Question

【題目】科學家在實驗中發現，某突變型水稻葉片的葉綠素含量約為野生型的一半,但固定CO2酶的活性顯著高于野生型。右圖顯示兩者在不同光照強度下的C02吸收速率。請據圖回答：

（1）P點時，限制突變型光合作用速率的主要環境因素是__________。當光照強度高于P點時，突變型水稻的C02吸收速率高于野生型，原因是___________________。

（2）為測定突變型水稻葉片中的色素含量，常用_________（試劑）提取色素，某實驗小組欲通過紙層析法分離其中的葉綠素，其分離原理是_______。若用640-660nm波長的紅光處理水稻葉片，則葉片中 ________（填“類胡蘿卜素”、“葉綠素”或“類胡蘿卜素+葉綠素”）主要吸收紅光。

（3）根據以上信息可推知突變型水稻更適于生長在高溫、干旱環境，原因是_____。

Answer 1

【答案】光照強度 突變型固定C02酶的活性比野生型高 無水乙醇或丙酮 葉綠體中的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散得快；反之則慢 葉綠素 高溫干旱環境中，植物為防止水分散失，氣孔關閉，導致C02吸收量減少，突變型水稻固定C02酶的活性顯著高于野生型，能利用較低濃度的C02

【解析】

分析題圖：二氧化碳的吸收量表示凈光合速率，在P點之前，野生型的凈光合速率大于突變型，而光照強度大于P點，突變型的凈光合速率大于野生型。

（1）P點時，突變型未達到最大凈光合速率，隨著光照強度的增加，突變型的凈光合速率仍可增加，所以P點時限制突變型光合作用速率的主要環境因素是光照強度。雖然突變型水稻葉片的葉綠素含量更低，但突變體固定CO2酶的活性顯著高于野生型，因此當光照強度高于P時，突變型固定CO2速率更快，對光反應產生的ATP和[H]的消耗也更快，進而提高了光合速率。

（2）光合色素易溶于有機溶劑，所以為測定突變型水稻葉片中的色素的含量，常用無水乙醇提取色素。由于不同色素在層析液中的溶解度不同，在層析液中溶解度大的在濾紙條上擴散的速度快，反之則慢，據此可實現色素的分離。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，故用640-660nm波長的紅光處理水稻葉片，則葉片中的葉綠素主要吸收紅光。

（3）由于高溫干旱環境中，植物為防止水分散失，氣孔關閉，導致C02吸收量減少，而突變型水稻固定C02酶的活性顯著高于野生型，能利用較低濃度的C02，所以可推知突變型水稻更適于生長在高溫、干旱環境中。