閱讀下列與光合作用有關(guān)的材料，并回答相關(guān)問題：
材料1：美國科學(xué)家魯賓和卡門把小球藻分成2組，研究光合作用釋放的氣體，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表：
| 組號(hào) | 物質(zhì) | 氣體 |
| I | H2O和C18O2 | O2 |
| II | H218O和CO2 | 18O2 |
材料3：在甘蔗、玉米等植物的葉肉細(xì)胞中，葉綠體固定CO2的最初產(chǎn)物是含4個(gè)碳的草酰乙酸，然后轉(zhuǎn)化為蘋果酸進(jìn)入維管束鞘細(xì)胞的葉綠體中釋放CO2（簡稱C4途徑），再進(jìn)行卡爾文循環(huán)（C3途徑）。C4途徑起到CO2泵的作用，提高了C4植物利用CO2的能力。
（1）材料1～3，研究元素去向都用到的技術(shù)方法是
同位素標(biāo)記（示蹤）法
同位素標(biāo)記（示蹤）法
。（2）材料1的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明
光合作用釋放的氧氣中的氧來自水
光合作用釋放的氧氣中的氧來自水
。若18O2進(jìn)入線粒體一段時(shí)間后，線粒體內(nèi)含18O的化合物有 水、二氧化碳、丙酮酸
水、二氧化碳、丙酮酸
。（3）材料2，景天科植物夜晚能吸收CO2，卻不能合成葡萄糖的原因是
沒有光照，不能進(jìn)行光反應(yīng)，無法為暗反應(yīng)提供ATP、[H]
沒有光照，不能進(jìn)行光反應(yīng)，無法為暗反應(yīng)提供ATP、[H]
。氣孔開閉的特點(diǎn)與其生活環(huán)境相適應(yīng)，推測(cè)景天科植物的原始生活環(huán)境條件可能是 炎熱干旱
炎熱干旱
。（4）材料3，C4植物首先將CO2固定形成
草酰乙酸
草酰乙酸
，然后釋放CO2．在炎熱干旱的夏季，C4植物的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為 C4植物利用CO2的能力強(qiáng)光合效率高
C4植物利用CO2的能力強(qiáng)光合效率高
。【考點(diǎn)】光合作用原理——光反應(yīng)、暗反應(yīng)及其區(qū)別與聯(lián)系．
【答案】同位素標(biāo)記（示蹤）法；光合作用釋放的氧氣中的氧來自水；水、二氧化碳、丙酮酸；沒有光照，不能進(jìn)行光反應(yīng)，無法為暗反應(yīng)提供ATP、[H]；炎熱干旱；草酰乙酸；C4植物利用CO2的能力強(qiáng)光合效率高
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：25引用：5難度：0.6
相似題
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1．研究發(fā)現(xiàn)，Rubisco酶是綠色植物細(xì)胞中含量最豐富的蛋白質(zhì)，由核基因控制合成的小亞基和葉綠體基因控制合成的大亞基組成，功能上屬于雙功能酶。當(dāng)CO2濃度較高時(shí)，該酶催化C5與CO2反應(yīng)，完成光合作用；當(dāng)O2濃度較高時(shí)，該酶卻錯(cuò)誤的催化C5與O2反應(yīng)，產(chǎn)物經(jīng)一系列變化后到線粒體中生成CO2，這種植物在光下吸收O2產(chǎn)生CO2的現(xiàn)象稱為光呼吸?；卮鹣铝袉栴}：
（1）Rubisco酶在細(xì)胞的中的核糖體上合成。在較高CO2濃度環(huán)境中，Rubisco酶所催化的反應(yīng)產(chǎn)物是，其發(fā)揮作用的場(chǎng)所是。
（2）當(dāng)胞間CO2與O2濃度的比值減小時(shí)，有利于植物進(jìn)行光呼吸而不利于光合作用有機(jī)物的積累。請(qǐng)從C5的角度分析，原因是。
（3）為糾正Rubisco酶的錯(cuò)誤反應(yīng)，光合植物創(chuàng)造了多種高代價(jià)的補(bǔ)救機(jī)制，如有的細(xì)胞中產(chǎn)生一種特殊蛋白質(zhì)微室，將CO2濃縮在Rubisco酶周圍。該機(jī)制形成的意義是。發(fā)布：2025/1/16 8:0:1組卷：50引用：5難度：0.6 -
