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时高高（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
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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
