Question

18．某种番茄的黄化突变体与野生型相比，叶片中的叶绿素、类胡萝卜素含量均降低．净光合作用速率（实际光合作用速率-呼吸速率）、呼吸速率及相关指标见表．

材料	叶绿素 a/b	类胡萝卜素/ 叶绿素	净光合作用速率 （μmolCO2•m-2•s-1）	细胞间CO2浓度 （μmolCO2•m-2•s-1）	呼吸速率 （μmolCO2•m-2•s-1）
突变体	9.30	0.32	5.66	239.07	3.60
野生型	6.94	0.28	8.13	210.86	4.07

（1）叶绿体中色素分布在类囊体薄膜（基粒）上，可用无水乙醇提取；如图为野生型叶片四种色素在滤纸条上的分离结果，其中c、d（填标号）色素带含有镁元素．
（2）番茄细胞中可以产生CO₂的具体部位是细胞质基质和线粒体基质．
（3）番茄的黄化突变可能抑制（促进/抑制）叶绿素a向叶绿素b转化的过程．
（4）突变体叶片叶绿体对CO₂的消耗速率比野生型降低了2.94μmol CO₂•m^-2•s^-1．研究人员认为气孔因素不是导致突变体光合速率降低的限制因素，依据是：突变体叶片中的细胞间CO₂浓度高．
（5）番茄果实在成熟过程中，主要受乙烯（激素）调节．

Answer 1

分析 1、分析表格：影响光合作用的环境因素主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度等．题表表明油菜的黄化突变体叶绿素a/b与类胡萝卜素/叶绿素及胞间CO2浓度升高，但呼吸作用速率和净光合作用速率下降．据此分析作答．
2、色素提取和分离过程中几种化学物质的作用：
（1）无水乙醇作为提取液，可溶解绿叶中的色素．
（2）层析液用于分离色素．
（3）二氧化硅破坏细胞结构，使研磨充分．
（4）碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏．
3、分离绿叶中色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素．溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢．滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关．

解答 解：（1）叶绿体中色素分布在类囊体薄膜（基粒）上，可用无水乙醇提取；叶绿素a、叶绿素b含有镁元素，而且滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，如图为野生型叶片四种色素在滤纸条上的分离结果，其中c、d色素带含有镁元素．
（2）番茄细胞的无氧呼吸第二阶段和有氧呼吸第二阶段都可以产生二氧化碳，场所是细胞质基质和线粒体基质．
（3）题表中叶绿素a/b与类胡萝卜素/叶绿素升高，叶绿素减少使叶片呈现黄化色泽．可能的原因是突变可能抑制叶绿素a向叶绿素b转化的过程．突变体处于发育初期的叶片，类胡萝卜素与叶绿素的比值为0.48，而表中该比值为0.32，可以推测类胡萝卜素在色素组成中所占的比例随叶片发育逐渐降低．
（4）根据题表可知，突变体叶片中叶绿体的CO₂的消耗速率为净光合速率+呼吸速率=5.66+3.60=9.26，同理，野生型叶片中叶绿体的CO₂的消耗速率为8.13+4.07=12.20，突变体叶片中叶绿体的CO₂的消耗速率比野生型低12.20-9.26=2.94μmolCO₂•m^-2•s^-1．由于突变体叶片中的胞间CO₂浓度较高，所以气孔因素不是导致突变体光合速率降低的限制因素．
（5）乙烯促进果实成熟．
故答案为：
（1）类囊体薄膜（基粒）       无水乙醇      c、d
（2）细胞质基质和线粒体基质
（3）抑制
（4）2.94      突变体叶片中的细胞间CO₂浓度高
（5）乙烯

点评 本题主要考查影响光合作用的因素，关键是弄清光合作用过程中相关的物质和变化规律和实验数据的分析与处理能力．