Question

【題目】如何提高植物對(duì) CO2的同化力以提高農(nóng)作物產(chǎn)量一直是科學(xué)家關(guān)心的問(wèn)題，根據(jù)以下有關(guān)研 究過(guò)程回答問(wèn)題：

（1）卡爾文及其同事研究植物對(duì) CO2的固定過(guò)程如下：首先為了探明碳的轉(zhuǎn)移途徑，將_____標(biāo)記的CO2注入培養(yǎng)藻的密閉容器，定時(shí)取樣，每次將藻浸入熱的乙醇中，殺死細(xì)胞，提取細(xì)胞中的有機(jī)物。 然后應(yīng)用雙向紙層析法使得提取物_____，再通過(guò)放射自顯影分析放射性物質(zhì)的斑點(diǎn)，并與已知 化學(xué)成分進(jìn)行比較。其次按反應(yīng)順序找到生成的各種化合物；不斷縮短時(shí)間取樣，若依次測(cè)定出的化合 物種類為 ABC—AB—A，找到含有放射性的化合物 C3、C5和 C6等。你認(rèn)為字母 A 表示以上哪種化合 物？_____。

（2）在生產(chǎn)實(shí)踐中，增施 CO2是提高溫室作物產(chǎn)量的主要措施之一。研究者以黃瓜為材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)： 增施 CO2 時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，作物的光合作用反而會(huì)減弱。原因在于：一方面是淀粉積累會(huì)_____光合作用， 另一方面是有限的氮素營(yíng)養(yǎng)被優(yōu)先分配到淀粉的分解代謝中，因此造成光合作用所需的____（至少答出兩點(diǎn)）等含氮化合物合成不足。提高溫度能夠明顯促進(jìn)淀粉的分解，可能是因 為適當(dāng)升溫增強(qiáng)了植物的_____。請(qǐng)根據(jù)本研究的結(jié)果，對(duì)解決“長(zhǎng)時(shí)間增施 CO2 抑制光合作用”這一問(wèn)題，提出合理化建議：_________________。（至少答出兩點(diǎn)）

Answer 1

【答案】14C 分離 C3 抑制 ATP、ADP、酶、NADPH 細(xì)胞呼吸 適當(dāng)升溫、控制增施CO2的時(shí)間（或間斷供給CO2）、加強(qiáng)對(duì)植物氮素營(yíng)養(yǎng)的補(bǔ)充

【解析】

本題考查光合作用的過(guò)程及影響因素，解答此題需要明確光合作用的兩個(gè)階段：光反應(yīng)和暗反應(yīng)過(guò)程：

（1）為研究C02中C的轉(zhuǎn)移途徑，可將14C標(biāo)記的C02注入培養(yǎng)藻的密閉容器，定時(shí)取樣，并檢測(cè)出現(xiàn)放射性的產(chǎn)物；細(xì)胞內(nèi)的提取物在層析液中的溶解度不同，隨層析液在濾紙條上的擴(kuò)散速度不同，可依據(jù)此原理用雙向紙層析法使得提取物分離開來(lái)；隨著取樣時(shí)間縮短，若依次測(cè)定出的化合物種類為 ABC—AB—A，出現(xiàn)放射性的物質(zhì)種類減少，根據(jù)光合作用暗反應(yīng)過(guò)程分析可知，最先出現(xiàn)的放射性物質(zhì)應(yīng)為C3；

（2）增施C02時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，植物光合作用反而減弱，可能的原因：一方面是淀粉積累會(huì)抑制光合作用，另一方面是有限的氮元素營(yíng)養(yǎng)會(huì)被優(yōu)先分配到淀粉的分解代謝中，因此造成光合作用所需的ATP、ADP、酶、NADPH等含氮化合物合成不足；提高溫度能夠明顯促進(jìn)淀粉的分解，可能是因?yàn)檫m當(dāng)升溫增強(qiáng)了植物的細(xì)胞呼吸，提高了細(xì)胞對(duì)糖的利用率（細(xì)胞呼吸）；通過(guò)以上分析，要解決“長(zhǎng)時(shí)間增施C02抑制光合作用”這一問(wèn)題，可適當(dāng)升溫以降低淀粉含量、控制增施C02的時(shí)間（或間斷供給C02）以及加強(qiáng)對(duì)植物氮素營(yíng)養(yǎng)的補(bǔ)充等。