Question

光合作用中，当吸收的光能超过光合作用所利用的量时，过剩的光能会使光合作用下降，即发生光抑制。当叶绿素b缺失时，不同植物表现出不同的光抑制特性。科研人员获得一种叶绿素b完全缺失的水稻突变体，该突变体和野生型水稻的释放速率与光照强度的关系如下图所示：

（1）通过对水稻绿叶中色素的提取和分离得到的叶绿素b呈______色；实验中使叶绿素b与其它色素分离开，依据的原理是______________。

（2）如图，当光照强度为n时，该突变体单位面积叶片中计绿体的氧气产生速率_______（填“大于”、“小于”或“等于”）野生型水稻。原因是：__________。

（3）据图可知，突变体比野生型水稻对强光照环境的适应能力更强，原因是：___________________。

Answer

黄绿色 不同色素在层析液中的溶解度不同 大于 两者净光合速率相等，但突变体水稻呼吸速率大于野生型水稻 突变体水稻吸收光能少，在强光照下产生过剩光能的可能性小（或过剩能量较少），光抑制相对较弱

【解析】

1.各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。
2.当光照强度为n时野生型和突变体O2释放速率相等，但由图可知突变体的呼吸作用大于野生型，所以与野生型相比，突变体单位面积叶片叶绿体的氧气产生速率较大。光合作用中固定CO2形成C3，需要消耗光反应产生的NADPH、ATP。

（1）据图示曲线知，叶绿体的氧气产生速率表示真正的光合作用；当光照强度为n时野生型和突变体O2释放速率相等，即净光合作用速率相等；但由图可知突变体的呼吸作用大于野生型，所以与野生型相比，突变体单位面积叶片叶绿体的氧气产生速率较大。当光照强度为m时，突变体O2释放速率大于野生型，突变体的呼吸作用大于野生型，突变型的真正光合速率大于野生型，突变型消耗的CO2比野生型多，叶片气孔开放程度大的植株CO2供应充足，推测该突变体叶片气孔开放程度比野生型更大。
（2）该突变体和野生型水稻相比，突变体水稻叶绿素含量低，捕光能力弱，在强光照下产生过剩光能的可能性小，光抑制相对较弱，对强光照环境的适应能力更强。
（3）缺Mn也可能导致水稻叶绿素b无法合成，因此用完全营养液和缺Mn的完全营养液分别培养水稻，提取分离叶片色素并对比叶绿素b含量，缺Mn组滤纸条最下端色带（或叶绿素b色带）更浅或缺失，可证明假设内容。

（1）通过对水稻绿叶中色素的提取和分离得到的叶绿素b呈黄绿色；不同色素在层析液中的溶解度不同可使叶绿素b与其它色素分离开。

（2）如图，当光照强度为n时，突变体进而野生型两者净光合速率相等，但突变体水稻呼吸速率大于野生型，故突变体单位面积叶片中计绿体的氧气产生速率大于野生型水稻。

（3）据图可知，突变体比野生型水稻对强光照环境的适应能力更强，原因是突变体水稻吸收光能少，在强光照下产生过剩光能的可能性小（或过剩能量较少），光抑制相对较弱。