興起于上世紀(jì)的第一次“綠色革命”獲得了水稻半矮化突變體，半矮稈水稻雖抗倒伏、高產(chǎn)，但對(duì)氮的利用效率不高。氮肥的施用對(duì)水稻的光合速率和分蘗量有較大影響，也會(huì)影響土壤環(huán)境。中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)就如何進(jìn)一步提高水稻產(chǎn)量，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的影響這一問(wèn)題進(jìn)行了持續(xù)探索，并于2020年在水稻高產(chǎn)和氮素高效協(xié)同調(diào)控機(jī)制領(lǐng)域獲得重要突破。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：
（1）為測(cè)定突變體的光合能力及與氮肥，細(xì)胞內(nèi)部相關(guān)指數(shù)的關(guān)系，應(yīng)將突變體和野生型水稻種植在 光照、溫度光照、溫度都適宜的環(huán)境條件下。一段時(shí)間后測(cè)定相關(guān)指標(biāo)的相對(duì)值如表（Rubisco酶催化CO2和C5反應(yīng)）
| 施肥量 | 類(lèi)型 | Rubisco葉綠素含量 | 酶含量 | 光合速率（用有機(jī)物合成速率表示） |
| 低氮肥 | 野生型 | 7.12 | 5.87 | 13.88 |
| 突變型 | 6.20 | 5.83 | 13.35 | |
| 高氮肥 | 野生型 | 8.86 | 7.02 | 16.62 |
| 突變型 | 6.56 | 8.98 | 18.09 |
為了排除類(lèi)胡蘿卜素的影響
為了排除類(lèi)胡蘿卜素的影響
。結(jié)合如表數(shù)據(jù)分析，高氮肥下相對(duì)于野生型，突變型植株光合速率較高，請(qǐng)從氮素利用角度分析原因是 高氮肥下突變型植株雖然葉綠素含量相對(duì)較低，但Rubisco酶大量增加，促進(jìn)暗反應(yīng)的進(jìn)行，提高了光合速率
高氮肥下突變型植株雖然葉綠素含量相對(duì)較低，但Rubisco酶大量增加，促進(jìn)暗反應(yīng)的進(jìn)行，提高了光合速率
。（2）科研人員在半矮稈水稻品種9311中確定了一個(gè)影響水稻分蘗量的關(guān)鍵基因NGR5。如圖1為不同氮濃度下9311水稻中NGR5蛋白含量的分析結(jié)果，圖2為9311等系列水稻的分蘗量與氮肥施用量關(guān)系的圖解。
科研人員認(rèn)為NGR5是氮肥利用和水稻分蘗的關(guān)鍵基因，依據(jù)是：
隨著施氮量增加，水稻NGR5蛋白含量升高，促進(jìn)水稻的分蘗
隨著施氮量增加，水稻NGR5蛋白含量升高，促進(jìn)水稻的分蘗
。（3）進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)了氮素利用與赤霉素信號(hào)通路交叉的分子機(jī)制，NGR5蛋白和生長(zhǎng)抑制因子DELLA蛋白起關(guān)鍵作用。NGR5蛋白能通過(guò)減少分蘗抑制基因的表達(dá)，促進(jìn)水稻分蘗。已知在赤霉素信號(hào)通路中，赤霉素與其受體結(jié)合后，促進(jìn)NGR5蛋白的降解，調(diào)控植物的生長(zhǎng)發(fā)育，而DELLA蛋白能通過(guò)影響赤霉素作用來(lái)提高半矮稈水稻的分蘗量，增加產(chǎn)量，據(jù)此推測(cè)DELLA蛋白的作用機(jī)制是
DELLA蛋白能競(jìng)爭(zhēng)性地結(jié)合赤霉素受體，減少NGR5的降解，從而提高分蘗量，獲得高產(chǎn)
DELLA蛋白能競(jìng)爭(zhēng)性地結(jié)合赤霉素受體，減少NGR5的降解，從而提高分蘗量，獲得高產(chǎn)
。（4）在以上研究成果的基礎(chǔ)上，請(qǐng)從分子生物學(xué)角度為第二次“綠色革命”實(shí)現(xiàn)“少投入（少氮肥）、多產(chǎn)出、保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)提出新思路：
在半矮稈水稻品種中提高NGR5蛋白表達(dá)量
在半矮稈水稻品種中提高NGR5蛋白表達(dá)量
