Question

水稻是我国主要的粮食作物之一，科研人员将玉米的PEPC酶基因与PPDK酶基因导入水稻后，培养成双转基因水稻并进行了以下实验探究；将双转基因水稻叶片放在温度恒定且适宜的密闭容器内，测量该容器内氧气量的变化情况，结果如图—所示；在强光下测得温度对其净光合速率的影响，结果如图二所示 。

（1）图一中a点时双转基因水稻叶肉细胞中合成ATP的场所有_____________。b点以后的短时间内，叶片细胞内C₃的消耗速率_____________（填“大于”或“小于”）生成速率。

（2）5～15min时，密闭容器内氧气量增加的速率逐渐减小，这是因为容器内的_____________，使光合作用受限。如果双转基因水稻细胞呼吸速率自始至终不变，则在5～15min，双转基因水稻的平均光合作用速率（用氧气产生量表示）是__________×l0^﹣8 mol．min^﹣l。

（3）图二中，不能判断出温度为25℃时双转基因水稻与原种水稻真正光合速率，主要的原因是两种水稻的_____________是未知的。

Answer

（1）线粒体、细胞质基质 大于 （2）CO2浓度逐渐减低 6 （3）细胞呼吸速率

【解析】（1）图中a点是水稻处于黑暗条件下，叶肉细胞内只有呼吸作用才能产生ATP，场所有线粒体和细胞质基质。b点以后是在光照下，短时间内产生的ATP和[H]增加，叶片细胞内C3的消耗速率增大，但是CO2的固定速率不变，所以C3的消耗速率大于生成速率。（2）光反应产生氧气，需要暗反应源源不断供应CO2。5～15min时，密闭容器内氧气量增加的速率逐渐减小，说明容器内CO2浓度因消耗而逐渐降低。在5～15min，双转基因水稻的平均呼吸速率为（5-4）/5=2×l0﹣8 mol．min﹣l，此期间平均光合作用速率是2+（8-4）/（15-5）=6×l0﹣8 mol．min﹣l。（3）由于水稻的真正光合速率等于呼吸速率+净光合速率，根据图二只能判断出温度为25℃时双转基因水稻与原种水稻净光合速率，所以无法判断两种水稻的真光合速率。

【考点定位】光合作用、呼吸作用

【名师点睛】光合速率与呼吸速率的关系

（1）呼吸速率

①概念：指单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率。

②表示方法：单位时间内释放的CO2量或吸收的O2量。

③测定条件：黑暗条件下。

（2）表观（净）光合速率：光照下测定的CO2吸收速率（或O2释放速率）。

（3）实际（总）光合速率：植物在光下实际合成有机物的速率。计算公式＝表观（净）光合速率＋呼吸速度。具体可表示为：实际光合速率＝从外界吸收CO2的速率＋呼吸释放CO2的速率或实际光合速率＝释放O2的速率＋呼吸消耗O2的速率。

（4）真正光合速率、净光合速率与呼吸速率的常用表示方法（如下表）：

真正光合速率

O2产生（生成）速率或叶绿体释放O2量

CO2固定速率或叶绿体吸收CO2量

有机物产生（制造、生成）速率

净光合速率

植物或叶片或叶肉细胞O2释放速率

植物或叶片或叶肉细胞CO2吸收速率

有机物积累速率

呼吸速率

黑暗中O2吸收速率

黑暗中CO2释放速率

有机物消耗速率