Question

将玉米的PEPC酶基因导入水稻后,测得光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果,如下图所示。（注:气孔导度越大,气孔开放程度越高）

（1）光下水稻叶肉细胞合成ATP的场所是                     , CO₂通过气孔进入叶肉细胞后,首先被固定,固定产物的还原需要光反应提供           。

（2）光照强度高于8×10² μmol·m^-2·s^-1时,影响原种水稻光合速率的主要因素是      ；光照强度为10×10²～14×10² μmol·m^-2·s^-1时，原种水稻的气孔导度下降但光合速率基本不变,可能的原因是  _____。

（3）分析图中信息,PEPC酶所起的作用是

Answer

（1）叶绿体，线粒体，细胞质基质（2分） [H]和ATP（2分）

（2）光照强度（1分） 光照强度增加与CO2供给不足对光合速率的正负影响相互抵消（或“CO2供应已充足且光照强度已达饱和点”）（3分）

（3）增大气孔导度,提高水稻在强光下的光合速率（2分）

【解析】分析图示，表示光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果。左图中，在一定范围内，相同的光照强度下转基因水稻的气孔导度比原种水稻更大；右图中，光照强度低于8×102μmol·m-2·s-1时，光照强度对转基因水稻和原种水稻光合速率的影响相同；光照强度高于8×102μmol·m-2·s-1时，相同光照强度下，转基因水稻的光合速率比原种水稻更快（1）水稻叶肉细胞合成ATP的场所有叶绿体，线粒体和细胞质基质。光合作用的暗反应中，进入植物细胞内的CO2首先被C5化合物固定成为C3化合物，再被光反应提供的ATP和[H]还原。（2）结合题图：光合速率随光照强度的变化曲线可以看出在低于8×102μmol·m-2·s-1的范围内影响光合作用的主要因素为光照强度；由普通与转基因水稻的光合速率与光强度变化关系曲线可看出：光强为10～14×102μmol·m-2·s-1时，普通水稻随光强变化光合速率不再增加，而此时气孔导度下降，CO2吸收减少，说明可能是光照强度增加与CO2供应不足对光合速率的正负影响相互抵消，同时细胞呼吸也能产生二氧化碳供光合作用利用。（3）由气孔导度与光强度关系曲线可看出转基因水稻较普通水稻的气孔度大，其原因为转基因水稻导入了PEPC酶的因素，说明此酶有促进气孔打开或增大作用；同时转基因水稻在较强光照下光合速率却更强说明更能适应较强光照环境。

【考点定位】影响光合作用速率的环境因素

【名师点睛】光照强度对光合作用的影响：

曲线分析：A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放CO2量表示此时的呼吸强度。

AB段表明光照强度加强，光合作用速率逐渐加强，CO2的释放量逐渐减少，有一部分用于光合作用。而到B点时，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度＝细胞呼吸强度，B点对应的光照强度称为光补偿点。

BC段表明随着光照强度不断加强，到C点以上不再加强了。C点对应的光照强度称为光饱和点。