Question

科研人员以蚕豆为实验材料研究甲醇对植物光合作用的影响。

(1)用两种不同浓度的甲醇溶液处理蚕豆，一段时间后处理组与未处理组植株上典型叶片的大小如图1所示。实验结果表明，浓度为________的甲醇可促进蚕豆叶片生长，因此选取此浓度甲醇进行系列实验。

(2)研究发现，喷施甲醇能增加气孔导度，提高叶片的光合速率，由此推测甲醇处理增加了________量，使在________中进行的暗反应速率提高。

(3)为深入研究甲醇促进气孔开放的作用机理，研究者分别提取了甲醇处理前与处理2h、6h后叶片细胞中的一种调节气孔大小的F蛋白，用________法来特异性检测蛋白质的产生，其表达的量可通过特定的方式显现，结果如图2所示。实验结果说明________。

图3

(4)已有研究表明F蛋白可与细胞膜上H^＋—ATP酶结合。研究者制备了膜上含H^＋—ATP酶的小囊泡，并在小囊泡内加入特定荧光染料，质子与荧光染料结合可引起荧光猝灭。在含有上述小囊泡的体系中加入ATP和H^＋，测定小囊泡内特定荧光的吸光值，得到图3所示结果。由图可知细胞膜上H^＋—ATP酶的两个作用分别是__________、__________。

(5)综合(3)、(4)研究结果，推测甲醇处理叶片可以通过以上两项生理过程________(填“增加”或“降低”)保卫细胞的渗透压，从而导致气孔开放程度增大。

Answer

2% CO2吸收 叶绿体基质 抗原—抗体杂交 甲醇处理可促进叶片细胞中F蛋白基因的表达，且处理6h比2h效果好 催化ATP水解 转运H＋ 增加

【解析】

据图分析，图1中实验的自变量是甲醇的浓度，因变量是植物叶片的大小，当甲醇浓度为2%，叶片变大，而当甲醇浓度为10%，叶片变小。图2中实验的自变量是甲醇处理的时间，因变量是F蛋白的含量，随着时间的延长，F蛋白逐渐增多。图3中随着甲醇处理时间的延长，相对吸光值减小。

（1）根据以上分析已知，图1中当甲醇浓度为2%，叶片变大，而当甲醇浓度为10%，叶片变小，因此应该选择浓度为2%的甲醇进行系列实验。

（2）根据题意分析，喷施甲醇能增加气孔导度，则二氧化碳的吸收量增加，发生在叶绿体基质中的暗反应加快，进而提高了叶片的光合速率。

（3）检测产生的蛋白质可以用抗原抗-体杂交法；根据以上分析已知，图2中随着时间的延长，F蛋白逐渐增多，说明甲醇处理可促进叶片细胞中F蛋白基因的表达，且处理6h比2h效果好。

（4）根据题意分析，质子与荧光染料结合可引起荧光猝灭，而图3显示随着甲醇处理时间的延长，相对吸光值减小，说明质子氢进入了囊泡，进而说明H＋—ATP酶具有运输H＋的功能；同时具有催化ATP水解的功能，为H＋的运输提供能量。

（5）结合以上分析可知，甲醇处理叶片可以通过以上两项生理过程增加保卫细胞的渗透压，从而导致气孔开放程度增大。