Question

研究发现，保卫细胞中K⁺浓度影响气孔运动，K⁺进入保卫细胞内，可导致气孔开放。而AMP- PCP（ATP竞争性抑制剂）能与细胞膜上ATP跨膜受体蛋白结合，进而影响K⁺进入保卫细胞。为了探究AMP一PCP对菜豆光合作用的影响，科研人员用AMP-PCP溶液处理菜豆叶片，测定其CO₂吸收速率，结果如图所示。回答下列问题。

（1）由图可知，随着AMP- PCP浓度增大，叶片的CO₂吸收速率_____________，推测原因是AMP-PCP限制了ATP运输到细胞外，影响K⁺进入保卫细胞，导致气孔开放程度_______________从而抑制了光合作用的_____________反应。

（2）要验证上述推测是否正确，可用适宜的__________处理菜豆叶片作为实验组，以________处理菜豆叶片作为对照进行实验，测定叶片的气孔开放程度和CO₂吸收速率。若实验组的气孔开放程度和CO₂吸收速率均________对照组，则证明上述推测成立。

（3）实验中，用1．0mmol·L^-1 的AMP-PCP处理叶片后，立即检测叶肉细胞叶绿体中ADP/ATP的比值，发现短时间内该比值下降，请分析该比值下降的机理：___________________。

Answer

降低 降低 暗 ATP溶液 等量蒸馏水 大于 气孔关闭，进入叶肉细胞的减少，含量下降，短时间内，ATP合成量不变，消耗量减少，所以ATP总量上升，ADP总量下降，ADP/ATP比值下降

【解析】

该实验的自变量是AMP-PCP溶液的浓度，因变量是CO2吸收速率。影响光合作用的因素主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度等。设计实验时，遵循单一变量原则。

（1）由图可知，随着AMP-PCP浓度增大，叶片的CO2吸收速率降低。根据题意可知，保卫细胞中的K+浓度变化是引起气孔运动的主要原因，K+进入保卫细胞内，可导致气孔开放。而钾离子的运输方式属于主动运输，AMP-PCP与细胞膜上ATP跨膜受体蛋白结合，影响钾离子主动运输进入保卫细胞内，导致气孔开放程度下降，影响光合作用的暗反应。

（2）要验证以上推测是否正确，实验的自变量设为ATP溶液的有无，即用ATP溶液处理菜豆叶片作为实验组，以蒸馏水处理作为对照试验，因变量为测定叶片的气孔开放程度和CO2吸收速率。如果实验组的气孔开放程度和CO2吸收速率均大于对照组，则推测正确。

（3）实验中，用1.0mmol·L-1 的AMP-PCP处理叶片后，AMP-PCP与细胞膜上ATP跨膜受体蛋白结合，影响钾离子主动运输进入保卫细胞内，导致气孔关闭，进入叶肉细胞的减少，CO2固定成量减少；的还原减少导致ATP消耗量减少，而合成量不变，所以短时间内ATP总量上升，ADP总量下降，ADP/ATP比值下降。