興起于上世紀(jì)的第一次“綠色革命”獲得了水稻半矮化突變體,半矮稈水稻雖抗倒伏、高產(chǎn),但對氮的利用效率不高。中國科研團(tuán)隊(duì)就如何進(jìn)一步提高水稻產(chǎn)量,減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的影響這一問題進(jìn)行了持續(xù)探索,并于2020年在水稻高產(chǎn)和氮素高效協(xié)同調(diào)控機(jī)制領(lǐng)域獲得重要突破。為探究高濃度CO2下氮素供應(yīng)形態(tài)對植物光合作用的影響,研究人員以武運(yùn)粳稻為實(shí)驗(yàn)材料,在人工氣候室利用無土栽培技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn),部分結(jié)果如下。請回答有關(guān)問題:
處理措施 檢測結(jié)果 |
硝態(tài)氮 正常濃度CO2 |
硝態(tài)氮 高濃度CO2 |
X | 氨態(tài)氮 高濃度CO2 |
葉綠素SPAD值 | 50 | 51 | 42 | 44 |
凈光合速率 | 17.5 | 21.5 | 35 | 42.8 |
(1)環(huán)境中的氮元素進(jìn)入葉肉細(xì)胞后,可用于合成與光合作用相關(guān)的酶(如RUBP羧化酶),RUBP羧化酶分布在
葉綠體基質(zhì)
葉綠體基質(zhì)
,能將CO2固定為 C3(三碳化合物)
C3(三碳化合物)
,再進(jìn)一步被還原為糖類。此外氮元素還能用于合成 葉綠素、NADPH、ATP、ADP
葉綠素、NADPH、ATP、ADP
(答出其中兩種),進(jìn)而促進(jìn)光合作用。(2)表中X處理措施應(yīng)為
氨態(tài)氮(NH4+)正常濃度CO2
氨態(tài)氮(NH4+)正常濃度CO2
。據(jù)表分析,能夠顯著提高該水稻凈光合速率的氮素供應(yīng)形態(tài)是 氨態(tài)氮(NH4+)
氨態(tài)氮(NH4+)
。從物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)慕嵌确治?,原因可能?根細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運(yùn)氨態(tài)氮的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白/載體蛋白的數(shù)量多于硝態(tài)氮
根細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運(yùn)氨態(tài)氮的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白/載體蛋白的數(shù)量多于硝態(tài)氮
。(3)植物光合系統(tǒng)中的氮素分配受供氮量等因素的影響,研究人員對葉片光合系統(tǒng)中氮素的含量及分配進(jìn)行了檢測,結(jié)果如下:
注:葉片氮素可分為光合氮素和非光合氮素;前者包括捕光氮素和羧化氮素。
檢測結(jié)果顯示:相對于中氮,高氮環(huán)境下,氮素從
光合氮素(羧化氮素)
光合氮素(羧化氮素)
向 非光合氮素
非光合氮素
轉(zhuǎn)化,且羧化氮素所占比例降低,進(jìn)而影響了光合作用的 暗反應(yīng)
暗反應(yīng)
階段,導(dǎo)致光合速率下降。【答案】葉綠體基質(zhì);C3(三碳化合物);葉綠素、NADPH、ATP、ADP;氨態(tài)氮(NH4+)正常濃度CO2;氨態(tài)氮(NH4+);根細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運(yùn)氨態(tài)氮的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白/載體蛋白的數(shù)量多于硝態(tài)氮;光合氮素(羧化氮素);非光合氮素;暗反應(yīng)
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/8/30 7:0:8組卷:9引用:6難度:0.7
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1.20世紀(jì)60年代,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)有些起源于熱帶的植物如甘蔗、玉米等,除了和其他C3植物一樣具有卡爾文循環(huán)(固定CO2的初產(chǎn)物是三碳化合物(C3),簡稱C3途徑)外,還存在另一條固定CO2的途徑,固定CO2的初產(chǎn)物是四碳化合物(C4),簡稱C4途徑,這種植物稱為C4植物,其光合作用過程如圖1所示。研究發(fā)現(xiàn)C4植物中PEP羧化酶對CO2的親和力約是Rubisco酶的60倍。請回答下列問題:
(1)在C植物光合作用中,CO2中的碳轉(zhuǎn)化成有機(jī)物(CH2O)中碳的轉(zhuǎn)移途徑是
(2)甲、乙兩種植物光合速率與CO2濃度的關(guān)系如圖2。請據(jù)圖分析,植物
(3)Rubisco酶是一種雙功能酶,當(dāng)CO2/O2比值高時(shí),可催化C5固定CO2合成有機(jī)物;當(dāng)CO2/O2比值低時(shí),可催化C5結(jié)合O2發(fā)生氧化分解,消耗有機(jī)物,此過程稱為光呼吸,結(jié)合題意分析,在炎熱干旱環(huán)境中,C4植物的生長一般明顯優(yōu)于C3植物的原因是
(4)水稻是世界上最重要的糧食作物。目前,科學(xué)家正在研究如何利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將“C4途徑”轉(zhuǎn)移到水稻中去,這項(xiàng)研究的意義是發(fā)布:2025/1/16 8:0:1組卷:46引用:1難度:0.6 -
2.研究不同濃度CO2對紅掌幼苗各項(xiàng)生理指標(biāo)的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。
請回答以下問題
(1)完善實(shí)驗(yàn)步驟:
材料用具:盆栽紅掌幼苗100株,設(shè)施相同的塑料薄膜溫室及供氣的CO2鋼瓶若干。
第一步:取長勢相似的紅掌幼苗90盆,平均分為3組,編號A、B、C,各置于一個(gè)溫室中。
第二步:A組溫室保持原大氣CO2濃度,
第三步:在光照強(qiáng)度、溫度和濕度等相同且適宜的條件下培養(yǎng)30天。
第四步:從每組選取相同部位、相同數(shù)量的葉片測量各生理指標(biāo),求平均值。
(2)還原糖可用
(3)較高CO2濃度有利于紅掌幼苗度過干旱環(huán)境,據(jù)圖分析原因:
(4)Rubisco酶催化光合作用中CO2的固定過程,該酶的活性可用發(fā)布:2025/1/16 8:0:1組卷:8引用:1難度:0.7 -
3.在強(qiáng)光環(huán)境下,將某突變型植株與野生型植株均分別施低氮肥和高氮肥,一段時(shí)間后測定其葉綠素和Rubisco酶(該酶催化CO2和C5反應(yīng))的含量,結(jié)果如圖所示。下列敘述不正確的是( ?。?br />
發(fā)布:2025/1/16 8:0:1組卷:19引用:2難度:0.7
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