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。實驗結果表明，濃度為________的甲醇可促進蠶豆葉片生長，因此選取此濃度甲醇進行系列實驗。

（2）研究發現，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_________中進行的暗反應的速率提高。

（3）為深入研究甲醇促進氣孔開放的作用機理，研究者提取甲醇處理前與處理2h、6 h后葉片細胞中的蛋白，用__________方法特異性檢測F蛋白（一種調節氣孔的蛋白）的表達量，結果如圖2所示。實驗結果說明，甲醇處理可______________________。

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

①體系中加入ATP的作用是______。

②由實驗結果可知，甲醇處理6h組吸光值比未處理組降低了約_____倍。

（5）綜合（3）、（4）研究結果，推測甲醇處理_______，從而改變保衛細胞的滲透壓，導致氣孔開放程度增大。

Answer 1

【答案】2% CO2吸收 葉綠體基質 抗原-抗體雜交 促進F蛋白基因表達 激活H+-ATP酶，使其轉運H+ 3 增加F蛋白表達量，提高細胞膜上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境因素的相關知識。據圖分析，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，當甲醇濃度為2%，葉片變大，而當甲醇濃度為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）根據以上分析已知，圖1中當甲醇濃度為2%，葉片變大，而當甲醇濃度為10%，葉片變小，因此應該選擇濃度為2%的甲醇進行系列實驗。
（2）根據題意分析，噴施甲醇能增加氣孔導度，則二氧化碳的吸收量增加，發生在葉綠體基質中的暗反應加快，進而提高了葉片的光合速率。
（3）檢測產生的蛋白質可以用抗原抗-體雜交法；根據以上分析已知，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葉片細胞中F蛋白基因的表達，且處理6h比2h效果好。
（4）根據題意分析，質子與熒光染料結合可引起熒光猝滅，而圖3顯示隨著甲醇處理時間的延長，相對吸光值減小，說明質子氫進入了囊泡，進而說明H+-ATP酶具有運輸H+的功能；同時具有催化ATP水解的功能，為H+的運輸提供能量。

（5）綜合（3）、（4）研究結果，推測甲醇處理加F蛋白表達量，提高細胞膜上H+-ATP酶活性，從而改變保衛細胞的滲透壓，導致氣孔開放程度增大。