Question

如何提高植物对 CO₂的同化力以提高农作物产量一直是科学家关心的问题，根据以下有关研 究过程回答问题：

（1）卡尔文及其同事研究植物对 CO₂的固定过程如下：首先为了探明碳的转移途径，将_____标记的CO₂注入培养藻的密闭容器，定时取样，每次将藻浸入热的乙醇中，杀死细胞，提取细胞中的有机物。 然后应用双向纸层析法使得提取物_____，再通过放射自显影分析放射性物质的斑点，并与已知 化学成分进行比较。其次按反应顺序找到生成的各种化合物；不断缩短时间取样，若依次测定出的化合 物种类为 ABC—AB—A，找到含有放射性的化合物 C₃、C₅和 C₆等。你认为字母 A 表示以上哪种化合 物？_____。

（2）在生产实践中，增施 CO₂是提高温室作物产量的主要措施之一。研究者以黄瓜为材料进行实验发现： 增施 CO₂ 时间过长，作物的光合作用反而会减弱。原因在于：一方面是淀粉积累会_____光合作用， 另一方面是有限的氮素营养被优先分配到淀粉的分解代谢中，因此造成光合作用所需的____（至少答出两点）等含氮化合物合成不足。提高温度能够明显促进淀粉的分解，可能是因 为适当升温增强了植物的_____。请根据本研究的结果，对解决“长时间增施 CO₂ 抑制光合作用”这一问题，提出合理化建议：_________________。（至少答出两点）

Answer

14C 分离 C3 抑制 ATP、ADP、酶、NADPH 细胞呼吸 适当升温、控制增施CO2的时间（或间断供给CO2）、加强对植物氮素营养的补充

【解析】

本题考查光合作用的过程及影响因素，解答此题需要明确光合作用的两个阶段：光反应和暗反应过程：

（1）为研究C02中C的转移途径，可将14C标记的C02注入培养藻的密闭容器，定时取样，并检测出现放射性的产物；细胞内的提取物在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸条上的扩散速度不同，可依据此原理用双向纸层析法使得提取物分离开来；随着取样时间缩短，若依次测定出的化合物种类为 ABC—AB—A，出现放射性的物质种类减少，根据光合作用暗反应过程分析可知，最先出现的放射性物质应为C3；

（2）增施C02时间过长，植物光合作用反而减弱，可能的原因：一方面是淀粉积累会抑制光合作用，另一方面是有限的氮元素营养会被优先分配到淀粉的分解代谢中，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；提高温度能够明显促进淀粉的分解，可能是因为适当升温增强了植物的细胞呼吸，提高了细胞对糖的利用率（细胞呼吸）；通过以上分析，要解决“长时间增施C02抑制光合作用”这一问题，可适当升温以降低淀粉含量、控制增施C02的时间（或间断供给C02）以及加强对植物氮素营养的补充等。