梅雨季節(jié),普通水稻遭遇低光環(huán)境的脅迫會嚴重減產,但超級稻所受影響小。為此,科研人員進行如下研究。
(1)水稻葉肉細胞的葉綠體從太陽光中
吸收
吸收
能量,在 二氧化碳和水
二氧化碳和水
轉變?yōu)樘桥c氧氣過程中,這些能量轉換并儲存為糖分子中的化學能。
(2)科研人員測定不同光強處理30天后水稻的相關指標,并利用 電子顯微鏡
電子顯微鏡
觀察超級稻葉綠體的亞顯微結構,結果如表。據(jù)表分析,超級稻適應低光脅迫的變化包括 葉綠素含量升高,基粒厚度加厚,基粒片層數(shù)增多,基粒數(shù)減少
葉綠素含量升高,基粒厚度加厚,基粒片層數(shù)增多,基粒數(shù)減少
。
品種 |
光強 |
葉綠素含量(g?m-2) |
基粒數(shù)(個) |
基粒厚度( μm) |
基粒片層數(shù)(層) |
超級稻 |
100% |
0.43 |
20 |
0.25 |
10 |
25% |
0.60 |
12 |
0.50 |
20 |
(3)R酶位于葉綠體
基質
基質
,催化暗反應中CO
2的固定,是影響暗反應速率的限速酶。R酶的活性可用羧化效率相對值與R酶含量之比表示。不同光強下,R酶活性的測定結果如圖,與全光照條件時相比,25%的低光脅迫條件下,超級稻R酶活性
增強
增強
。
(4)請結合光合作用過程,闡釋超級稻適應低光脅迫的機制。
一方面葉綠素含量、基粒厚度和片層數(shù)量均明顯增加,可減緩光反應速率的下降;另一方面R酶活性明顯增加,可促進CO2的固定,減緩暗反應速率的下降
一方面葉綠素含量、基粒厚度和片層數(shù)量均明顯增加,可減緩光反應速率的下降;另一方面R酶活性明顯增加,可促進CO2的固定,減緩暗反應速率的下降
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