[题目]光合能力是作物产量的重要决定因素.为研究水稻控制光合能力的基因.科研人员获得了种植株高度和籽粒重量都明显下降的水稻突变体.并对其进行了相关实验.(l)叶绿体中的光合色素分布在类囊体膜上.能够和利用光能．光反应阶段生成的 ATP和[H]参与在中进行的C3 过程.该过程的产物可以有一系列酶的作用下转化为蔗糖和淀粉.(2)科研人� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】光合能力是作物产量的重要决定因素。为研究水稻控制光合能力的基因，科研人员获得了种植株高度和籽粒重量都明显下降的水稻突变体，并对其进行了相关实验。

(l)叶绿体中的光合色素分布在类囊体膜上，能够 ___和利用光能．光反应阶段生成的 ATP和[H]参与在____（场所）中进行的C3____过程，该过程的产物可以有一系列酶的作用下转化为蔗糖和淀粉。

(2)科研人员用电镜观察野生型和突变体水稻的叶绿体，结果如下图所示，与野生型相比，突变体的叶绿体出现了两方面的明显变化：① ___；②____。此实验从________水平分析了突变体光合产量变化的原因。

(3)半乳糖脂是类囊体膜的主要脂质成分，对于维持类囊体结构具有重要作用，酶G参与其合成过程。测序发现，该突变体的酶G基因出现异常。科研人员测定了野生型、突变体和转入酶G基因的突变体中的半乳糖脂及叶绿素含量，结果如下表所示。

对比三种拟南芥的测定结果可知，____。

(4)综合上述研究，请解释在相同光照条件下，突变体产量下降的原因____。

(5)若要利用酶G基因培育高产水稻，一种可能的思路是：将酶G基因转入____（选填“野生型”或“突变体”）水稻，检测 ___是否提高。

【答案】吸收叶绿体基质还原类囊体结构散乱淀粉粒数量减少细胞突变体的半乳糖脂和叶绿素含量均低于野生型，转入酶G基因后两者含量恢复酶G基因异常，半乳糖脂和叶绿素含量降低，影响类囊体结构，进而影响光反应，导致暗（碳）反应合成的蔗糖和淀粉减少野生型产量（或“光合速率”）

【解析】

1、光合作用的过程：

2、影响光合作用的因素有：（1）环境因素：光照的影响、温度的影响、CO2浓度的影响、水分含量的影响和矿质元素的影响；（2）内部因素的影响：叶绿素的含量、酶的含量以及C5的含量。

3、分析题意可知，该题以突变体水稻为材料研究控制光合能力的基因，比较电镜下观察到的野生型和突变体水稻的叶绿体结构可知，与野生型水稻的叶绿体相比，突变体水稻的叶绿体中类囊体结构分布散乱，且叶绿体中合成的淀粉粒数量明显减少；根据测序发现，突变体的酶G基因出现异常，科研人员测定了野生型、突变体和转入酶G基因的突变体中的半乳糖脂及叶绿素含量，根据结果可知酶G基因影响了叶绿体的结构和色素含量。

（1）叶绿体中的光合色素分布在类囊体膜上，色素的作用能够吸收、传递和转化光能。光反应产生的[H]和ATP参与叶绿体基质中的暗反应过程，用于的C3还原形成以糖为代表的有机物。

（2）科研人员用电镜观察野生型和突变体水稻的叶绿体，比较二者的叶绿体结构可知：①突变体的叶绿体与野生型的叶绿体相比，类囊体结构分布散乱；②图中可以明显看到，突变体的叶绿体比野生型的叶绿体中的淀粉粒减少。此实验从通过对比叶绿体的结构组成分析了光合作用的变化原因，因此属于细胞水平上的研究。

（3）科研人员测定了野生型、突变体和转入酶G基因的突变体中的半乳糖脂及叶绿素含量，分析表中的结果，对比三种拟南芥的测定结果可知：突变体的半乳糖脂和叶绿素含量均低于野生型，而转入酶G基因后表中数据显示，两者含量均恢复到野生型水平上。

（4）根据上述研究可知，突变体由于酶G基因异常，导致半乳糖脂和叶绿素含量降低，影响类囊体结构，进而影响光反应，而光反应可以为暗反应提供[H]和ATP，进而影响暗反应，导致暗（碳）反应合成的蔗糖和淀粉减少，从而使突变体产量下降。

（5）根据以上研究可知，酶G基因可以有助于提高叶绿素的含量和增加类囊体的数量，从而提高产量。若要利用酶G基因培育高产水稻，根据基因工程的方法，可以将酶G基因转入野生型水稻中，检测野生型水稻的产量是否提高。

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利用提供的U形管（若滤液中的葡萄糖不能通过U形管底部的半透膜，其余物质能通过）、滤液1和滤液2等，完成探究实验：

实验步骤：

（1）将________的滤液1和滤液2分别倒入U形管的A、B两侧并标记；

（2）一段时间后观察__________的变化。

（3）CO2可以使用_______________进行检测，溶液由蓝变绿再变_____。

实验结果预测和结论：

（4）①如果A侧液面__________，B侧液面__________，则有氧呼吸消耗的葡萄糖少；

②如果A侧液面__________，B侧液面__________，则有氧呼吸消耗的葡萄糖多；

③如果____________________________________________________________。

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①据图2、3可知，N-KO鼠 ___，C区输出的抑制信号增强，导致出现焦虑行为。

②请对实验结果进行分析，解释NI-KO鼠与WT鼠行为一致的原因____。

(4)科研人员再选取上述小鼠进行实验，进一步验证I基因的功能，图4为实验方案。

①在上图中正确选择a、b，c或物质d、e填人I—Ⅳ处____________。

②预期l—4组小鼠在高架十字迷宫实验中的运动轨迹依次为图5中的________。

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