Question

叶绿体基质是进行光合作用暗反应的场所，它含有还原C₃与合成淀粉的全部酶系。叶绿体进行暗反应的中间产物磷酸丙糖的代谢途径如图所示。

请回答下列问题：

（1）磷酸丙糖从叶绿体输出的同时伴随着无机磷（Pi）进入叶绿体，当无机磷缺乏时，磷酸丙糖从叶绿体中输出_______（增多/减少），在生产上可以采取________措施增加蔗糖的合成，从而使果实更甜。

（2）叶绿体中产生ATP的场所是_______．

（3）研究表明，TPT（载体蛋白）活性是限制光合速率大小的重要因素，CO₂充足时，TPT活性降低，磷酸丙糖从叶绿体输出受阻，淀粉合成增多。由此推测生产上可采取_______措施来提高小麦淀粉产量。

（4）某同学从资料中看到“生长素可以影响玉米叶片和果穗中的蔗糖分配”，请简要写出验证该结论的实验思路______________。

Answer

减少 增施无机磷肥 类囊体 适当增加CO2含量（增施农家肥） 将实验所用玉米随机平均分成两组，一组使用生长素溶液处理，一组不用生长素处理，一段时间后，分别检测两组叶片和果实中的蔗糖含量，然后对比分析

【解析】

1.光合作用的过程：

项目

光反应

碳反应(暗反应)

实质

光能→化学能，释放O2

同化CO2形成(CH2O)(酶促反应)

时间

短促，以微秒计

较缓慢

条件

需色素、光、ADP、和酶

不需色素和光，需多种酶

场所

在叶绿体内囊状结构薄膜上进行

在叶绿体基质中进行

物质转化

2H2O4[H]+O2

ADP+Pi+能量ATP

CO2+C52C3

C3 (CH2O)+C5

能量转化

叶绿素把光能先转化为电能再转化为活跃的化学能并储存在ATP中

ATP中活跃的化学能转化变为糖类等有机物中稳定的化学能

2.识图分析可知，在叶绿体基质中C3还原生成的磷酸丙糖，可以合成淀粉或者转化为氨基酸，也可以通过叶绿体膜上的TPT（载体蛋白）运出叶绿体到细胞质基质中，该过程伴随着无机磷（Pi）进入叶绿体，运输到细胞质基质中的磷酸丙糖可以合成蔗糖进入液泡中。

（1）据题干信息“磷酸丙糖从叶绿体输出的同时伴随着无机磷（Pi）进入叶绿体”结合图形分析，因此当无机磷缺乏时磷酸丙糖从叶绿体中的输出过程会受阻，从而导致输出减少。磷酸丙糖从叶绿体中输出后在细胞质中合成蔗糖，因此增施磷肥会促进磷酸丙糖的输出，从而蔗糖的合成量增大。

（2）叶绿体的类囊体薄膜上进行光反应，生成ATP，ATP用于暗反应中糖类的合成，同时由于叶绿体为半自主性细胞器，可以进行DNA复制、转录、蛋白质合成等，这些过程也消耗ATP。

（3）据题干信息“CO2充足时，TPT活性降低，磷酸丙糖从叶绿体输出受阻，淀粉合成增多”，因此生产上适当增加CO2的量可以提高TPT的活性，从而促进磷酸丙糖从叶绿体输出，淀粉合成量增加。

（4）据实验目的“生长素可以影响玉米叶片和果穗中的蔗糖分配”，该实验的设置需要设两组，自变量为生长素的有无，一组用生长素溶液处理，一组不处理，需要检测叶片和果实中蔗糖的含量。