在水稻的群体中出现了一个转绿型新叶黄化自然突变体（ygr）。测定突变体相关生理特征并与水稻的野生型（WT）比较，结果如图1（Car、Chlb、Chla分别表示类胡萝卜素、叶绿素b、叶绿素a）和图2。回答下列问题：

1. 在水稻的群体中出现了一个转绿型新叶黄化自然突变体（ygr）。测定突变体相关生理特征并与水稻的野生型（WT）比较，结果如图1（Car、Chlb、Chla分别表示类胡萝卜素、叶绿素b、叶绿素a）和图2。回答下列问题：

(1) 图1结果显示突变体性状表现为。

(2) 分析图2可知，当光照强度≤μmol·m^-2·s^-1时，限制两者净光合速率的因素均为光照强度，大于该光照强度时，与WT相比，限制突变体净光合速率的因素主要是。

(3) 为研究温度是否影响该突变体的性状表现，研究人员将野生型和突变体种子分别种植在恒温20、25、30、35℃的培养箱中，调节培养箱中的湿度，生长2周（秧苗期）后对第1片叶进行光合色素含量的测定，结果如图3

受温度调控的叶色性状的表达可分为“高温表达型”、“低温表达型”和“温钝型”3种。结合图3分析该突变体是上述哪种类型？，理由是。

(4) 研究人员发现在杂交育种中可利用该突变体的性状进行选种，既能在苗期就选择出所需性状的植株又能保证种子产量不下降。请说明该选种过程利用了突变体的哪些特性？。

【考点】

影响光合作用的环境因素;

【答案】

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综合题困难

1. 植物生长发育进程中众多的生理生化过程表现出近24小时的周期节律性，比如叶片运动、一天中花瓣开放时间等，这些节律性现象均受植物生物钟的调控。科研人员研究了植物生物钟周期节律对拟南芥光合作用的影响。

(1) 科研人员使用化学诱变剂处理野生型拟南芥，筛选得到生物钟周期节律改变的纯合突变体Z和T，在正常光照条件下测定突变体和野生型植株的气孔导度（气孔开放程度），得到图1所示结果。据图可知，突变体Z的周期节律比野生型（填“长”、“短”）。

(2) 研究者推测植物生物钟周期与环境昼夜周期可能共同影响光合作用。已知野生型拟南芥的生物钟周期是24小时，突变体Z的生物钟周期是20小时，突变体T的生物钟周期是28小时。

①科研人员检测了野生型拟南芥在T20（光照和黑暗各10h）、T24（光照和黑暗各12h）和T28（光照和黑暗各14h）三种不同的环境昼夜周期条件下叶片的叶绿素含量，图2结果表明均导致野生型拟南芥叶片叶绿素含量减少。

②科研人员继续进行了图3所示的实验，该实验的自变量是，目的是探究。

(3) CO₂浓度是影响光合作用的重要因素。研究人员发现，与野生型拟南芥相比，节律异常突变体C在T24光照条件下碳固定量仅为前者一半。据图4和图5所示研究结果推测，突变体C碳固定量低的原因可能是生物节律异常使植物短期持续光照条件下，从面导致较低的碳固定量。

(4) 植物具有“周期共鸣”的特点，即植物内在的生物节律与外界昼夜的时间变化（正常昼夜周期为24小时）相互匹配。研究人员发现两者的完全“周期共鸣”可使拟南芥在35天内的干重增加明显高于其他“周期共鸣”匹配不完全的处理组。综合上述研究请阐述“周期共鸣”调节光合作用的机制：（写出两点）。

综合题普通

2. 蒙古沙冬青是中国西北荒漠生态系统中唯一的常绿阔叶灌木，生长在沙砾土壤中，耐干旱，具有防风固沙和保持水土的功能。按照单丛沙冬青大小结构（株高、冠幅、基径）的方法划分，可分为大（L）、中（M）、小（S）蒙古沙冬青三个不同的生长阶段。研究人员在夏季对不同阶段的蒙古沙冬青的光合生理指标进行测定，得到如下数据：

试回答以下问题：

(1) 实验材料选择研究区生长状况良好的大、中、小的蒙古沙冬青各三株，每株至少测定3片叶片，每片重复测定5次。这样做的目的是。

(2) 通过以上数学模型发现，净光合速率与呈显著正相关，推测原因可能是。

(3) 净光合速率下降的原因有气孔限制因素和非气孔限制因素。若光合作用减弱是由气孔导度的变小影响了CO₂的固定，则这种限制称为气孔限制因素，否则为非气孔限制因素。本研究中，大蒙古沙冬青（13：00-15：00）Pn下降，胞间CO₂浓度，说明此时光合速率下降的原因是限制。

综合题普通

3. 在高光强时，气孔关闭，光反应积累的NADPH和ATP较多，容易导致自由基产生，使叶绿体受损。Rubisco是一种双功能酶，可以催化CO₂固定。还可以催化C₅和O₂反应，消耗ATP和NADPH，同时生成CO₂等产物，该反应称之为光呼吸。C．植物是一种高产的植物，因其体内存在一种PEP羧化酶，可以利用低浓度CO₂ ，形成CO₂泵，具体过程如图所示，据图回答问题：

(1) NADPH在光合作用中的作用是。

(2) 在高光强时光反应强烈，而气孔关闭，此时光呼吸会（填“加强”或“减弱”），光呼吸的意义是。

(3) 研究发现C₄植物高产的原因是光呼吸作用很弱，并且几乎没有光合午休现象。理由是。

(4) 卡尔文利用小球藻研究光合作用中碳的同化与去向，用¹⁴C的CO₂供给小球藻，每隔一定时间取样，浓缩后再点样利用双向纸层析，使化合物，根据标记化合物出现的时间，最先检测到的是三碳化合物，猜测此三碳化合物是CO₂与某一个二碳分子结合生成的，但当（填“增加CO₂浓度”或“降低CO₂浓度”）后，发现RuBP的含量快速增加，由此推知固定CO₂的物质不是二碳分子而是RuBP。

综合题普通