Question

【題目】研究發現，保衛細胞中K+濃度影響氣孔運動，K+進入保衛細胞內，可導致氣孔開放。而AMP- PCP（ATP競爭性抑制劑）能與細胞膜上ATP跨膜受體蛋白結合，進而影響K+進入保衛細胞。為了探究AMP一PCP對菜豆光合作用的影響，科研人員用AMP-PCP溶液處理菜豆葉片，測定其CO2吸收速率，結果如圖所示。回答下列問題。

（1）由圖可知，隨著AMP- PCP濃度增大，葉片的CO2吸收速率_____________，推測原因是AMP-PCP限制了ATP運輸到細胞外，影響K+進入保衛細胞，導致氣孔開放程度_______________從而抑制了光合作用的_____________反應。

（2）要驗證上述推測是否正確，可用適宜的__________處理菜豆葉片作為實驗組，以________處理菜豆葉片作為對照進行實驗，測定葉片的氣孔開放程度和CO2吸收速率。若實驗組的氣孔開放程度和CO2吸收速率均________對照組，則證明上述推測成立。

（3）實驗中，用1．0mmol·L-1 的AMP-PCP處理葉片后，立即檢測葉肉細胞葉綠體中ADP/ATP的比值，發現短時間內該比值下降，請分析該比值下降的機理：___________________。

Answer 1

【答案】降低 降低 暗 ATP溶液 等量蒸餾水 大于 氣孔關閉，進入葉肉細胞的減少，含量下降，短時間內，ATP合成量不變，消耗量減少，所以ATP總量上升，ADP總量下降，ADP/ATP比值下降

【解析】

該實驗的自變量是AMP-PCP溶液的濃度，因變量是CO2吸收速率。影響光合作用的因素主要有光照強度、溫度和二氧化碳濃度等。設計實驗時，遵循單一變量原則。

（1）由圖可知，隨著AMP-PCP濃度增大，葉片的CO2吸收速率降低。根據題意可知，保衛細胞中的K+濃度變化是引起氣孔運動的主要原因，K+進入保衛細胞內，可導致氣孔開放。而鉀離子的運輸方式屬于主動運輸，AMP-PCP與細胞膜上ATP跨膜受體蛋白結合，影響鉀離子主動運輸進入保衛細胞內，導致氣孔開放程度下降，影響光合作用的暗反應。

（2）要驗證以上推測是否正確，實驗的自變量設為ATP溶液的有無，即用ATP溶液處理菜豆葉片作為實驗組，以蒸餾水處理作為對照試驗，因變量為測定葉片的氣孔開放程度和CO2吸收速率。如果實驗組的氣孔開放程度和CO2吸收速率均大于對照組，則推測正確。

（3）實驗中，用1.0mmol·L-1 的AMP-PCP處理葉片后，AMP-PCP與細胞膜上ATP跨膜受體蛋白結合，影響鉀離子主動運輸進入保衛細胞內，導致氣孔關閉，進入葉肉細胞的減少，CO2固定成量減少；的還原減少導致ATP消耗量減少，而合成量不變，所以短時間內ATP總量上升，ADP總量下降，ADP/ATP比值下降。