(2019·全國(guó)Ⅰ，29節(jié)選)將生長(zhǎng)在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進(jìn)行干旱處理，該植物根細(xì)胞中溶質(zhì)濃度增大，葉片中的脫落酸(ABA)含量增高，葉片氣孔開度減小。有研究表明：干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。請(qǐng)以該種植物的ABA缺失突變體(不能合成ABA)植株為材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這一結(jié)論。要求簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期結(jié)果。_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案取ABA缺失突變體植株在正常條件下測(cè)定氣孔開度，經(jīng)干旱處理后，再測(cè)定氣孔開度。預(yù)期結(jié)果是干旱處理前后氣孔開度不變。將上述經(jīng)干旱處理的ABA缺失突變體植株分成兩組，在干旱條件下，一組進(jìn)行ABA處理，另一組作為對(duì)照組，一段時(shí)間后，分別測(cè)定兩組的氣孔開度。預(yù)期結(jié)果是ABA處理組氣孔開度減小，對(duì)照組氣孔開度不變。解析本實(shí)驗(yàn)需先設(shè)計(jì)干旱處理與非干旱處理的對(duì)照，證明干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的；再設(shè)計(jì)在干旱條件下ABA處理組與非ABA處理組的對(duì)照，證明干旱條件下氣孔開度減小是由ABA引起的?！白兞靠刂品ā保汗夂献饔孟嚓P(guān)實(shí)驗(yàn)大多結(jié)合光合作用的原料、產(chǎn)物、場(chǎng)所和條件展開。解答此類題目時(shí)，要重點(diǎn)注意變量的控制。(1)需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定實(shí)驗(yàn)自變量如“驗(yàn)證光合作用需要CO2”的實(shí)驗(yàn)中，自變量為CO2的有無，因此，需設(shè)置一組有CO2，另一組無CO2。(2)依據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)材料和方法確定因變量(觀察對(duì)象)如：①水生植物可以用氣泡的產(chǎn)生量或產(chǎn)生速率為觀察對(duì)象；②離體葉片若事先沉入水底，可以用單位時(shí)間內(nèi)上浮的葉片數(shù)目為觀察對(duì)象；③植物體上的葉片，可以用指示劑(如碘液)處理后葉片顏色的變化為觀察對(duì)象；④水綿作為實(shí)驗(yàn)材料時(shí)要借助顯微鏡，以好氧細(xì)菌的分布情況為觀察對(duì)象。(3)嚴(yán)格控制無關(guān)變量：除了自變量不同外，無關(guān)變量要保持相同且適宜。1．下圖為探究光合作用的裝置圖，請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)若用上圖所示裝置來探究CO2是否為光合作用的原料，則還應(yīng)該再增加一個(gè)裝置，做法是_______________________________________________________________________________。(2)若用上圖所示裝置來探究元素X是否為植物的必需礦質(zhì)元素，則還應(yīng)該再增加一個(gè)裝置，做法是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若將上圖所示裝置中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的NaHCO3溶液換成等量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的NaOH溶液，則在開始的短暫時(shí)間內(nèi)，植物的葉綠體中C3與C5相對(duì)含量的變化情況是___________________________________________________________________________________________。答案(1)將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的NaHCO3溶液換成等量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的NaOH溶液，其他條件與圖所示裝置相同(2)將水槽中的完全培養(yǎng)液替換成等量的只缺少元素X的完全培養(yǎng)液，其他條件與圖所示裝置相同(3)C3相對(duì)含量下降，C5相對(duì)含量上升解析(1)在設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)時(shí)，一般將要探究的因素設(shè)為自變量，其他因素必須保持一致。本實(shí)驗(yàn)中是否有CO2是自變量，根據(jù)題意可知增加的一組實(shí)驗(yàn)裝置中應(yīng)該沒有CO2。(2)若探究元素X是否為植物的必需礦質(zhì)元素，可以采用水培法，增加的裝置中應(yīng)將水槽中的完全培養(yǎng)液替換成等量的只缺少元素X的完全培養(yǎng)液，其他條件與圖所示裝置相同。(3)若將NaHCO3溶液替換為NaOH溶液，則短時(shí)間內(nèi)CO2含量減少，使CO2的固定減弱，C3合成減少而消耗仍在繼續(xù)，所以C3相對(duì)含量降低，C5相對(duì)含量升高。