Question

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

 

（原核、真核）生物．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，卡爾文等按照預(yù)先設(shè)定的時(shí)間長度向容器內(nèi)注入¹⁴C標(biāo)記的CO₂，在每個(gè)時(shí)間長度結(jié)束時(shí)，把小球藻懸浮液滴入4倍體積的乙醇中，使小球藻細(xì)胞中

 

失活，殺死小球藻，同時(shí)提取其產(chǎn)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(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到5s時(shí)，¹⁴C出現(xiàn)在一種五碳化合物（C₅）和一種六碳糖（C₆）中，將反應(yīng)時(shí)間縮短到0.5s時(shí)，¹⁴C出現(xiàn)在一種三碳化合物（C₃）中．上述實(shí)驗(yàn)中卡爾文等是通過控制

 

來探究CO₂中碳原子轉(zhuǎn)移路徑的，采用了

 

等技術(shù)方法．
（4）在實(shí)驗(yàn)中，卡爾文等還發(fā)現(xiàn)，在光照下C₃和C₅的濃度很快達(dá)到飽和并保持穩(wěn)定．但當(dāng)把燈關(guān)掉后，

 

（C₃、C₅）的濃度急速升高，同時(shí)

 

（C₃、C₅）的濃度急速降低．卡爾文等在光照下突然中斷

 

的供應(yīng)，這時(shí)他發(fā)現(xiàn)C₅的量積聚起來，C₃卻消失了，他們由此得出結(jié)論，固定CO₂的物質(zhì)是C₅．
Ⅱ．蘆薈進(jìn)行光合作用時(shí)，夜間氣孔開放，吸收CO₂轉(zhuǎn)化成某有機(jī)酸儲存在液泡中；白天氣孔關(guān)閉，液泡中的某有機(jī)酸經(jīng)脫羧作用釋放CO₂參與光合作用．
（1）蘆薈氣孔開閉的特點(diǎn)，與其生活的環(huán)境是相適應(yīng)的，推測其生活的環(huán)境最可能是

 

．若白天在某時(shí)刻忽然發(fā)現(xiàn)蘆薈植物細(xì)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(shí)也有ATP的合成，原因是

 

．此過程中ATP產(chǎn)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(xì)胞的

 

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

 

．
（4）植物體內(nèi)有很多優(yōu)良基因，利用PCR技術(shù)可以擴(kuò)增目的基因，其原理與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)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(chǔ)．
①從理論上推測，第四輪循環(huán)產(chǎn)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(chǎn)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(diǎn)：光合作用的發(fā)現(xiàn)史,細(xì)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(shí)驗(yàn)為依托考查植物的光合作用．然后根據(jù)問題要求，結(jié)合所學(xué)的相關(guān)知識進(jìn)行解答
Ⅱ分析題干獲取信息，本部分是以蘆薈光合作用時(shí)，氣孔開閉的特點(diǎn)，綜合考查光合作用、呼吸作用在實(shí)踐中的應(yīng)用，找到考查的知識點(diǎn)后，回憶相關(guān)知識，根據(jù)問題的具體要求分析解答．

解答： Ⅰ（1）實(shí)驗(yàn)材料小球藻屬于真核生物
（2）乙醇能使蛋白質(zhì)變性，用乙醇處理細(xì)胞，會(huì)使酶變性失活，從而殺死細(xì)胞，細(xì)胞內(nèi)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(kuò)散速度不同，可把細(xì)胞內(nèi)化合物分離開來
（3）卡爾文等向密閉容器中通入¹⁴CO₂，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到5s時(shí)，¹⁴C出現(xiàn)在一種五碳化合物（C₅）和一種六碳糖（C₆）中，將反應(yīng)時(shí)間縮短到0.5s時(shí)，¹⁴C出現(xiàn)在一種三碳化合物（C₃）中．上述實(shí)驗(yàn)中卡爾文等是通過控制反應(yīng)時(shí)間來探究CO₂中碳原子轉(zhuǎn)移路徑的，采用了同位素示蹤法
（4）把燈關(guān)掉，沒有光照，光反應(yīng)不能進(jìn)行，無ATP和【H】產(chǎn)生，從而影響C₃的還原，而CO₂的固定仍然進(jìn)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(yīng)，光反應(yīng)產(chǎn)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(jìn)行，會(huì)使C₅的量積聚起來，C₃消失．
Ⅱ（1）蘆薈進(jìn)行光合作用時(shí)，夜間氣孔開放，吸收CO₂轉(zhuǎn)化成某有機(jī)酸儲存在液泡中；白天氣孔關(guān)閉，液泡中的某有機(jī)酸經(jīng)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(qiáng)度等，和呼吸作用的海景因素是溫度、氧氣等，若白天在某時(shí)刻忽然發(fā)現(xiàn)蘆薈植物細(xì)胞中葡萄糖含量增加，說明其凈光合作用增強(qiáng)，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(xì)胞在進(jìn)行光合作用的同時(shí)，也進(jìn)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(shí)也有ATP的合成，原因是通過細(xì)胞呼吸（呼吸作用）合成．此過程中ATP產(chǎn)生的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)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(dòng)．
（3）植物組織培養(yǎng)技術(shù)的原理是細(xì)胞的全能性，細(xì)胞分化的根本原因是基因的選擇性表達(dá)．
（4）利用PCR技術(shù)可以擴(kuò)增目的基因，其原理與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制類似，屬于半保留復(fù)制，從理論上推測，第四輪循環(huán)產(chǎn)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(chǎn)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(yīng)為：
Ⅰ．（1）真核
（2）酶； 溶解度
（3）反應(yīng)時(shí)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(xì)胞呼吸（呼吸作用）合成； 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體；  溫度、氧氣濃度；用于植物各種生命活動(dòng)
（3）全能性； 基因的選擇性表達(dá)
（4）①15/16   ②三

點(diǎn)評：本題是光合作用、呼吸作用的過程、影響因素在生產(chǎn)實(shí)踐中的綜合應(yīng)用．知識點(diǎn)較多，跳躍性較大，在做題時(shí)一定認(rèn)真分析甄別．