Question

科学家在实验中发现，某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半,但固定CO₂酶的活性显著高于野生型。如图显示两者在不同光照强度下的C0₂吸收速率。请据图回答：

（1）P点时，限制突变型光合作用速率的主要环境因素是__________。当光照强度高于P点时，突变型水稻的C0₂吸收速率高于野生型，原因是___________________。

（2）为测定突变型水稻叶片中的色素含量，常用_________（试剂）提取色素，某实验小组欲通过纸层析法分离其中的叶绿素，其分离原理是_______。若用640-660nm波长的红光处理水稻叶片，则叶片中 ________（填“类胡萝卜素”、“叶绿素”或“类胡萝卜素+叶绿素”）主要吸收红光。

（3）根据以上信息可推知突变型水稻更适于生长在高温、干旱环境，原因是_____。

Answer

光照强度 突变型固定C02酶的活性比野生型高 无水乙醇或丙酮 叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢 叶绿素 高温干旱环境中，植物为防止水分散失，气孔关闭，导致C02吸收量减少，突变型水稻固定C02酶的活性显著高于野生型，能利用较低浓度的C02

【解析】

分析题图：二氧化碳的吸收量表示净光合速率，在P点之前，野生型的净光合速率大于突变型，而光照强度大于P点，突变型的净光合速率大于野生型。

（1）P点时，突变型未达到最大净光合速率，随着光照强度的增加，突变型的净光合速率仍可增加，所以P点时限制突变型光合作用速率的主要环境因素是光照强度。虽然突变型水稻叶片的叶绿素含量更低，但突变体固定CO2酶的活性显著高于野生型，因此当光照强度高于P时，突变型固定CO2速率更快，对光反应产生的ATP和[H]的消耗也更快，进而提高了光合速率。 

（2）光合色素易溶于有机溶剂，所以为测定突变型水稻叶片中的色素的含量，常用无水乙醇提取色素。由于不同色素在层析液中的溶解度不同，在层析液中溶解度大的在滤纸条上扩散的速度快，反之则慢，据此可实现色素的分离。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，故用640-660nm波长的红光处理水稻叶片，则叶片中的叶绿素主要吸收红光。

（3）由于高温干旱环境中，植物为防止水分散失，气孔关闭，导致C02吸收量减少，而突变型水稻固定C02酶的活性显著高于野生型，能利用较低浓度的C02，所以可推知突变型水稻更适于生长在高温、干旱环境中。