Question

某研究人员偶然发现一株短根白化突变体水稻 A，欲研究该突变体的光合作用的调控机制，进行了相关实验。

（1）在适宜条件下，研究人员测定了长势一致且良好的突变体水稻 A 和野生型水稻 B 植株光合作用的相关指标，结果见下表。

水稻品种	表观光合速率 （µmolm^-2s^-1）	气孔导度 （molm^-2s^-1）	胞间 CO2 浓度 （µmolm^-1）
A（突变体）	‒3．61	0．18	424．52
B（野生型）	11．77	0．30	298．44

据上表数据分析，突变体 A 表观光合速率的显著降低_______（填“是”或“不是”）由于气孔导度下降引起的。与野生型 B 相比，突变体 A 的光反应与碳反应速率的变化情况分别是 ________ 。

（2）利用两种水稻的叶片为材料进行光合色素的提取和分离实验，结果如图 1 所示，则突变体 A 叶片中缺少的色素为____________，从而导致其对可见光中____________光的吸收率收明显下降。由此推测叶绿体内___________  （结构）发育不良。

（3）过氧化氢酶（CAT）能催化水稻细胞内超氧自由基的分解，超氧自由基有助于膜脂过氧  化物（MDA）的生成，而 MDA 的增多会加剧膜的损伤。图 2 为两种水稻中上述两种物质相对含量的测定结果，据数据分析，突变体 A 中_____________ 的含量比野生型 B 低，会使 _____________ ，从而导致突变体 A 表观光合速率下降。由此可见，突变体 A 白化的根本原因是 _____________ 。

Answer

不是 下降 下降 叶黄素、叶绿素a、叶绿素b 红光与蓝紫光 类囊体膜 CAT 超氧自由基含量升高，会加速MDA的合成，造成类囊体膜结构的损伤 过氧化氢酶合成基因表达量减少

【解析】

光合作用的具体过程：

（1）表格中，突变体A的胞间二氧化碳浓度远高于野生型B，说明突变体A净光合速率的显著降低不是由于气孔导度下降引起的。突变体A的光合速率明显低于野生型B，与野生型B相比，突变体 A 的光反应与碳反应速率均下降。

（2）图1所示，突变体A缺少了三条色素带，依次是叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。光合色素中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，由此可知，突变体A对可见光中的红光和蓝紫光吸收较少。叶绿体色素主要分布在类囊体薄膜，由此可推测突变体A叶绿体内类囊体膜发育不良。

（3）图2中，突变体A中CAT的含量比野生型B低，会使使超氧自由基含量升高，加速MDA的合成，造成叶绿体膜结构的损伤，从而导致突变体A净光合速率下降。突变体A植株白化的根本原因可能是过氧化氢酶合成基因表达量减少引起叶绿体损伤。