非选择题-解答题 较难0.4 引用2 组卷507
三峡库区支流通常在春夏之交和夏季爆发大规模蓝藻及绿藻水华,课题组成员对水华优势藻中蓝藻的CO2浓缩机制(CCM)进行研究。CCM包括三个部分:无机碳跨膜转运,羧体内CO2固定,逃逸CO2部分回收。蓝藻细胞中,碳酸酐酶(CA)是一种含锌的金属酶,可以催化OH-+CO2⇌
互相转化,存在着α-CA、β-CA、γ-CA类型,在不同位置,CA催化方向有所差异。水体中无机碳形式主要有CO2(或H2CO3) 、
等,A~D为运载体,①~⑤为生理过程, Rubisco是催化五碳化合物(RUBP)和CO2或O2反应的酶,PGA是三碳化合物,PSⅠ和PSⅡ是光合系统,请结合下图回答问题:_____ ,过程_____ (填①~⑤)需要提供能量。
(2)蓝藻中存在无机碳跨膜转运机制,从而能够在细胞质内积累高出细胞外500~1000倍无机碳,蓝藻细胞周层区域由于PH和外泌α/β-CA催化等原因,水体无机碳主要以_____ (CO2/
)形式进入细胞质,从而达到浓缩碳的目的。上图中
和Na+通过运载体A进入细胞的运输方式_____ (是/否)相同。利用载体C逆浓度运输的物质为_____ ,H+通过D运出细胞由_____ 提供动力。
(3)羧体在蓝藻CCM机制中起关键作用,细胞中绝大部分Rubisco位于羧体内。羧体第一个功能就是充当微室,羧体对
透性强,在羧体内存在许多β/γ-CA可以将进入羧体内
催化成CO2形式,使羧体内CO2浓度升高,从而抑制过程_____ (填①或⑤)进行。羧体第二个功能可以防止CO2逃逸,目前有部分学者认为羧体鞘由蛋白质组成,对气体透性低,有的学者持不同意见,认为可能是羧体中Rubisco和β/γ-CA排布引起。在羧体内两者紧密排列在一起,_____ 排列在中间,_____ 排列在周围,CO2生成后立即参加①过程反应,以防CO2逃逸。
(4)逃逸CO2部分回收,科学家利用蓝藻大量吸收CO2后,很难观察到CO2泄漏现象。原因是位于细胞_____ 上有许多β-CA将CO2转化成
,使细胞内_____ (填上图中场所)处CO2浓度最低,CO2很难逃逸出细胞。
(2)蓝藻中存在无机碳跨膜转运机制,从而能够在细胞质内积累高出细胞外500~1000倍无机碳,蓝藻细胞周层区域由于PH和外泌α/β-CA催化等原因,水体无机碳主要以
(3)羧体在蓝藻CCM机制中起关键作用,细胞中绝大部分Rubisco位于羧体内。羧体第一个功能就是充当微室,羧体对
(4)逃逸CO2部分回收,科学家利用蓝藻大量吸收CO2后,很难观察到CO2泄漏现象。原因是位于细胞
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早期地球大气中的O2浓度很低,到了大约3.5亿年前,大气中O2浓度显著增加,CO2浓度明显下降。现在大气中的CO2浓度约390umol.mol-,是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)是一种催化CO2固定的酶,在低浓度CO2条件下,催化效率低。有些植物在进化过程中形成了CO2浓缩机制,极大地提高了Rubisco所在局部空间位置的CO2浓度,促进了CO2的固定。回答下列问题:
(1)真核细胞叶绿体中,在Rubisco的催化下,CO2被固定形成____ ,进而被还原生成糖类,此过程发生在____ 中。
(2)海水中的无机碳主要以CO2和HCO3-两种形式存在,水体中CO2浓度低、扩散速度慢,有些藻类具有图
所示的无机碳浓缩过程,图中HCO3-浓度最高的场所是____ (填“细胞外”或“细胞质基质”或“叶绿体”),可为图示过程提供ATP的生理过程有____ 。
。在叶肉细胞中,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(
)可将HCO3-转化为有机物,该有机物经过一系列的变化,最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO2,提高了
附近的CO2浓度。____ (填“高于”或“低于”或“等于”)Rubisco。
② 图
所示的物质中,可由光合作用光反应提供的是____ 。图中由Pyr转变为PEP的过程属于____ (填“吸能反应”或“放能反应”)。
③ 若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所,可以使用____ 技术。
(4)通过转基因技术或蛋白质工程技术,可能进一步提高植物光合作用的效率,以下研究思路合理的有____。
(1)真核细胞叶绿体中,在Rubisco的催化下,CO2被固定形成
(2)海水中的无机碳主要以CO2和HCO3-两种形式存在,水体中CO2浓度低、扩散速度慢,有些藻类具有图
② 图
③ 若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所,可以使用
(4)通过转基因技术或蛋白质工程技术,可能进一步提高植物光合作用的效率,以下研究思路合理的有____。
A.改造植物的HCO3-转运蛋白基因,增强HCO3-的运输能力 |
B.改造植物的PEPC基因,抑制OAA的合成 |
C.改造植物的Rubisco基因,增强CO2固定能力 |
D.将CO2浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物 |
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