Question

8．某種野生型油菜存在一種突變體，葉綠素、類胡蘿卜素含量均低，其葉片呈現(xiàn)黃化色澤．野生型和突變體的成熟葉片凈光合速率、呼吸速率及相關(guān)指標(biāo)見下表．請分析并回答：

指標(biāo) 類型	類胡蘿卜素/葉綠素	葉綠素a/b	凈光合速率 （μmolCO2•m-2•s-1）	胞間CO2濃度 （μmol CO2•m-2•s-1）	呼吸速率 （μmol CO2•m-2•s-1）
野生型	0.28	6.94	8.13	210.86	4.07
突變體	0.32	9.30	5.66	239.07	3.60

（1）葉綠素和類胡蘿卜素分布于葉綠體的類囊體薄膜上；欲測定色素含量，可先用無水乙醇（或有機(jī)溶劑）（溶劑）提取葉片中的色素．
（2）據(jù)測定，突變體處于發(fā)育初期的葉片，類胡蘿卜素與葉綠素的比值為0.48，可以推測，葉綠素在色素組成中所占的比例隨葉片發(fā)育逐漸增加．與野生型相比，突變體中發(fā)生的改變可能抑制（促進(jìn)/抑制）葉綠素a向葉綠素b的轉(zhuǎn)化．
（3）突變體成熟葉片中葉綠體消耗CO₂的速率比野生型低2.94μmolCO₂•m^-2•s^-1．經(jīng)分析，研究人員認(rèn)為CO₂濃度不是導(dǎo)致突變體光合速率降低的限制因素，依據(jù)是突變體葉片中胞間CO₂濃度較高．
（4）進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，野生型油菜葉片光合作用產(chǎn)生的磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）運(yùn)向種子有兩條代謝途徑（見如圖）．已知基因與其反義基因分別轉(zhuǎn)錄出的RNA可相互結(jié)合，從而阻斷該基因表達(dá)的翻譯過程．結(jié)合已知并據(jù)圖分析研究人員設(shè)計(jì)了PEPcase酶Ⅱ（酶）基因的反義基因，并將其導(dǎo)入野生型油菜從而抑制種子中該酶的合成，最終培育出產(chǎn)油率提高的油菜．

Answer 1

分析 影響光合作用的環(huán)境因素主要有光照強(qiáng)度、溫度和二氧化碳濃度等．題表表明油菜的黃化突變體葉綠素a/b與類胡蘿卜素/葉綠素及胞間CO2濃度升高，但呼吸作用速率和凈光合作用速率下降．據(jù)此分析作答．

解答 解：（1）葉綠體中的色素分布于葉綠體的類囊體薄膜；光合作用的色素不溶于水，易溶于無水乙醇等有機(jī)溶劑，可以用無水乙醇提取光合色素．
（2）根據(jù)題意可以推測，葉綠素在色素組成中所占的比例隨葉片發(fā)育逐漸增加．題表中葉綠素a/b與類胡蘿卜素/葉綠素升高，葉綠素減少使葉片呈現(xiàn)黃化色澤．可能的原因是突變可能抑制葉綠素a向葉綠素b轉(zhuǎn)化的過程．
（3）根據(jù)題表可知，突變體葉片中葉綠體的CO₂的消耗速率為凈光合速率+呼吸速率=5.66+3.60=9.26，同理，野生型葉片中葉綠體的CO₂的消耗速率為8.13+4.07=12.20，突變體葉片中葉綠體的CO₂的消耗速率比野生型低12.20-9.26=2.94μmolCO₂•m^-2•s^-1．由于突變體葉片中的胞間CO₂濃度較高，所以二氧化碳濃度不是導(dǎo)致突變體光合速率降低的限制因素．
（4）據(jù)圖分析可知，基因與其反義基因分別轉(zhuǎn)錄出的RNA可相互結(jié)合，從而阻斷該基因表達(dá)的翻譯過程．研究人員通過基因工程設(shè)計(jì)PEPcase酶Ⅱ基因的反義基因，并將其導(dǎo)入野生型油菜從而抑制種子中該酶的合成，最終培育出產(chǎn)油率提高的油菜．
故答案為：
（1）類囊體薄膜                 無水乙醇（或有機(jī)溶劑）
（2）增加                       抑制
（3）2.94                       突變體葉片中胞間CO₂濃度較高
（4）翻譯                       PEPcase酶Ⅱ

點(diǎn)評 本題主要考查影響光合作用的因素和基因的表達(dá)，關(guān)鍵是弄清光合作用過程中相關(guān)的物質(zhì)和變化規(guī)律和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與處理能力．