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照組（C390＋W0組），分別研究CO2濃度升高至550 μmol/mol（C550＋W0組）和降水增加15%（C390＋W15組）對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�；卮鹣铝袉栴}：

（1）據(jù)圖1可知，_______和適當(dāng)增加降水量可增強植物的凈光合速率，推測適當(dāng)增加降水量可能使氣孔的開放度提高，從而增加________，促進(jìn)光合作用。

（2）P為C390＋W0組曲線上的點，在該光照強度下，________對凈光合作用的促進(jìn)更顯著。若增加光照強度，則P點向________（填“左下”“右上”或“不變”）移動。

（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。在某些條件下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，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____________。據(jù)圖2分析，下列選項中能提高光合效率的方法可以有________（填序號）。

①敲除T蛋白基因　 ② 抑制R酶的活性 ③使用抑制劑降低載體T的活性　 ④ 設(shè)法將釋放的CO2回收至葉綠體中

Answer 1

【答案】適當(dāng)提高CO2濃度、增加光照強度 CO2吸收量 增加15%的降水量 右上 3—磷酸甘油酸 乙醇酸 葉綠體外的代謝途徑會產(chǎn)生CO2釋放出去（未回到葉綠體再利用）（CO2釋放出去、CO2出去了、CO2未回到葉綠體） ①③④

【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濃度對凈光合速率的促進(jìn)作用沒有增加降水量對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中三組實驗結(jié)果曲線都顯示隨著光照強度的增加，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組對照，顯示適當(dāng)提高CO2濃度可提高凈光合速率。三組實驗對照，說明適當(dāng)提高CO2濃度、增加光照強度和適當(dāng)增加降水量可增強植物的凈光合速率，可能的原因是適當(dāng)增加降水量蒸騰作用增強，可提高植物氣孔的開放度，增加植物對CO2的吸收量，從而促進(jìn)光合作用。

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

（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。據(jù)圖2

①T蛋白的功能是將乙醇酸運輸出葉綠體，在葉綠體外最終轉(zhuǎn)化成二氧化碳和甘油酸，甘油酸又被T蛋白運回葉綠體，但是該過程損失了部分二氧化碳，因此可以通過敲除T蛋白基因減少這部分二氧化碳的丟失，從而提高光合作用的效率，①正確；

② 抑制R酶的活性，C5與CO2形成3—磷酸甘油酸進(jìn)而合成C3減少，光合速率降低，②錯誤；

③使用抑制劑降低載體T的活性，乙醇酸轉(zhuǎn)運出葉綠體外減少，可減少葉綠體外代謝途徑中二氧化碳的丟失，從而提高光合速率，③正確；

④設(shè)法將釋放的CO2回收至葉綠體中，增加葉綠體基質(zhì)中二氧化碳的含量，二氧化碳是光合作用中暗反應(yīng)的原料，因此增加了暗反應(yīng)的速率，可提高光合速率，④正確。

故選①③④。