Question

【題目】某研究人員偶然發(fā)現(xiàn)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(diào)控機(jī)制，進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

（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(guān)指標(biāo)，結(jié)果見下表。

水稻品種	表觀光合速率 （molm-2s-1）	氣孔導(dǎo)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(jù)上表數(shù)據(jù)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(dǎo)度下降引起的。與野生型 B 相比，突變體 A 的光反應(yīng)與碳反應(yīng)速率的變化情況分別是 ________ 。

（2）利用兩種水稻的葉片為材料進(jìn)行光合色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖 1 所示，則突變體 A 葉片中缺少的色素為____________，從而導(dǎo)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(nèi)___________ （結(jié)構(gòu)）發(fā)育不良。

（3）過氧化氫酶（CAT）能催化水稻細(xì)胞內(nèi)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(huì)加劇膜的損傷。圖 2 為兩種水稻中上述兩種物質(zhì)相對含量的測定結(jié)果，據(jù)數(shù)據(jù)分析，突變體 A 中_____________ 的含量比野生型 B 低，會(huì)使 _____________ ，從而導(dǎo)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(lán)紫光 類囊體膜 CAT 超氧自由基含量升高，會(huì)加速MDA的合成，造成類囊體膜結(jié)構(gòu)的損傷 過氧化氫酶合成基因表達(dá)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(yuǎn)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(dǎo)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(yīng)與碳反應(yīng)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(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，由此可知，突變體A對可見光中的紅光和藍(lán)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(nèi)類囊體膜發(fā)育不良。

（3）圖2中，突變體A中CAT的含量比野生型B低，會(huì)使使超氧自由基含量升高，加速MDA的合成，造成葉綠體膜結(jié)構(gòu)的損傷，從而導(dǎo)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(dá)量減少引起葉綠體損傷。