Question

【題目】研究人員利用密閉玻璃容器探究環(huán)境因素對(duì)自花受粉植物光合作用的影響，并培育高產(chǎn)新品種。下圖是在溫度適宜、CO2濃度為0.03%的條件下測(cè)得的相關(guān)曲線。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：

（1）如圖B、G點(diǎn)產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所________（填“是”或“不是”）完全相同。

（2）由圖可知，該植株光照時(shí)間至少有____h，其中有光照且光照強(qiáng)度一定保持不變的時(shí)間段有____________，限制EF段的主要環(huán)境因素為______________。

（3）F點(diǎn)時(shí)有機(jī)物的制造量是____________mmol/h（用氧氣產(chǎn)生量表示）。

（4）當(dāng)CO2濃度變?yōu)?.3%的條件下再測(cè)得相關(guān)的曲線，分析S1、S2和S3的面積變化分別是__________、________、________（填“增大”“不變”或“減小”）。

（5）為獲得高產(chǎn)品新種，科研人員對(duì)該植株進(jìn)行誘變處理，若該種植物的AA和aa植株分別發(fā)生隱性突變（顯性基因突變?yōu)殡[性基因）和顯性突變（隱性基因突變?yōu)轱@性基因），且在子一代中都得到了基因型為Aa的個(gè)體，則最早在子____代中能觀察到該顯性突變的性狀；最早在子____代中能分離得到顯性突變純合體；最早在子____代中能觀察到該隱性突變的性狀；最早在子____代中能分離得到隱性突變純合體。

Answer 1

【答案】不是 14 AB和CD CO2濃度 7 不變 增大 不變 一 三 二 二

【解析】

由于實(shí)驗(yàn)條件為溫度適宜，故整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中可認(rèn)為呼吸速率相同，根據(jù)GH段植物只進(jìn)行呼吸作用，氧氣的釋放量為2，而曲線AG釋放的氧氣量小于2，可知AG段一直存在光合速率，0-2h光合速率小于呼吸速率，2h-13h之間光合速率大于呼吸速率，2h和13h的點(diǎn)光合速率等于呼吸速率。13h-14h光合速率小于呼吸速率，G點(diǎn)是光合速率消失的點(diǎn)。影響光合速率的因素有光照強(qiáng)度、溫度、二氧化碳濃度等，圖示是在溫度適宜、CO2濃度為0.03%的條件下測(cè)得的相關(guān)曲線，可知本題研究的影響因素應(yīng)是光照強(qiáng)度，AB段、CD段還沒有達(dá)到光合速率的最大值，故此時(shí)限制光合速率的因素是光照強(qiáng)度，EF段已經(jīng)達(dá)到了光合速率的最大值，限制因素可能是二氧化碳濃度。

（1）由以上分析可知，A點(diǎn)就開始進(jìn)行光合作用了，B點(diǎn)既有光合作用又有呼吸作用，產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體，G點(diǎn)時(shí)光合作用消失，產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，故B、G點(diǎn)產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所不完全相同。

（2）圖中A點(diǎn)開始進(jìn)行光合作用，G點(diǎn)時(shí)光合作用消失。因此得到圖中曲線的實(shí)驗(yàn)中，給植株光照時(shí)間共有14h，根據(jù)分析可知，其它因素不變的情況下，光照強(qiáng)度不變，光合速率不變，故其中有光照且光照強(qiáng)度一定保持不變的時(shí)間段有AB和CD，在密閉容器中，限制EF段的主要環(huán)境因素為CO2濃度。

（3）圖中的呼吸速率為2mmol/h，F(xiàn)點(diǎn)時(shí)的凈光合速率為5mmol/h，由于真光合速率=凈光合速率+呼吸速率，故F點(diǎn)時(shí)有機(jī)物的制造量=5+2=7mmol/h（用氧氣產(chǎn)生量表示）。

（4）當(dāng)CO2濃度變?yōu)?.3%時(shí)，即增加了環(huán)境中二氧化碳濃度，但細(xì)胞的呼吸不受影響，即細(xì)胞的呼吸速率不變，而S3表示GH段呼吸消耗的有機(jī)物，故S3的面積不變，AB段光照強(qiáng)度較低，限制AB段光合速率的主要因素是光照強(qiáng)度，二氧化碳濃度對(duì)其幾乎不影響，而S1表示AB段由于光合速率小于呼吸速率而消耗的自身有機(jī)物的量，故S1的面積也不變，EF段的光照強(qiáng)度較大，限制光合速率的因素是二氧化碳的濃度，當(dāng)二氧化碳的濃度增加時(shí)，光合速率增加，由于呼吸速率不變，故EF段的凈光合速率增加，積累的有機(jī)物增加，而S2的面積表示2h-13h積累有機(jī)物的量，所以S2的面積增加。

（5）aa植株在自花授粉后，其子一代的表現(xiàn)型均為隱性性狀，而aa植株發(fā)生顯性突變后，其配子中出現(xiàn)A，自花授粉后，其子一代出現(xiàn)了少數(shù)顯性性狀，因此最早在子一代中就能觀察到該顯性突變。AA植株在自花授粉后，其子一代的表現(xiàn)型均為顯性性狀，其發(fā)生隱性突變后，其配子中出現(xiàn)了a，自花授粉后，其子一代基因型為AA、Aa，但其表現(xiàn)型仍均為顯性性狀，繼續(xù)自花授粉后，子二代出現(xiàn)了隱性性狀，因此最早在子二代中就能夠觀察到該隱性突變。aa植株顯性突變后，其子一代基因型為Aa、aa，分離出顯性純合植株需再進(jìn)行自花授粉，子二代基因型為AA、Aa、aa，再通過自交觀察后代是否發(fā)生性狀分離來分離出顯性純合植株，其中子三代未出現(xiàn)隱性性狀的植株為顯性突變純合體植株。AA植株隱性突變后，其子一代基因型為AA、Aa，自花授粉后，子二代表現(xiàn)為隱性性狀的個(gè)體為隱性突變純合體植株。隱性植株出現(xiàn)后，即為穩(wěn)定遺傳的個(gè)體，故最早在子二代中能分離得到隱性突變純合體。