Question

I某植物生理学家通过长期的研究，绘制出了图1（表示在正常情况和干旱缺水时光照强度与玉米光合作用强度的关系）和表（表示大豆对N、P、K三种矿质元素的需求量以及根吸收量与植物生长情况的影响）．回答下列相关问题：

无素	N（g）	P（g）	K（g）
需求量	20	10	6
根吸收量	6	10	6
大豆生长状况	正常

（1）当干旱缺水时，光照强度与玉米光合作用强度的关系可用甲图中的

 

曲线表示．
（2）给玉米植物提供¹⁴CO₂，¹⁴C首先出现在

 

化合物中，若改变某种实验条件，¹⁴CO₂中的¹⁴C仍能转换到该化合物中，但转移到葡萄糖中的量减少甚至停止，则改变的条件最可能是

 

．
（3）从表1中可看出，大豆根从土壤中吸收的N元素量小于大豆对N元素的需求量，但仍能正常生长，这是因为

 

能够对其补充．
（4）减少化肥的使用是今后生产粮食的方向，科研人员可采用

 

途径获得某种基因，然后通过基因工程改良玉米、水稻等农作物，从而减少氮肥的使用．
（5）如果玉米细胞中某种蛋白质含有198个氨基酸；硝化细菌中也有一种蛋白质含有198个氨基酸，控制两种蛋白质合成的基因相比较，

 

含有的脱氧核苷酸数目多．
（6）玉米种皮的颜色是由细胞中的色素决定的，已知该色素不是蛋白质．那么基因控制种皮的颜色是通过控制

 

的合成来实现的．
Ⅱ赤霉素（GA）能促进大豆茎节间的伸长，生长素（IAA）也可以促进茎的伸长．某同学设计了如下实验来验证：赤霉索与生长素具有协同作用．
实验步骤：
（1）取生长状况相同的大豆幼苗若干，切取等长的同一部位的茎段，均分为三组，放入相应的三个培养皿中，编号为甲、乙、丙．
（2）甲组加入适量、适宜浓度的生长素，乙组加入等量的适宜浓度的赤霉素，丙组加入

 

．
（3）然后将三个培养皿放在

 

的条件下培养一段时间．
（4）每隔12小时，测量茎段长度一次，48小时后计算茎段伸长的平均值．实验结果如图2：
（5）从图2以看出，赤霉素和生长素同时使用具有协同作用．但不能证明单独使用时，对茎的生长也有促进作用．为了使实验能够证明这一点，该同学叉增加了一组实验丁，在丁组实验的培养皿中放相同数量的茎段，并加入

 

．其它条件与3、4步相同．
如果实验结果证明单独加入CA、IAA都能促进茎的伸长，那么请在图2画出丁组的实验结果．

Answer 1

考点：影响光合作用速率的环境因素,植物激素及其植物生长调节剂的应用价值,基因工程的原理及技术

专题：

分析：Ⅰ、影响光合作用强度的因素有光照强度、温度、二氧化碳浓度、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，形成一个C₄；根瘤菌的作用是为宿主细胞提供氮肥．
Ⅱ、实验的设计要首先把握实验的目的，本实验的目的是“验证：赤霉索与生长素具有协同作用”，所以在设计实验的过程中要注意两者一起使用，在设置对照实验，观察实验的结果，得出结论．

解答： 解：Ⅰ、（1）水是光合作用的原料之一，缺水会导致光合作用强度下降．
（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，形成一个C₄；由于“¹⁴CO₂中的¹⁴C仍能转换到该化合物中”说明暗反应中二氧化碳的固定不受影响，受影响的是三碳化合物的还原，所以最可能的原因是光照停止．‘
（3）根瘤菌能够起到固氮的作用．
（4）获取目的基因的方法主要有两种：一是从供体细胞的DNA中直接分离基因，最常用的方法是“鸟枪法”又叫“散弹射击法“，另一种是人工合成基因；由于不是很清楚目的基因，所以只能采用直接分离法或鸟枪法．
（5）玉米是真核生物，真核生物的基因中有外显子和内含子，而原核生物的基因中没有内含子．
（6）基因控制性状的途径有2种：基因通过控制酶的合成来控制生物的性状，基因还可以直接合成蛋白质来控制生物的性状；本题中色素不是蛋白质，则基因是通过控制酶的合成来控制生物的性状．
Ⅱ、（2）本实验的目的是“赤霉索与生长素具有协同作用”，所以丙组应该加入等量的生长素和等量的赤霉素混合液，来观察两者的协同作用．
（3）为了排除无关变量的影响，培养的条件应该相同且适宜．
（5）本实验还缺乏一个空白对照．空白对照的实验设计是在丁组实验的培养皿中放相同数量的茎段，并加入与甲组或乙组等量的蒸馏水．
故答案为：Ⅰ、（1）Ⅱ
（2）C₄  停止光照
（3）根瘤菌的固氮作用
（4）直接分离法或鸟枪法
（5）玉米基因
（6）有关酶
Ⅱ、（2）等量的生长素和等量的赤霉素混合液
（3）相同且适宜
（5）与甲组或乙组等量的蒸馏水

点评：本题综合考察光合作用的影响因素、基因工程、真核生物和原核生物基因的区别、实验的设计能力等，综合考查学生的相关知识点的掌握、坐标图象的分析、以及实验数据的处理能力，实验数据的处理应该遵循单一变量原则，确保实验结果不同的原因来自唯一的变量的影响．