Question

【題目】為研究某植物在水分相對缺乏條件下，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，有的開放），科研人員用以下兩種方法進行實驗：

實驗1：被測葉片置于含放射性的空氣中，光照20s后將葉片速凍至-60℃，通過檢測葉片放射性有機物的分布是否均勻，判斷氣孔是否均勻關(guān)閉

實驗2：被測葉片進行光照2h后，用有機溶劑將葉片脫色后用I2-KI溶液染色，通過觀察葉片藍色分布是否均勻，判斷氣孔是否均勻關(guān)閉。回答下列問題：

（1）實驗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______。

（2）與實驗1相比，實驗2需要進行較長時間的光照，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? ______。實驗2中，被測植株需要預(yù)先在黑暗中進行處理，其目的是______。

Answer 1

【答案】 14C 14CO2→14C3→（14CH2O） 實驗2中需要合成一定量的淀粉，用I2-KI處理后才能顯示出差異 氣孔關(guān)閉區(qū)域胞間CO2濃度低于開放區(qū)域 消耗葉片中原有的淀粉

【解析】

光反應(yīng)和暗反應(yīng)：

項目	光反應(yīng)	暗反應(yīng)
場所	基粒類囊體膜上	葉綠體的基質(zhì)
條件	色素、光、酶、水、ADP	多種酶、CO2、ATP、[H]
產(chǎn)物	[H]、O2、ATP	有機物、ADP、Pi、水
物質(zhì)變化	① 2H2O → 4[H]+O2↑ ② ADP+Pi +能量 →ATP	① CO2的固定：CO2+C5 → 2C3 ② C3的固定：（CH2O）+C5
能量變化	光能→電能→ATP中活躍的化學(xué)能	ATP中活躍的化學(xué)能→糖類等有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能
實質(zhì)	光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，水光解產(chǎn)生O2和[H]	同化CO2形成（CH2O）
聯(lián)系	①光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]（以NADPH形式存在）和ATP； ②暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)合成ATP提供原料； ③沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無法進行，沒有暗反應(yīng)，有機物無法合成。

（1）二氧化碳可以通過氣孔進入細胞中，參與光合作用，并積累在有機物中，因此實驗①選用的放射性元素應(yīng)是14C，該元素在暗反應(yīng)中的轉(zhuǎn)移途徑是14CO2→14C3→（14CH20）。

（2）實驗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，因此與實驗①相比，實驗②需要較長時間的光照。如果發(fā)生氣孔不均勻關(guān)閉，使得氣孔關(guān)閉的區(qū)域胞間CO2濃度低于氣孔開放區(qū)域。上述實驗中，如果有被測植株需要預(yù)先在黑暗中進行處理，其目的是消耗葉片中原有的淀粉。