Question

【题目】科研人员获得一种水稻突变体，该突变体对强光照环境的适应能力更强。该突变体和野生型水稻O2释放速率与光照强度的关系如图所示。请回答：

（1）水稻叶肉细胞进行光合作用时，驱动光反应进行的能量是_____________，驱动暗反应进行的能量是____________________________。

（2）当光照强度为n时，与野生型相比，突变体的氧气产生速率__________（填“较大”、“较小”或“相等”），原因是__________________。

（3）当光照强度为 m时，测得突变体叶片气孔开放程度比野生型更大，据此推测突变体的光合放氧速率更快的原因是：___________________。

Answer 1

【答案】光能 ATP水解释放的化学能 较大 在n点时，两者的氧气释放速率相等（即两者的净光合速率相等），但突变体的呼吸速率大于野生型，因此突变体的氧气产生速率即总光合速率更大 突变体气孔开放程度更大，固定并形成的速率更快，对光反应产生的NADPH和ATP消耗也更快，进而提高了光合放氧速率

【解析】

据图分析，在一定范围内，随着光照强度的增强，突变体和野生型水稻O2释放速率逐渐增强。当光照强度为n时，野生型和突变体O2释放速率相等，但由图可知突变体的呼吸作用强度大于野生型，所以与野生型相比，突变体单位面积叶片叶绿体的氧气产生速率较大。光合作用中固定CO2形成C3，需要消耗光反应产生的NADPH、ATP。

（1）光合作用中能量的变化是太阳能转换成ATP中活跃的化学能，再转变成有机物中稳定的化学能。水稻叶肉细胞进行光合作用时，驱动光反应进行的能量是光能，驱动暗反应进行的能量是ATP水解释放的化学能。

（2）据图示曲线知，叶绿体的氧气产生速率表示真正的光合作用；当光照强度为n时野生型和突变体O2释放速率相等，即净光合作用速率相等，但由图可知突变体的呼吸作用大于野生型，所以与野生型相比，突变体单位面积叶片叶绿体的氧气产生速率较大。

（3）光照强度为m时，叶片气孔开放程度大的植株CO2供应充足，固定CO2形成C3的速率更快，消耗光反应产生的NADPH和ATP也更快，从而提高了光合放氧速率，所以突变体的光合放氧速率更快。