Question

【題目】如何提高植物對 CO2的同化力以提高農作物產(chǎn)量一直是科學家關心的問題，根據(jù)以下有關研 究過程回答問題：

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

（2）在生產(chǎn)實踐中，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行實驗發(fā)現(xiàn)： 增施 CO2 時間過長，作物的光合作用反而會減弱。原因在于：一方面是淀粉積累會_____光合作用， 另一方面是有限的氮素營養(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）等含氮化合物合成不足。提高溫度能夠明顯促進淀粉的分解，可能是因 為適當升溫增強了植物的_____。請根據(jù)本研究的結果，對解決“長時間增施 CO2 抑制光合作用”這一問題，提出合理化建議：_________________。（至少答出兩點）

Answer 1

【答案】14C 分離 C3 抑制 ATP、ADP、酶、NADPH 細胞呼吸 適當升溫、控制增施CO2的時間（或間斷供給CO2）、加強對植物氮素營養(yǎng)的補充

【解析】

本題考查光合作用的過程及影響因素，解答此題需要明確光合作用的兩個階段：光反應和暗反應過程：

（1）為研究C02中C的轉移途徑，可將14C標記的C02注入培養(yǎng)藻的密閉容器，定時取樣，并檢測出現(xiàn)放射性的產(chǎn)物；細胞內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；隨著取樣時間縮短，若依次測定出的化合物種類為 ABC—AB—A，出現(xiàn)放射性的物質種類減少，根據(jù)光合作用暗反應過程分析可知，最先出現(xiàn)的放射性物質應為C3；

（2）增施C02時間過長，植物光合作用反而減弱，可能的原因：一方面是淀粉積累會抑制光合作用，另一方面是有限的氮元素營養(yǎng)會被優(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淀粉的分解，可能是因為適當升溫增強了植物的細胞呼吸，提高了細胞對糖的利用率（細胞呼吸）；通過以上分析，要解決“長時間增施C02抑制光合作用”這一問題，可適當升溫以降低淀粉含量、控制增施C02的時間（或間斷供給C02）以及加強對植物氮素營養(yǎng)的補充等。