研究人員以大豆、甘薯、花生、水稻、棉花作為實(shí)驗(yàn)材料研究CO2濃度對(duì)植物光合作用速率的影響，分別進(jìn)行三種不同實(shí)驗(yàn)處理，甲組提供大氣CO2}濃度（375μmol?mol-1）乙組提供CO2濃度倍增環(huán)境（750μmol?mol-1），丙組先在CO2濃度倍增環(huán)境中培養(yǎng)60天，測定前一周恢復(fù)為大氣CO2濃度。整個(gè)生長過程保證充足的水分供應(yīng)，選擇晴天上午測定各組的光合作用速率。結(jié)果如表所示：（單位：μmol?m-2s-1）
| 農(nóng)作物種類分組 | 大豆 | 甘薯 | 花生 | 水稻 | 棉花 |
| 甲 | 22.0 | 24.1 | 21.8 | 21.9 | 22.4 |
| 乙 | 35.2 | 34.8 | 34.7 | 34.8 | 34.2 |
| 丙 | 18.1 | 18.2 | 18.0 | 16.5 | 18.4 |
暗反應(yīng)
暗反應(yīng)
階段而影響光合作用速率，若用14CO2追蹤光合作用中C原子的去向，則其轉(zhuǎn)移途徑可表示為 CO2→三碳化合物→糖類
CO2→三碳化合物→糖類
（用文字和箭頭表示）（2）在CO2濃度倍增時(shí)，光合作用速率并未倍增，此時(shí)限制光合速率增加的因素可能是光反應(yīng)階段生成的是
ATP、NADPH
ATP、NADPH
，葉綠體中 C3
C3
（填“C5”或“C3”）含量有所增加。（3）與甲組植物相比，丙組植物光合速率降低的原因可能是CO2濃度倍增環(huán)境下
固定CO2的酶
固定CO2的酶
活性降低，且這種活性的降低是不可逆的。（4）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常通過中耕松土、合理密植、通風(fēng)、施肥等措施提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。實(shí)踐中人們普遍認(rèn)為，增施有機(jī)肥要比增施化肥更有利于農(nóng)作物的增產(chǎn)，請(qǐng)對(duì)這一現(xiàn)象加以解釋
微生物分解有機(jī)肥中的有機(jī)物能釋放CO2，為農(nóng)作物的光合作用提供原料
微生物分解有機(jī)肥中的有機(jī)物能釋放CO2，為農(nóng)作物的光合作用提供原料
。【答案】暗反應(yīng)；CO2→三碳化合物→糖類；ATP、NADPH；C3；固定CO2的酶；微生物分解有機(jī)肥中的有機(jī)物能釋放CO2，為農(nóng)作物的光合作用提供原料
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：176引用：5難度：0.7
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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。回答下列問題：
（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，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（填場所）徹底氧化分解成CO2。
（3）據(jù)圖推測，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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