Question

将玉米的PEPC酶基因导入水稻后，测得光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果，如图所示．（注：气孔导度越大，气孔开放程度越高）

（1）水稻叶肉细胞进行光合作用的场所是

 

，捕获光能的色素中含量最少的是

 

．
（2）CO₂通过气孔进入叶肉细胞后，首先与

 

结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供

 

．
（3）光照强度低于8×10²μmol?m^-2?s^-1时，影响转基因水稻光合速率的主要因素是

 

；光照强度为10～14×10²μmol?m^-2?s^-1时，原种水稻的气孔导度下降但光合速率基本不变，可能的原因是

 

．
（4）分析图中信息，PEPC酶所起的作用是

 

；转基因水稻更适宜栽种在

 

的环境中．
（5）若测得原种水稻的种子在夜晚某个时间，吸收O₂与释放CO₂的体积比为1：3，则此时种子的无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为

 

．
（6）原种水稻在适宜条件下进行光合作用时，若突然停止CO₂供应，短时间内叶绿体中ATP含量的变化为

 

．大田种植水稻时，“正其行，通其风”的主要目的是通过

 

提高光合作用强度以增加产量．

Answer 1

考点：影响光合作用速率的环境因素

专题：

分析：分析图示，表示光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果．左图中，在一定范围内，相同的光照强度下转基因水稻的气孔导度比原种水稻更大．右图中，光照强度低于8×10²μmol?m^-2?s^-1时，光照强度对转基因水稻和原种水稻光合速率的影响相同；光照强度高于8×10²μmol?m^-2?s^-1时，相同光照强度下，转基因水稻的光合速率比原种水稻更快．

解答： 解：（1）水稻叶肉细胞进行光合作用的场所是叶绿体，捕获光能的色素中含量最少的是胡萝卜素．
（2）光合作用的暗反应中，进入植物细胞内的CO₂首先被C₅化合物固定成为C₃化合物，再被光反应提供的ATP和[H]还原．
（3）结合题图：光合速率随光照强度的变化曲线可以看出在低于8×10²μmol?m^-2?s^-1的范围内影响光合作用的主要因素为光照强度；由普通与转基因水稻的光合速率与光强度变化关系曲线可看出：光强为10～14×10²μmol?m^-2?s^-1时，普通水稻随光强变化光合速率不再增加，而此时气孔导度下降，CO₂吸收减少，说明可能是光照强度增加与CO₂供应不足对光合速率的正负影响相互抵消，同时细胞呼吸也能产生二氧化碳供光合作用利用．
（4）由气孔导度与光强度关系曲线可看出转基因水稻较普通水稻的气孔度大，其原因为转基因水稻导入了PEPC酶的因素，说明此酶有促进气孔打开或增大作用；同时转基因水稻在较强光照下光合速率却更强说明更能适应较强光照环境．
（5）若测得原种水稻的种子在夜晚某个时间，吸收O₂与释放CO₂的体积比为1：3，假设吸收O₂的量为6，则释放CO₂的量为18．根据有氧呼吸中1葡萄糖～6O₂～6CO₂，有氧呼吸消耗葡萄糖为1，释放CO₂的量为6；根据无氧呼吸中1葡萄糖～2CO₂，无氧呼吸释放CO₂的量为18-6=12，则消耗葡萄糖为6．因此此时种子的无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为6：1．
（6）原种水稻在适宜条件下进行光合作用时，若突然停止CO₂供应，CO₂被C₅固定形成的C₃减少，而C₃的还原过程不变，故C₃的含量将减少，C₃还原时消耗的ATP减少，而光反应过程不变，则短时间内叶绿体中ATP含量增加．大田种植水稻时，“正其行，通其风”的主要目的是通过增加CO₂浓度提高光合作用强度以增加产量．
故答案为：
（1）叶绿体     胡萝卜素
（2）C₅ [H]和ATP
（3）光照强度   实际利用CO₂的量没有改变
（4）提高气孔导度和提高水稻在强光下的光合速率    光照强度较强
（5）6：1
（6）升高（或增加）    增加CO₂浓度

点评：本题以实验为背景，以坐标曲线为载体，考查影响光合作用的因素及光合作用和细胞呼吸的综合计算，要求考生识记光合作用和细胞呼吸的过程，掌握影响光合作用速率的因素，能准确判断曲线图中各点或各区段的含义，能分析题图提取有效信息答题．