光合能力是作物產(chǎn)量的重要決定因素。為研究水稻控制光合能力的基因，科研人員獲得了一種植株高度和籽粒重量都明顯下降的水稻突變體，并對其進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。
（1）葉綠體中的光合色素分布在類囊體膜類囊體膜上，能夠吸收和利用吸收和利用光能，光反應(yīng)階段生成的ATP和NADPHATP和NADPH參與在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行的三碳酸的還原三碳酸的還原過程，該過程的產(chǎn)物可以在一系列酶的作用下轉(zhuǎn)化為蔗糖和淀粉。
（2）科研人員用電鏡觀察野生型和突變體水稻的葉綠體，結(jié)果如圖所示。與野生型相比，突變體的葉綠體出現(xiàn)了兩方面的明顯變化：
①類囊體結(jié)構(gòu)散亂類囊體結(jié)構(gòu)散亂；②淀粉粒數(shù)量減少淀粉粒數(shù)量減少。此實(shí)驗(yàn)從細(xì)胞細(xì)胞水平分析了突變體光合產(chǎn)量變化的原因。
（3）半乳糖脂是類囊體膜的主要脂質(zhì)成分，對于維持類囊體結(jié)構(gòu)具有重要作用，酶G參與其合成過程。測序發(fā)現(xiàn)，該突變體的酶G基因出現(xiàn)異常?？蒲腥藛T測定了野生型、突變體和轉(zhuǎn)入酶G基因的突變體中的半乳糖脂及葉綠素含量，結(jié)果如下表所示。
| 野生型 | 突變體 | 轉(zhuǎn)入酶G基因的突變體 | |
| 半乳糖脂相對值 | 34 | 26 | 33 |
| 葉綠素含量相對值 | 3.42 | 2.53 | 3.41 |
突變體酶G基因異常，半乳糖脂和葉綠素含量降低，影響類囊體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響光反應(yīng)，導(dǎo)致碳反應(yīng)合成的蔗糖和淀粉減少
突變體酶G基因異常，半乳糖脂和葉綠素含量降低，影響類囊體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響光反應(yīng)，導(dǎo)致碳反應(yīng)合成的蔗糖和淀粉減少
。（4）若要利用酶G基因培育高產(chǎn)水稻，一種可能的思路是：將酶G基因轉(zhuǎn)入
野生型
野生型
（選填“野生型”或“突變體”）水稻，檢測產(chǎn)量
產(chǎn)量
是否提高。【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】類囊體膜；吸收和利用；ATP和NADPH；三碳酸的還原；類囊體結(jié)構(gòu)散亂；淀粉粒數(shù)量減少；細(xì)胞；突變體酶G基因異常，半乳糖脂和葉綠素含量降低，影響類囊體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響光反應(yīng)，導(dǎo)致碳反應(yīng)合成的蔗糖和淀粉減少；野生型；產(chǎn)量
【解答】
【點(diǎn)評】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：13引用：2難度：0.6
相似題
-
1．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，Rubisco酶可催化C5（RuBp）加O2形成1個C3、1個C2，2個C2在線粒體等結(jié)構(gòu)中再經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化形成1個C3、1個CO2，C3再進(jìn)入卡爾文循環(huán)?；卮鹣铝袉栴}：
（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，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，該酶催化C5與CO2反應(yīng)，完成光合作用；當(dāng)O2濃度較高時，該酶卻錯誤的催化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)揮作用的場所是。
（2）當(dāng)胞間CO2與O2濃度的比值減小時，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。請從C5的角度分析，原因是。
（3）為糾正Rubisco酶的錯誤反應(yīng)，光合植物創(chuàng)造了多種高代價的補(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，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，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，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