题目内容
【题目】植物叶片的气孔是CO2流入叶片的门户,也是蒸腾散失水分的门户。某转基因拟南芥的气孔保卫细胞中存在一种特殊的K+通道(BLINK1,如图1),它可调控气孔快速开启与关闭;而野生拟南芥无BLINK1,气孔开闭较慢。图2表示拟南芥在一天中连续光照和间隔光照(强光和弱光交替光照)下的实验结果。请回答:
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(1)由图1分析,转基因拟南芥保卫细胞吸收K+的方式为____,其气孔可快速开启的可能原因是____。
(2)CO2进入叶绿体后,先与RuBP结合形成1个____分子,随即该分子分解成2个3-磷酸甘油酸分子,再经NADPH提供的____及ATP、酶等作用下形成三碳糖。
(3)图2中,连续光照下,野生植株和转基因植株每升水可产生植物茎的干重无显著差异,这是因为两者气孔在连续光照下均开启,____;间隔光照下,转基因植株每升水可产生植物茎的干重大于野生植株,是因为转基因植株在强光时____,而弱光时____,所以每升水可产生更多的干物质。
(4)该研究成果有望推广至大田农业生产中,因为通常多云天气下,太阳光照不时会出现不规律的____现象进而可能影响农作物干物质增量。
【答案】主动转运 K+进入细胞后使细胞液浓度升高,细胞吸水 六碳 氢和能量 二氧化碳摄入量和水分散失量基本相当/两者的CO2吸收量和水分蒸腾量基本相当 气孔快速打同开,快摄入二氧化碳 气孔能快速关闭,减少水分蒸发量 间隔光照(强光和弱光交替光照)
【解析】
分析图1,在光照条件下,钾离子通过K+通道(BLINK1)进入气孔细胞内,需要消耗能量,属于主动运输。
分析图2,自变量是植株类型(是否含BLINK1)和光照类型(连续光照或者是强光和弱光交替光照),因变量是每单位重量水分干物质量,可以反映蒸腾作用的强弱和气孔的开放程度。
(1)据上分析可知,钾离子通过K+通道(BLINK1)进入气孔细胞内,需要消耗能量,属于主动转运。由于钾离子通过K+通道(BLINK1)进入气孔细胞内,提高了胞内渗透压,保卫细胞吸水膨胀,气孔快速开启。
(2)CO2在酶的催化下,与RuBP结合生成六碳化合物,该分子随即分解成2个三碳酸,进而在光反应提供的[H]和ATP的条件下被还原为三碳糖,其中NADPH为暗反应提供的是氢和能量。
(3)据图2分析可知,在连续光照下,野生株和含BLINK1植株的茎干重无显著性差异,因为连续光照下,野生株和含BLINK1植株的均气孔开启,二氧化碳摄入量和水分散失量基本相当;间隔光照下,含BLINK1植株的茎干重大于野生株,因为间隔光照下,强光时含BLINK1植株气孔能快速打开,加快二氧化碳摄入,弱光时,气孔能快速关闭,减少水分蒸发量,所以每单位重量水分干物质量大。
(4)通常大田环境通常多云天气,这些现象会出现强光和弱光交替光照,均可能影响农作物干物质增量(或粮食产量),BLINK1植株可以在强光和弱光交替光照下气孔能快速打开或关闭,增加每单位重量水分干物质量。