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突变体水稻叶绿素含量仅为野生型水稻的51%,但在饱和光照条件下,无论低氮(0N)、中氮(120N)、高氮(240N)处理,其光合速率均比野生型水稻高。为了探究其生理学机制,科研人员在大田实验中,对不同氮肥水平下,突变体水稻与野生型水稻的叶片Rubisco酶(暗反应中的关键酶,催化CO2的固定)含量进行了测定。图1为中氮水平条件下,不同光照强度对突变体和野生型水稻光合速率的影响。图2为不同氮处理下突变体和野生型水稻Rubisco酶含量测定结果。回答下列相关问题:

(1)叶绿素的合成需要N、Mg等元素,通过其吸收、传递和转化光能,促进了叶绿体类囊体薄膜上
ATP和[H]
ATP和[H]
的合成,用于暗反应。合成叶绿素和Rubisco酶都需要消耗氮素,上述实验结果表明:与野生型水稻相比,突变体水稻更倾向于将氮素用于合成
Rubisco酶
Rubisco酶

(2)与高光照强度条件下相比,低光照强度下(小于600单位)野生型水稻的光合速率略高于突变体,据题分析,其原因可能是
高光照强度条件下的限制性因素是Rubisco酶的数量,而低光照强度条件下,限制性因素是光照强度,野生型因叶绿素含量较高,光合速率较高
高光照强度条件下的限制性因素是Rubisco酶的数量,而低光照强度条件下,限制性因素是光照强度,野生型因叶绿素含量较高,光合速率较高

(3)在现有大气CO2浓度下,饱和光照强度下的光合速率不再受光能限制,主要受Rubisco酶催化效率影响,推测突变体水稻在240N条件下最大光合速率较120N时
(高,不变,低)。
(4)饱和光照强度下水稻的光能利用效率只有1.9%,根据上述信息,提出一种有利于氮素在光合系统内合理重新分配、以提高光合速率的措施(或思路):
适当降低水稻叶片中叶绿素的含量
适当降低水稻叶片中叶绿素的含量

【答案】ATP和[H];Rubisco酶;高光照强度条件下的限制性因素是Rubisco酶的数量,而低光照强度条件下,限制性因素是光照强度,野生型因叶绿素含量较高,光合速率较高;高;适当降低水稻叶片中叶绿素的含量
【解答】
【点评】
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发布:2025/1/16 8:0:1组卷:13引用:1难度:0.6
相似题
  • 1.20世纪60年代,科学家发现有些起源于热带的植物如甘蔗、玉米等,除了和其他C3植物一样具有卡尔文循环(固定CO2的初产物是三碳化合物(C3),简称C3途径)外,还存在另一条固定CO2的途径,固定CO2的初产物是四碳化合物(C4),简称C4途径,这种植物称为C4植物,其光合作用过程如图1所示。研究发现C4植物中PEP羧化酶对CO2的亲和力约是Rubisco酶的60倍。请回答下列问题:

    (1)在C植物光合作用中,CO2中的碳转化成有机物(CH2O)中碳的转移途径是
     
    (利用箭头符号表示),维管束鞘细胞内的CO2浓度比叶肉细胞内
     
    (填“高”或“低”)。
    (2)甲、乙两种植物光合速率与CO2浓度的关系如图2。请据图分析,植物
     
    更可能是C4植物,作出此判断的依据是
     


    (3)Rubisco酶是一种双功能酶,当CO2/O2比值高时,可催化C5固定CO2合成有机物;当CO2/O2比值低时,可催化C5结合O2发生氧化分解,消耗有机物,此过程称为光呼吸,结合题意分析,在炎热干旱环境中,C4植物的生长一般明显优于C3植物的原因是
     

    (4)水稻是世界上最重要的粮食作物。目前,科学家正在研究如何利用转基因技术将“C4途径”转移到水稻中去,这项研究的意义是
     

    发布:2025/1/16 8:0:1组卷:46引用:1难度:0.6
  • 2.在强光环境下,将某突变型植株与野生型植株均分别施低氮肥和高氮肥,一段时间后测定其叶绿素和Rubisco酶(该酶催化CO2和C5反应)的含量,结果如图所示。下列叙述不正确的是(  )

    发布:2025/1/16 8:0:1组卷:19引用:2难度:0.7
  • 3.干旱胁迫是因为土壤水分亏缺,植物吸收水分少于叶片蒸腾作用损耗的水分,从而无法维持植物正常水分状况而对植物的生长发育造成影响。如图是其他条件适宜且不变时干旱胁迫(即处理组)对吊兰光合作用相关指标影响的结果。

    回答下列问题
    (1)干旱胁迫会影响吊兰光合作用过程中[H]和ATP的产生,与[H]和ATP元素组成相同的化合物有
     
    (写出2种)。
    (2)由图可知:12d-24d期间CO2浓度
     
    (是/不是)影响吊兰光合作用的主要限制因素,原因是
     
     
    (能/不能)确定处理组吊兰的总光合速率小于对照组,原因是
     

    (3)另有研究表明,12d后吊兰光合作用强度下降主要是因为叶绿素破坏导致,推测吸收
     
    光的能力减弱。欲对此结果进行验证,可取叶片作色素的提取和分离实验。实验中提取色素用的试剂是
     
    。预期结果是:
     
    两种颜色的色素带比对照组变窄或没有。

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:6引用:1难度:0.6
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