玉米等C4植物叶肉细胞叶绿体中的PEPC酶催化CO2的固定形成C4 ， PEPC酶的活性是Rubisco酶（C3植物中催化CO2的固定）的60倍。研究者将PEPC基因导入水稻体内并高效表达，结果转基因水稻的光合速率显著增加，相关结果如下图。已知植物叶片会通过关闭气孔避免蒸腾散失过多水分。回答下列问题：

1. 玉米等C₄植物叶肉细胞叶绿体中的PEPC酶催化CO₂的固定形成C₄ ， PEPC酶的活性是Rubisco酶（C₃植物中催化CO₂的固定）的60倍。研究者将PEPC基因导入水稻体内并高效表达，结果转基因水稻的光合速率显著增加，相关结果如下图。已知植物叶片会通过关闭气孔避免蒸腾散失过多水分。回答下列问题：

(1) 存在于叶绿体的（填结构名称）的PEPC酶对CO₂的亲和力更高，相比于C₃植物，含有PEPC酶的C₄植物更能适应环境生长。

(2) 光照强度在400~600μmol·m^-2·s^-1时，影响转基因水稻光合速率的主要因素是。光照强度大于800μmol·m^-2·s^-1时，转基因水稻光合速率能进一步升高的影响因素是。

(3) 分析实验数据得出推论：转基因水稻光合速率增加的原理，不是通过增大气孔导度促使CO₂进入叶片细胞，而可能是通过加强C₄途径来充分利用CO₂所致。据图分析，请阐述得出该推论的依据是。

【考点】

影响光合作用的环境因素; 光合作用原理的应用;

【答案】

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综合题普通

1. 某研究人员以白光为对照组，探究不同光质对蕃茄幼苗生长的影响，其他条件均相同且适宜。请据下表中的相关实验数据，回答下列问题：

光质	株高（cm）	茎粗（cm）	单株干重（mg）	壮苗指数
白光	8. 63	0. 18	46. 59	0. 99
蓝光	6. 77	0. 22	54. 72	1. 76
绿光	11. 59	0. 10	30. 47	0. 27
黄光	9. 68	0. 15	40. 38	0. 63
红光	7. 99	0. 20	60. 18	1. 51

（注：壮苗指数越大，反映苗越壮，移栽后生长越好。）

（1）光合色素吸收的光能，对蕃茄幼苗光合作用有两方面直接用途：一是将水分解成，二是。

（2）结合上表数据进行分析：上表所列观测指标中最能直接、准确地反映幼苗的净光合速率大小；如果忽略光质对蕃茄幼苗呼吸作用的影响，则可推测对蕃茄幼苗光合作用最有效的光是。与对照组相比，壮苗指数以处理的较好。

（3）分析表中数据并得出结论：与对照组相比，。

综合题普通

2. 为探究基因 OsNAC 对光合作用的影响研究人员在相同条件下种植某品种水稻的野生型(WT)、OsNAC 敲除突变体(KO)及 OsNAC 过量表达株(OE)，测定了灌浆期旗叶(位于植株最顶端)净光合速率和叶绿素含量，结果见下表。回答下列问题。

	净光合速率（μmol.m₂.s^-1）	叶绿素含量（mg·g^-1）
WT	24.0	4.0
KO	20.3	3.2
OE	27.7	4.6

(1) 旗叶从外界吸收1分子 CO₂与核酮糖-1，5-二磷酸结合，在特定酶作用下形成2分子3-磷酸甘油酸；在有关酶的作用下，3-磷酸甘油酸接受释放的能量并被还原，随后在叶绿体基质中转化为。

(2) 与WT相比，实验组KO与OE的设置分别采用了自变量控制中的、（填科学方法）。

(3) 据表可知，OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率。为进一步探究该基因的功能，研究人员测定了旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、蔗糖含量及单株产量，结果如图。

结合图表，分析OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率发生相应变化的原因：①；②。

综合题普通

3. 下图为某真核细胞内发生的生理过程，3-磷酸甘油酸、甘油酸-1，3二磷酸、甘油醛-3-磷酸、核酮糖-5-磷酸、核酮糖-1，5二磷酸是该过程中依次生成的重要化合物，请据图分析回答下列问题：

(1) 该生理过程被称为循环，进行的场所为。

(2) ①过程称作，结合CO₂的RuBP是图中物质的简称。上述过程中，消耗前一阶段提供的能量的过程有（填图中序号），脱磷酸化的过程有（填图中序号）。

(3) 通过对该过程分析发现，固定一分子CO₂平均会消耗ATP和NADPH的分子数目分别是。甘油酸-1，3二磷酸和核酮糖-5-磷酸分别含有的碳原子数目是。

(4) 据图分析，能提高葡萄糖合成量的措施有（答两条）。若想验证图中各种有机物依次出现的先后顺序，实验设计思路是。

综合题普通