Question

【題目】野生型煙草植株的氣孔導度相對值每24h會發生周期性變化，常被生物學家作為模式植物進行研究。科研人員使用化學誘變劑處理野生型煙草，誘導煙草發生基因突變，篩選得到周期節律改變的純合突變體Z（生物鐘周期為20h）和突變體T（生物鐘周期為28h），他們推測植物生物鐘周期與自然環境晝夜周期可能共同影響光合作用。請回答下列問題：

（1）提取煙草葉肉細胞中的色素時需要加CaCO3，其目的是_______________ 。在層析液中溶解度最大是______________素，其主要吸收_______________ 。

（2）科研人員檢測了野生型煙草在T20（光照和黑暗各10h）、T24（光照和黑暗各12h，模擬自然環境星夜周期）和T28（光照和黑暗各14h）條件下葉片的葉綠素含量，結果如圖1所示。根據該數據可以得出的結論是_______________ 。

（3）科研人員在圖1所示結果的基礎上繼續進行了圖2所示的實驗，這組實驗的目的是“探究植物生物鐘周期與自然環境晝夜周期之間的匹配程度是否通過影響葉綠素含量來影響光合作用”，但是該實驗缺乏對照實驗，導致不能得出合理的結論。你覺得應該如何設置對照實驗，請寫出你的方案： _______________ 。

（4）氣孔導度的周期性變化也會通過影響光合作用的 _______________，從而影響光合速率。

Answer 1

【答案】防止葉綠素被破壞 胡蘿卜 藍紫 植物生物鐘周期長于或短于自然環境晝夜周期均會導致煙草葉片葉綠素含量減少 設置一組突變體T和突變體Z在自然環境晝夜周期（24 h）條件下的對照實驗 暗反應

【解析】

據圖1分析，T24的葉綠素含量最高，T20的葉綠素含量次之，T28的葉綠素含量最低。據圖2分析，突變體T在T28條件下的葉綠素含量比在T20條件下高，而突變體Z在T28條件下的葉綠素含量比在T20條件下的低。

（1）為了防止葉綠素被破壞，所以在提取煙草葉肉細胞中的色素時需要加CaCO3；根據層析的結果，胡蘿卜素的擴散速度最快，因為其在層析液中溶解度最大；胡蘿卜素主要吸收藍紫光。

（2）根據以上分析可知，T24的葉綠素含量最高，T20葉綠素含量次之，T28的葉綠素含量最低，說明植物生物鐘周期長于或短于環境周期均導致擬南芥葉片葉綠素含量減少。

（3）根據圖2分析可知，該實驗的自變量是突變體的種類（生物周期不同）、環境晝夜周期，因變量是葉綠素含量，因此該實驗的目的是探究植物生物鐘周期與環境周期之間匹配程度是否通過影響葉綠素含量而影響光合作用。該實驗環境晝夜周期只有T20、T28，而沒有T24，且沒有野生型的實驗情況，所以應該補充突變體Z和T在T24條件下的實驗。

（4）由于CO2從氣孔進入細胞，參與暗反應，所以氣孔導度的周期性變化也會通過影響光合作用的暗反應。