NADP＋被水中的氢(H＋＋e－) 还原而成的。NADPH参与3－磷酸甘油酸的还原，形成碳反应的第一个糖。

(3) 突变型植株的光合速率大于野生型植株。反映Rubisco酶含量的柱状图显示：在高氮肥下，突变型的Rubisco酶含量比野生型高，而该酶催化CO2和RuBP反应，因此限制野生型植株光合速率的因素是 Rubisco酶含量。