Question

5．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和高氮肥，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，结果见图1；图2表示叶绿体中的色素、蛋白质等在某种膜上的分布及部分反应的示意图．请回答：

（1）图1的实验表明：突变型的叶绿素a含量比野生型低，采用层析法分离突变型植株叶片色素时应注意滤纸条上的滤液细线要高于层析液的液面，变浅的色素带位于滤纸条从上到下的第三条；高氮肥下，突变型植株的光合速率大于（填等于、大于、小于）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Rubisco酶的含量．
（2）图2结构中的膜是类囊体（光合）膜，其上含有色素和催化光反应的酶．光反应中，色素吸收的光能转换为ATP等物质中的化学能．
（3）光反应的产物除图2中所示的物质外，还有电子和NADPH．ATP为碳反应提供了能量和磷酸基团．

Answer 1

分析 1．叶绿体色素提取的原理：叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂，故可以在叶片被磨碎以后用无水乙醇提取叶绿体中的色素．
2．图1中，施肥后两种水稻的Rubisco酶都提高，但突变体的Rubisco酶含量提高较多．
3．分析图2：该生物膜上的物质能够吸收光能，并且能够将光能发生转化，同时能够发生水的光解和ATP的合成两个反应，说明该生物膜表示类囊体薄膜，其上进行的反应是光合作用的光反应阶段．
据此分析作答

解答 解：（1）该实验表明，低氮肥和高氮肥处理的突变型的叶绿素a 含量比野生型低．采用层析法分离突变型植株叶片色素时，应注意滤纸条上的滤液细线不要没入层析液，即要高于层析液．色素带由上到下的色素为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，变浅的色素带是叶绿素a，位于滤纸条从上到下的第三条．在光合作用的暗反应阶段，二氧化碳首先与五碳化合物结合而被固定为三碳化合物，在[H]、ATP和Rubisco 酶的作用下被还原．据图1中的右图分析，高氮肥下，突变体的Rubisco酶含量高，故高氮肥下，突变型植株的光合速率大于野生型植株光合速率，限制野生型植株光合速率的因素是Rubisco酶的含量．
（2）由以上分析可知，该生物膜表示类囊体薄膜，其上进行的反应是光合作用的光反应阶段，膜上含有进行光反应的色素和催化光反应的酶．光反应中，色素吸收的光能转换为ATP等物质中活跃的化学能．
（3）光反应的产物除图中所示的物质外，水光解过程中还产生电子和NADPH．ATP水解掉远离腺苷的高能磷酸键后，释放能量并产生ADP和磷酸，故ATP能为暗反应提供了能量和磷酸基团．
故答案为：
（1）叶绿素a     层析液    三     大于       Rubisco酶的含量
（2）类囊体（光合）   酶    化学能
（3）NADPH      磷酸基团

点评 本题考查了光合作用过程中的物质变化和能量变化，结合色素的提取和分离实验进行考查，要求考生能够根据不同生物膜上的物质变化和能量变化确定该生物膜的类型，掌握色素的提取和分离的实验原理，以及实验的相关注意事项．