Question

15．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．
回答下列問題：
（1）實(shí)驗(yàn)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→（¹⁴CH₂O）．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，其目的是消耗葉片中原有的淀粉．
（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．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？氣孔關(guān)閉的區(qū)域胞間CO₂濃度低于氣孔開放區(qū)域．

Answer 1

分析 光反應(yīng)和暗反應(yīng)：

比較項(xiàng)目	光反應(yīng)	暗反應(yīng)
場(chǎng)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]
反應(yīng)產(chǎn)物	[H]、O2、ATP	有機(jī)物、ADP、Pi、水
物質(zhì)變化	2H2O$\stackrel{光}{→}$4[H]+O2↑ ADP+Pi$→_{酶}^{光能}$ATP	①CO2的固定： CO2+C5$\stackrel{酶}{→}$2C3 ②C3的固定：（CH2O）+C5+H2O
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(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能
實(shí)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(jìn)行，沒有暗反應(yīng)，有機(jī) 物無法合成．

解答 解：（1）二氧化碳可以通過氣孔進(jìn)入細(xì)胞中，參與光合作用，并積累在有機(jī)物中，因此實(shí)驗(yàn)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）．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，其目的是消耗葉片中原有的淀粉．
（2）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，因此與實(shí)驗(yàn)①相比，實(shí)驗(yàn)②需要較長(zhǎng)時(shí)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．
故答案為：
（l）¹⁴C  ¹⁴CO₂→¹⁴C₃→（¹⁴CH₂0）消耗葉片中原有的淀粉
（2 ）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濃度低于氣孔開放區(qū)域

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合圖表主要考查影響光合作用的環(huán)境因素，意在強(qiáng)化學(xué)生對(duì)影響光合作用的環(huán)境因素的相關(guān)知識(shí)的理解與運(yùn)用．