Question

马缨丹是一种外来入侵物种，原产于美洲热带地区，原产地温度较高，入侵我国后大量繁殖。研究人员通过模拟其原产地的温度探究马缨丹入侵我国后的适应性机制，结果表明，将生长在较高温度下的马缨丹进行适当降温处理后，叶片中的细胞分裂素（CTK）含量增高，叶片气孔导度（气孔开放程度）增大。请回答下列问题。

（1）在原产地，由于温度较高，白天马缨丹叶片中的部分气孔会关闭，其作用是___________________。

（2）欲探究低温处理的马缨丹叶片中光合色素的种类是否改变，可用________________提取叶片中的光合色素，然后利用纸层析法分离色素并比较对照组和实验组的________________。该探究实验中实验组是____________（填“低温”或“较高温”）处理的马缨丹叶片。

（3）有研究表明：与温度较高时相比，适当降温后马缨丹叶片气孔导度增大不是由适当降温直接引起的，而是由CTK引起的。请利用生理状况相同的马缨丹CTK缺失突变体（不能合成CTK）植株、CTK溶液、气孔导度测定仪，设计实验来验证这一结论，要求简要写出实验思路及预期结果。

实验思路：_______________________；

预期结果：______________________。

Answer

防止因蒸腾作用过强，散失大量水分 无水乙醇 滤纸条上的色素带条数（答案合理即可） 低温 实验思路：取CTK缺失突变体植株在较高温度下第一次测定气孔导度，经适当降温处理后，第二次测定气孔导度，最后给予外源CTK处理，第三次测定气孔导度 预期结果：第一次和第二次测定的气孔导度相同，第三次测定的气孔导度增大

【解析】

（1）绿叶中色素的提取和分离①提取色素的原理：色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，若没有无水乙醇可用体积分数为95%的酒精和无水Na2CO3来代替，在研磨时还应加入少许SiO2和CaCO3，其中前者有助于研磨充分，后者可防止在研磨中色素被破坏。②分离的原理是利用色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的在滤纸上扩散的快，反之则慢。（2）实验的目的是验证适当降温后气孔导度增大不是由适当降温直接引起的，而是由CTK引起的，要考虑如何根据题意设计实验。

（1）当环境温度较高时，植物的蒸腾作用较强，叶片会通过气孔散失大量水分，为了应对这一不利因素，植物会关闭部分气孔。

（2）光合色素易溶于有机溶剂无水乙醇中，故可用无水乙醇提取叶片中的光合色素。通过观察低温处理和较高温处理的两组的滤纸条上色素带条数，以探究低温处理的马缨丹叶片中光合色素的种类是否改变。

（3）根据题意分析可知，该实验的目的是验证适当降温后气孔导度增大不是由适当降温直接引起的，而是由CTK引起的，故实验应分为两部分：①证明适当降温后气孔导度增大不是由适当降温直接引起的；②证明适当降温后气孔导度增大是由CTK引起的。该实验材料为CTK缺失突变体植株（不能合成CTK），自变量应为温度和CTK的有无，因变量应为气孔导度，故设计实验时首先要取CTK缺失突变体植株在较高温度下测定一次气孔导度并记录，而后在适当降低温度的条件下再测定一次气孔导度，两次实验数据应基本相同，从而证明适当降温后气孔导度增大不是由适当降温直接引起的，最后在适当降低温度的条件下用CTK处理该CTK缺失突变体植株并测定其气孔导度，与前两次相比，第三次测定的气孔导度应增大，从而证明适当降温后气孔导度增大是由CTK引起的。