Question

【題目】2017年諾貝爾生理醫學獎授予了節律時鐘（由若干蛋白質組分構成）調控裝置的發現者。植物的節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出向光性，但在夜間卻能重新轉向東方。

（1）在單側光下，向日葵幼苗表現出向光性，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向東方的機理，科學家提出了兩種假設：（1）環境晝夜交替引起該現象（外因）；（2）植物自身存在晝長和夜長均恒定的生物時鐘（內因）。下列實驗設計有助于區分上述兩種假設的是________________。

A. 在溫度不同的暗室內分別測定幼苗頂芽的轉向速率

B. 在裝有全天候定向光照的溫室內觀察是否出現節律性轉向

C. 在若干個光照強度不同的溫室內分別測定幼苗頂芽的轉向速率

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向速率

為了探究節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表示室內控制光照/黑暗循環周期分別為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）對某些農作物而言，干重的提高意味著產量的增加。下列能影響植物干重的因素是________。

A. 色素含量 B. 光照強度

C. 環境溫度 D. 晝夜時長

（）6根據右圖，分析實驗數據并得出結論：________________________________。

Answer 1

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

【解析】

由圖中數據可知，T20條件下，接近TOC突變體的節律時鐘，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，向日葵幼苗表現出向光性。故選D。

（2）要區分環境晝夜交替引起該現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象，可以選擇在裝有全天候定向光照的溫室內觀察是否出現節律性轉向，若植物仍出現白天表現出向光性，但在夜間卻能重新轉向東方，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，當擬南芥體內的節律時鐘和外界的光照/黑暗循環周期相吻合時，植物體內葉綠素的含量較高，這有利于光合作用的進行，進而增加植物的干重。