Question

【題目】2017年諾貝爾生理醫(yī)學獎授予了節(jié)律時鐘（由若干蛋白質(zhì)組分構成）調(diào)控裝置的發(fā)現(xiàn)者。植物的節(jié)律時鐘控制很多生理過程，如向性生長和光合作用等。

左圖顯示，向日葵幼苗白天表現(xiàn)出向光性，但在夜間卻能重新轉(zhuǎn)向東方。

（1）在單側光下，向日葵幼苗表現(xiàn)出向光性，導致向光性的原因是________________。

A. 背光側和向光側脫落酸合成量不同

B. 背光側和向光側脫落酸分布不均勻

C. 背光側和向光側生長素合成量不同

D. 背光側和向光側生長素分布不均勻

（2）為了揭示向日葵幼苗夜間重新轉(zhuǎn)向東方的機理，科學家提出了兩種假設：（1）環(huán)境晝夜交替引起該現(xiàn)象（外因）；（2）植物自身存在晝長和夜長均恒定的生物時鐘（內(nèi)因）。下列實驗設計有助于區(qū)分上述兩種假設的是________________。

A. 在溫度不同的暗室內(nèi)分別測定幼苗頂芽的轉(zhuǎn)向速率

B. 在裝有全天候定向光照的溫室內(nèi)觀察是否出現(xiàn)節(jié)律性轉(zhuǎn)向

C. 在若干個光照強度不同的溫室內(nèi)分別測定幼苗頂芽的轉(zhuǎn)向速率

D. 在夏至（晝長夜短）和秋分（晝夜等長）夜間分別測定大田幼苗頂芽轉(zhuǎn)向速率

為了探究節(jié)律時鐘對光合作用的影響，科學家構建了TOC和ZTL兩種擬南芥突變株（兩者的節(jié)律時鐘周期分別為20和28小時，晝夜時長為1﹕1），并測定兩者在不同條件下（T20和T28）光合作用相關指標。其中T20和T28表示室內(nèi)控制光照/黑暗循環(huán)周期分別為20和28小時（光照與黑暗時長為1﹕1）。測定結果如右圖所示。

（3）葉綠素存在于葉綠體中的________________，參與了光合作用的________________過程。

（4）植物的干重能反映光合作用的強度，因此科學家在研究中比較了兩種突變株的干重。作為光合作用強度的觀測指標還可以采用_______吸收量和________釋放量。

（5）對某些農(nóng)作物而言，干重的提高意味著產(chǎn)量的增加。下列能影響植物干重的因素是________。

A. 色素含量 B. 光照強度

C. 環(huán)境溫度 D. 晝夜時長

（）6根據(jù)右圖，分析實驗數(shù)據(jù)并得出結論：________________________________。

Answer 1

【答案】D BD 類囊體 光反應 二氧化碳 氧氣 A、B、C、D 當擬南芥體內(nèi)的節(jié)律時鐘和外界的光照/黑暗循環(huán)周期相吻合時，植物體內(nèi)葉綠素的含量較高，這有利于光合作用的進行，進而增加植物的干重

【解析】

由圖中數(shù)據(jù)可知，T20條件下，接近TOC突變體的節(jié)律時鐘，TOC突變體比ZTL突變體葉綠素含量高，植物干重較高。在T28條件下，接近ZTL突變體的節(jié)律時鐘，ZTL突變體比TOC突變體葉綠素含量高，干重較大。

（1）在單側光下，尖端的生長素發(fā)生橫向運輸，背光側生長素含量高于向光側，背光側生長速度快，向日葵幼苗表現(xiàn)出向光性。故選D。

（2）要區(qū)分環(huán)境晝夜交替引起該現(xiàn)象還是植物自身存在晝長和夜長均恒定的生物時鐘引起的該現(xiàn)象，可以選擇在裝有全天候定向光照的溫室內(nèi)觀察是否出現(xiàn)節(jié)律性轉(zhuǎn)向，若植物仍出現(xiàn)白天表現(xiàn)出向光性，但在夜間卻能重新轉(zhuǎn)向東方，說明假設2成立；也可以選擇在夏至（晝長夜短）和秋分（晝夜等長）夜間分別測定大田幼苗頂芽轉(zhuǎn)向速率，若二者的測定結果一樣，說明假設2成立。故選BD。

（3）葉綠素存在于葉綠體中的類囊體薄膜上，可以吸收傳遞、轉(zhuǎn)化光能，參與光合作用的光反應過程。

（4）光合作用強度的觀測指標有植物的干重，二氧化碳的吸收量和氧氣的釋放量。

（5）色素含量、光照強度、環(huán)境溫度和晝夜時長均會影響光合速率，進而影響植物的干重。故選ABCD。

（6）由圖可知，當擬南芥體內(nèi)的節(jié)律時鐘和外界的光照/黑暗循環(huán)周期相吻合時，植物體內(nèi)葉綠素的含量較高，這有利于光合作用的進行，進而增加植物的干重。