黑藻（Hydrillaverticillata）是多年生沉水草本植物，適合室內水體綠化，是裝飾水族箱的良好材料，全草可做豬飼料，亦可作為綠肥使用，還能入藥，具利尿祛濕之功效，也是生物實驗的理想選材。請分析并回答下列問題：
（1）利用一定的方法得到黑藻細胞的葉綠體，再將葉綠體破壞后分離得到類囊體和葉綠體基質，分別裝入圖中試管中，試管①②置于光下，試管③④置于黑暗環(huán)境中，其他條件保持相同且適宜，含有與光合作用有關酶的試管有 ①②③④①②③④（填序號），經檢測有O2產生的試管是 ①①（填序號），由此說明光反應的場所是 類囊體的薄膜（類囊體）類囊體的薄膜（類囊體）。
（2）科研人員模擬了卡爾文循環(huán)的實驗過程，以期追蹤暗反應中碳的轉移途徑。在密閉環(huán)境中用14C標記的NaHCO3培養(yǎng)新制備的黑藻懸浮細胞（其他條件相同且適宜），光照30s后，將黑藻細胞迅速加入煮沸的甲醇中，同時檢測到了多種帶有14C標記的化合物。
①該實驗中NaHCO3的作用主要是提供 CO2CO2，將黑藻細胞迅速加入煮沸的甲醇中的目的是使細胞中的代謝停止，以便檢測 生成的含14C標記的化合物的種類生成的含14C標記的化合物的種類。
②為確認最先生成的含14C標記化合物種類，科研人員應如何改進實驗操作 縮短光照時間縮短光照時間。
（3）葉綠體在黑藻細胞內的分布可依照光照情況而變化；光照較弱時，葉綠體會聚集到細胞頂面，其意義是 以最大限度吸收光能，保證高效的光合作用以最大限度吸收光能，保證高效的光合作用；如長期處于光照較弱的條件下，葉綠體還會發(fā)生如下的一些適應性變化，如 葉綠體數量變多葉綠體數量變多、葉綠體內色素含量變多等，而光照較強時，葉綠體則移到細胞的側面，以免強光的傷害，這種葉綠體在細胞內位置和分布受到的動態(tài)調控稱為葉綠體定位。為驗證葉綠體的這種移動和新位置上的“錨定”離不開細胞質中細胞骨架的參與，可用相應的化學物質破壞 細胞骨架細胞骨架，然后鏡檢葉綠體定位是否出現異常。
【答案】①②③④；①；類囊體的薄膜（類囊體）；CO2；生成的含14C標記的化合物的種類；縮短光照時間；以最大限度吸收光能，保證高效的光合作用；葉綠體數量變多；細胞骨架
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：4引用：2難度：0.5
相似題
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1．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；據圖1可推知，Rubisco酶主要分布在葉綠體基質中，催化CO2與C5結合，生成2分子C3，影響該反應的內部因素有（寫出2點即可）。在光照條件下，Rubisco酶可以催化RuBP與CO2生成PGA，再利用光反應產生的NADPH將其還原，也可以催化RuBP與O2反應；推測O2與CO2比值時，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：。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。根據圖2中信息推測，PEP羧化酶比Rubisco酶對CO2的親和力。葉肉細胞包圍在維管束鞘細胞四周，形成花環(huán)狀結構，根據此結構特點，進一步推測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 -
2．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酶所催化的反應產物是，其發(fā)揮作用的場所是。
（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引用：5難度：0.6 -
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)?；卮鹣铝袉栴}：
（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（填物質名稱）后進入線粒體，繼而在（填場所）徹底氧化分解成CO2。
（3）據圖推測，當CO2濃度與O2濃度的比值（填“高”或“低”）時，有利于水稻進行光呼吸而不利于光合作用中有機物的積累，從C5的角度分析，其原因是。
（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難度：0.7