Question

【题目】野生型烟草植株的气孔导度相对值每24h会发生周期性变化，常被生物学家作为模式植物进行研究。科研人员使用化学诱变剂处理野生型烟草，诱导烟草发生基因突变，筛选得到周期节律改变的纯合突变体Z（生物钟周期为20h）和突变体T（生物钟周期为28h），他们推测植物生物钟周期与自然环境昼夜周期可能共同影响光合作用。请回答下列问题：

（1）提取烟草叶肉细胞中的色素时需要加CaCO3，其目的是_______________ 。在层析液中溶解度最大是______________素，其主要吸收_______________ 。

（2）科研人员检测了野生型烟草在T20（光照和黑暗各10h）、T24（光照和黑暗各12h，模拟自然环境星夜周期）和T28（光照和黑暗各14h）条件下叶片的叶绿素含量，结果如图1所示。根据该数据可以得出的结论是_______________ 。

（3）科研人员在图1所示结果的基础上继续进行了图2所示的实验，这组实验的目的是“探究植物生物钟周期与自然环境昼夜周期之间的匹配程度是否通过影响叶绿素含量来影响光合作用”，但是该实验缺乏对照实验，导致不能得出合理的结论。你觉得应该如何设置对照实验，请写出你的方案： _______________ 。

（4）气孔导度的周期性变化也会通过影响光合作用的 _______________，从而影响光合速率。

Answer 1

【答案】防止叶绿素被破坏 胡萝卜 蓝紫 植物生物钟周期长于或短于自然环境昼夜周期均会导致烟草叶片叶绿素含量减少 设置一组突变体T和突变体Z在自然环境昼夜周期（24 h）条件下的对照实验 暗反应

【解析】

据图1分析，T24的叶绿素含量最高，T20的叶绿素含量次之，T28的叶绿素含量最低。据图2分析，突变体T在T28条件下的叶绿素含量比在T20条件下高，而突变体Z在T28条件下的叶绿素含量比在T20条件下的低。

（1）为了防止叶绿素被破坏，所以在提取烟草叶肉细胞中的色素时需要加CaCO3；根据层析的结果，胡萝卜素的扩散速度最快，因为其在层析液中溶解度最大；胡萝卜素主要吸收蓝紫光。

（2）根据以上分析可知，T24的叶绿素含量最高，T20叶绿素含量次之，T28的叶绿素含量最低，说明植物生物钟周期长于或短于环境周期均导致拟南芥叶片叶绿素含量减少。

（3）根据图2分析可知，该实验的自变量是突变体的种类（生物周期不同）、环境昼夜周期，因变量是叶绿素含量，因此该实验的目的是探究植物生物钟周期与环境周期之间匹配程度是否通过影响叶绿素含量而影响光合作用。该实验环境昼夜周期只有T20、T28，而没有T24，且没有野生型的实验情况，所以应该补充突变体Z和T在T24条件下的实验。

（4）由于CO2从气孔进入细胞，参与暗反应，所以气孔导度的周期性变化也会通过影响光合作用的暗反应。