“碳中和”是指通過植樹造林、節(jié)能減排等形式，抵消自身產(chǎn)生的二氧化碳排放。實(shí)現(xiàn)二氧化碳的“零排放”，被定為我國未來40年發(fā)展的國家戰(zhàn)略。中國科學(xué)家團(tuán)隊(duì)已在實(shí)驗(yàn)室中首次實(shí)現(xiàn)了從CO2到淀粉的全合成。
（1）在植物葉肉細(xì)胞中，CO2固定發(fā)生的場所是 葉綠體基質(zhì)葉綠體基質(zhì)；在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，人工合成過程中糖類的積累量 高于高于（填“高于”“低于”或“等于”）植物，原因是 人工光合作用系統(tǒng)沒有呼吸作用消耗糖類（或植物呼吸作用消耗糖類）人工光合作用系統(tǒng)沒有呼吸作用消耗糖類（或植物呼吸作用消耗糖類）。
（2）在植物體內(nèi)光合作用的主要終產(chǎn)物除淀粉外還有蔗糖，且白天和黑夜的生理活動(dòng)存在差異。下圖是馬鈴薯光合作用產(chǎn)物的形成及運(yùn)輸過程示意圖。請分析回答：
①圖中Ⅱ過程需要光反應(yīng)提供 還原氫和ATP還原氫和ATP將C3轉(zhuǎn)變成丙糖磷酸。在電子顯微鏡下觀察，可看到葉綠體內(nèi)部有一些顆粒，它們被看作是葉綠體的“脂質(zhì)倉庫”。這些顆粒的體積隨葉綠體的生長而逐漸變小，可能的原因是 顆粒中的脂質(zhì)參與構(gòu)成葉綠體中的膜結(jié)構(gòu)顆粒中的脂質(zhì)參與構(gòu)成葉綠體中的膜結(jié)構(gòu)。
②為了驗(yàn)證光合產(chǎn)物是以蔗糖的形式運(yùn)輸，研究人員將酵母菌蔗糖酶基因轉(zhuǎn)入植物，該基因表達(dá)的蔗糖酶定位在葉肉細(xì)胞的細(xì)胞壁上。結(jié)果發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植物出現(xiàn)嚴(yán)重的短根、短莖現(xiàn)象，據(jù)圖分析，其原因可能是葉肉細(xì)胞壁上的蔗糖酶水解蔗糖，導(dǎo)致 進(jìn)入維管組織（或韌皮部）的蔗糖減少進(jìn)入維管組織（或韌皮部）的蔗糖減少，根和莖得到的糖不足，生長緩慢。
③葉綠體中淀粉的含量晝夜變化很大，被稱為“過渡性淀粉”。過渡性淀粉的存在有重要意義，據(jù)圖推測，這樣既能保障白天光合作用進(jìn)程快于白天蔗糖的利用，又能在夜間 有足夠的淀粉轉(zhuǎn)化為蔗糖輸出，以滿足根、莖等器官生長以及碳水化合物貯存的需要有足夠的淀粉轉(zhuǎn)化為蔗糖輸出，以滿足根、莖等器官生長以及碳水化合物貯存的需要。
【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】葉綠體基質(zhì)；高于；人工光合作用系統(tǒng)沒有呼吸作用消耗糖類（或植物呼吸作用消耗糖類）；還原氫和ATP；顆粒中的脂質(zhì)參與構(gòu)成葉綠體中的膜結(jié)構(gòu)；進(jìn)入維管組織（或韌皮部）的蔗糖減少；有足夠的淀粉轉(zhuǎn)化為蔗糖輸出，以滿足根、莖等器官生長以及碳水化合物貯存的需要
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：1引用：1難度：0.6
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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(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(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，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(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?；卮鹣铝袉栴}：
（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 -
3．如圖是某植物葉肉細(xì)胞的部分生理過程示意圖。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酶既能催化過程①，也能催化過程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)。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(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（填場所）徹底氧化分解成CO2。
（3）據(jù)圖推測，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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