Question

【題目】葉綠素b的主要功能是吸收和傳遞光能。光合系統將光能轉化成化學能的過程中，當吸收的光能超過光合作用所能利用的量時，過剩的光能會引起光合功能下降，即發生光抑制。當葉綠素b缺失時，不同植物表現出不同的光抑制特性。科研人員獲得一種葉綠素b完全缺失的水稻突變體，該突變體和野生型水稻的O2釋放速率與光照強度的關系如右圖所示。

（1）當光照強度為n時，該突變體單位面積葉片中葉綠體的氧氣產生速率____（填“大于”、“等于”或“小于”）野生型水稻。當光照強度為m時，推測該突變體葉片氣孔開放程度比野生型____（填“更大”、“相當”或“更小”）。

（2）該突變體和野生型水稻相比，對強光照環境的適應能力更強的是____，請說明原因________________

（3）科研人員又發現除遺傳因素外，缺Mn也可能導致水稻葉綠素b無法合成，請設計實驗予以驗證（寫出實驗思路并預期結果）____________

Answer 1

【答案】大于 更大 突變體（水稻） 突變體水稻葉綠素含量低，捕光能力弱，在強光照下產生過剩光能的可能性小（或過剩能量較少，），光抑制相對較弱 思路：用完全營養液和缺Mn的完全營養液分別培養水稻，提取分離葉片色素并對比葉綠素b含量結果：缺Mn組濾紙條最下端色帶（或葉綠素b色帶）更淺或缺失

【解析】

1、碳酸鈣可防止研磨過程中色素被破壞。
2、各色素隨層析液在濾紙上擴散速度不同，從而分離色素。溶解度大，擴散速度快；溶解度小，擴散速度慢。濾紙條從上到下依次是：胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。
3、當光照強度為n時野生型和突變體O2釋放速率相等，但由圖可知突變體的呼吸作用大于野生型，所以與野生型相比，突變體單位面積葉片葉綠體的氧氣產生速率較大。光合作用中固定CO2形成C3，需要消耗光反應產生的NADPH、ATP。

（1）據圖示曲線知，葉綠體的氧氣產生速率表示真正的光合作用；當光照強度為n時野生型和突變體O2釋放速率相等，即凈光合作用速率相等；但由圖可知突變體的呼吸作用大于野生型，所以與野生型相比，突變體單位面積葉片葉綠體的氧氣產生速率較大。當光照強度為m時，突變體O2釋放速率大于野生型，突變體的呼吸作用大于野生型，突變型的真正光合速率大于野生型，突變型消耗的CO2比野生型多，葉片氣孔開放程度大的植株CO2供應充足，推測該突變體葉片氣孔開放程度比野生型更大。
（2）該突變體和野生型水稻相比，突變體水稻葉綠素含量低，捕光能力弱，在強光照下產生過剩光能的可能性小，光抑制相對較弱，對強光照環境的適應能力更強。
（3）缺Mn也可能導致水稻葉綠素b無法合成，因此用完全營養液和缺Mn的完全營養液分別培養水稻，提取分離葉片色素并對比葉綠素b含量，缺Mn組濾紙條最下端色帶（或葉綠素b色帶）更淺或缺失，可證明假設內容。