Question

【題目】光合作用是植物最重要的物質(zhì)能量代謝活動(dòng)，其部分過程如圖1所示�？蒲腥藛T將玉米葉肉細(xì)胞中的PEPC酶基因?qū)�入水稻后，測(cè)得光照強(qiáng)度對(duì)轉(zhuǎn)基因水稻和原種水稻氣孔導(dǎo)度及葉肉細(xì)胞光合速率的影響結(jié)果，如圖2和圖3所示（注：氣孔導(dǎo)度越大，氣孔開放程度越高；光合速率即光合作用合成有機(jī)物的速率減去呼吸作用消耗有機(jī)物的速率）。

（1）圖l所示反應(yīng)過程進(jìn)行的場(chǎng)所是____________，該過程中，物質(zhì)①和②除了為磷酸甘油醛的生成過程提供能量外，還分別提供了____________________。

（2）如使圖1磷酸甘油酸（C3）含量快速上升，改變的環(huán)境條件是_____________。

A．光照條件不變，停止供給CO2 B．光照條件不變，增加供給CO2

C．CO2條件不變，從明處移到暗處 D．CO2條件不變，從暗處移到明處

（3）要獲得圖3中的曲線，實(shí)驗(yàn)應(yīng)設(shè)置的最佳條件組合是_____________。

①外界環(huán)境CO2濃度保持不變 ②環(huán)境溫度保持不變

③空氣濕度保持不變 ④光照強(qiáng)度保持不變

⑤各取一株水稻植株 ⑥分別選用肥沃土壤和貧瘠土壤種植

（4）據(jù)圖2和3分析，光照強(qiáng)度為10～14×102μmol·m﹣2·s﹣1時(shí)，原種水稻的氣孔導(dǎo)度下降的原因可能是該時(shí)段溫度過高，氣孔關(guān)閉以減少_________散失。此時(shí)原種水稻的光合速率____________（填：“加快”、“減慢”或“基本不變”）。

（5）分析圖2和3中信息，轉(zhuǎn)基因水稻更適宜栽種在______的環(huán)境中；PEPC酶所起的作用是________。

（6）據(jù)題干和圖3分析，當(dāng)光照強(qiáng)度為b時(shí)，兩種水稻體內(nèi)有機(jī)物的凈積累量_______（填“大于”、“小于”或“等于”）0，原因是________________________________。

Answer 1

【答案】葉綠體基質(zhì) 磷酸基團(tuán)和氫 BC ①②③ 水分 基本不變 光照強(qiáng)度較強(qiáng) 提高氣孔導(dǎo)度（和提高水稻在強(qiáng)光下的光合速率） 小于 而非綠色細(xì)胞還要進(jìn)行細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物

【解析】

圖1表示光合作用的碳反應(yīng)過程，包括CO2的固定和還原過程。圖2顯示：在不同光照強(qiáng)度下，轉(zhuǎn)基因水稻的氣孔導(dǎo)度均大于原種水稻。圖3表明：當(dāng)原種水稻達(dá)到最大光合速率時(shí)，轉(zhuǎn)基因水稻還沒有達(dá)到最大光合速率，說明轉(zhuǎn)基因水稻光飽和點(diǎn)更高。

(1) 圖1表示光合作用的碳反應(yīng)過程，進(jìn)行的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)，該過程中，物質(zhì)①和②分別表示ATP和NADPH，除了為磷酸甘油醛的生成過程提供能量外，還分別提供了磷酸基團(tuán)和氫。

(2) CO2與C5結(jié)合生成C3，C3在光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP的作用下生成有機(jī)物和C5。若要使C3含量快速上升，可以在光照等其他條件不變時(shí)增加供給CO2，以促進(jìn)C3的生成，也可以在CO2濃度等其他條件不變時(shí)降低光照強(qiáng)度，通過降低NADPH和ATP的生成量來減少對(duì)C3的消耗。綜上分析，A、D錯(cuò)誤，B、C正確。

故選BC。

(3) 圖3中的自變量是光照強(qiáng)度與水稻的品種，因變量是光合速率，CO2濃度、溫度、濕度等對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響的因素均為無關(guān)變量，而無關(guān)變量因保持相同且適宜。為了排除偶然因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，應(yīng)設(shè)置重復(fù)實(shí)驗(yàn)，每組水稻幼苗不能只有一株。綜上分析，要獲得圖3中的曲線，實(shí)驗(yàn)應(yīng)設(shè)置的最佳條件組合是①②③。

(4) 在光照強(qiáng)度為10～14×102μmol·m﹣2·s﹣1時(shí)，由于光照過強(qiáng)導(dǎo)致葉片溫度過高，蒸騰失水過多，引起氣孔關(guān)閉，以減少水分散失，這正是圖2所示的原種水稻的氣孔導(dǎo)度下降的可能原因。由圖3可知：在光照強(qiáng)度為10～14×102μmol·m﹣2·s﹣1時(shí)，原種水稻的光合速率已經(jīng)達(dá)到最大且保持穩(wěn)定，所以此時(shí)原種水稻的光合速率基本不變。

(5) 分析圖2和3中信息，當(dāng)光照強(qiáng)度增大時(shí)，轉(zhuǎn)基因水稻的氣孔導(dǎo)度大于原種水稻，有利于轉(zhuǎn)基因水稻從環(huán)境中吸收更多的CO2，以保持較高的光合速率，所以轉(zhuǎn)基因水稻更適宜栽種在光照強(qiáng)度較強(qiáng)的環(huán)境中。由此可推知：轉(zhuǎn)基因水稻導(dǎo)入的PEPC酶所起的作用是：提高氣孔導(dǎo)度和提高水稻在強(qiáng)光下的光合速率。

(6) 依題意可知：圖3縱坐標(biāo)所示的光合速率表示的是凈光合速率。當(dāng)光照強(qiáng)度為b時(shí)，兩種水稻葉肉細(xì)胞的凈光合速率等于零，而二者體內(nèi)的非綠色細(xì)胞還要進(jìn)行細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物，所以當(dāng)光照強(qiáng)度為b時(shí)，兩種水稻體內(nèi)有機(jī)物的凈積累量小于零。