Question

【題目】科研人員以蠶豆為實驗材料研究甲醇對植物光合作用的影響。

（1）用兩種不同濃度的甲醇溶液處理蠶豆，一段時間后處理組與未處理組植株上典型葉片的大小如圖1所示。實驗結(jié)果表明，濃度為________的甲醇可促進(jìn)蠶豆葉片生長，因此選取此濃度甲醇進(jìn)行系列實驗。

（2）研究發(fā)現(xiàn)，噴施甲醇能夠提高葉片的光合速率，且氣孔開放程度顯著增大，推測甲醇處理增加了_______量，使_________中進(jìn)行的暗反應(yīng)的速率提高。

（3）為深入研究甲醇促進(jìn)氣孔開放的作用機(jī)理，研究者提取甲醇處理前與處理2h、6 h后葉片細(xì)胞中的蛋白，用__________方法特異性檢測F蛋白（一種調(diào)節(jié)氣孔的蛋白）的表達(dá)量，結(jié)果如圖2所示。實驗結(jié)果說明，甲醇處理可______________________。

（4）已有研究表明F蛋白可與細(xì)胞膜上H+-ATP酶（可轉(zhuǎn)運(yùn)H+）結(jié)合。研究者制備了膜上含H+-ATP酶的細(xì)胞膜小囊泡，并在小囊泡內(nèi)加入特定熒光染料，質(zhì)子與熒光染料結(jié)合可引起熒光猝滅。在含有上述小囊泡的體系中加入ATP和H+，測定小囊泡內(nèi)特定熒光的吸光值，得到圖3所示結(jié)果。

①體系中加入ATP的作用是______。

②由實驗結(jié)果可知，甲醇處理6h組吸光值比未處理組降低了約_____倍。

（5）綜合（3）、（4）研究結(jié)果，推測甲醇處理_______，從而改變保衛(wèi)細(xì)胞的滲透壓，導(dǎo)致氣孔開放程度增大。

Answer 1

【答案】2% CO2吸收 葉綠體基質(zhì) 抗原-抗體雜交 促進(jìn)F蛋白基因表達(dá) 激活H+-ATP酶，使其轉(zhuǎn)運(yùn)H+ 3 增加F蛋白表達(dá)量，提高細(xì)胞膜上H+-ATP酶活性

【解析】

此題主要考查光合作用的過程以及影響光合作用的環(huán)境因素的相關(guān)知識。據(jù)圖分析，圖1中實驗的自變量是甲醇的濃度，因變量是植物葉片的大小，當(dāng)甲醇濃度為2%，葉片變大，而當(dāng)甲醇濃度為10%，葉片變小。圖2中實驗的自變量是甲醇處理的時間，因變量是F蛋白的含量，隨著時間的延長，F蛋白逐漸增多。圖3中隨著甲醇處理時間的延長，相對吸光值減小。

：（1）根據(jù)以上分析已知，圖1中當(dāng)甲醇濃度為2%，葉片變大，而當(dāng)甲醇濃度為10%，葉片變小，因此應(yīng)該選擇濃度為2%的甲醇進(jìn)行系列實驗。
（2）根據(jù)題意分析，噴施甲醇能增加氣孔導(dǎo)度，則二氧化碳的吸收量增加，發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中的暗反應(yīng)加快，進(jìn)而提高了葉片的光合速率。
（3）檢測產(chǎn)生的蛋白質(zhì)可以用抗原抗-體雜交法；根據(jù)以上分析已知，圖2中隨著時間的延長，F蛋白逐漸增多，說明甲醇處理可促進(jìn)葉片細(xì)胞中F蛋白基因的表達(dá)，且處理6h比2h效果好。
（4）根據(jù)題意分析，質(zhì)子與熒光染料結(jié)合可引起熒光猝滅，而圖3顯示隨著甲醇處理時間的延長，相對吸光值減小，說明質(zhì)子氫進(jìn)入了囊泡，進(jìn)而說明H+-ATP酶具有運(yùn)輸H+的功能；同時具有催化ATP水解的功能，為H+的運(yùn)輸提供能量。

（5）綜合（3）、（4）研究結(jié)果，推測甲醇處理加F蛋白表達(dá)量，提高細(xì)胞膜上H+-ATP酶活性，從而改變保衛(wèi)細(xì)胞的滲透壓，導(dǎo)致氣孔開放程度增大。