室內栽培常春藤能夠有效清除甲醛污染。為研究其作用機制,科學家首先研究密閉環(huán)境中常春藤正常的呼吸作用和光合作用,測得密閉環(huán)境中的CO2濃度變化如圖1所示;而后將用特殊方法處理的甲醛通入密閉環(huán)境,研究常春藤處理甲醛的途徑,如圖2所示為甲醛相關的代謝過程(其中HCHO為甲醛,RU5P和HU6P是中間產物)。回答下列問題。
(1)圖1中:黑暗組常春藤的葉肉細胞內可產生CO2的場所是 細胞質基質和線粒體基質細胞質基質和線粒體基質。弱光照組葉肉細胞的光合速率 大于大于(大于/小于/等于)它的呼吸速率。d時間內完全光照組植株的平均實際光合速率是 a-cda-cdppm/s。
(2)圖2中:過程①屬于光合作用的 暗反應暗反應,b代表的物質是,來自基粒的物質有 ATP、NADPHATP、NADPH,葉肉細胞同化甲醛(HCHO)的場所應是 葉綠體基質葉綠體基質。
(3)甲醛在被常春藤吸收利用的同時,也會對常春藤的生長產生一定的影響,為此研究人員對甲醛脅迫下的常春藤的一些生理活動進行了研究。測得常春藤在不同濃度甲醛脅迫下,可溶性糖的含量如下表。測得常春藤在不同濃度甲醛脅迫下,甲醛脫氫酶(FALDH)(甲醛代謝過程中的關鍵酶)活性的相對值如圖3所示。測得常春藤在不同濃度甲醛脅迫下,氣孔導度(氣孔的開放程度)的相對值如圖4所示。
不同甲醛濃度下常春藤可溶性糖的相對含量
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組別 | 樣品 | 0天 | 第1天 | 第2天 | 第3天 | 第4天 |
① | 1個單位甲醛濃度的培養(yǎng)液 | 2271 | 2658 | 2811 | 3271 | 3425 |
② | 2個單位甲醛濃度的培養(yǎng)液 | 2271 | 2415 | 2936 | 2789 | 1840 |
③ | 不含甲醛的培養(yǎng)液 | 2271 | 2311 | 2399 | 2399 | 2529 |
1個單位甲醛濃度下,雖然氣孔導度有所降低,影響了CO2的吸收,但甲醛脫氫酶(FALDH)的活性增強,甲醛代謝產生的CO2更多,光合作用速率更高(或1個單位甲醛濃度使甲醛脫氫酶(FALDH)的活性增強,甲醛代謝過程產生的CO2多于氣孔關閉減少的CO2,光合作用速率更高)
1個單位甲醛濃度下,雖然氣孔導度有所降低,影響了CO2的吸收,但甲醛脫氫酶(FALDH)的活性增強,甲醛代謝產生的CO2更多,光合作用速率更高(或1個單位甲醛濃度使甲醛脫氫酶(FALDH)的活性增強,甲醛代謝過程產生的CO2多于氣孔關閉減少的CO2,光合作用速率更高)
。推測在有甲醛的環(huán)境中,常春藤降低甲醛傷害的途徑有 降低氣孔的開放程度,減少甲醛的吸收;在低濃度(1個單位)甲醛時,還可以提高甲醛脫氫酶(FALDH)的活性,增強甲醛的代謝能力
降低氣孔的開放程度,減少甲醛的吸收;在低濃度(1個單位)甲醛時,還可以提高甲醛脫氫酶(FALDH)的活性,增強甲醛的代謝能力
。【答案】細胞質基質和線粒體基質;大于;;暗反應;ATP、NADPH;葉綠體基質;1個單位甲醛濃度下,雖然氣孔導度有所降低,影響了CO2的吸收,但甲醛脫氫酶(FALDH)的活性增強,甲醛代謝產生的CO2更多,光合作用速率更高(或1個單位甲醛濃度使甲醛脫氫酶(FALDH)的活性增強,甲醛代謝過程產生的CO2多于氣孔關閉減少的CO2,光合作用速率更高);降低氣孔的開放程度,減少甲醛的吸收;在低濃度(1個單位)甲醛時,還可以提高甲醛脫氫酶(FALDH)的活性,增強甲醛的代謝能力
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【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/20 8:0:9組卷:2難度:0.5
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1.研究發(fā)現,Rubisco酶是綠色植物細胞中含量最豐富的蛋白質,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CO2濃度較高時,該酶催化C5與CO2反應,完成光合作用;當O2濃度較高時,該酶卻錯誤的催化C5與O2反應,產物經一系列變化后到線粒體中生成CO2,這種植物在光下吸收O2產生CO2的現象稱為光呼吸?;卮鹣铝袉栴}:
(1)Rubisco酶在細胞的
(2)當胞間CO2與O2濃度的比值減小時,有利于植物進行光呼吸而不利于光合作用有機物的積累。請從C5的角度分析,原因是
(3)為糾正Rubisco酶的錯誤反應,光合植物創(chuàng)造了多種高代價的補救機制,如有的細胞中產生一種特殊蛋白質微室,將CO2濃縮在Rubisco酶周圍。該機制形成的意義是發(fā)布:2025/1/16 8:0:1組卷:50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。
光呼吸現象存在的根本原因在于Rubisco,酶是一個雙功能的酶,具有催化羧化反應和加氧反應兩種功能,其催化方向取決于CO2和O2的濃度。當CO2濃度高而O2濃度低時,RuBP(1,5-二磷酸核酮糖,C5)與進入葉綠體的CO2結合,經Rubisco酶催化生成2分子的PGA(3-磷酸甘油酸,C3),進行光合作用;當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,參與光反應的主要色素是
(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快速釋放CO2的現象(CO2猝發(fā)),試解釋這一現象產生的原因:
(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。根據圖2中信息推測,PEP羧化酶比Rubisco酶對CO2的親和力發(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胞的部分生理過程示意圖。已知該植物葉肉細胞在適宜光照、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在線粒體等結構中再經一系列轉化形成1個C3、1個CO2,C3再進入卡爾文循環(huán)。回答下列問題:
(1)圖中,過程②發(fā)生的場所是
(2)該植物葉肉細胞光合作用產生的糖類物質,在氧氣充足的條件下,可被氧化為
(3)據圖推測,當CO2濃度與O2濃度的比值
(4)科學研究發(fā)現,在一些藍藻中存在CO2濃縮機制:藍藻中產生一種特殊的蛋白質微室,能將CO2濃縮在Rubisco酶周圍。該機制的意義是發(fā)布:2025/1/16 8:0:1組卷:21引用:1難度:0.7