Question

烟草花叶病毒（TMV）感染烟草后会大量繁殖，使烟草叶片出现畸形、斑驳等现象。研究人员对烟草健康株和感病株的色素含量、光合速率等特性进行了研究。请回答下列问题。

（1）分别用TMV的蛋白质外壳和RNA感染烟草，能在叶片，上出现病斑的是_______的烟草。推测染病后出现病斑的叶片_______作用将低于正常叶片，使烟草的产量和品质低于正常叶片，烟草叶肉细胞中ATP的来源是_______（填生理作用），而叶绿体中产生的ATP主要用于_______（填反应的具体过程）。

（2）用_______作为溶剂提取叶片中的色素，再测定叶绿素的含量。测得两种植株的叶绿素含量如下表所示。

表1烟草健康株和感染TMV植株的叶绿素含量

植株类型	叶绿素a含量 （mg/gFW）	叶绿素b含量 （mg/gFW）	叶绿素a+b含量 （mg/gFW）	叶绿素a/叶绿素b
健康株	2.108	0.818	2.926	2.577
感病株	1.543	0.604	2.147	2.555

结果显示：____________________________。

（3）下面曲线图表示不同光照强度下烟草健康株和感病株的净光合速率变化。

①当光照强度为_______时，感病株的叶绿素含量逐渐成为影响感病株净光合速率的重要因素，且光照强度越强，影响作用越明显。

②据曲线图判断，健康株和感病株的呼吸作用消耗有机物的速率基本相同，均为_______μmol•m^-2•s^-l左右（精确到整数）。当光照强度为2500lx时，感病株的实际光合速率大约为_______μmol•m^-2•s^-1左右（精确到整数）。

（4）曲线结果显示，在强光条件下，光照强度越大，感病株与健康株的光合作用速率差距越大，请从绿叶中色素的功能角度分析其原因是____________________________。

Answer

感染RNA 光合 光反应和细胞呼吸 三碳化合物的还原 无水乙醇 感病株的叶绿素a和叶绿素b含量明显降低，但叶绿素a/叶绿素b基本相同 1500lx 3 20 感病株叶绿素的含量低于正常株，吸收、传递和转换光能的能力弱，影响光反应速率

【解析】

题表分析，与健康植株相比，感病植株的叶绿素a和叶绿素b的含量都降低了，进而降低了烟草的光合作用。题图分析，图中自变量是光照强度，因变量是净光合速率，与纵坐标相交的点表示两种植株的呼吸速率；与横坐标相交的点表示两种植株的光补偿点，即光合速率与呼吸速率相等；图中显示随着光照强度的增加，两种植株的净光合速率都逐渐增加，光照强度为1500klx时，两种植株的净光合速率相等，而之前感病株的净光合速率大于健康株，之后低于健康株。

（1）烟草花叶病毒为RNA病毒，遗传物质为RNA，用烟草花叶病毒的RNA感染烟草，能在烟草叶片上出现病斑。推测染病后出现病斑的叶片光合作用将低于正常叶片，使烟草的产量和品质都受到影响。烟草叶肉细胞中ATP的来源是光反应和细胞呼吸，烟草叶肉细胞的叶绿体中生成的ATP主要用于暗反应中C3的还原。

（2）用无水乙醇作为溶剂提取叶片中的色素，再测定叶绿素的含量。结果显示感病株的叶绿素a和叶绿素b含量明显降低，但叶绿素a/叶绿素b基本无差异。

（3）①净光合速率=总光合速率-呼吸速率，当光照强度大于1500μmol•m-2•s-1时，感病株中叶绿素含量低，但净光合速率逐渐小于健康株，说明此阶段叶绿体中叶绿素含量是影响净光合速率的主要因素。

②当光照强度为0时，健康株和感病株的呼吸作用消耗有机物的速率根据上图的曲线可知在0～5之间，大概是3μmol•m-2•s-1，当光照强度为2500μmol•m-2•s-1时，感病株的净光合速率大约为17，呼吸作用消耗速率为3，因此实际光合速率均为17+3=20μmol•m-2•s-1。

（4）强光条件下，感病株的光合作用速率受到影响，可能的原因是感病株叶绿素的含量低于正常株，吸收、传递和转换光能的能力弱，光反应阶段减弱势必影响整个光合作用反应速率。