Question

【題目】研究人員利用密閉玻璃容器探究環境因素對自花受粉植物光合作用的影響，并培育高產新品種。下圖是在溫度適宜、CO2濃度為0.03%的條件下測得的相關曲線。請據圖回答下列問題：

（1）如圖B、G點產生ATP的場所________（填“是”或“不是”）完全相同。

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

（3）F點時有機物的制造量是____________mmol/h（用氧氣產生量表示）。

（4）當CO2濃度變為0.3%的條件下再測得相關的曲線，分析S1、S2和S3的面積變化分別是__________、________、________（填“增大”“不變”或“減小”）。

（5）為獲得高產品新種，科研人員對該植株進行誘變處理，若該種植物的AA和aa植株分別發生隱性突變（顯性基因突變為隱性基因）和顯性突變（隱性基因突變為顯性基因），且在子一代中都得到了基因型為Aa的個體，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】

由于實驗條件為溫度適宜，故整個實驗過程中可認為呼吸速率相同，根據GH段植物只進行呼吸作用，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的點光合速率等于呼吸速率。13h-14h光合速率小于呼吸速率，G點是光合速率消失的點。影響光合速率的因素有光照強度、溫度、二氧化碳濃度等，圖示是在溫度適宜、CO2濃度為0.03%的條件下測得的相關曲線，可知本題研究的影響因素應是光照強度，AB段、CD段還沒有達到光合速率的最大值，故此時限制光合速率的因素是光照強度，EF段已經達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點就開始進行光合作用了，B點既有光合作用又有呼吸作用，產生ATP的場所為細胞質基質、線粒體和葉綠體，G點時光合作用消失，產生ATP的場所為細胞質基質和線粒體，故B、G點產生ATP的場所不完全相同。

（2）圖中A點開始進行光合作用，G點時光合作用消失。因此得到圖中曲線的實驗中，給植株光照時間共有14h，根據分析可知，其它因素不變的情況下，光照強度不變，光合速率不變，故其中有光照且光照強度一定保持不變的時間段有AB和CD，在密閉容器中，限制EF段的主要環境因素為CO2濃度。

（3）圖中的呼吸速率為2mmol/h，F點時的凈光合速率為5mmol/h，由于真光合速率=凈光合速率+呼吸速率，故F點時有機物的制造量=5+2=7mmol/h（用氧氣產生量表示）。

（4）當CO2濃度變為0.3%時，即增加了環境中二氧化碳濃度，但細胞的呼吸不受影響，即細胞的呼吸速率不變，而S3表示GH段呼吸消耗的有機物，故S3的面積不變，AB段光照強度較低，限制AB段光合速率的主要因素是光照強度，二氧化碳濃度對其幾乎不影響，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物的量，故S1的面積也不變，EF段的光照強度較大，限制光合速率的因素是二氧化碳的濃度，當二氧化碳的濃度增加時，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，積累的有機物增加，而S2的面積表示2h-13h積累有機物的量，所以S2的面積增加。

（5）aa植株在自花授粉后，其子一代的表現型均為隱性性狀，而aa植株發生顯性突變后，其配子中出現A，自花授粉后，其子一代出現了少數顯性性狀，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，其子一代的表現型均為顯性性狀，其發生隱性突變后，其配子中出現了a，自花授粉后，其子一代基因型為AA、Aa，但其表現型仍均為顯性性狀，繼續自花授粉后，子二代出現了隱性性狀，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生性狀分離來分離出顯性純合植株，其中子三代未出現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，子二代表現為隱性性狀的個體為隱性突變純合體植株。隱性植株出現后，即為穩定遺傳的個體，故最早在子二代中能分離得到隱性突變純合體。