光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝，因此人們?cè)鴮?duì)光合作用過(guò)程展開了多項(xiàng)研究，請(qǐng)結(jié)合以下研究?jī)?nèi)容回答相關(guān)問(wèn)題：
（一）為研究葉綠體的完整性與光反應(yīng)的關(guān)系，研究人員用物理、化學(xué)方法制備了4種結(jié)構(gòu)完整性不同的葉綠體，在離體條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用Fecy或DCIP替代NADP+為電子受體，以相對(duì)放氧量表示光反應(yīng)速率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示：
| 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目/相對(duì)值/葉綠體類型 | 葉綠體A：雙層膜結(jié)構(gòu)完整 | 葉綠體B：雙層膜局部受損，類囊體略有損傷 | 葉綠體C：雙層膜瓦解，類囊體松散但未斷裂 | 葉綠體D：所有膜結(jié)構(gòu)解體破裂成顆?；蚱?/td> |
| 實(shí)驗(yàn)一：以Fecy為電子受體時(shí)的放氧量 | 100 | 167.0 | 425.1 | 281.3 |
| 實(shí)驗(yàn)二：以DCIP為電子受體時(shí)的放氧量 | 100 | 106.7 | 471.1 | 109.6 |
（1）葉綠體A和葉綠體B的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，葉綠體雙層膜對(duì)以
Fecy
Fecy
（填“Fecy”或“DCIP”）為電子受體的光反應(yīng)有明顯阻礙作用；葉綠體C和葉綠體D的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)葉綠體雙層膜瓦解，類囊體松散但未斷裂的情況下，親脂性
親脂性
（填“親水性”或“親脂性”）電子受體的光反應(yīng)速率快。（2）類囊體上分布著參與光合作用的兩類色素是
葉綠素和類胡蘿卜素
葉綠素和類胡蘿卜素
，該實(shí)驗(yàn)中光反應(yīng)速率最高的是葉綠體C，表明在無(wú)雙層膜阻礙、類囊體又松散的條件下，更有利于 類囊體上的色素吸收光能（或電子傳遞）
類囊體上的色素吸收光能（或電子傳遞）
，從而提高光反應(yīng)速率。（二）經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，Rubisco酶是綠色植物細(xì)胞中含量豐富的蛋白質(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。人們將植物在光下吸收O2產(chǎn)生CO2的現(xiàn)象稱為光呼吸，它是光合作用一個(gè)損耗能量的副反應(yīng)。
（1）Rubisco酶在細(xì)胞的
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和葉綠體
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和葉綠體
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 C3（三碳化合物）
C3（三碳化合物）
，其發(fā)揮作用的場(chǎng)所是 葉綠體基質(zhì)
葉綠體基質(zhì)
。（2）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
提高局部CO2濃度可抑制光呼吸，增加光合作用有機(jī)物的產(chǎn)量
提高局部CO2濃度可抑制光呼吸，增加光合作用有機(jī)物的產(chǎn)量
。【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】Fecy；親脂性；葉綠素和類胡蘿卜素；類囊體上的色素吸收光能（或電子傳遞）；細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和葉綠體；C3（三碳化合物）；葉綠體基質(zhì)；提高局部CO2濃度可抑制光呼吸，增加光合作用有機(jī)物的產(chǎn)量
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：51引用：2難度：0.6
相似題
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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 -
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
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