Question

为了探究空间搭载对植物光合作用的影响，研究人员以粳稻东农416（DN416）为材料，进行了系列研究。请回答问题：

（1）水稻叶肉细胞中叶绿体______上的色素能够捕获光能，这些能量经过转换，最终储存为________。

（2）研究人员将DN416的种子空间搭载12天后，返回地面在原环境中种植，测定其幼苗的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs，气孔张开的程度）和叶绿素含量的变化，结果如下表。

	对照组	实验组
Pn	25.52士2. 32	18.46土1.30
Gs	253.62士21. 61	191.84土19.91
叶绿素含量(mg/g)	35.12	26.35

①气孔导度的变化主要影响光合作用______反应阶段，影响该反应的外部因素，除CO₂浓度外还包括________；内部因素包括______。

②表中数据显示__________，说明空间搭载抑制光合作用的光反应和暗反应，从而降低了DN416的净光合速率。

（3）为探究空间搭载后叶绿素含量变化影响DN416光合作用的机制，研究人员做了进一步检测。

①光系统是由蛋白质和叶绿素等光合色素组成的复合物，具有吸收、传递和转化光能的作用，包括光系统Ⅰ（PSⅠ）和光系统Ⅱ（PSⅡ）。如图所示，PSⅡ中的光合色素吸收光能后，一方面将______分解为氧气和H⁺，同时产生的电子经传递，可用于NADP⁺和H⁺结合形成_______。另一方面，在ATP酶的作用下，__________浓度梯度提供分子势能，促使ADP与Pi反应形成ATPe^-。

②叶绿素荧光参数是描述植物光合作用状况的数值，Fo反映叶绿素吸收光能的能力，Fv/Fm反映PSⅡ的电子传递效率。研究人员测定了（2）中不同组别的叶绿素荧光参数，发现实验组中Fo和Fv/Fm均比对照组低，说明________。

（4）研究人员同时研究了空间搭载对粳稻东农423（DN423）光合作用的影响，发现其光合速率明显提升。这与DN416的研究结果相反，原因可能是空间搭载对水稻光合作用的影响与不同品种间________的差异密切相关。

Answer

类囊体膜 糖类等有机物中稳定的化学能 暗 温度、光照 酶、pH、ATP量、[H]等 空间搭载后DN416的Pn、Gs和叶绿素含量均明显降低 水 NADPH H+ DN416叶绿素含量的减少，降低了光能的吸收和转化效率，进而降低光合作用速率 基因型

【解析】

本实验目的是探究空间搭载对植物光合作用的影响，围绕题意和实验设计遵循的原则、光合作用过程及其影响因素等相关知识，对比分析表中各项数据的变化规律，对相关问题进行解答。

（1）光合色素分布在叶绿体列囊体的薄膜上，色素通过吸收、传递和转化光能，最终将光能转化为糖类等有机物中稳定的化学能储存起来。

（2）①气孔张开的程度影响CO2的吸收，影响光合作用的暗反应阶段，暗反应阶段中叶绿体基质含有较多的与光合作用有关的酶，影响该反应的外部因素，除CO2浓度外还包括温度和光照强度等，内部因素包括酶、pH、ATP量、[H]等。

②由表分析，空间搭载后DN416的Pn、Gs和叶绿素含量均明显降低。

（3）①光反应中水分解为氧气和H+，同时产生的电子经传递，可用于NADP+和H+结合形成NADPH。从图中显示，H+的浓度差在为ATP的合成提供了动力势能。

②实验组中Fo和Fv/Fm均比对照组低，说明空间搭载后，DN416叶绿素含量的减少，降低了光能的吸收和转化效率，进而降低光合作用速率。

（4）不同的品种同样的空间搭载处理方式的光合作用的结果不同，这可能与不同品种间基因型的差异密切相关。