Question

【题目】为研究某植物在水分相对缺乏条件下，叶表面气孔是均匀关闭（所有气孔关闭程度相同）、还是不均匀关闭（有的气孔关闭，有的开放），科研人员用以下两种方法进行实验：

实验1：被测叶片置于含放射性的空气中，光照20s后将叶片速冻至-60℃，通过检测叶片放射性有机物的分布是否均匀，判断气孔是否均匀关闭

实验2：被测叶片进行光照2h后，用有机溶剂将叶片脱色后用I2-KI溶液染色，通过观察叶片蓝色分布是否均匀，判断气孔是否均匀关闭。回答下列问题：

（1）实验1选用的放射性元素应是______，该元素在暗反应中的转移途径是______。

（2）与实验1相比，实验2需要进行较长时间的光照，原因是______。如果发生气孔不均匀关闭，叶不同区域的胞间CO2浓度有何差异? ______。实验2中，被测植株需要预先在黑暗中进行处理，其目的是______。

Answer 1

【答案】 14C 14CO2→14C3→（14CH2O） 实验2中需要合成一定量的淀粉，用I2-KI处理后才能显示出差异 气孔关闭区域胞间CO2浓度低于开放区域 消耗叶片中原有的淀粉

【解析】

光反应和暗反应：

项目	光反应	暗反应
场所	基粒类囊体膜上	叶绿体的基质
条件	色素、光、酶、水、ADP	多种酶、CO2、ATP、[H]
产物	[H]、O2、ATP	有机物、ADP、Pi、水
物质变化	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
能量变化	光能→电能→ATP中活跃的化学能	ATP中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能
实质	光能转变为化学能，水光解产生O2和[H]	同化CO2形成（CH2O）
联系	①光反应为暗反应提供[H]（以NADPH形式存在）和ATP； ②暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料； ③没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成。

（1）二氧化碳可以通过气孔进入细胞中，参与光合作用，并积累在有机物中，因此实验①选用的放射性元素应是14C，该元素在暗反应中的转移途径是14CO2→14C3→（14CH20）。

（2）实验②中需要合成一定量的淀粉，用I-KI处理后才能显示出颜色差异，因此与实验①相比，实验②需要较长时间的光照。如果发生气孔不均匀关闭，使得气孔关闭的区域胞间CO2浓度低于气孔开放区域。上述实验中，如果有被测植株需要预先在黑暗中进行处理，其目的是消耗叶片中原有的淀粉。