Question

閱讀分析下列材料，回答有關植物代謝的問題．
Ⅰ．20世紀50年代，卡爾文及其同事在研究光合作用時，將小球藻懸浮液裝在一個密閉玻璃容器中，通過一個通氣管向容器中通入CO₂，通氣管上有一個開關，可控制CO₂的供應，容器周圍有光源，通過控制電源開關來控制有無光照．
（1）實驗材料小球藻屬于

 

（原核、真核）生物．
（2）實驗時，卡爾文等按照預先設定的時間長度向容器內注入¹⁴C標記的CO₂，在每個時間長度結束時，把小球藻懸浮液滴入4倍體積的乙醇中，使小球藻細胞中

 

失活，殺死小球藻，同時提取其產物，采用紙層析法分離出各種化合物．紙層析法的原理是利用了不同化合物在層析液中

 

的不同．
（3）卡爾文等向密閉容器中通入¹⁴CO₂，當反應進行到5s時，¹⁴C出現(xiàn)在一種五碳化合物（C₅）和一種六碳糖（C₆）中，將反應時間縮短到0.5s時，¹⁴C出現(xiàn)在一種三碳化合物（C₃）中．上述實驗中卡爾文等是通過控制

 

來探究CO₂中碳原子轉移路徑的，采用了

 

等技術方法．
（4）在實驗中，卡爾文等還發(fā)現(xiàn)，在光照下C₃和C₅的濃度很快達到飽和并保持穩(wěn)定．但當把燈關掉后，

 

（C₃、C₅）的濃度急速升高，同時

 

（C₃、C₅）的濃度急速降低．卡爾文等在光照下突然中斷

 

的供應，這時他發(fā)現(xiàn)C₅的量積聚起來，C₃卻消失了，他們由此得出結論，固定CO₂的物質是C₅．
Ⅱ．蘆薈進行光合作用時，夜間氣孔開放，吸收CO₂轉化成某有機酸儲存在液泡中；白天氣孔關閉，液泡中的某有機酸經脫羧作用釋放CO₂參與光合作用．
（1）蘆薈氣孔開閉的特點，與其生活的環(huán)境是相適應的，推測其生活的環(huán)境最可能是

 

．若白天在某時刻忽然發(fā)現(xiàn)蘆薈植物細胞中葡萄糖含量增加，則可能是由于

 

（答環(huán)境因素）造成的．
（2）溫室大棚中的蘆薈在24：00～4：00時也有ATP的合成，原因是

 

．此過程中ATP產生的場所是

 

，影響蘆薈ATP合成的主要因素是

 

，ATP的作用是

 

．
（3）利用植物細胞的

 

（答能力），通過植物組織培養(yǎng)技術可大規(guī)模生產蘆薈的種苗，此過程中細胞分化的根本原因是

 

．
（4）植物體內有很多優(yōu)良基因，利用PCR技術可以擴增目的基因，其原理與細胞內DNA復制類似（如圖所示）．圖中引物為單鏈DNA片段，它是子鏈合成延伸的基礎．
①從理論上推測，第四輪循環(huán)產物中含有引物A的DNA片段所占的比例為

 

．
②在第

 

輪循環(huán)產物中開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長的DNA片段．

Answer 1

考點：光合作用的發(fā)現(xiàn)史,細胞呼吸的過程和意義

專題：

分析：Ⅰ分析題干獲取信息，以光合作用的發(fā)現(xiàn)過程實驗為依托考查植物的光合作用．然后根據(jù)問題要求，結合所學的相關知識進行解答
Ⅱ分析題干獲取信息，本部分是以蘆薈光合作用時，氣孔開閉的特點，綜合考查光合作用、呼吸作用在實踐中的應用，找到考查的知識點后，回憶相關知識，根據(jù)問題的具體要求分析解答．

解答： Ⅰ（1）實驗材料小球藻屬于真核生物
（2）乙醇能使蛋白質變性，用乙醇處理細胞，會使酶變性失活，從而殺死細胞，細胞內的提取物在層析液中的溶解度不同，隨層析液在濾紙條上的擴散速度不同，可把細胞內化合物分離開來
（3）卡爾文等向密閉容器中通入¹⁴CO₂，當反應進行到5s時，¹⁴C出現(xiàn)在一種五碳化合物（C₅）和一種六碳糖（C₆）中，將反應時間縮短到0.5s時，¹⁴C出現(xiàn)在一種三碳化合物（C₃）中．上述實驗中卡爾文等是通過控制反應時間來探究CO₂中碳原子轉移路徑的，采用了同位素示蹤法
（4）把燈關掉，沒有光照，光反應不能進行，無ATP和【H】產生，從而影響C₃的還原，而CO₂的固定仍然進行，所以C₃的濃度急速升高，C₅的濃度急速降低．若光照不變，突然中斷CO₂的供應，光反應產生ATP和【H】不變，C₃的還原不變，而CO₂的固定因缺少原料不能進行，會使C₅的量積聚起來，C₃消失．
Ⅱ（1）蘆薈進行光合作用時，夜間氣孔開放，吸收CO₂轉化成某有機酸儲存在液泡中；白天氣孔關閉，液泡中的某有機酸經脫羧作用釋放CO₂參與光合作用，推測其生活的環(huán)境最可能是炎熱干旱；影響光合作用的環(huán)境因素是溫度、光照強度等，和呼吸作用的海景因素是溫度、氧氣等，若白天在某時刻忽然發(fā)現(xiàn)蘆薈植物細胞中葡萄糖含量增加，說明其凈光合作用增強，可能是由于溫度更接近光合作用最適溫度或光照增加造成的
（2）植物細胞在進行光合作用的同時，也進行呼吸作用，光影響光合作用，但不影響呼吸作用，溫室大棚中的蘆薈在24：00～4：00時也有ATP的合成，原因是通過細胞呼吸（呼吸作用）合成．此過程中ATP產生的場所是細胞質基質和線粒體；影響蘆薈ATP合成的主要因素是溫度、氧氣濃度；ATP的作用是用于植物各種生命活動．
（3）植物組織培養(yǎng)技術的原理是細胞的全能性，細胞分化的根本原因是基因的選擇性表達．
（4）利用PCR技術可以擴增目的基因，其原理與細胞內DNA復制類似，屬于半保留復制，從理論上推測，第四輪循環(huán)產物中含有引物A的DNA片段所占的比例為
15/16，在第 三輪循環(huán)產物中開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長的DNA片段．

故答案應為：
Ⅰ．（1）真核
（2）酶； 溶解度
（3）反應時間； 同位素示蹤法
（4）C₃； C₅；CO₂
Ⅱ．（1）炎熱干旱；溫度更接近光合作用的最適溫度或光照增加
（2）通過細胞呼吸（呼吸作用）合成； 細胞質基質和線粒體；  溫度、氧氣濃度；用于植物各種生命活動
（3）全能性； 基因的選擇性表達
（4）①15/16   ②三

點評：本題是光合作用、呼吸作用的過程、影響因素在生產實踐中的綜合應用．知識點較多，跳躍性較大，在做題時一定認真分析甄別．