Question

【題目】干旱條件下，擬南芥葉、根細胞中溶質濃度增大，使葉片中的脫落酸（ABA）含量增高，導致葉片氣孔開度減小，光合色素的含量下降，從而引起光合作用速率下降。回答下列問題。（氣孔阻力大小與氣孔的開閉有關，氣孔全開時阻力最小）

（1）葉綠體中的光合色素分布在類囊體膜上，能夠_______________和轉化光能。光反應階段生成的ATP和[H]參與在_______________（場所）中進行的C3_______________過程，該過程的產物可以在一系列酶的作用下轉化為蔗糖和淀粉。

（2）科研人員進行了相關實驗研究，結果如圖所示。

①ABA是細胞之間傳遞_______________的分子，可以調節氣孔開閉。

②由圖可知，干旱處理會降低植物的光合作用，恢復供水則有利于光合作用，理由是_________。

③據圖結果推測：對氣孔調節功能喪失突變體施加一定濃度的ABA后，與對照組相比，如果實驗結果為_______________，則說明該突變體的氣孔開閉異常是ABA合成缺陷導致。

（3）有研究表明：在干旱條件下，ABA濃度與光合色素降解程度呈正相關。請以擬南芥的ABA缺失突變體（不能合成ABA）為材料，設計實驗來驗證這一結論。要求簡要寫出實驗思路和預期結果。______（光合色素含量的測定方法不作要求）

Answer 1

【答案】吸收、傳遞 葉綠體基質 還原 信息（信號） 干旱處理后增大葉片細胞的滲透壓，進而促進ABA的合成和分泌，導致氣孔關閉，CO2供應減少；恢復供水后，ABA含量下降，氣孔打開，CO2供應增加 氣孔阻力增加 實驗思路：取經過干旱處理的擬南芥ABA缺失突變體若干，進行分組編號，用預先配制的一定濃度梯度的ABA溶液處理，其他條件相同且適宜。一段時間后分別測定各組光合色素的含量。

預期結果：隨著ABA濃度的增大，擬南芥中光合色素含量逐漸下降

【解析】

1.實驗設計的一般步驟：

分組編號→設置對照實驗（給與不同的處理）→觀察并記錄實驗結果（注意保證無關變量的一致性）→得出結論。

2.光合作用的具體的過程：
①光反應階段：場所是類囊體薄膜
a．水的光解：2H2O4[H]+O2 b．ATP的生成：ADP+PiATP
②暗反應階段：場所是葉綠體基質
a．CO2的固定：CO2+C52C3 b．三碳化合物的還原：2C3（CH2O）+C5+H2O
由題意可知，干旱能引起擬南芥葉、根細胞中溶質濃度增大，進而細胞滲透壓增大，葉片中脫落酸（ABA）的含量增高，導致葉片氣孔開度減小，影響了作為光合原料之一的二氧化碳的吸收，同時光合色素的含量下降，最終引起光合作用速率下降。

（1）葉綠體中的光合色素分布在類囊體膜上，這些色素能夠吸收、傳遞 和轉化光能。光反應階段生成的ATP和[H]參與暗反應過程中C3的還原，暗反應進行的場所為葉綠體基質C3還原的產物可以在一系列酶的作用下轉化為蔗糖和淀粉。

（2）科研人員進行了相關實驗研究，結果如圖所示。

①ABA是一種激素，激素是一種信息分子，能夠在細胞之間傳遞信息，從而調節氣孔開閉。

②據圖可知，干旱處理后能增大葉片細胞的滲透壓，進而促進ABA的合成和分泌，導致氣孔關閉，CO2供應減少；恢復供水后，ABA含量下降，氣孔打開，CO2供應增加，因此可推知干旱處理會降低植物的光合作用，恢復供水則有利于光合作用。

③實驗結果顯示氣孔阻力與ABA含量變化趨勢一致，因此推測，對氣孔調節功能喪失突變體施加一定濃度的ABA后，如果與對照組相比，表現為氣孔阻力增加，則說明該突變體的氣孔開閉異常是ABA合成缺陷導致。

（3）本實驗的目的為，要驗證在干旱條件下，ABA濃度與光合色素降解程度呈正相關，而且題目已經給了實驗材料，根據實驗目的可知本實驗的自變量是用不同濃度梯度的ABA處理擬南芥ABA缺失突變體，因變量是擬南芥色素含量的變化，無關變量保持相同且適宜。實驗設計如下：（1）分組編號：將經過干旱處理的擬南芥ABA缺失突變體若干，進行分組編號；

（2）給與不同處理：用預先配制的一定濃度梯度的ABA溶液處理，其他條件相同且適宜。

（3）實驗結果檢測：一段時間后分別測定各組光合色素的含量。

若測得的實驗結果為隨著ABA濃度的增大，擬南芥中光合色素含量逐漸下降，則能證明上述結論。