Question

研究发现某种突变型水稻的叶绿素含量仅是野生型水稻的51%，但其光合速率与野 生型水稻差异不显著。为了探究其生理学机制，科研人员将突变型水稻与野生型水稻分组 培养，测得两组叶片的光合速率如下图1所示。进一步测定叶片中 Rubisco 酶含量如下 图2所示。据图分析并回答下列问题：

（1）实验过程中对突变型水稻与野生型水稻正常施用氮肥，氮肥中的 N 可参与光合作用有关的____等的合成。

（2）欲测定叶片中叶绿素含量，首先取新鲜叶片，用____作溶剂，并加入少量________，快速充分研磨。然后过滤并测定滤液的吸光度，计算得出叶绿素含量。

（3）由图 1 可知,在光照强度大于1000µmol·m^-2·s^-1条件下，突变型水稻叶片的光合速率比 野生型_______。图 2 中 Rubisco 酶的作用是催化暗反应中三碳化合物的还原， 该酶发挥作用的场所在________，同时需要光反应提 供________。

（4）结合图 1、图 2 分析，突变型水稻的叶绿素含量低，但产量与野生型差别不大的原因可能是_________________________。

Answer

叶绿素（酶、ATP 等） 无水乙醇 碳酸钙和二氧化硅 高 叶绿体基质 ATP 和[H] Rubisco 酶含量高、暗反应迅速抵消了叶绿素含量低、光反应慢不足

【解析】

据图1分析，在一定光照强度范围内，野生型水稻的光合速率大于突变型水稻，当光照强度超过一定值后，突变型水稻的光合速率大于野生型水稻。据图2分析，突变型水稻的Rubisco 酶含量高与野生型水稻，据此答题。

（1）光合作用过程中的物质含有氮元素的有叶绿素、酶、ATP 等。
（2）叶绿素易溶于有机溶剂中，故用无水乙醇提取色素，取新鲜叶片，用无水乙醇作溶剂；为防止叶绿素被破坏和使得研磨更加充分，应加入少量碳酸钙和二氧化硅。
（3）据图可知，光照强度大于 1000µmol·m-2·s-1时，突变型水稻叶片的光合速率大于野生型水稻。Rubisco 酶作用于暗反应，暗反应的场所是叶绿体基质，暗反应需要光反应提供ATP和[H]。
（4）据图1和图2分析可知，突变型水稻的叶绿素含量低，但产量与野生型差别不大，原因可能是突变型水稻Rubisco 酶含量高、暗反应迅速抵消了叶绿素含量低、光反应慢不足。