淀粉和蔗糖是光合作用的兩種主要終產(chǎn)物，馬鈴薯下側(cè)葉片合成的有機(jī)物主要運(yùn)向塊莖貯藏，紅薯葉片合成的有機(jī)物主要運(yùn)向塊根儲(chǔ)存。如圖是馬鈴薯和紅薯光合作用產(chǎn)物的形成及運(yùn)輸示意圖。在一定濃度的CO2和30℃條件下（細(xì)胞呼吸最適溫度為30℃，光合作用最適溫度為25℃），測(cè)定馬鈴薯和紅薯在不同光照條件下的光合速率，結(jié)果如下表。分析回答：
| 分類 | 光合速率與呼吸速率相等時(shí)光照強(qiáng)度（klx） | 光飽和時(shí)光照強(qiáng)度（klx） | 光飽和時(shí)CO2吸收量（mg/100cm2葉?小時(shí)） | 黑暗條件下CO2釋放量（mg/100cm2葉?小時(shí)） |
| 紅薯 | 1 | 3 | 11 | 5 |
| 馬鈴薯 | 3 | 9 | 30 | 12 |
ATP和NADPH
ATP和NADPH
，同時(shí)氧化H2O產(chǎn)生O2。圖中①過(guò)程發(fā)生在 葉綠體基質(zhì)
葉綠體基質(zhì)
（填場(chǎng)所）。暗反應(yīng)中首先生成的是三碳化合物，有同學(xué)猜測(cè)此化合物是CO2與某一個(gè)二碳化合物結(jié)合生成的，但當(dāng)突然 停止光照
停止光照
后，發(fā)現(xiàn)RuBP的含量快速 減少
減少
，由此推知猜測(cè)是錯(cuò)誤的。（2）為紅薯葉片提供C18O2，塊根中的淀粉會(huì)含18O，請(qǐng)寫出元素18O轉(zhuǎn)移的路徑
H218O→CO2→C3→磷酸丙糖→蔗糖→淀粉
H218O→CO2→C3→磷酸丙糖→蔗糖→淀粉
（用圖中相關(guān)物質(zhì)的名稱及箭頭表示）。（3）在電子顯微鏡下觀察，可看到葉綠體內(nèi)部有一些顆粒，它們被看作是葉綠體的“脂質(zhì)倉(cāng)庫(kù)”，其體積隨葉綠體的生長(zhǎng)而逐漸變小，可能的原因是
顆粒中的脂質(zhì)參與構(gòu)成葉綠體中的膜結(jié)構(gòu)
顆粒中的脂質(zhì)參與構(gòu)成葉綠體中的膜結(jié)構(gòu)
。（4）為了驗(yàn)證光合作用產(chǎn)物以蔗糖的形式運(yùn)輸，研究人員將酵母菌蔗糖酶基因轉(zhuǎn)入植物，該基因表達(dá)的蔗糖酶定位在葉肉細(xì)胞的細(xì)胞壁上。結(jié)果發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植物出現(xiàn)嚴(yán)重的小根、小莖現(xiàn)象，其原因是
葉肉細(xì)胞壁上的蔗糖酶水解蔗糖，導(dǎo)致進(jìn)入韌皮部的蔗糖減少，根和莖得到的糖不足，生長(zhǎng)緩慢
葉肉細(xì)胞壁上的蔗糖酶水解蔗糖，導(dǎo)致進(jìn)入韌皮部的蔗糖減少，根和莖得到的糖不足，生長(zhǎng)緩慢
。研究發(fā)現(xiàn)蔗糖可直接進(jìn)入液泡，該過(guò)程為逆濃度梯度運(yùn)輸，與該跨膜運(yùn)輸過(guò)程有關(guān)的細(xì)胞器有 線粒體和核糖體
線粒體和核糖體
。（5）25℃條件下測(cè)得紅薯光補(bǔ)償點(diǎn)會(huì)
小于
小于
（填“小于”“大于”或“等于”）1klx；30℃條件下，當(dāng)光照強(qiáng)度為3klx時(shí)，紅薯和馬鈴薯固定CO2量的差值為 4mg/100cm2葉.小時(shí)
4mg/100cm2葉.小時(shí)
。【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】ATP和NADPH；葉綠體基質(zhì)；停止光照；減少；H218O→CO2→C3→磷酸丙糖→蔗糖→淀粉；顆粒中的脂質(zhì)參與構(gòu)成葉綠體中的膜結(jié)構(gòu)；葉肉細(xì)胞壁上的蔗糖酶水解蔗糖，導(dǎo)致進(jìn)入韌皮部的蔗糖減少，根和莖得到的糖不足，生長(zhǎng)緩慢；線粒體和核糖體；小于；4mg/100cm2葉.小時(shí)
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：65引用：2難度：0.4
相似題
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1．如圖是某植物葉肉細(xì)胞的部分生理過(guò)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(guò)程①，也能催化過(guò)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(wèn)題：
（1）圖中，過(guò)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 -
2．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(wèn)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(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 -
3．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(guò)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(guò)程如圖1所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)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
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