1. 衣藻是一类分布极为广泛的水生单细胞植物,科学家研究揭示了衣藻浓缩CO2(CCM)的机制,如下图所示。回答下列问题:

(1) 衣藻从水中吸收HCO3-消耗的ATP主要来自,吸收速率存在最大值,原因是(答出1点即可)。
(2) Rubisco催化CO2与C5结合生成,该过程发生的场所为。光照强度减弱对该过程的进行(填“会”或“不会”)产生影响,原因是
(3) 为了进一步研究衣藻CCM与类囊体的两种电子转运蛋白P和F的关系。研究者构建了衣藻不同类型的P、F基因缺失突变体,检测野生型和突变体的K1/2Ci(达到野生型1/2最大净光合速率所需HCO3-的浓度),结果如下表所示。

1

野生型

P突变体

F突变体

P和F双突变体

K1/2Ci(μmol/L)

9.91

9.87

9.96

79.65

分析表中数据,可以得出P和F双突变体浓缩CO2的能力比野生型,进一步研究表明,电子转运蛋白P、F是光反应进行过程中的关键蛋白,据此分析,上述P和F双突变体CCM能力发生变化的主要原因是

【考点】
影响光合作用的环境因素; 主动运输; 光合作用原理的应用;
【答案】

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1. 玉米是C4植物,其维管束鞘细胞和叶肉细胞紧密排列,两种细胞中都具有叶绿体。进行光合作用时,叶肉细胞中对CO2高亲和力的PEP羧化酶催化CO2固定产生四碳化合物(C4途径)然后运输到维管束鞘细胞中分解,释放出CO2用于卡尔文循环。而在C3植物(如大豆)中,CO2直接进入叶肉细胞进行卡尔文循环。请据图回答下列问题:

(1) 玉米中能进行光反应的细胞是,依据结构决定功能的关系,据图分析最可能的原因是
(2) 光合色素吸收的光能将水分解为O2和H+ , H+、e-结合,形成的产物参与暗反应。玉米细胞中参与CO2固定的底物有
(3) 一般条件下,C4植物的CO2补偿点(填“大于”“等于”或“小于”)C3植物。
(4) 农业生产上采用宽种花生窄种玉米的方式进行间作,为了获得最佳的间作方案,研究人员从开花至果实成熟,每天定时对花生植株进行遮阴处理,实验结果如下表所示:

处理

光补偿点/lx

叶绿素含

量/(mg·dm-2

单株叶光合产

量/(g干重)

单株果实光合产

量(g干重)

不遮阴

550

2.09

18.92

8.25

遮阴2小时

515

2.66

18.84

8.21

遮阴4小时

500

3.03

16.64

6.13

①农业生产上采用花生和玉米间作,不仅能提高利用率,还能增加单位面积土地的经济效益。②分析表中数据可知,遮阴可导致花生植株中的含量增高,吸收光的能力增强。光补偿点的变化趋势说明花生可通过降低,使其在光照不足的情况下积累有机物。

③根据实验结果推测,若将花生与玉米进行间种,则玉米一天内对花生的遮阴时间应为(填“小于2小时”“2~4小时”或“大于4小时”)才能获得较高的花生产量,原因是

④农业生产上也常将玉米和大豆进行间作,这样可增强土壤肥效,提高土地的生产效益,原因是

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