Question

【題目】為研究某植物在水分相對(duì)缺乏條件下，葉表面氣孔是均勻關(guān)閉（所有氣孔關(guān)閉程度相同）、還是不均勻關(guān)閉（有的氣孔關(guān)閉，有的開(kāi)放），科研人員用以下兩種方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)①：被測(cè)葉片置于含放射性的空氣中，光照20s后將葉片速凍至-60℃，通過(guò)檢測(cè)葉片放射性有機(jī)物的分布是否均勻，判斷氣孔是否均勻關(guān)閉。

實(shí)驗(yàn)②：被測(cè)葉片進(jìn)行光照2h后，用有機(jī)溶劑將葉片脫色后用I-KI溶液染色，通過(guò)觀察葉片藍(lán)色分布是否均勻，判斷氣孔是否均勻關(guān)閉。

回答下列問(wèn)題：

（1）實(shí)驗(yàn)①選用的放射性元素應(yīng)是_____________，該元素在暗反應(yīng)中的轉(zhuǎn)移途徑是_____________。上述實(shí)驗(yàn)中，如果有被測(cè)植株需要預(yù)先在黑暗中進(jìn)行處理，其目的是_____________。

（2）與實(shí)驗(yàn)①相比，實(shí)驗(yàn)②需要較長(zhǎng)時(shí)間的光照，原因是_____________。如果發(fā)生氣孔不均勻關(guān)閉，葉不同區(qū)域的胞間CO2濃度有何差異？_____________。

Answer 1

【答案】 )14C 14CO2→ 14C3→ (14CH20) 消耗葉片中原有的淀粉 實(shí)驗(yàn)②中需要合成一定量的淀粉，用I-KI處理后才能顯示出顏色差異 氣孔關(guān)閉的區(qū)域胞間CO2濃度低于氣孔開(kāi)放區(qū)域

【解析】試題分析：本題考查利用同位素標(biāo)記法來(lái)追蹤有機(jī)物的轉(zhuǎn)移過(guò)程，二氧化碳通過(guò)氣孔進(jìn)入細(xì)胞間隙，參與光合作用，從而可以來(lái)探究有機(jī)物的分布是否均勻，從而判斷氣孔是否均勻關(guān)閉。

（1）光合作用能利用空氣中的二氧化碳合成有機(jī)物，因此放射性的空氣中的物質(zhì)應(yīng)該是二氧化碳，可選用的放射性元素應(yīng)是14C。在暗反應(yīng)階段，二氧化碳首先與C5固定形成C3，然后C3被還原成有機(jī)物，因此該元素在暗反應(yīng)中的轉(zhuǎn)移途徑是14CO2→ 14C3→ (14CH20)。被測(cè)植株需要預(yù)先在黑暗中進(jìn)行處理，消耗完葉片中原有的淀粉，光合作用過(guò)程中，有淀粉形成，預(yù)先在黑暗中進(jìn)行處理，可以避免原有的淀粉對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾。

（2）淀粉遇I-KI溶液變藍(lán)色，由于實(shí)驗(yàn)②是通過(guò)I-KI溶液對(duì)產(chǎn)物淀粉進(jìn)行染色來(lái)觀察葉片藍(lán)色分布是否均勻，因此需要需要較長(zhǎng)時(shí)間的光照，來(lái)合成一定量的淀粉，用I-KI處理后才能顯示出顏色差異。氣孔關(guān)閉的區(qū)域，空氣中的CO2不能通過(guò)氣孔進(jìn)入細(xì)胞間隙，從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的CO2濃度降低，光合作用降低，產(chǎn)生的淀粉減少，故發(fā)生氣孔不均勻關(guān)閉，孔關(guān)閉的區(qū)域胞間CO2濃度低于氣孔開(kāi)放區(qū)域。