早期地球大气中的O2浓度很低，到了大约3.5亿年前，大气中O2浓度显著增加，CO2浓度明显下降。现在大气中的CO2浓度约390μmol·mol-1 ，是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）是一种催化CO2固定的酶，在低浓度CO2条件下，催化效率低。有些植物在进化过程中形成了CO2浓缩机制，极大地提高了Rubisco所在局部空间位置的CO2浓度，促进了CO2的固定。回答下列问题：

0 返回首页

1. 早期地球大气中的O₂浓度很低，到了大约3.5亿年前，大气中O₂浓度显著增加，CO₂浓度明显下降。现在大气中的CO₂浓度约390μmol·mol^-1 ，是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）是一种催化CO₂固定的酶，在低浓度CO₂条件下，催化效率低。有些植物在进化过程中形成了CO₂浓缩机制，极大地提高了Rubisco所在局部空间位置的CO₂浓度，促进了CO₂的固定。回答下列问题：

(1) 真核细胞叶绿体中，在Rubisco的催化下，CO₂被固定形成，进而被还原生成糖类，此过程发生在中。

(2) 海水中的无机碳主要以CO₂和HCO₃^-两种形式存在，水体中CO₂浓度低、扩散速度慢，有些藻类具有图1所示的无机碳浓缩过程，图中HCO₃^-浓度最高的场所是（填“细胞外”或“细胞质基质”或“叶绿体”），可为图示过程提供ATP的生理过程有。

(3) 某些植物还有另一种CO₂浓缩机制，部分过程见图2。在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）可将HCO₃^-转化为有机物，该有机物经过一系列的变化，最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO₂ ，提高了Rubisco附近的CO₂浓度。

①由这种CO₂浓缩机制可以推测，PEPC与无机碳的亲和力（填“高于”或“低于”或“等于”）Rubisco。

②图2所示的物质中，可由光合作用光反应提供的是。图中由Pyr转变为PEP的过程属于（填“吸能反应”或“放能反应”）。

③若要通过实验验证某植物在上述CO₂浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用技术。

(4) 通过转基因技术或蛋白质工程技术，可能进一步提高植物光合作用的效率，以下研究思路合理的有__________。 A. 改造植物的HCO₃^-转运蛋白基因，增强HCO₃^-的运输能力 B. 改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成 C. 改造植物的Rubisco基因，增强CO₂固定能力 D. 将CO₂浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物

【考点】

光合作用的过程和意义; 基因工程的应用;

【答案】

您现在未登录，无法查看试题答案与解析。登录

综合题困难

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. 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

3. 科研人员对某种绿色植物光暗转换的适应机制开展研究，测定该植物在24h内光合作用吸收CO₂的量和蒸腾作用变化情况，结果如图所示。据图分析：

(1) 该植物光反应发生的时间段是时之间。从能量输入叶肉细胞到能被生命活动所直接利用，其能量转换的具体途径是：光能→。

(2) 据图推测，该植物最有可能生活在干旱地区，依据是。

(3) 在照光条件下气孔关闭，CO₂吸收过几乎为0，叶肉细胞仍能大量合成糖类等有机物，请推测照光条件下光合作用所需CO₂来源的途径有。

综合题困难