Question

下图一表示水稻细胞内发生的生理过程示意图，1～10表示生理过程，A～D表示化学物质。图二表示将玉米的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（注：气孔导度越大，气孔开放程度越高）。请据图分析：

（1）图一中A、B代表的物质分别是_______________，代表光合作用暗反应的是______，该图所示代谢过程中，可以发生于高等动物细胞内的生理过程有________________。在氧气充足，光照强度为1×10²μmol·m-²·s-¹时，图一中可进行的生理过程有____________________。

（2）根据图二分析，光照强度为（10～14）×10²μmol·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________________________。光照强度低于8×10²μmol·m^－2·s^－1时，影响转基因水稻光合速率的主要因素是____________。

（3）根据图二分析，在光照强度为4μmol·m^-2·s^-1和12μmol·m^-2·s^-1时，转基因水稻产生的O₂与原种水稻产生的O₂的比值分别为______________________，因此转基因水稻更适合栽种在__________ 环境中。

（4）分析图中信息，PEPC酶所起的作用是_______________________________ 。

Answer

丙酮酸、[H] ⑥ ①③④⑤⑥ C02供应己充足且光照强度已达饱和点 光照强度 1:1和7:5 强光 增大气孔导度，提髙水稻在强光下的光合速率

【解析】根据题意和图示分析可知：1为有（无）氧呼吸第一阶段，2为无氧呼吸第二阶段，3为有氧呼吸第二阶段，4为有氧呼吸第三阶段，5为光反应阶段，6为暗反应阶段，7为释放氧气，8为吸收氧气，9为吸收CO2，10为释放CO2，A为丙酮酸，B为[H]，C为ADP，D为ATP和[H]。

（1）分析可知，A为丙酮酸，B为[H]，6为暗反应阶段，可以发生于高等动物细胞内的生理过程有①③④⑧⑩，在氧气充足，光照强度为1×102μmol•m-2•s-1时，图一中可进行的生理过程有有氧呼吸和光合作用，即①③④⑤⑥。
（2）分析题图二可知，当光照强度低于8×102μmol•m-2•s-1时，随光照强度增加，转基因水稻光合作用速率增大，说明光照强度低于8×102μmol•m-2•s-1时限制转基因水稻光合作用的主要因素是光照强度；光照强度为10～14×102μmol•m-2•s-1时，原种水稻的气孔导度下降，二氧化碳供应不足会使光合作用强度减小，而光照强度增大使光合作用强度增大，当光照强度增加与CO2供给不足对光合速率的正负影响相互抵消时，光合速率基本不变，也可能是由于该条件下CO2供应已充足且光照强度已达饱和点。
（3）当光照强度为4μmol•m-2•s-1时，两种水稻的光合速率相等，故合成O2的比值为1：1；当光照强度为12μmol•m-2•s-1时，转基因水稻光合作用合成的O2的量为（30+5）μmol•m-2•s-1，而原种水稻的光合作用合成的O2的量为（20+5））μmol•m-2•s-1，故合成O2的比值为35：25，即7：5，因此转基因水稻更适合种植在光照强度大的环境中。
（4）分析图二中第一个图可知，在相同光照条件下，转基因水稻气孔导度大于原种水稻，分析图二中第二个图可知，当光照强度大于8×102μmol•m-2•s-1，转基因水稻的光合作用强度大于原种水稻，因此可以推断PEPC酶是通过大气孔导度，提高水稻在强光下的光合速率。