興起于上世紀的第一次“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)，但對氮的利用效率不高。氮肥的施用對水稻的光合速率和分蘗量有較大影響，也會影響土壤環(huán)境。中國科研團隊就如何進一步提高水稻產(chǎn)量，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的影響這一問題進行了持續(xù)探索，并于2020年在水稻高產(chǎn)和氮素高效協(xié)同調(diào)控機制領域獲得重要突破。請分析回答下列問題：
（1）為測定突變體的光合能力及與氮肥，細胞內(nèi)部相關指數(shù)的關系，應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。一段時間后測定相關指標的相對值如表（Rubisco酶催化CO2和C5反應）
| 施肥量 | 類型 | Rubisco葉綠素含量 | 酶含量 | 光合速率（用有機物合成速率表示） |
| 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 |
為了排除類胡蘿卜素的影響
為了排除類胡蘿卜素的影響
。結(jié)合如表數(shù)據(jù)分析，高氮肥下相對于野生型，突變型植株光合速率較高，請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較低，但Rubisco酶大量增加，促進暗反應的進行，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較低，但Rubisco酶大量增加，促進暗反應的進行，提高了光合速率
。（2）科研人員在半矮稈水稻品種9311中確定了一個影響水稻分蘗量的關鍵基因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系的圖解。
科研人員認為NGR5是氮肥利用和水稻分蘗的關鍵基因，依據(jù)是：
隨著施氮量增加，水稻NGR5蛋白含量升高，促進水稻的分蘗
隨著施氮量增加，水稻NGR5蛋白含量升高，促進水稻的分蘗
。（3）進一步研究發(fā)現(xiàn)了氮素利用與赤霉素信號通路交叉的分子機制，NGR5蛋白和生長抑制因子DELLA蛋白起關鍵作用。NGR5蛋白能通過減少分蘗抑制基因的表達，促進水稻分蘗。已知在赤霉素信號通路中，赤霉素與其受體結(jié)合后，促進NGR5蛋白的降解，調(diào)控植物的生長發(fā)育，而DELLA蛋白能通過影響赤霉素作用來提高半矮稈水稻的分蘗量，增加產(chǎn)量，據(jù)此推測DELLA蛋白的作用機制是
DELLA蛋白能競爭性地結(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蛋白能競爭性地結(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上，請從分子生物學角度為第二次“綠色革命”實現(xiàn)“少投入（少氮肥）、多產(chǎn)出、保護環(huán)境的目標提出新思路：
在半矮稈水稻品種中提高NGR5蛋白表達量
在半矮稈水稻品種中提高NGR5蛋白表達量
。【答案】光照、溫度；為了排除類胡蘿卜素的影響；高氮肥下突變型植株雖然葉綠素含量相對較低，但Rubisco酶大量增加，促進暗反應的進行，提高了光合速率；隨著施氮量增加，水稻NGR5蛋白含量升高，促進水稻的分蘗；DELLA蛋白能競爭性地結(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蛋白表達量
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：9引用：1難度：0.5
相似題
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1．20世紀60年代，科學家發(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），簡稱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），簡稱C4途徑，這種植物稱為C4植物，其光合作用過程如圖1所示。研究發(fā)現(xiàn)C4植物中PEP羧化酶對CO2的親和力約是Rubisco酶的60倍。請回答下列問題：
（1）在C植物光合作用中，CO2中的碳轉(zhuǎn)化成有機物（CH2O）中碳的轉(zhuǎn)移途徑是（利用箭頭符號表示），維管束鞘細胞內(nèi)的CO2濃度比葉肉細胞內(nèi)（填“高”或“低”）。
（2）甲、乙兩種植物光合速率與CO2濃度的關系如圖2。請據(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CO2/O2比值高時，可催化C5固定CO2合成有機物；當CO2/O2比值低時，可催化C5結(jié)合O2發(fā)生氧化分解，消耗有機物，此過程稱為光呼吸，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，科學家正在研究如何利用轉(zhuǎn)基因技術將“C4途徑”轉(zhuǎn)移到水稻中去，這項研究的意義是。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，一段時間后測定其葉綠素和Rubisco酶（該酶催化CO2和C5反應）的含量，結(jié)果如圖所示。下列敘述不正確的是（ ）
發(fā)布：2025/1/16 8:0:1組卷：19引用：2難度：0.7 -
3．干旱脅迫是因為土壤水分虧缺，植物吸收水分少于葉片蒸騰作用損耗的水分，從而無法維持植物正常水分狀況而對植物的生長發(fā)育造成影響。如圖是其他條件適宜且不變時干旱脅迫（即處理組）對吊蘭光合作用相關指標影響的結(jié)果。
回答下列問題
（1）干旱脅迫會影響吊蘭光合作用過程中[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照組，原因是。
（3）另有研究表明，12d后吊蘭光合作用強度下降主要是因為葉綠素破壞導致，推測吸收光的能力減弱。欲對此結(jié)果進行驗證，可取葉片作色素的提取和分離實驗。實驗中提取色素用的試劑是。預期結(jié)果是：兩種顏色的色素帶比對照組變窄或沒有。發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：6引用：1難度：0.6