Question

甘蔗是生长在我国南方的一种很重要的经济作物，在生物学上它也是一种典型的C₄植物．据此回答下列问题：

（1）用显微镜观察甘蔗叶片的横切面，可以发现围绕其维管束的是呈

 

的两圈细胞．
（2）传统的甘蔗种植方式是很浪费蔗种的，现在通过生物技术可以生产如图1所示的人工种子，制造人工种子的原理是在组织培养得到的“胚状体”的最外面用一层有机膜包裹，并在薄膜以内放入一些营养物质，这层膜和这些营养物质分别具有种皮和胚乳的功能，如右图所示．在制造过程中还可加入某些农药、菌肥等．由离体的植物体细胞形成胚状体的过程中要经过的两个重要的生理过程是

 

，在这一过程中被培养的细胞始终受

 

的调节．
（3）从保证甘蔗人造种子正常生命力及生态系统物质循环上来看，其外部薄膜应具有

 

和

 

的特点．
（4）在甘蔗人工种子中被包入的菌肥通常可用

 

．
（5）科学家们发现甘蔗这类C₄植物合成淀粉的部位是维管束鞘细胞，叶肉细胞中不能合成淀粉的原因是缺少暗反应所需要的三羧酸酶系．为证明C₄植物叶肉细胞中因缺少暗反应所需的三羧酸酶系而不能合成淀粉，请利用如图2所提供的实验材料和下面提供的试剂设计实验，并回答问题．
试剂：如图2所示的A液、B液，三羧酸酶系稀释液、蒸馏水、碘液、试管、吸管、水浴锅等．步骤：
①

 

．
②

 

．
③分别向三支试管中加入等量的ATP、NADPH后通入适宜浓度的CO₂，且在25°C水浴中保温．
④

 

．
结果：

 

．
对实验结果的分析：

 

．

Answer 1

考点：光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化,影响光合作用速率的环境因素,植物培养的条件及过程

专题：

分析：分析图1，表示人工种子，离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织，然后再分化生成胚状体，人工种子是以植物组织培养得到的胚状体，不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子．
分析图2，为证明C₄植物叶肉细胞中因缺少暗反应所需的三羧酸酶系而不能合成淀粉，利用图2提供的实验材料进行实验设计．实验设计时应遵循对照原则和单一变量原则．

解答： 解：（1）甘蔗是一种典型的C₄植物，用显微镜观察甘蔗叶片的横切面，可以发现围绕其维管束的是呈花环型的两圈细胞．
（2）由离体的植物体细胞形成胚状体的过程中要经过的两个重要的生理过程是脱分化和再分化，在这一过程中被培养的细胞始终受植物激素（或生长素和细胞分裂素）的调节．
（3）从保证甘蔗人造种子正常生命力及生态系统物质循环上来看，其外部薄膜应具有透气不透水和能被微生物降解的特点．
（4）在甘蔗人工种子中被包入的菌肥通常可用固氮菌（或圆褐固氮菌）．
（5）为了证明C₄植物叶肉细胞中因缺少暗反应所需的三羧酸酶系而不能合成淀粉，可进行以下实验：①取3支洁净的试管，编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，向Ⅰ、Ⅱ两试管中加入2ml上述实验取得的A液，向Ⅲ号试管加入上述实验取得的B液；②向Ⅰ、Ⅲ两试管加入等量的蒸馏水，向Ⅱ号试管加入等体积的三羧酸酶系；③分别向三支试管中加入等量的ATP、NADPH后通入适宜浓度的CO₂，且在25°C水浴中保温；④一段时间后，取出试管各滴加2滴碘液，观察现象．
结果：试管Ⅰ不产生淀粉，故不变蓝，试管Ⅱ、Ⅲ都产生淀粉，故变蓝．
对实验结果的分析：试管Ⅰ中加入了叶肉细胞的叶绿体基质，因没有加入三羧酸酶系，不能进行暗反应，也就不能合成淀粉，故加入碘液后不变蓝；试管Ⅱ中，虽也是叶肉细胞的叶绿体基质，但加入了三羧酸酶系，能进行暗反应，能合成淀粉，故加入碘液后溶液变蓝；试管Ⅲ中加入了微管束鞘细胞的叶绿体基质，但因本身含有三羧酸酶系，能进行暗反应，能合成淀粉，故加入碘液后溶液变蓝．
故答案为；
（1）花环型
（2）脱分化和再分化       植物激素（或生长素和细胞分裂素）
（3）透气不透水     能被微生物降解
（4）固氮菌（或圆褐固氮菌，答根瘤菌者不得分）
（5）①取3支洁净的试管，编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，向Ⅰ、Ⅱ两试管中加入2ml上述实验取得的A液，向Ⅲ号试管加入上述实验取得的B液
②向Ⅰ、Ⅲ两试管加入等量的蒸馏水，向Ⅱ号试管加入等体积的三羧酸酶系
④一段时间后，取出试管各滴加2滴碘液，观察现象
结果：试管Ⅰ不变蓝，试管Ⅱ、Ⅲ变蓝
对实验结果的分析：
试管Ⅰ中加入了叶肉细胞的叶绿体基质，因没有加入三羧酸酶系，不能进行暗反应，也就不能合成淀粉，故加入碘液后不变蓝；
试管Ⅱ中，虽也是叶肉细胞的叶绿体基质，但加入了三羧酸酶系，能进行暗反应，能合成淀粉，故加入碘液后溶液变蓝；
试管Ⅲ中加入了微管束鞘细胞的叶绿体基质，但因本身含有三羧酸酶系，能进行暗反应，能合成淀粉，故加入碘液后溶液变蓝．

点评：本题着重考查了光合作用、呼吸作用过程中的物质变化和能量变化，植物组织培养的过程等方面的知识，意在考查考生能识记并理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成一定知识网络的能力，并且具有一定的分析能力和理解能力．