Question

科研人员获得一种叶绿素b完全缺失的某植物突变体，该突变体对强光照环境的适应能力更强（如图）．该突变体植物叶片发育过程中，净光合速率及相关指标的变化见下表（“-”表示未测数据）．请回答下列有关问题．

叶片	发育时期	叶面积（最大面积/%）	总叶绿素含量/（mg．g-1．fw-1 ）	气孔相对开放度/%	净光合速率（μmo/CO2．m-2．s-1）
A	新叶展开前	19	-	-	-2.8
B	新叶展开中	87	1.1	55	1.6
C	新叶展开完成	100	2.9	81	2.7
D	新叶已成熟	100	11.1	100	5.8

（1）提取该植物突变体的光合色素，应在研磨叶片时加入

 

，以防止色素被破坏．用纸层析法分离该突变体叶片的光合色素缺失的色素带应位于滤纸条的

 

．
（2）该突变体和野生型植物的O₂释放速率与光照强度的关系如上图所示．当光照强度为n时，与野生型相比，突变体单位面积叶片中叶绿体的氧气产生速率

 

．当光照强度为m时，测得突变体叶片气孔开放程度比野生型更大，据此推测，突变体固定CO₂形成

 

的速率更快，对光反应产生的

 

消耗也更快，进而提高了光合放氧速率．
（3）表格中的四组叶片，B的净光合速率较低，推测原因可能是：
①叶绿素含量低，导致光能吸收不足；
②

 

，导致

 

．
（4）将A、D分别置于光温恒定的密闭容器中，一段时间后，A的叶肉细胞中，将开始积累

 

；D的叶肉细胞中，ATP含量将

 

．
（5）与C相比，D的叶肉细胞的叶绿体中，数量明显增多的结构是

 

．

Answer 1

考点：光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化,叶绿体色素的提取和分离实验

专题：

分析：1、碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏．
2、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、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b．
3、当光照强度为n时野生型和突变体O₂释放速率相等，但由图可知突变体的呼吸作用大于野生型，所以与野生型相比，突变体单位面积叶片叶绿体的氧气产生速率较大．光合作用中固定CO₂形成C₃，需要消耗光反应产生的NADPH、ATP．
4、缺失叶绿素a不能完成光能转换突变体无法进行光合作用．
5、影响光合速率的因素有外因（光照强度、温度、二氧化碳浓度等）和内因（叶绿素的含量、酶等），结合表格中的信息，A叶片净光合速率为-2.8mg/g?fw，即光合速率小于呼吸速率．B组叶绿素含量为1.1mg/g?fw，叶绿素含量低，气孔开放程度为55%，开放程度比较低，二氧化碳吸收量比较少，导致光合效率较低．D叶片中，光合速率大于呼吸速率，总叶绿素含量和气孔开放程度都大于C所以光合作用的速率最高．

解答： 解：（1）提取色素时，为了防止色素被破坏，应在研磨叶片时加入CaCO₃．分离色素时，叶绿素b在层析液中溶解度最低，扩散的最慢，其色素带位于滤纸条的最下端．
（2）据图示曲线知，当光照强度为n时，与野生型相比，突变体单位面积叶片中叶绿体的氧气产生速率较大．光照强度为m时，叶片气孔开放程度大的植株CO₂供应充足，固定CO₂形成C₃的速率更快，消耗光反应产生的NADPH和ATP也更快，从而提高了光合放氧速率．
（3）由于叶绿素含量低，导致光能吸收不足；气孔相对开放度小，CO₂吸收不足，所以B的净光合速率较低．
（4）将A、D分别置于光温恒定的密闭容器中，一段时间后，A的叶肉细胞进行无氧呼吸，所以细胞中将开始积累乙醇；D的叶肉细胞中，气孔相对开放度为81%，说明CO₂供应不充足，导致ATP含量增加．
（5）D的叶肉细胞的叶绿体中，总叶绿素含量为11.1（mg．g^-1．fw^-1 ），明显高于C的叶肉细胞的叶绿体中的量，而色素分布在类囊体上，所以D的叶肉细胞的叶绿体中，数量明显增多的结构是类囊体．
故答案为：
（1）CaCO₃　最下端　
（2）较大　C₃ [H]、ATP 
（3）气孔相对开放度小　CO₂吸收不足
（4）乙醇　增加　
（5）类囊体

点评：本题考查色素的提取和分离、光合作用的相关知识，提升学生的识记、理解能力和从提干中获取信息的能力，难度适中，解题的关键是能从图表中提取信息．