Question

I某植物生理學家通過長期的研究，繪制出了圖1（表示在正常情況和干旱缺水時光照強度與玉米光合作用強度的關系）和表（表示大豆對N、P、K三種礦質元素的需求量以及根吸收量與植物生長情況的影響）．回答下列相關問題：

無素	N（g）	P（g）	K（g）
需求量	20	10	6
根吸收量	6	10	6
大豆生長狀況	正常

（1）當干旱缺水時，光照強度與玉米光合作用強度的關系可用甲圖中的

 

曲線表示．
（2）給玉米植物提供¹⁴CO₂，¹⁴C首先出現在

 

化合物中，若改變某種實驗條件，¹⁴CO₂中的¹⁴C仍能轉換到該化合物中，但轉移到葡萄糖中的量減少甚至停止，則改變的條件最可能是

 

．
（3）從表1中可看出，大豆根從土壤中吸收的N元素量小于大豆對N元素的需求量，但仍能正常生長，這是因為

 

能夠對其補充．
（4）減少化肥的使用是今后生產糧食的方向，科研人員可采用

 

途徑獲得某種基因，然后通過基因工程改良玉米、水稻等農作物，從而減少氮肥的使用．
（5）如果玉米細胞中某種蛋白質含有198個氨基酸；硝化細菌中也有一種蛋白質含有198個氨基酸，控制兩種蛋白質合成的基因相比較，

 

含有的脫氧核苷酸數目多．
（6）玉米種皮的顏色是由細胞中的色素決定的，已知該色素不是蛋白質．那么基因控制種皮的顏色是通過控制

 

的合成來實現的．
Ⅱ赤霉素（GA）能促進大豆莖節間的伸長，生長素（IAA）也可以促進莖的伸長．某同學設計了如下實驗來驗證：赤霉索與生長素具有協同作用．
實驗步驟：
（1）取生長狀況相同的大豆幼苗若干，切取等長的同一部位的莖段，均分為三組，放入相應的三個培養皿中，編號為甲、乙、丙．
（2）甲組加入適量、適宜濃度的生長素，乙組加入等量的適宜濃度的赤霉素，丙組加入

 

．
（3）然后將三個培養皿放在

 

的條件下培養一段時間．
（4）每隔12小時，測量莖段長度一次，48小時后計算莖段伸長的平均值．實驗結果如圖2：
（5）從圖2以看出，赤霉素和生長素同時使用具有協同作用．但不能證明單獨使用時，對莖的生長也有促進作用．為了使實驗能夠證明這一點，該同學叉增加了一組實驗丁，在丁組實驗的培養皿中放相同數量的莖段，并加入

 

．其它條件與3、4步相同．
如果實驗結果證明單獨加入CA、IAA都能促進莖的伸長，那么請在圖2畫出丁組的實驗結果．

Answer 1

考點：影響光合作用速率的環境因素,植物激素及其植物生長調節劑的應用價值,基因工程的原理及技術

專題：

分析：Ⅰ、影響光合作用強度的因素有光照強度、溫度、二氧化碳濃度、水分等；玉米是C₄植物，C₄植物中CO₂被磷酸烯醇式丙酮酸的三碳化合物所固定，形成一個C₄；根瘤菌的作用是為宿主細胞提供氮肥．
Ⅱ、實驗的設計要首先把握實驗的目的，本實驗的目的是“驗證：赤霉索與生長素具有協同作用”，所以在設計實驗的過程中要注意兩者一起使用，在設置對照實驗，觀察實驗的結果，得出結論．

解答： 解：Ⅰ、（1）水是光合作用的原料之一，缺水會導致光合作用強度下降．
（2）玉米的是C4植物，C4植物中CO₂被磷酸烯醇式丙酮酸的三碳化合物所固定，形成一個C₄；由于“¹⁴CO₂中的¹⁴C仍能轉換到該化合物中”說明暗反應中二氧化碳的固定不受影響，受影響的是三碳化合物的還原，所以最可能的原因是光照停止．‘
（3）根瘤菌能夠起到固氮的作用．
（4）獲取目的基因的方法主要有兩種：一是從供體細胞的DNA中直接分離基因，最常用的方法是“鳥槍法”又叫“散彈射擊法“，另一種是人工合成基因；由于不是很清楚目的基因，所以只能采用直接分離法或鳥槍法．
（5）玉米是真核生物，真核生物的基因中有外顯子和內含子，而原核生物的基因中沒有內含子．
（6）基因控制性狀的途徑有2種：基因通過控制酶的合成來控制生物的性狀，基因還可以直接合成蛋白質來控制生物的性狀；本題中色素不是蛋白質，則基因是通過控制酶的合成來控制生物的性狀．
Ⅱ、（2）本實驗的目的是“赤霉索與生長素具有協同作用”，所以丙組應該加入等量的生長素和等量的赤霉素混合液，來觀察兩者的協同作用．
（3）為了排除無關變量的影響，培養的條件應該相同且適宜．
（5）本實驗還缺乏一個空白對照．空白對照的實驗設計是在丁組實驗的培養皿中放相同數量的莖段，并加入與甲組或乙組等量的蒸餾水．
故答案為：Ⅰ、（1）Ⅱ
（2）C₄  停止光照
（3）根瘤菌的固氮作用
（4）直接分離法或鳥槍法
（5）玉米基因
（6）有關酶
Ⅱ、（2）等量的生長素和等量的赤霉素混合液
（3）相同且適宜
（5）與甲組或乙組等量的蒸餾水

點評：本題綜合考察光合作用的影響因素、基因工程、真核生物和原核生物基因的區別、實驗的設計能力等，綜合考查學生的相關知識點的掌握、坐標圖象的分析、以及實驗數據的處理能力，實驗數據的處理應該遵循單一變量原則，確保實驗結果不同的原因來自唯一的變量的影響．