閱讀下列材料，完成20題。
材料：在全球氣候變暖和水資源缺乏加劇的情況下，保障我國(guó)“糧食安全”問(wèn)題尤為重要。玉米是重要的糧食作物，其葉片細(xì)胞中的P蛋白是一種水通道蛋白，由P基因編碼，在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中對(duì)水分的吸收具有重要的調(diào)節(jié)功能。為了探究P蛋白的超量表達(dá)對(duì)玉米生長(zhǎng)的影響，科研人員進(jìn)行了超量表達(dá)P蛋白轉(zhuǎn)基因玉米的生理特性等研究。
超量表達(dá)P蛋白轉(zhuǎn)基因玉米的生理特性研究
實(shí)驗(yàn)一：選取長(zhǎng)勢(shì)相同且生長(zhǎng)狀況良好的野生型玉米和al、a2、a3株系玉米，干旱處理15天，測(cè)量并計(jì)算玉米葉片萎蔫卷曲程度和水分散失率。
結(jié)果：葉片萎蔫卷曲程度為野生型＞a2＞a3＞al；水分散失率如圖3所示。
實(shí)驗(yàn)二：將野生型玉米和a株系玉米在甲、乙兩組條件下進(jìn)行種植，一段時(shí)間后，測(cè)量地上部分鮮重，獲得相對(duì)生物量如圖4所示。
回答下列問(wèn)題：
（1）玉米葉片的萎蔫卷曲程度主要受水分散失率影響。在圖3中畫(huà)出a2株系的水分散失率曲線。
（2）CO2是影響植物生長(zhǎng)的外界因素之一。CO2進(jìn)入玉米植株，在葉綠體中 基質(zhì)基質(zhì)參與暗反應(yīng)，其中的碳原子轉(zhuǎn)移途徑為 CO2→C3→（CH2O）CO2→C3→（CH2O）（用流程圖表示）。
（3）實(shí)驗(yàn)二的自變量是 植株類(lèi)型和二氧化碳濃度植株類(lèi)型和二氧化碳濃度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在干旱條件和不同CO2濃度下，a1株系玉米的相對(duì)生物量均比野生型玉米更高，從光合作用的角度分析其原因是 在干旱條件下，與野生型玉米相比，a1株系玉米超量表達(dá)P蛋白，對(duì)水分和CO2的利用率更高，光合效率更高在干旱條件下，與野生型玉米相比，a1株系玉米超量表達(dá)P蛋白，對(duì)水分和CO2的利用率更高，光合效率更高。
（4）正常種植條件下，野生型玉米和a1株系玉米的氣孔開(kāi)放程度基本相當(dāng)，但al株系玉米具有較高的光合效率，玉米籽粒重和單果穗的產(chǎn)量提高，推測(cè)其葉綠體膜上超量表達(dá)的P蛋白能促進(jìn)CO2的吸收。
以野生型玉米和a1株系玉米為材料，用光合作用測(cè)定儀（可檢測(cè)胞間CO2濃度凈光合速率等）檢測(cè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這一推測(cè)。寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期結(jié)果 實(shí)驗(yàn)思路：在相同的正常種植條件下，種植野生型和a1株系玉米，一段時(shí)間后用光合作用測(cè)定儀檢測(cè)野生型玉米和a1株系玉米的胞間CO2濃度和凈光合速率并比較分析。
預(yù)期結(jié)果：與野生型玉米相比較，a1株系玉米的胞間CO2濃度低，凈光合速率高實(shí)驗(yàn)思路：在相同的正常種植條件下，種植野生型和a1株系玉米，一段時(shí)間后用光合作用測(cè)定儀檢測(cè)野生型玉米和a1株系玉米的胞間CO2濃度和凈光合速率并比較分析。
預(yù)期結(jié)果：與野生型玉米相比較，a1株系玉米的胞間CO2濃度低，凈光合速率高。
預(yù)期結(jié)果：與野生型玉米相比較，a1株系玉米的胞間CO2濃度低，凈光合速率高
預(yù)期結(jié)果：與野生型玉米相比較，a1株系玉米的胞間CO2濃度低，凈光合速率高
【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】基質(zhì)；CO2→C3→（CH2O）；植株類(lèi)型和二氧化碳濃度；在干旱條件下，與野生型玉米相比，a1株系玉米超量表達(dá)P蛋白，對(duì)水分和CO2的利用率更高，光合效率更高；實(shí)驗(yàn)思路：在相同的正常種植條件下，種植野生型和a1株系玉米，一段時(shí)間后用光合作用測(cè)定儀檢測(cè)野生型玉米和a1株系玉米的胞間CO2濃度和凈光合速率并比較分析。
預(yù)期結(jié)果：與野生型玉米相比較，a1株系玉米的胞間CO2濃度低，凈光合速率高
預(yù)期結(jié)果：與野生型玉米相比較，a1株系玉米的胞間CO2濃度低，凈光合速率高
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：8引用：1難度：0.6
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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(chēng)為光呼吸?；卮鹣铝袉?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?chē)Ｔ摍C(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(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(xiě)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(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)?；卮鹣铝袉?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(lèi)物質(zhì)，在氧氣充足的條件下，可被氧化為（填物質(zhì)名稱(chēng)）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?chē)?。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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