1.

细胞与代谢

叶绿体内大约有95%的蛋白质是由核基因控制合成的,以前体蛋白的形式与叶绿体膜上受体作用再经过TOC-TIC蛋白复合体转运至叶绿体中,其过程如图1所示:

图1TOC-TIC将核基因控制的前体蛋白转运进叶绿体示意图

(1)前体蛋白进入叶绿体的方式属于(  )(单选)
A. 自由扩散B. 协助扩散C. 主动运输D. 胞吞
(2)前体蛋白进入叶绿体的过程体现了叶绿体内膜具有的特点或功能有(  )(编号选填)
A. ①一定的流动性B. ②控制物质进出C. ③参与信息交流
(3)光合色素分布在________(填图中字母)上,其作用是________。
(4)下列①~⑤是图1中相应结构或物质,其中以磷脂和蛋白质为主要成分的结构是________;核糖核酸分布于________;碳反应发生于________。(编号选填)

A.①核膜B.②细胞质C.③叶绿体基质D.④前体蛋白E.⑤TOC-TIC复合体

(5)根据图所给信息,参与叶绿体蛋白合成和转运的细胞器有(  )(多选)
A. 核糖体B. 内质网C. 高尔基体D. 溶酶体E. 线粒体F. 中心体

研究表明,高温对植物光合作用的影响主要是破坏了叶绿体类囊体膜上的PSII反应中心,而叶绿体D1蛋白是构成PSII的基本框架。为研究高温胁迫对PSII系统的破坏及其与叶绿体D1蛋白间的关系,研究人员选取了两个品种的水稻,检测高温胁迫下水稻旗叶的净光合速率,其结果如图2所示:

图2不同温度处理下净光合速率的动态变化

水稻开花后第15天旗叶的叶绿素浓度、净光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度见表:

不同温度处理对水稻开花后第15天旗叶光合作用的影响

品种

温度处理

叶绿素浓度

净光合速率Pn

气孔导度Gs

胞间CO2浓度

品种1

常温NT

21.14±0.88

14.46±1.71

0.68±0.23

566.10±16.08

高温HT

18.02±1.72

10.59±1.98

0.40±0.21

579.25±17.91

 

差值

3.12**

3.87**

0.28

-13.15

品种2

常温NT

24.62±1.80

13.75±1.42

0.57±0.18

573.72±21.36

高温HT

17.98±1.65

10.84±0.91

0.32±0.11

624.16±13.35

 

差值

6.64**

2.91**

0.25*

-50.44**

*和**表示同一品种的不同温度处理间差异达到显著水平

(6)根据题目所给信息和已有知识,下列说法正确的是(  )(多选)
A. 高温胁迫会影响水稻旗叶对光的吸收
B. 高温对水稻品种2的净光合速率影响更大
C. 高温对气孔导度的影响没有其对光合速率的影响明显
D. 高温会影响叶绿体中酶的重复利用
【考点】
光合作用综合;
【答案】

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2. 某湖泊曾处于重度富营养化状态,水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段,成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物在不同光照强度下光合速率及水质净化能力如图1所示。

   

(1) 正常情况下,保持生态系统结构与功能相对稳定的因素有(编号选填)

①能量单向流动     ②物质循环利用     ③信息双向传递

(2) 当湖水富营养化时,该生态系统生物量金字塔与能量金字塔的形态(相同/相反)。
(3) 若该生态系统中鲫鱼的食物由50%水蚤、30%田螺、10%藻类和10%水草组成,且该体统能量从生产者到消费者的传递效率为10%,从消费者到消费者的能量传递效率为20%。若要收获100KJ的鲫鱼,至少需要KJ的藻类。

   

(4) 据图1推测,若3种草本沉水植物在治理后的上述生态系统中形成群落,其空间结构为(垂直/水平)结构。
(5) 上述3种草本沉水植物中只有黑藻具C4光合作用途径(浓缩CO2形成高浓度C4后,再分解成CO2传递给C5),使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用,在水生植物群落中竞争力较强、根据图1设计一个简单的实验方案,验证黑藻的碳浓缩优势,完成下列表格。

实验设计方案

实验材料

对照组:实验组:黑藻

实验条件

控制光照强度为μmol·m-2·s-1

营养及环境条件相同且适宜,培养时间相同

控制条件

测量指标

(6) 为达到湖水净化的目的,据图2简述最佳治理方案及理由
实验探究题 困难
3. 下图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的Rubisco酶对CO2的Km为450μmol·L-1(K越小,酶对底物的亲和力越大),该酶既可催化RuBP与CO2反应,进行卡尔文循环,又可催化RuBP与O2反应,进行光呼吸(绿色植物在光照下消耗O2并释放CO2的反应)。该酶的酶促反应方向受CO2和O2相对浓度的影响。与水稻相比,玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘,其中叶肉细胞叶绿体是水光解的主要场所,维管束鞘细胞的叶绿体主要与ATP生成有关。玉米的暗反应先在叶肉细胞中利用PEPC酶(PEPC对CO2的Km为7μmol·L-1)催化磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)与CO2反应生成C4 , 固定产物C4转运到维管束鞘细胞后释放CO2 , 再进行卡尔文循环。回答下列问题:

(1) 玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产物是(填具体名称),该产物跨叶绿体膜转运到细胞质基质合成(填"葡萄糖""蔗糖"或"淀粉")后,再通过长距离运输到其他组织器官。
(2) 在干旱、高光照强度环境下,玉米的光合作用强度(填"高于"或"低于")水稻。从光合作用机制及其调控分析,原因是 (答出三点即可)。
(3) 某研究将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻,水稻叶绿体中CO2浓度大幅提升,其他生理代谢不受影响,但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化。其原因可能是(答出三点即可)。
综合题 困难