2．(2020·山東卷，21)人工光合作用系統(tǒng)可利用太陽(yáng)能合成糖類，相關(guān)裝置及過程如下圖所示，其中甲、乙表示物質(zhì)，模塊3中的反應(yīng)過程與葉綠體基質(zhì)內(nèi)糖類的合成過程相同。(1)該系統(tǒng)中執(zhí)行相當(dāng)于葉綠體中光反應(yīng)功能的模塊是__________________，模塊3中的甲可與CO2結(jié)合，甲為________________。(2)若正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中氣泵突然停轉(zhuǎn)，則短時(shí)間內(nèi)乙的含量將________(填“增加”或“減少”)。若氣泵停轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率也會(huì)發(fā)生改變，原因是_____________________________________________________________________________________________。(3)在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，該系統(tǒng)糖類的積累量________(填“高于”“低于”或“等于”)植物，原因是_____________________________________________。(4)干旱條件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是______________________________。人工光合作用系統(tǒng)由于對(duì)環(huán)境中水的依賴程度較低，在沙漠等缺水地區(qū)有廣闊的應(yīng)用前景。答案(1)模塊1和模塊2五碳化合物(或C5)(2)減少模塊3為模塊2提供的ADP、Pi和NADP＋不足(3)高于人工光合作用系統(tǒng)沒有呼吸作用消耗糖類(或植物呼吸作用消耗糖類)(4)葉片氣孔開放程度降低，CO2的吸收量減少解析分析題圖可知，模塊1將光能轉(zhuǎn)換為電能，模塊2電解水，同時(shí)轉(zhuǎn)換能量供模塊3還原CO2產(chǎn)生糖類，比較這一過程與光合作用的全過程可知，模塊1和模塊2相當(dāng)于光合作用的光反應(yīng)階段，模塊3相當(dāng)于光合作用的暗反應(yīng)階段。(1)根據(jù)上面的分析可知，該系統(tǒng)中執(zhí)行相當(dāng)于葉綠體中光反應(yīng)功能的模塊，即吸收和轉(zhuǎn)化光能的模塊是模塊1和模塊2。光合作用的暗反應(yīng)包括兩步反應(yīng)，一是CO2的固定：CO2在特定酶的作用下，與C5結(jié)合，形成C3。二是C3的還原：C3接受ATP和NADPH釋放的能量，在酶的作用下最終轉(zhuǎn)化為糖類和C5。比較該過程與模塊3的反應(yīng)過程可知，甲與CO2反應(yīng)產(chǎn)生乙，這一階段為CO2的固定，那么甲為C5，即五碳化合物，乙為C3，即三碳化合物。(2)若正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中氣泵突然停轉(zhuǎn)，相當(dāng)于光合作用過程中突然停止供應(yīng)CO2，CO2的固定受阻，進(jìn)而導(dǎo)致乙(C3)的合成量減少，短時(shí)間內(nèi)C3的還原正常進(jìn)行，消耗量不變，C3含量減少。光合作用的暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi和NADP＋，若氣泵停轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，相當(dāng)于暗反應(yīng)無法進(jìn)行，就無法為模塊2提供ADP、Pi和NADP＋，從而影響了模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率。(3)植物有機(jī)物的積累量稱為凈光合作用量，即有機(jī)物的制造量(真正光合作用量)減去呼吸作用消耗的有機(jī)物量。這個(gè)人工光合作用系統(tǒng)中只有有機(jī)物的制造，沒有呼吸作用的消耗，所以在固定的CO2量(即真正光合作用量)相等的情況下，有機(jī)物(糖類)的積累量將高于植物。(4)干旱條件下，植物為降低蒸騰作用對(duì)水分的過度散失，氣孔的開放程度降低，進(jìn)而影響CO2的吸收，會(huì)間接影響光合作用速率。3．如圖所示裝置是研究光合作用和細(xì)胞呼吸常用的實(shí)驗(yàn)裝置之一(實(shí)驗(yàn)過程中除自變量外，其他條件相同且適宜)。若A內(nèi)為水培陽(yáng)生植物，請(qǐng)用多套該裝置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)初步估測(cè)A植物1700Lux，用液滴移動(dòng)的距離來表示氣體變化量)，寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，并從數(shù)學(xué)模型角度進(jìn)行結(jié)果分析。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________。結(jié)果分析：_______________________________________________________________________________________________________