Question

【題目】為提高糧食產(chǎn)量，研究人員以390μmol／mol的大氣CO2濃度和自然降水條件為對(duì)照組（C390+W0組），分別研究CO2濃度升高至550μmol／mol（C550+W0組）和降水增加15％（C390+W15組）對(duì)某植物凈光合速率的影響，結(jié)果如圖1所示。圖2是葉肉細(xì)胞中部分代謝過程的模式圖。回答下列問題：

（1）據(jù)圖1可知，___________________和適當(dāng)增加降水量可增強(qiáng)植物的凈光合速率，推測(cè)適當(dāng)增加降水量可能使氣孔的開放度提高，從而增加二氧化碳吸收量，以充分利用光反應(yīng)產(chǎn)生的____________，提高凈光合速率。

（2）P為C390+W0組曲線上的點(diǎn)，在該光照強(qiáng)度下，_________________對(duì)凈光合作用的促進(jìn)更顯著。若增加光照強(qiáng)度，則P點(diǎn)向_______（填“左下”“右上”或“不變”）移動(dòng)。

（3）據(jù)圖2可知，在光合作用中R酶催化C5與CO2形成_____進(jìn)而合成C3被還原。當(dāng)CO2／O2較低時(shí)R酶還可以催化C5和O2反應(yīng)生成1分子C3和1分子2-磷酸乙醇酸，后者在酶的催化作用下轉(zhuǎn)換為________后經(jīng)載體T離開葉綠體，再經(jīng)過葉綠體外的代謝途徑轉(zhuǎn)換為甘油酸回到葉綠體。

（4）經(jīng)測(cè)定由葉綠體外的代謝途徑回到葉綠體中的碳有所減少，最可能的原因是_____________________。依據(jù)圖2，提出提高光合效率的方法：________________________________（至少兩條）。

Answer 1

【答案】適當(dāng)提高CO2濃度、增加光照強(qiáng)度（寫出CO2或光照強(qiáng)度其中一點(diǎn)增加的趨勢(shì)就給分） [H]、ATP 增加15%的降水量（降水量增加15%，三點(diǎn)寫出即可，順序可顛倒） 右上 3—磷酸甘油酸 乙醇酸 葉綠體外的代謝途徑會(huì)產(chǎn)生CO2釋放出去（未回到葉綠體再利用）（答到CO2釋放出去、CO2出去了、CO2未回到葉綠體就給分） 敲除T蛋白基因或使用抑制劑降低T蛋白的活性、設(shè)法將釋放的CO2回收到葉綠體中、適當(dāng)增加CO2濃度（或提高CO2/O2的比值）

【解析】

據(jù)圖圖1三條曲線表明適當(dāng)增加降水可提高氣孔的開放度，增加植物CO2的攝入量，進(jìn)而提高凈光合速率，僅升高CO2濃度對(duì)凈光合速率的促進(jìn)作用沒有增加降水量對(duì)植物凈光合速率的提升明顯。圖2中在葉綠體基質(zhì)中，R酶可催化C5與CO2形成3—磷酸甘油酸進(jìn)而合成C3，再被還原成（CH2O）。氧氣濃度過高的條件下，R酶還可以催化C5和O2反應(yīng)生成1分子C3和1分子2—磷酸乙醇酸，據(jù)此分析作答。

（1）圖1中三組實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線都顯示隨著光照強(qiáng)度的增加，凈光合速率都是先增加后趨向穩(wěn)定；C390＋W0組與C390＋W15組對(duì)照，顯示適當(dāng)增加降水量可提高植物的凈光合速率；C390＋W0組與C550＋W0組對(duì)照，顯示適當(dāng)提高CO2濃度可提高凈光合速率。三組實(shí)驗(yàn)對(duì)照，說明適當(dāng)提高CO2濃度、增加光照強(qiáng)度和適當(dāng)增加降水量可增強(qiáng)植物的凈光合速率，可能的原因是適當(dāng)增加降水量蒸騰作用增強(qiáng)，可提高植物氣孔的開放度，增加植物對(duì)CO2的吸收量，以充分利用光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]、ATP提高凈光合速率。

（2）P點(diǎn)時(shí)，同一光照強(qiáng)度下C390＋W15組凈光合速率大于C550＋W0組，C550＋W0組大于C390＋W0組，說明在該光照強(qiáng)度下，增加15%的降水量比適當(dāng)提高CO2濃度對(duì)凈光合作用的促進(jìn)作用更顯著。若增加光照強(qiáng)度，植物凈光合作用增強(qiáng)，P點(diǎn)會(huì)向右上方移動(dòng)。

（3）由題圖2細(xì)胞代謝途徑可知，在葉綠體基質(zhì)中，R酶催化C5與CO2形成3—磷酸甘油酸進(jìn)而合成C3，再被還原成（CH2O）。氧氣濃度較高的條件下，R酶還可以催化C5和O2反應(yīng)生成1分子C3和1分子2—磷酸乙醇酸，2—磷酸乙醇酸轉(zhuǎn)換為乙醇酸經(jīng)載體T離開葉綠體，參加葉綠體外的代謝途徑。

（4）經(jīng)測(cè)定由葉綠體外的代謝途徑回到葉綠體中的碳有所減少，據(jù)圖分析，最可能的原因是葉綠體外的代謝途徑產(chǎn)生的CO2釋放出去了。依據(jù)圖2，提出提高光合效率的方法：敲除T蛋白基因或使用抑制劑降低T蛋白的活性、設(shè)法將釋放的CO2回收到葉綠體中、適當(dāng)增加CO2濃度（或提高CO2/O2的比值）。