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非选择题-解答题 适中0.65 引用1 组卷80
玉米能够在高温、强光照和干旱条件下保持较高的光合速率。为探明原因,某科研团队用14C标记的CO2研究玉米光合作用过程,放射性物质首先出现在C4化合物中,然后C4会从叶肉细胞叶绿体进入维管束鞘细胞叶绿体中,直至出现在糖类等有机物中。至此发现玉米的光合作用过程包括C3和C4途径(见图),图中①②③④表示生理过程。回答下列问题:

(1)科研团队采用了____________方法,研究玉米的光合作用过程。图中表示的是光合作用的___________阶段,该过程完成的能量转换是将___________中活跃化学能转化成有机物中稳定化学能。
(2)据图可知,玉米进行光合作用时,CO2固定由___________催化。图中代表卡尔文循环过程的是___________(填数字),④过程中C3___________(填“少部分”、“大部分”或“全部”)转变成C5,该过程的意义是___________
(3)研究发现:C4途径中PEPC酶与CO2的亲和力比C3途径中Rubisco酶高60多倍。玉米之所以能在高温、强光照和干旱条件下保持较高的光合速率,有人推测:PEPC酶可能在增强玉米光合速率中发挥了关键作用,已知L-Asp是PEPC酶的专一抑制剂。请设计实验检验推测。补充实验思路:实验组玉米______________,对照组玉米________________,将两组玉米同放在___________条件下,测定并比较两组玉米的净光合速率。若__________________,则支持该推测。
23-24高一下·浙江·阶段练习
知识点:光反应、暗(碳)反应的物质变化和能量变化影响光合作用的因素 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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I三角褐指藻是一种海洋中的硅藻,科研人员用高光照强度200μmol/(m2·s)和低光照强度50μmol/(m2·s)分别驯化培养三角褐指藻段时间后,测定两种藻的叶绿素a含量以及核酮糖-1,5二磷酸羧化酶活性,实验结果如下图。回答下列问题:

(1)叶绿素a主要吸收的光是____________,在提取时需加入____________以保证研磨充分。由图1分析可知,三角褐指藻适应低光照环境的机制是____________
(2)核酮糖-1,5二磷酸羧化酶是固定CO2的关键酶,根据实验结果分析,____________(填“高”或“低”)光照强度条件下该酶活性更高,通过_____________,进而提高光合作用速率。在研究中可以通过直接测量____________来表示植物的净光合作用速率。
(3)若给三角褐指藻提供H218O,“段时间后发现三角褐指藻细胞中的葡萄糖也出现了18O,用文字与箭头写出其转移途径:____________
Ⅱ图一表示A、B、C三种植物适应不同环境的碳固定模式,图二表示图一中某种植物代谢示意图,科学家向A植物培养液中通入14CO2,给予实验装置不同时间光照的放射性物质分布结果见表格,请回答下列问题:

实验组别

光照时间(s)

放射性物质分布

1

2

大量3-磷酸甘油酸(三碳化合物)

2

20

3-磷酸甘油醛、4-磷酸赤藓糖、7-磷酸景天庚酮糖等12种磷酸化糖类

3

60

除上述12种磷酸化糖类外,还有氨基酸、有机酸等

(4)图一A植物叶绿体中Rubisco是指一种羧化酶,能催化核酮糖1,5-二磷酸(C5)接受CO2,产生3-磷酸甘油酸(C3),此过程被称为_____________,由表可知,光合作用的产物除氧气以外还有_____________等。图二所示植物代谢类型最可能是图一中______________(用字母作答)植物。
(5)科学家在无光无氧条件下用碘乙酸抑制A植物呼吸作用第一阶段,发现其叶肉细胞细胞质基质中的葡萄糖仍然会大量分解,科学家将此代谢过程称为HMS,HMS过程中出现了3-磷酸甘油醛、4-磷酸赤藓糖、7-磷酸景天庚酮糖等产物,最终能产生CO2和NADPH,请推测HMS对于叶肉细胞光合作用的意义:_____________(答3点)。
(6)Rubisco还是一种催化C5加氧反应的酶,O2是Rubisco作为羧化酶的竞争性抑制剂,PEP羧化酶对CO2亲和力远远大于Rubisco,B植物的C4酸能定向地由叶肉细胞进入维管束鞘细胞并产生CO2,请推测在干旱环境中,B植物生长比A植物更好的原因是_______________
人们根据光合作用碳素同化的最初光合产物的不同,把高等植物分成两类:C3植物和C4植物。C3植物的最初产物是3-磷酸甘油酸(三碳化合物),这种反应途径称C3途径,如水稻、小麦、棉花、大豆等大多数植物。C4植物是以草酰乙酸(四碳化合物)为最初产物,所以称这种途径为C4途径,如甘蔗、玉米、高粱等。下图1所示为C4植物玉米的CO2浓缩机制,玉米在高光强、高温和干旱条件下比C3植物水稻有更高的光合效率。科研人员成功地将玉米C4途径关键酶PEPC的基因导入水稻原种中,获得了高表达的转基因水稻,其光合速率显著提升。请分析回答:

(1)在玉米体内,光反应可以为图1中CO2浓缩过程提供的物质有____,经浓缩后释放的CO2在Rubisco的催化下被固定成三碳化合物(C3),进一步被还原生成糖类,该过程发生在____(填相应场所)中。
(2)玉米植物的叶肉细胞和维管束鞘细胞结构和功能不同的根本原因是____。当____(填植物激素)含量升高时,促进气孔关闭。请结合图1,从参与光合作用的酶的角度分析气孔关闭时,玉米的光合作用与普通水稻相比受影响程度小的原因是玉米叶肉细胞内PEPC酶与CO2的亲和力____(填“高于”或“低于”)Rubisco酶,PEPC酶____,普通水稻没有这一途径。
(3)为探究高光强下转基因水稻光合速率的提升是否与PEPC基因导入有关,研究人员在高光强下用PEPC酶专一抑制剂DCDP处理水稻叶片,并检测水稻的光合放氧速率,结果如图2所示。分析该实验中的自变量是____,可得出的结论是____

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