Question

【題目】某研究人員偶然發現一株短根白化突變體水稻 A，欲研究該突變體的光合作用的調控機制，進行了相關實驗。

（1）在適宜條件下，研究人員測定了長勢一致且良好的突變體水稻 A 和野生型水稻 B 植株光合作用的相關指標，結果見下表。

水稻品種	表觀光合速率 （molm-2s-1）	氣孔導度 （molm-2s-1）	胞間 CO2 濃度 （molm-1）
A（突變體）	3．61	0．18	424．52
B（野生型）	11．77	0．30	298．44

據上表數據分析，突變體 A 表觀光合速率的顯著降低_______（填“是”或“不是”）由于氣孔導度下降引起的。與野生型 B 相比，突變體 A 的光反應與碳反應速率的變化情況分別是 ________ 。

（2）利用兩種水稻的葉片為材料進行光合色素的提取和分離實驗，結果如圖 1 所示，則突變體 A 葉片中缺少的色素為____________，從而導致其對可見光中____________光的吸收率收明顯下降。由此推測葉綠體內___________ （結構）發育不良。

（3）過氧化氫酶（CAT）能催化水稻細胞內超氧自由基的分解，超氧自由基有助于膜脂過氧 化物（MDA）的生成，而 MDA 的增多會加劇膜的損傷。圖 2 為兩種水稻中上述兩種物質相對含量的測定結果，據數據分析，突變體 A 中_____________ 的含量比野生型 B 低，會使 _____________ ，從而導致突變體 A 表觀光合速率下降。由此可見，突變體 A 白化的根本原因是 _____________ 。

Answer 1

【答案】不是 下降 下降 葉黃素、葉綠素a、葉綠素b 紅光與藍紫光 類囊體膜 CAT 超氧自由基含量升高，會加速MDA的合成，造成類囊體膜結構的損傷 過氧化氫酶合成基因表達量減少

【解析】

光合作用的具體過程：

（1）表格中，突變體A的胞間二氧化碳濃度遠高于野生型B，說明突變體A凈光合速率的顯著降低不是由于氣孔導度下降引起的。突變體A的光合速率明顯低于野生型B，與野生型B相比，突變體 A 的光反應與碳反應速率均下降。

（2）圖1所示，突變體A缺少了三條色素帶，依次是葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。光合色素中葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，由此可知，突變體A對可見光中的紅光和藍紫光吸收較少。葉綠體色素主要分布在類囊體薄膜，由此可推測突變體A葉綠體內類囊體膜發育不良。

（3）圖2中，突變體A中CAT的含量比野生型B低，會使使超氧自由基含量升高，加速MDA的合成，造成葉綠體膜結構的損傷，從而導致突變體A凈光合速率下降。突變體A植株白化的根本原因可能是過氧化氫酶合成基因表達量減少引起葉綠體損傷。