Question

6．某種野生型油菜存在一種突變體，葉綠素、類胡蘿卜素含量均低，其葉片呈現(xiàn)黃化色澤．野生型和突變體的成熟葉片凈光合速率、呼吸速率及相關(guān)指標(biāo)見表．請分析并回答：

指標(biāo) 類型	類胡蘿卜素/葉綠素	葉綠素a/b	凈光合速率 （μmolCO2•m-2•s-1）	胞間CO2濃度 （μmol CO2•m-2•s-1）	呼吸速率 （μmol CO2•m-2•s-1）
野生型	0.28	6.94	8.13	210.86	4.07
突變體	0.32	9.30	5.66	239.07	3.60

（1）葉綠素和類胡蘿卜素分布于葉綠體的類囊體膜上；欲分析色素種類，可用層析液（溶劑）分離葉片中的色素．
（2）據(jù)測定，突變體處于發(fā)育初期的葉片，類胡蘿卜素與葉綠素的比值為0.48，可以推測，葉綠素在色素組成中所占的比例隨葉片發(fā)育逐漸增加．與野生型相比，突變體中發(fā)生的改變可能抑制（促進(jìn)/抑制）葉綠素a向葉綠素b的轉(zhuǎn)化．
（3）野生型成熟葉片光合作用中，水光解的產(chǎn)物有H+、e、氧氣，三碳糖的組成元素有C、H、O、P，離開卡爾文循環(huán)的三碳糖大部分轉(zhuǎn)變成蔗糖，供植物體所有細(xì)胞利用．
（4）野生型成熟葉片中葉綠體消耗CO₂的速率比突變體高2.94μmolCO₂•m^-2•s^-1．
（5）進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，野生型油菜葉片光合作用產(chǎn)生的磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）運向種子有兩條代謝途徑（見圖）．

已知基因與其反義基因分別轉(zhuǎn)錄出的RNA可相互結(jié)合，從而阻斷該基因表達(dá)的翻譯過程．結(jié)合已知并據(jù)圖分析研究人員設(shè)計了PEPcase酶Ⅱ（酶）基因的反義基因，并將其導(dǎo)入野生型油菜從而抑制種子中該酶的合成，最終培育出產(chǎn)油率提高的油菜．

Answer 1

分析 影響光合作用的環(huán)境因素主要有光照強(qiáng)度、溫度和二氧化碳濃度等．題表表明油菜的黃化突變體葉綠素a/b與類胡蘿卜素/葉綠素及胞間CO2濃度升高，但呼吸作用速率和凈光合作用速率下降．據(jù)此分析作答．

解答 解：（1）葉綠體中的色素分布于葉綠體的類囊體薄膜；光合作用的色素不溶于水，易溶于無水乙醇等有機(jī)溶劑，可以用無水乙醇提取光合色素，色素可以溶解在層析液中，氮溶解度不同，在濾紙上的擴(kuò)散速度也不同，所以常用紙層析法分離色素．
（2）根據(jù)題意可以推測，葉綠素在色素組成中所占的比例隨葉片發(fā)育逐漸增加．題表中葉綠素a/b與類胡蘿卜素/葉綠素升高，葉綠素減少使葉片呈現(xiàn)黃化色澤．可能的原因是突變可能抑制葉綠素a向葉綠素b轉(zhuǎn)化的過程．
（3）光合作用的過程中水光解的產(chǎn)物主要有H+、e、氧氣，三碳糖主要的組成元素有C、H、O、P．離開卡爾文循環(huán)的三碳糖大部分被運出細(xì)胞轉(zhuǎn)變成蔗糖，供植物體所有細(xì)胞利用．
（4）根據(jù)題表可知，突變體葉片中葉綠體的CO₂的消耗速率為凈光合速率+呼吸速率=5.66+3.60=9.26，同理，野生型葉片中葉綠體的CO₂的消耗速率為8.13+4.07=12.20，突變體葉片中葉綠體的CO₂的消耗速率比野生型低12.20-9.26=2.94μmolCO₂•m^-2•s^-1．
（5）據(jù)圖分析可知，基因與其反義基因分別轉(zhuǎn)錄出的RNA可相互結(jié)合，從而阻斷該基因表達(dá)的翻譯過程．研究人員通過基因工程設(shè)計PEPcase酶Ⅱ基因的反義基因，并將其導(dǎo)入野生型油菜從而抑制種子中該酶的合成，最終培育出產(chǎn)油率提高的油菜．
故答案為：
（1）類囊體膜           層析液       
（2）增加       抑制
（3）H+、e、O2       C、H、O、P        蔗糖
（4）2.94 
（5）翻譯           PEPcase酶Ⅱ

點評 本題主要考查影響光合作用的因素和基因的表達(dá)，關(guān)鍵是弄清光合作用過程中相關(guān)的物質(zhì)和變化規(guī)律和實驗數(shù)據(jù)的分析與處理能力．