Question

【題目】研究人員發(fā)現(xiàn)一種短根白化突變體水稻sra1，利用該突變體可以深入研究植物葉綠體發(fā)育和光合作用的調(diào)控機(jī)制。

（1）比較長勢一致且生長狀況良好的野生型水稻W(wǎng)T和突變體水稻sra1植株，在適宜條件下測定光合參數(shù)，結(jié)果見表。

水稻品種	凈光合速率 （molm-2s-1）	氣孔導(dǎo)度 （molm-2s-1）	胞間CO2濃度 （molm-1）
WT	11.77	0.30	298.44
sra1	3.61	0.18	424.52

二氧化碳的固定量直接反映植物光合作用過程中的______反應(yīng)速率，凈光合速率為負(fù)值表明______。據(jù)上表分析，sra1凈光合速率的顯著降低______（填“是”或“不是”）由攝入二氧化碳量變化引起。

（2）對WT和sra1水稻植株相同位置的葉片進(jìn)行觀察，結(jié)果如圖1所示，與WT相比sra1植株______體積明顯增大；葉綠體明顯變少或沒有，且內(nèi)部的______松散或發(fā)育不完整。

（3）利用分光光度計(jì)對WT和sra1水稻植株進(jìn)行光合色素含量的測定，發(fā)現(xiàn)sra1植株中葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量都接近于零，這與上述細(xì)胞結(jié)構(gòu)變化及光合作用特征______（填“一致”或“不一致”）。

（4）研究發(fā)現(xiàn)過氧化氫酶（CAT）參與水稻細(xì)胞內(nèi)有害物質(zhì)（超氧自由基）的分解，膜脂過氧化物（MDA）的增多會加劇膜的損傷。圖2為WT和sra1中上述兩種物質(zhì)相對含量的測定結(jié)果，sra1中CAT的含量比WT______，可能使超氧自由基含量______，會加速M(fèi)DA的合成，造成______膜結(jié)構(gòu)的損傷，從而導(dǎo)致sra1凈光合速率下降。

（5）綜上所述，sra1植株白化的根本原因可能是______。此外，該突變體根明顯變短，所以對______，加劇水稻凈光合速率的降低。

Answer 1

【答案】暗 呼吸速率大于光合速率 不是 液泡 類囊體 一致 低 增加（上升） 葉綠體 過氧化氫酶合成基因表達(dá)量減少引起葉綠體損傷 水分和無機(jī)鹽的吸收減少

【解析】

1、光合作用的具體過程：

2、影響光合速率的因素有光照強(qiáng)度、溫度、二氧化碳濃度、色素含量、酶的數(shù)量等。

（1）二氧化碳參與暗反應(yīng)階段的二氧化碳的固定過程，所以二氧化碳的固定量直接反映植物光合作用過程中的暗反應(yīng)速率。如果呼吸作用大于光合作用，則凈光合速率為負(fù)值。表格中，sra1組的胞間二氧化碳濃度遠(yuǎn)高于WT組的，說明sra1凈光合速率的顯著降低不是由攝入二氧化碳量變化引起。

（2）據(jù)圖1分析，與WT相比sra1植株的液泡體積明顯增大；葉綠體明顯變少或沒有，且內(nèi)部的類囊體松散或發(fā)育不完整。

（3）光合色素中的葉綠素和類胡蘿卜素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，sra1植株中葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量都接近于零，則不能進(jìn)行光合作用，這與上述細(xì)胞結(jié)構(gòu)變化及光合作用特征一致。

（4）圖2中，sra1中CAT的含量比WT低，會使使超氧自由基含量升高，加速M(fèi)DA的合成，造成葉綠體膜結(jié)構(gòu)的損傷，從而導(dǎo)致sra1凈光合速率下降。

（5）sra1植株白化的根本原因可能是過氧化氫酶合成基因表達(dá)量減少引起葉綠體損傷，該突變體根明顯變短，造成對水分和無機(jī)鹽的吸收減少，加劇水稻凈光合速率的降低。