2．光呼吸可使水稻和小麥等作物的光合效率降低20%至50%，造成減產(chǎn)。
光呼吸現(xiàn)象存在的根本原因在于Rubisco,酶是一個(gè)雙功能的酶，具有催化羧化反應(yīng)和加氧反應(yīng)兩種功能，其催化方向取決于CO2和O2的濃度。當(dāng)CO2濃度高而O2濃度低時(shí)，RuBP（1，5-二磷酸核酮糖，C5）與進(jìn)入葉綠體的CO2結(jié)合，經(jīng)Rubisco酶催化生成2分子的PGA（3-磷酸甘油酸，C3），進(jìn)行光合作用；當(dāng)CO2濃度低而O2濃度高時(shí)，RuBP與O2在Rubisco酶催化下生成1分子PGA和1分子PG（2-磷酸乙醇酸，C2），后者在相關(guān)酶的作用下生成乙醇酸（光呼吸的底物），乙醇酸通過光呼吸代謝循環(huán)合成PGA，重新加入卡爾文循環(huán)，而1/4的PG則以CO2的形式釋放，具體過程如圖1所示。請(qǐng)回答下列問題：
（1）在紅光照射條件下，參與光反應(yīng)的主要色素是；據(jù)圖1可推知，Rubisco酶主要分布在葉綠體基質(zhì)中，催化CO2與C5結(jié)合，生成2分子C3，影響該反應(yīng)的內(nèi)部因素有（寫出2點(diǎn)即可）。在光照條件下，Rubisco酶可以催化RuBP與CO2生成PGA，再利用光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH將其還原，也可以催化RuBP與O2反應(yīng)；推測(cè)O2與CO2比值時(shí)，有利于光呼吸而不利于光合作用。
（2）從圖1看出，正常光合作用的葉片，突然停止光照后葉片會(huì)出現(xiàn)快速釋放CO2的現(xiàn)象（CO2猝發(fā)），試解釋這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：。從能量代謝分析，光呼吸與有氧呼吸最大的區(qū)別是。
（3）水稻、小麥屬于C3植物，而高粱、玉米屬于C4植物，其特有的C4途徑如圖2所示。根據(jù)圖2中信息推測(cè)，PEP羧化酶比Rubisco酶對(duì)CO2的親和力。葉肉細(xì)胞包圍在維管束鞘細(xì)胞四周，形成花環(huán)狀結(jié)構(gòu)，根據(jù)此結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)一步推測(cè)C4植物光呼吸比C3植物的。發(fā)布：2025/1/16 8:0:1組卷：21引用：3難度：0.5 -
3．如圖是某植物葉肉細(xì)胞的部分生理過程示意圖。已知該植物葉肉細(xì)胞在適宜光照、較高的氧氣濃度條件下由于Rubisco酶既能催化過程①，也能催化過程②，可同時(shí)進(jìn)行光合作用和光呼吸。光呼吸是指在O2濃度高，CO2濃度低時(shí)，Rubisco酶可催化C5（RuBp）加O2形成1個(gè)C3、1個(gè)C2，2個(gè)C2在線粒體等結(jié)構(gòu)中再經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化形成1個(gè)C3、1個(gè)CO2，C3再進(jìn)入卡爾文循環(huán)。回答下列問題：
（1）圖中，過程②發(fā)生的場(chǎng)所是。
（2）該植物葉肉細(xì)胞光合作用產(chǎn)生的糖類物質(zhì)，在氧氣充足的條件下，可被氧化為（填物質(zhì)名稱）后進(jìn)入線粒體，繼而在（填場(chǎng)所）徹底氧化分解成CO2。
（3）據(jù)圖推測(cè)，當(dāng)CO2濃度與O2濃度的比值（填“高”或“低”）時(shí)，有利于水稻進(jìn)行光呼吸而不利于光合作用中有機(jī)物的積累，從C5的角度分析，其原因是。
（4）科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，在一些藍(lán)藻中存在CO2濃縮機(jī)制：藍(lán)藻中產(chǎn)生一種特殊的蛋白質(zhì)微室，能將CO2濃縮在Rubisco酶周圍。該機(jī)制的意義是。發(fā)布：2025/1/16 8:0:1組卷：21引用：1難度：0.7
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