Question

淀粉和蔗糖是西瓜叶片光合作用的两个主要末端产物。蔗糖是光合产物从叶片向各器官移动的主要形式，淀粉是一种暂贮形式。蔗糖从叶片中输出会减少叶肉细胞中淀粉的积累。淀粉和蔗糖生物合成的两条途径会竞争共同底物磷酸丙糖。磷酸转运器能将卡尔文循环产生的磷酸丙糖不断运到叶绿体外，同时将释放的Pi（无机磷酸）运回叶绿体基质，是调控磷酸丙糖运输的关键结构。

（1）若磷酸转运器的活性受到抑制光合作用速率会降低。据图分析，导致光合作用速率降低的原因是叶绿体内磷酸丙糖、____________积累，抑制暗反应和____________积累，抑制光反应。

（2）当Pi缺乏时，磷酸丙糖从叶绿体中输出____________（填“增多”或“减少”），在农业生产上可以采取____________措施增加蔗糖的合成，从而增加西瓜产量。

（3）某兴趣小组欲用适量的P₂O₅充当磷元素补充剂，在满足西瓜基本生长需要的两块沙质土壤上进行西瓜种植实验，探究磷元素是否会减少西瓜叶片中淀粉的积累，写出该探究实验的简要思路并预期结果（请设置两组实验，只考虑磷元素对磷酸转运器的影响）。____________

Answer

淀粉 ATP和[H] 减少 施加磷肥 设计思路：将西瓜植株平均分成两组，实验组用P2O5培养，对照组不用P2O5培养，在西瓜生长期，分布检测叶片中淀粉的含量。

预期结果：若实验组淀粉含量少于对照组，说明磷元素会减少西瓜淀粉的积累；

若实验组淀粉含量多于对照组，说明磷元素会促进西瓜淀粉的积累；

若两组淀粉含量接近，说明磷不会减少西瓜淀粉的积累。

【解析】

图中A是H2O，B是CO2，C是O2；从图中看出磷酸转运器将磷酸丙糖运出叶绿体的同时，将Pi运入叶绿体。

（1）磷酸转运器可以将磷酸丙糖运出叶绿体，同时将Pi从细胞质中运入叶绿体，如果磷酸转运器的活性降低，则会造成叶绿体内磷酸丙糖积累，磷酸丙糖将合成淀粉，造成淀粉积累，同时由于ATP和[H]积累，抑制了光反应。

（2）当Pi缺乏，磷酸转运器不能将磷酸丙糖运出叶绿体，导致输出量减少；农业生产上可以采取施加磷肥的措施增加蔗糖的合成，从而增加西瓜产量。

（3）本实验自变量是磷元素，因变量是西瓜叶片淀粉含量，所以实验设计思路：将西瓜植株平均分成两组，实验组用P2O5培养，对照组不用P2O5培养，在西瓜生长期，分别检测叶片中淀粉的含量。

预期结果：若实验组淀粉含量少于对照组，说明磷元素会减少西瓜淀粉的积累；

若实验组淀粉含量多于对照组，说明磷元素会促进西瓜淀粉的积累；

若两组淀粉含量接近，说明磷不会减少西瓜淀粉的积累。