Question

【題目】在高光強(qiáng)環(huán)境下，將某突變型植株與野生型植株分別施以低氮肥與高氮肥，一段時(shí)間后測(cè)定其葉綠素和Rubisco酶(該酶催化CO2和RuBP反應(yīng))的含量，結(jié)果如圖所示。

請(qǐng)回答：

(1)實(shí)驗(yàn)表明，突變型的______________含量比野生型低，采用____________法分離突變型植株葉片色素，與野生型相比濾紙條上有的色素帶顏色淺。變淺的色素帶位于濾紙條從上到下的第______條。

(2)光反應(yīng)中光能轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中的________，其中NADPH是NADP＋被水中的____________還原而成的。NADPH參與__________________的還原，形成碳反應(yīng)的第一個(gè)糖。

(3)高氮肥下，突變型植株的光合速率大于野生型植株。結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，限制野生型植株光合速率的因素是________________。

Answer 1

【答案】 葉綠素a 紙層析 3 化學(xué)能 氫(H＋＋e－) 3－磷酸甘油酸 Rubisco酶含量

【解析】試題分析：本題以反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果的柱狀圖為載體，綜合考查學(xué)生對(duì)光合作用的過(guò)程及其影響的環(huán)境因素、綠葉中色素的提取和分離等相關(guān)知識(shí)的熟記和理解能力以及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析處理能力。解答此題需理解橫縱坐標(biāo)的含義以及分析坐標(biāo)系中直方圖所蘊(yùn)含的生物學(xué)信息，進(jìn)而認(rèn)真分析、對(duì)比各變量之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上結(jié)合題意并對(duì)各問(wèn)題情境進(jìn)行分析解答。

(1) 反映葉綠素含量的柱狀圖顯示：在氮肥施用量相同的條件下，突變型的葉綠素a含量比野生型低。光合色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢，據(jù)此常用紙層析法分離綠葉中的色素。正常情況下，用紙層析法分離色素得到的結(jié)果是：濾紙條上的４條色素帶從上到下依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b，由于突變型的葉綠素a含量比野生型低，因此變淺的色素帶位于濾紙條從上到下的第３條。

(2) 在光反應(yīng)中，色素分子通過(guò)吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能，使ADP與Pi結(jié)合生成ATP，同時(shí)將水分解產(chǎn)生氧氣和質(zhì)子，質(zhì)子和少數(shù)葉綠素a受到激發(fā)的電子經(jīng)過(guò)一系列傳遞到NADP＋，生成NADPH。綜上分析，光反應(yīng)中，光能轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中的化學(xué)能，其中NADPH是NADP＋被水中的氫(H＋＋e－) 還原而成的。NADPH參與3－磷酸甘油酸的還原，形成碳反應(yīng)的第一個(gè)糖。

(3) 突變型植株的光合速率大于野生型植株。反映Rubisco酶含量的柱狀圖顯示：在高氮肥下，突變型的Rubisco酶含量比野生型高，而該酶催化CO2和RuBP反應(yīng)，因此限制野生型植株光合速率的因素是 Rubisco酶含量。