光合作用
番茄植物是喜光植物，為促進日光溫室室越冬番茄生長和果實品質的提高，科研工作者進行了系列研究。首先，科研工作者研究了甲、乙兩種番茄的凈光合速率，其結果如圖所示。其次，采用紅藍復合光的LED燈對番茄進行了補光研究，持續(xù)補光一定天數后，進行相關測定結果如表所示。
| 光合速率 μmol/（m2?s） | 維生素C含量 mg/100g | 葉片葉綠素含量mg/g | 株高 （cm） |
單果重 （g） |
單株產量 （g） |
果實可溶性糖含量（mg/g） | |
| 不補光組 | 31.32 | 39.93 | 2.34 | 125.04 | 160.46 | 1203.43 | 18.52 |
| 補光組 | 35.51* | 41.78 | 2.78* | 136.13* | 182.87* | 1554.42* | 21.52* |
（1）光合作用過程中，水光解的作用是
ABD
ABD
。（多選）A．提供e
B．提供H+
C．使葉綠素分子活化
D．為合成ATP提供能量
（2）番茄植株葉肉細胞吸收可見光的色素位于葉綠體的[]上，形成這樣特點的結構所具有的生理意義是
增加了色素和酶的附著面積，能更有效地收集光能
增加了色素和酶的附著面積，能更有效地收集光能
，從而提高了光合速率。（3）據圖，由a點到b點這一階段，光照強度是影響凈光合速率的主導因素，其主要影響光合作用的
光反應
光反應
階段。當光照強度大于b時，甲、乙兩種番茄植物中對光能的利用率較高的植物是甲
甲
。（4）本實驗的補光條件下，有關番茄植株光合作用過程變化的敘述正確的是
A
A
。A．ATP合成增加
B．ATP合成減少
C．酶的活性增加
D．酶的活性減少
（5）據表數據和已有知識，解釋用紅藍復合光的LED燈補光能提高番茄品質和產量的原因
用紅藍復合光的LED燈補光能顯著地增加番茄植株葉片的葉綠素含量，從而增加光能的吸收和轉化以顯著提高番茄的光合速率，由此增加有機物的積累量，進而提高果實的可溶性糖含量、單果重以及單株產量
用紅藍復合光的LED燈補光能顯著地增加番茄植株葉片的葉綠素含量，從而增加光能的吸收和轉化以顯著提高番茄的光合速率，由此增加有機物的積累量，進而提高果實的可溶性糖含量、單果重以及單株產量
。【答案】ABD；增加了色素和酶的附著面積，能更有效地收集光能；光反應；甲；A；用紅藍復合光的LED燈補光能顯著地增加番茄植株葉片的葉綠素含量，從而增加光能的吸收和轉化以顯著提高番茄的光合速率，由此增加有機物的積累量，進而提高果實的可溶性糖含量、單果重以及單株產量
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：17引用：1難度：0.6
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1．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。回答下列問題：
（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 -
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。
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 -
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引用：1難度：0.7