。【答案】光照、溫度；為了排除類(lèi)胡蘿卜素的影響；高氮肥下突變型植株雖然葉綠素含量相對(duì)較低，但Rubisco酶大量增加，促進(jìn)暗反應(yīng)的進(jìn)行，提高了光合速率；隨著施氮量增加，水稻NGR5蛋白含量升高，促進(jìn)水稻的分蘗；DELLA蛋白能競(jìng)爭(zhēng)性地結(jié)合赤霉素受體，減少NGR5的降解，從而提高分蘗量，獲得高產(chǎn)；在半矮稈水稻品種中提高NGR5蛋白表達(dá)量
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書(shū)面同意，不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：9引用：1難度：0.5
相似題
-
1．20世紀(jì)60年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)有些起源于熱帶的植物如甘蔗、玉米等，除了和其他C3植物一樣具有卡爾文循環(huán)（固定CO2的初產(chǎn)物是三碳化合物（C3），簡(jiǎn)稱(chēng)C3途徑）外，還存在另一條固定CO2的途徑，固定CO2的初產(chǎn)物是四碳化合物（C4），簡(jiǎn)稱(chēng)C4途徑，這種植物稱(chēng)為C4植物，其光合作用過(guò)程如圖1所示。研究發(fā)現(xiàn)C4植物中PEP羧化酶對(duì)CO2的親和力約是Rubisco酶的60倍。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）在C植物光合作用中，CO2中的碳轉(zhuǎn)化成有機(jī)物（CH2O）中碳的轉(zhuǎn)移途徑是（利用箭頭符號(hào)表示），維管束鞘細(xì)胞內(nèi)的CO2濃度比葉肉細(xì)胞內(nèi)（填“高”或“低”）。
（2）甲、乙兩種植物光合速率與CO2濃度的關(guān)系如圖2。請(qǐng)據(jù)圖分析，植物更可能是C4植物，作出此判斷的依據(jù)是。
（3）Rubisco酶是一種雙功能酶，當(dāng)CO2/O2比值高時(shí)，可催化C5固定CO2合成有機(jī)物；當(dāng)CO2/O2比值低時(shí)，可催化C5結(jié)合O2發(fā)生氧化分解，消耗有機(jī)物，此過(guò)程稱(chēng)為光呼吸，結(jié)合題意分析，在炎熱干旱環(huán)境中，C4植物的生長(zhǎng)一般明顯優(yōu)于C3植物的原因是。
（4）水稻是世界上最重要的糧食作物。目前，科學(xué)家正在研究如何利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將“C4途徑”轉(zhuǎn)移到水稻中去，這項(xiàng)研究的意義是。發(fā)布：2025/1/16 8:0:1組卷：46引用：1難度：0.6 -
2．在強(qiáng)光環(huán)境下，將某突變型植株與野生型植株均分別施低氮肥和高氮肥，一段時(shí)間后測(cè)定其葉綠素和Rubisco酶（該酶催化CO2和C5反應(yīng)）的含量，結(jié)果如圖所示。下列敘述不正確的是（ ?。?br />
發(fā)布：2025/1/16 8:0:1組卷：19引用：2難度：0.7 -
3．干旱脅迫是因?yàn)橥寥浪痔澣?，植物吸收水分少于葉片蒸騰作用損耗的水分，從而無(wú)法維持植物正常水分狀況而對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育造成影響。如圖是其他條件適宜且不變時(shí)干旱脅迫（即處理組）對(duì)吊蘭光合作用相關(guān)指標(biāo)影響的結(jié)果。
回答下列問(wèn)題
（1）干旱脅迫會(huì)影響吊蘭光合作用過(guò)程中[H]和ATP的產(chǎn)生，與[H]和ATP元素組成相同的化合物有（寫(xiě)出2種）。
（2）由圖可知：12d-24d期間CO2濃度（是/不是）影響吊蘭光合作用的主要限制因素，原因是。（能/不能）確定處理組吊蘭的總光合速率小于對(duì)照組，原因是。
（3）另有研究表明，12d后吊蘭光合作用強(qiáng)度下降主要是因?yàn)槿~綠素破壞導(dǎo)致，推測(cè)吸收光的能力減弱。欲對(duì)此結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，可取葉片作色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中提取色素用的試劑是。預(yù)期結(jié)果是：兩種顏色的色素帶比對(duì)照組變窄或沒(méi)有。發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：6引用：1難度：0.6