淀粉和蔗糖是光合作用的兩種主要終產(chǎn)物,馬鈴薯下側(cè)葉片合成的有機物主要運向塊莖貯藏,紅薯葉片合成的有機物主要運向塊根儲存。如圖是馬鈴薯和紅薯光合作用產(chǎn)物的形成及運輸示意圖。在一定濃度的CO2和30℃條件下(細胞呼吸最適溫度為30℃,光合作用最適溫度為25℃),測定馬鈴薯和紅薯在不同光照條件下的光合速率,結(jié)果如下表。分析回答:
分類 |
光合速率與呼吸速率相等時光照強度(klx) |
光飽和時光照強度(klx) |
光飽和時CO2吸收量(mg/100cm2葉?小時) |
黑暗條件下CO2釋放量(mg/100cm2葉?小時) |
紅薯 |
1 |
3 |
11 |
5 |
馬鈴薯 |
3 |
9 |
30 |
12 |
(1)馬鈴薯下側(cè)葉片葉肉細胞中的葉綠體可將光能轉(zhuǎn)化為
ATP和NADPH
ATP和NADPH
,同時氧化H
2O產(chǎn)生O
2。圖中①過程發(fā)生在
葉綠體基質(zhì)
葉綠體基質(zhì)
(填場所)。暗反應(yīng)中首先生成的是三碳化合物,有同學(xué)猜測此化合物是CO
2與某一個二碳化合物結(jié)合生成的,但當(dāng)突然
停止光照
停止光照
后,發(fā)現(xiàn)RuBP的含量快速
減少
減少
,由此推知猜測是錯誤的。
(2)為紅薯葉片提供C
18O
2,塊根中的淀粉會含
18O,請寫出元素
18O轉(zhuǎn)移的路徑
H218O→CO2→C3→磷酸丙糖→蔗糖→淀粉
H218O→CO2→C3→磷酸丙糖→蔗糖→淀粉
(用圖中相關(guān)物質(zhì)的名稱及箭頭表示)。
(3)在電子顯微鏡下觀察,可看到葉綠體內(nèi)部有一些顆粒,它們被看作是葉綠體的“脂質(zhì)倉庫”,其體積隨葉綠體的生長而逐漸變小,可能的原因是
顆粒中的脂質(zhì)參與構(gòu)成葉綠體中的膜結(jié)構(gòu)
顆粒中的脂質(zhì)參與構(gòu)成葉綠體中的膜結(jié)構(gòu)
。
(4)為了驗證光合作用產(chǎn)物以蔗糖的形式運輸,研究人員將酵母菌蔗糖酶基因轉(zhuǎn)入植物,該基因表達的蔗糖酶定位在葉肉細胞的細胞壁上。結(jié)果發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植物出現(xiàn)嚴(yán)重的小根、小莖現(xiàn)象,其原因是
葉肉細胞壁上的蔗糖酶水解蔗糖,導(dǎo)致進入韌皮部的蔗糖減少,根和莖得到的糖不足,生長緩慢
葉肉細胞壁上的蔗糖酶水解蔗糖,導(dǎo)致進入韌皮部的蔗糖減少,根和莖得到的糖不足,生長緩慢
。研究發(fā)現(xiàn)蔗糖可直接進入液泡,該過程為逆濃度梯度運輸,與該跨膜運輸過程有關(guān)的細胞器有
線粒體和核糖體
線粒體和核糖體
。
(5)25℃條件下測得紅薯光補償點會
小于
小于
(填“小于”“大于”或“等于”)1klx;30℃條件下,當(dāng)光照強度為3klx時,紅薯和馬鈴薯固定CO
2量的差值為
4mg/100cm2葉.小時
4mg/100cm2葉.小時
。