Question

【題目】干旱環(huán)境中植物的光合速率明顯降低，進(jìn)而造成農(nóng)作物減產(chǎn)，科研人員發(fā)現(xiàn)低水平的H2S可增強(qiáng)植物抵御干旱的能力，他們選取擬南芥為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)（Rubisco酶可催化CO2與C5結(jié)合生成2分子C3）測得試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下圖所示，據(jù)圖回答下列問題：

（1）Rubisco酶主要分布在擬南芥葉肉細(xì)胞的_______________（具體位置），它發(fā)揮催化作用時_____________（填“是”或“否”）消耗ATP水解釋放的能量。

（2）據(jù)圖分析，干旱條件下光合速率降低的原因有_____________。

（3）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以推測施加低濃度的H2S可提高擬南芥的抗干旱能力，合理的解釋是_____________（回答兩點(diǎn)）。

Answer 1

【答案】葉綠體基質(zhì) 否 氣孔導(dǎo)度下降導(dǎo)致CO2吸收量減少、Rubisco酶活性降低使CO2固定速率減慢 通過降低氣孔導(dǎo)度從而減少水分的散失；通過提高Rubisco酶的活性來提高光合速率增加有機(jī)物的生成量

【解析】

由A組、B組結(jié)果對比可知，正常澆水條件下，添加H2S后，光合速率和氣孔導(dǎo)度均降低，Rubisco酶的活性不變；由C組、D組結(jié)果對比可知，干旱條件下，添加H2S后，氣孔導(dǎo)度降低、Rubisco酶的活性增強(qiáng)、光合速率增大。

（1）Rubisco酶是催化CO2與C5結(jié)合生成2分子C3的酶，屬于暗反應(yīng)的CO2固定，因此位于葉綠體基質(zhì)，該過程不消耗ATP水解釋放的能量。

（2）對比A、C兩組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，干旱條件下，氣孔導(dǎo)度下降導(dǎo)致CO2吸收量減少；Rubisco酶活性降低使CO2固定速率減慢，均會使暗反應(yīng)速率降低，從而使光合速率下降。

（3）對比C、D兩組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，干旱條件下施加低濃度的H2S后，氣孔導(dǎo)度明顯降低，可減少水分的散失，避免植物因過度失水而干枯死亡；同時，H2S還可通過提高Rubisco酶的活性來提高光合速率，從而增加有機(jī)物的生成量，在干旱條件下仍能生長。