Rubisco是光合作用过程中催化CO2固定的酶。但其也能催化O2与C5结合，形成C3和C2 ，导致光合效率下降。CO2与O2竞争性结合Rubisco的同一活性位点，因此提高CO2浓度可以提高光合效率。

1. Rubisco是光合作用过程中催化CO₂固定的酶。但其也能催化O₂与C₅结合，形成C₃和C₂ ，导致光合效率下降。CO₂与O₂竞争性结合Rubisco的同一活性位点，因此提高CO₂浓度可以提高光合效率。

(1) 蓝细菌具有CO₂浓缩机制，如下图所示。

注：羧化体具有蛋白质外壳，可限制气体扩散

据图分析，CO₂依次以和方式通过细胞膜和光合片层膜。蓝细菌的CO₂浓缩机制可提高羧化体中Rubisco周围的CO₂浓度，从而通过促进和抑制提高光合效率。

(2) 向烟草内转入蓝细菌Rubisco的编码基因和羧化体外壳蛋白的编码基因。若蓝细菌羧化体可在烟草中发挥作用并参与暗反应，应能利用电子显微镜在转基因烟草细胞的中观察到羧化体。

(3) 研究发现，转基因烟草的光合速率并未提高。若再转入HCO₃^-和CO₂转运蛋白基因并成功表达和发挥作用，理论上该转基因植株暗反应水平应，光反应水平应，从而提高光合速率。

【考点】

光合作用的过程和意义; 被动运输; 主动运输;

【答案】

您现在未登录，无法查看试题答案与解析。登录

综合题容易

1. 小球藻是单细胞真核生物，是研究光合作用的模式生物。水体中的无机碳主要以和CO₂两种形式存在，小球藻具有图所示的无机碳浓缩过程。

回答下列问题：

(1) 小球藻浓缩的过程属于（填“自由扩散”“协助扩散”或“主动运输”），理由是。

(2) 过程①称为，能为此过程提供能量的物质有。

(3) 鲁宾和卡门用小球藻探究光合作用所释放氧气的来源，实验分组及结果如表。

①小球藻光合作用产生的氧气，一部分释放到外界环境中，另一部分的去向是。

②由本实验可知，光合作用释放的氧气（填“全部来自水”“全部来自CO₂”或“部分来自水部分来自CO₂”），理由是。

组别		O标记物所占的比例/%
		反应物		产物
		H₂¹⁸O	KHC¹⁵O₃+K₂C¹⁸O₃	¹⁸O₂
1	初始	0.85	0.20	—
1	结束	0.85	0.61	0.86
2	初始	0.20	0.50	—
2	结束	0.20	0.40	0.20
3	初始	0.20	0.68	—
3	结束	0.20	0.57	0.20

综合题普通

2. 某科技小组的同学用培养液培养水稻幼苗，一段时间后，测定培养液中各种离子的浓度，结果如下图甲所示；下图乙为Na⁺和葡萄糖进出小肠上皮细胞的示意图，图中的主动运输过程既可消耗来自ATP直接提供的能量，也可利用Na⁺电化学梯度的势能。据图回答下面的问题：

(1) 由图甲可知，水稻对的需求量最大；有同学提出，图甲中水稻培养液里的Ca²⁺浓度高于初始浓度，说明水稻不吸收Ca²⁺。你认为这种说法（填“正确”或“错误”），请分析原因。

(2) 图乙中葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的跨膜运输方式是，你判断的依据是：①被选择吸收的物质；②需要的能量来自于Na⁺电化学梯度的势能。

(3) 一种载体蛋白往往只适合转运特定的物质，因此，细胞膜上载体蛋白的或载体蛋白空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用，这也是细胞膜具有的结构基础。

综合题普通

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K_m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K_m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