将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理,该植物根细胞中溶质浓度增大,叶片中的脱落酸(ABA)含量增高,叶片气孔开度减小,回答下列问题。
(1)经干旱处理后,该植物根细胞的吸水能力_______________________。
(2)与干旱处理前相比,干旱处理后该植物的光合速率会_______________________,出现这种变化的主要原因是_________________。
(3)有研究表明:干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的,请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料,设计实验来验证这一结论,要求简要写出实验思路和预期结果。______
增强 降低 气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少 实验思路:取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度,经干旱处理后,再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。
将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱条件下,一组进行ABA处理,另一组作为对照组,一段时间后,分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小,对照组气孔开度不变。
【解析】
【分析】
本题以干旱处理后植物根细胞中溶质浓度变化、叶片中的脱落酸(ABA)含量变化和叶片气孔开度变化为背景考查渗透作用、光合作用和实验设计等相关知识。当细胞中溶质浓度增大时,细胞渗透压增大,对水分子吸引力也增大;叶片气孔开度变化会影响植物对二氧化碳的吸收,进而影响光合作用的暗反应;实验设计必须遵循单一变量原则、等量原则、对照原则等。
【详解】
(1)经干旱处理后,根细胞的溶质浓度增大,渗透压增大,对水分子吸引力增大,植物根细胞的吸水能力增强。
(2)据题干条件可知干旱处理后该植物的叶片气孔开度减小,导致叶片细胞吸收CO2减少,暗反应减弱,因此光合速率会下降;
(3)根据题意分析可知,实验目的为验证干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的,故实验应分为两部分:①证明干旱条件下植物气孔开度变化不是缺水引起的;②证明干旱条件下植物气孔开度减小是ABA引起的。该实验材料为ABA缺失突变体植株(不能合成ABA),自变量应分别为①正常条件和缺水环境、②植物体中ABA的有无,因变量均为气孔开度变化,据此设计实验。
①取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度,经干旱处理后,再测定气孔开度,预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。可说明缺水环境不影响ABA缺失突变体植株气孔开度变化,即干旱条件下植物气孔开度变化不是缺水引起的。
②将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱条件下,一组进行ABA处理,另一组作为对照组,一段时间后,分别测定两组的气孔开度,预期结果是ABA处理组气孔开度减小,对照组气孔开度不变。可说明干旱条件下植物气孔开度减小是ABA引起的。
【点睛】
本题的难点是实验设计,要设计验证干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的实验,既要证明干旱条件下植物气孔开度变化不是缺水引起的,又要证明干旱条件下植物气孔开度减小是ABA引起的,从而增加了题目的难度。
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撕取蚕豆的叶表皮,剪成大小相等的小块,分别浸入不同浓度的硝酸钾溶液中。经过一段时间后,用显微镜观察实验的结果如下表,下列分析正确的有( )
KNO3溶液浓度/ (mol·L-1) | A | B | C | D | E | F |
0.11 | 0.12 | 0.125 | 0.13 | 0.14 | 0.5 | |
质壁分离程度 | — | — | 初始分离 | 分离 | 显著分离 | 显著分离 |
质壁分离复原状态 | — | — | 自动复原 | 自动复原 | 诱发复原 | 不能复原 |
A.蚕豆叶表皮细胞的细胞液浓度约为0.125~0.13 mol·L-1之间
B. 细胞质壁分离的基本条件是KNO3溶液浓度大于蚕豆表皮细胞的细胞液浓度
C.发生自动复原的原因是K+、N通过主动运输方式逐步进入细胞
D. F组不能再诱发其复原的原因是细胞因过度失水而死亡