1. 兴起于上世纪的第一次“绿色革命”获得了水稻半矮化突变体,半矮秆水稻虽抗倒伏、高产,但对氮的利用效率不高。中国科研团队就如何进一步提高水稻产量,减少农业生产对环境的影响这一问题进行了持续探索,并于2020年在水稻高产和氮素高效协同调控机制领域获得重要突破。为探究高浓度CO2下氮素供应形态对植物光合作用的影响,研究人员以武运粳稻为实验材料,在人工气候室利用无土栽培技术进行了相关实验,部分结果如下。请回答有关问题:

注:SPAD值与叶绿素含量呈正相关,净光合作用单位:[µmol/m2•s]

(1) 环境中的氮元素进入叶肉细胞后,可用于合成与光合作用相关的酶(如RUBP羧化酶),RUBP羧化酶分布在,能将CO2固定为,再进一步被还原为糖类。此外氮元素还能用于合成(答出其中两种),进而促进光合作用。
(2) 表中X处理措施应为。据表分析,能够显著提高该水稻净光合速率的氮素供应形态是。从物质跨膜运输的角度分析,原因可能是
(3) 植物光合系统中的氮素分配受供氮量等因素的影响,研究人员对叶片光合系统中氮素的含量及分配进行了检测,结果如下:

注:叶片氮素可分为光合氮素和非光合氮素;前者包括捕光氮素和羧化氮素

检测结果显示:相对于中氮,高氮环境下,氮素从转化,且羧化氮素所占比例降低,进而影响了光合作用的阶段,导致光合速率下降。

【考点】
光合作用的过程和意义; 影响光合作用的环境因素;
【答案】

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3. 光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径,是“地球上最重要的化学反应”,它是一切生命生存和发展的基础。下图是棉花叶肉细胞的光合作用过程示意图,磷酸丙糖转运器的活性受光的调节,适宜光照条件下,其活性较高。

(1) 棉花叶片中光合色素有
(2) 由图分析可知,C3被还原为磷酸丙糖后,下一步利用的去向是 。通常情况下,Pi与磷酸丙糖通过磷酸丙糖转运器严格按照1∶1反向交换方式进行转运。在环境条件由适宜光照转为较强光照时,短时间内磷酸丙糖的转运速率会 (填“升高”或“降低”),则更有利于(填“淀粉”或“蔗糖”)的合成,原因是
(3) 以大豆、花生、水稻作为实验材料,分别进行三种不同实验处理,甲组提供大气CO2浓度(375Hmo·1mol-1),乙组提供CO2浓度倍增环境(750Hmo·1mol-1),丙组先在CO2浓度倍增环境中培养60天,测定前一周恢复大气CO2浓度。整个生长过程保证充足的水分供应,选择在晴天,上午测定各组的光合作用速率。结果如图所示,请据图分析。

①CO2浓度增加会对植物光合作用速率产生影响是(促进/抑制)。出现这种变化的原因是

②CO2浓度倍增时,光合作用速率并没有倍增,此时限制光合作用速率倍增的内在因素及具体影响可能是哪些?(写出2个即可)

Ⅰ.

Ⅱ.

③若长期高浓度CO2环境会降低RuBP羧化酶(固定CO2的酶)的活性。设计实验加以验证这一推测。

材料用具:乙、丙两组棉花叶肉细胞RuBP羧化酶提取液,一定浓度的C5溶液,饱和CO2溶液,试管等。

实验思路:预测结果:

实验探究题 普通