Question

17．向野生型棉花品種Z16導(dǎo)入抗蟲的BT 基因后獲得轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種Z30，某農(nóng)科所在相同且適宜條件下培養(yǎng)Z16和Z30，在苗期測定葉片光合作用及有關(guān)生理特性，所得結(jié)果如圖所示．請據(jù)圖回答：

（1）圖1中的A點(diǎn)代表轉(zhuǎn)基因棉花Z30曲線與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)，若A點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)值為-1，則該數(shù)值的含義為呼吸速率．當(dāng)光照強(qiáng)度為400KLx時(shí)，Z30葉片固定CO₂的速率為13umol•m^-2•s^-1．
（2）在運(yùn)用植物組織培養(yǎng)培育抗蟲棉Z30的過程中：
①現(xiàn)篩選到葉綠素a與葉綠素素b的比值增大但總?cè)~綠素量不變的Z30突變體，若用Ⅱ（填序號：Ⅰ紅、Ⅱ綠、Ⅲ藍(lán)紫）光照射突變體和對照葉片，則兩者光合作用釋放氧氣速率差異不大．
②植物激素的濃度、使用的先后順序及用量的比例，都會影響脫分化和再分化，在根本上是基因組在一定時(shí)間和空間上程序性表達(dá)的結(jié)果．
③為了檢測抗蟲BT基因是否表達(dá)，從分子水平可檢測細(xì)胞中是否產(chǎn)生相應(yīng)的抗蟲蛋白．
（3）Z30比Z16的干物質(zhì)量少，由圖可推測其原因可能是：Z30因表達(dá)抗蟲基因，消耗了部分用于合成光反應(yīng)中吸收光能的葉綠素a的原料和用于合成暗反應(yīng)中RuBP羧化酶的原料，從而降低了光合作用速率．
（4）RuBP羧化酶的催化性質(zhì)與細(xì)胞內(nèi)CO₂的濃度有關(guān)，當(dāng)濃度高時(shí)催化CO₂的固定，當(dāng)濃度低時(shí)催化C₅的氧化分解．請?jiān)趫D4中畫出棉花葉片光合吸收CO₂量與細(xì)胞中CO₂濃度大致關(guān)系．
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Answer 1

分析 1、光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能把二氧化碳和水轉(zhuǎn)變成儲存著能量的有機(jī)物，并釋放出氧氣的過程．光合作用的光反應(yīng)階段（場所是葉綠體的類囊體膜上）：水的光解產(chǎn)生[H]與氧氣，以及ATP的形成．光合作用的暗反應(yīng)階段（場所是葉綠體的基質(zhì)中）：CO₂被C₅固定形成C₃，C₃在光反應(yīng)提供的ATP和[H]的作用下還原生成糖類等有機(jī)物．
2、光合作用合成有機(jī)物，而呼吸作用分解有機(jī)物．光合作用為呼吸作用提供有機(jī)物和氧氣，呼吸作用為光合作用提供二氧化碳和水．凈光合作用速率=真光合作用速率-呼吸作用速率．

解答 解：（1）圖1中的A點(diǎn)代表轉(zhuǎn)基因棉花Z30曲線與縱坐標(biāo)的相交點(diǎn)，由于A點(diǎn)沒有光照，只能進(jìn)行呼吸作用，因此若A點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)值為-1，該數(shù)值的含義為Z30的呼吸作用速率（Z30通過呼吸作用釋放CO₂的速率）．若不考慮環(huán)境因素對呼吸作用的影響，那么當(dāng)光合有效輻射（PAR）為400400KLx時(shí)，凈光合速率為12μmol m^-2•s^-1，根據(jù)真光合速率=凈光合速率+呼吸速率，可知Z30葉片固定CO₂的速率為12+1=13μmol m^-2•s^-1．
（2）①葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，對綠色光吸收最少，因此用綠色光照射突變體和對照組葉片，檢測到兩者光合作用放氧速率差異不大．
②細(xì)胞分化在根本上是基因組在一定時(shí)間和空間上程序性表達(dá)的結(jié)果．
③基因表達(dá)的產(chǎn)物為蛋白質(zhì)，因此為了檢測抗蟲BT基因是否表達(dá)，從分子水平可檢測細(xì)胞中是否產(chǎn)生相應(yīng)的抗蟲蛋白．
（3）由圖2和圖3可知，Z30比Z16的干物質(zhì)量少，可能是由于Z30表達(dá)抗蟲基因，消耗了部分用于合成光反應(yīng)中吸收光能的葉綠素a的原料和用于合成暗反應(yīng)中RuBP羧化酶的原料，從而降低了光合作用速率．
（4）當(dāng)二氧化碳濃度低時(shí)催化C₅的氧化分解，不能使二氧化碳的吸收增加，當(dāng)CO₂的濃度高時(shí)催化CO₂的固定，可加快二氧化碳的吸收．據(jù)此可在圖4中畫出棉花葉片光合吸收CO₂量與細(xì)胞中CO₂濃度大致關(guān)系．

故答案為：
（1）呼吸速率（或單位時(shí)間內(nèi)呼吸作用產(chǎn)生的CO₂的量）      13
（2）①Ⅱ
②程序性表達(dá)（或選擇性表達(dá)，或執(zhí)行情況不同）
③抗蟲蛋白（或蛋白質(zhì)）
（3）葉綠素a（或葉綠素）       RuBP羧化酶（或酶）
（4）

點(diǎn)評 本題以圖形為載體，考查了影響光合作用的因素、光合作用過程及光合作用和呼吸作用的關(guān)系以及植物組織培養(yǎng)，意在考查了學(xué)生識圖、析圖能力，運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決問題的能力，綜合理解能力，屬于理解層次的考查．