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閉（所有氣孔關閉程度相同）、還是不均勻關閉（有的氣孔關閉，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I-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閉。

回答下列問題：

（1）實驗①選用的放射性元素應是_____________，該元素在暗反應中的轉移途徑是_____________。上述實驗中，如果有被測植株需要預先在黑暗中進行處理，其目的是_____________。

（2）與實驗①相比，實驗②需要較長時間的光照，原因是_____________。如果發(fā)生氣孔不均勻關閉，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 氣孔關閉的區(qū)域胞間CO2濃度低于氣孔開放區(qū)域

【解析】試題分析：本題考查利用同位素標記法來追蹤有機物的轉移過程，二氧化碳通過氣孔進入細胞間隙，參與光合作用，從而可以來探究有機物的分布是否均勻，從而判斷氣孔是否均勻關閉。

（1）光合作用能利用空氣中的二氧化碳合成有機物，因此放射性的空氣中的物質應該是二氧化碳，可選用的放射性元素應是14C。在暗反應階段，二氧化碳首先與C5固定形成C3，然后C3被還原成有機物，因此該元素在暗反應中的轉移途徑是14CO2→ 14C3→ (14CH20)。被測植株需要預先在黑暗中進行處理，消耗完葉片中原有的淀粉，光合作用過程中，有淀粉形成，預先在黑暗中進行處理，可以避免原有的淀粉對實驗產(chǎn)生干擾。

（2）淀粉遇I-KI溶液變藍色，由于實驗②是通過I-KI溶液對產(chǎn)物淀粉進行染色來觀察葉片藍色分布是否均勻，因此需要需要較長時間的光照，來合成一定量的淀粉，用I-KI處理后才能顯示出顏色差異。氣孔關閉的區(qū)域，空氣中的CO2不能通過氣孔進入細胞間隙，從而導致細胞內的CO2濃度降低，光合作用降低，產(chǎn)生的淀粉減少，故發(fā)生氣孔不均勻關閉，孔關閉的區(qū)域胞間CO2濃度低于氣孔開放區(qū)域。