Question

加拿大一枝黄花是某地区的外来入侵物种，给当地物种（如白茅）造成了危害。某科研小组研究了除草剂草甘膦处理前后加拿大一枝黄花和白茅的光合速率，结果如图（光合速率单位为μmol·m^-2·s^-1，光照强度单位为lx）。请回答相关问题：

（1）ATP酶复合体是细胞内普遍具有的一类功能蛋白，其结构如图1。据图推测，ATP酶复合体具有的两个功能是______________。加拿大一枝黄花的叶肉细胞中具有该结构的生物膜是____________（填两处）。

（2）图2所示的净光合速率除可用氧气的释放速率来表示外还可以用植物的____________速率来表示。磷是细胞内各种化合物的重要组成元素，缺磷会导致光反应产物中的____________明显减少，从而使暗反应速率下降。图3表示某温度时加拿大一枝黄花在不同光照强度下的氧气释放速率，在光照强度为1000lx的条件下，温度保持不变，每天至少需要____________h以上的光照，该植物才能正常生长。

（3）现欲通过实验探究草甘膦是否影响白茅叶片中光合色素的含量，请简要写出实验设计思路（通过测定叶绿体色素提取液的吸光度值可计算出光合色素的含量，测量方法不做要求）。_____________________。

（4）结合图2中数据分析，草甘膦________（填“能”或“不能”）起到有效防治入侵物种的作用。

Answer

运输和催化 叶绿体类囊体薄膜、线粒体内膜 CO2吸收速率（有机物积累速率） ATP、NADPH 8 用无水乙醇分别提取经草甘膦处理和未经处理的等量的白茅叶片中的色素，测定两组色素提取液的吸光度值。 不能

【解析】

图1的生物膜上借助H+从B侧运往A侧产生的势能可形成ATP，根据图2研究者用草甘膦处理前与处理后相比加拿大一枝黄花和白茅（本地物种）的光合速率均降低。图3在光照强度为1000lx时，净光合速率为12，真光合速率为12+6=18。

（1）由图1可知，ATP酶复合体能运输H+，还能催化ATP的合成，即具有运输和催化的功能。叶肉细胞中能产生ATP的生物膜为叶绿体类囊体薄膜、线粒体内膜。
（2）净光合速率除可用氧气的释放速率来表示外还可以用植物的CO2吸收速率（有机物积累速率）来表示。光反应产物ATP、NADPH中均含有P，所以缺磷会导致光反应产物中的ATP、NADPH明显减少，从而使暗反应速率下降。若要使植物能正常生长，则一昼夜中有机物的积累量应大于0，由图3可知，光照强度为1000lx的条件下，温度保持不变，则呼吸速率为6，净光合速率为12，设每天光照时间为a小时，则 12a-（24-a）×6＞0，解得a＞8小时，即每天至少需要8h以上的光照，该植物才能正常生长。
（3）若要探究草甘膦是否影响白茅叶片中光合色素的含量，需要用色素提取和分离的实验方法，并通过测定吸光度值来比较色素含量。即用无水乙醇分别提取经草甘膦处理和未经处理的等量的白茅叶片中的色素，测定两组色素提取液的吸光度值。
（4）由曲线图可知：施用草甘膦后，加拿大一枝黄花和白茅的净光合作用速率均下降，但处理组的加拿大一枝黄花的净光合作用速率大于处理组的白茅，所以不能起到有效防治入侵物种加拿大一枝黄花的目的。