Question

【題目】光合作用是植物最重要的物質(zhì)能量代謝活動，其部分過程如圖1所示。科研人員將玉米葉肉細胞中的PEPC酶基因?qū)�入水稻后，測得光照強度對轉(zhuǎn)基因水稻和原種水稻氣孔導(dǎo)度及葉肉細胞光合速率的影響結(jié)果，如圖2和圖3所示（注：氣孔導(dǎo)度越大，氣孔開放程度越高；光合速率即光合作用合成有機物的速率減去呼吸作用消耗有機物的速率）。

（1）圖l所示反應(yīng)過程進行的場所是____________，該過程中，物質(zhì)①和②除了為磷酸甘油醛的生成過程提供能量外，還分別提供了____________________。

（2）如使圖1磷酸甘油酸（C3）含量快速上升，改變的環(huán)境條件是_____________。

A．光照條件不變，停止供給CO2 B．光照條件不變，增加供給CO2

C．CO2條件不變，從明處移到暗處 D．CO2條件不變，從暗處移到明處

（3）要獲得圖3中的曲線，實驗應(yīng)設(shè)置的最佳條件組合是_____________。

①外界環(huán)境CO2濃度保持不變 ②環(huán)境溫度保持不變

③空氣濕度保持不變 ④光照強度保持不變

⑤各取一株水稻植株 ⑥分別選用肥沃土壤和貧瘠土壤種植

（4）據(jù)圖2和3分析，光照強度為10～14×102μmol·m﹣2·s﹣1時，原種水稻的氣孔導(dǎo)度下降的原因可能是該時段溫度過高，氣孔關(guān)閉以減少_________散失。此時原種水稻的光合速率____________（填：“加快”、“減慢”或“基本不變”）。

（5）分析圖2和3中信息，轉(zhuǎn)基因水稻更適宜栽種在______的環(huán)境中；PEPC酶所起的作用是________。

（6）據(jù)題干和圖3分析，當光照強度為b時，兩種水稻體內(nèi)有機物的凈積累量_______（填“大于”、“小于”或“等于”）0，原因是________________________________。

Answer 1

【答案】葉綠體基質(zhì) 磷酸基團和氫 BC ①②③ 水分 基本不變 光照強度較強 提高氣孔導(dǎo)度（和提高水稻在強光下的光合速率） 小于 而非綠色細胞還要進行細胞呼吸消耗有機物

【解析】

圖1表示光合作用的碳反應(yīng)過程，包括CO2的固定和還原過程。圖2顯示：在不同光照強度下，轉(zhuǎn)基因水稻的氣孔導(dǎo)度均大于原種水稻。圖3表明：當原種水稻達到最大光合速率時，轉(zhuǎn)基因水稻還沒有達到最大光合速率，說明轉(zhuǎn)基因水稻光飽和點更高。

(1) 圖1表示光合作用的碳反應(yīng)過程，進行的場所是葉綠體基質(zhì)，該過程中，物質(zhì)①和②分別表示ATP和NADPH，除了為磷酸甘油醛的生成過程提供能量外，還分別提供了磷酸基團和氫。

(2) CO2與C5結(jié)合生成C3，C3在光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP的作用下生成有機物和C5。若要使C3含量快速上升，可以在光照等其他條件不變時增加供給CO2，以促進C3的生成，也可以在CO2濃度等其他條件不變時降低光照強度，通過降低NADPH和ATP的生成量來減少對C3的消耗。綜上分析，A、D錯誤，B、C正確。

故選BC。

(3) 圖3中的自變量是光照強度與水稻的品種，因變量是光合速率，CO2濃度、溫度、濕度等對實驗結(jié)果有影響的因素均為無關(guān)變量，而無關(guān)變量因保持相同且適宜。為了排除偶然因素對實驗結(jié)果的影響，應(yīng)設(shè)置重復(fù)實驗，每組水稻幼苗不能只有一株。綜上分析，要獲得圖3中的曲線，實驗應(yīng)設(shè)置的最佳條件組合是①②③。

(4) 在光照強度為10～14×102μmol·m﹣2·s﹣1時，由于光照過強導(dǎo)致葉片溫度過高，蒸騰失水過多，引起氣孔關(guān)閉，以減少水分散失，這正是圖2所示的原種水稻的氣孔導(dǎo)度下降的可能原因。由圖3可知：在光照強度為10～14×102μmol·m﹣2·s﹣1時，原種水稻的光合速率已經(jīng)達到最大且保持穩(wěn)定，所以此時原種水稻的光合速率基本不變。

(5) 分析圖2和3中信息，當光照強度增大時，轉(zhuǎn)基因水稻的氣孔導(dǎo)度大于原種水稻，有利于轉(zhuǎn)基因水稻從環(huán)境中吸收更多的CO2，以保持較高的光合速率，所以轉(zhuǎn)基因水稻更適宜栽種在光照強度較強的環(huán)境中。由此可推知：轉(zhuǎn)基因水稻導(dǎo)入的PEPC酶所起的作用是：提高氣孔導(dǎo)度和提高水稻在強光下的光合速率。

(6) 依題意可知：圖3縱坐標所示的光合速率表示的是凈光合速率。當光照強度為b時，兩種水稻葉肉細胞的凈光合速率等于零，而二者體內(nèi)的非綠色細胞還要進行細胞呼吸消耗有機物，所以當光照強度為b時，兩種水稻體內(nèi)有機物的凈積累量小于零。