水稻是我国重要的粮食作物。研究发现水稻叶片保卫细胞细胞膜OSA1蛋白受光诱导后活性提高，泵出氢离子后激活钾离子内流通道。根部细胞膜OSA1蛋白可促进水稻对铵的吸收与同化，如图1所示，回答下列问题。
（1）据图1，叶肉细胞中必须在光照条件下才能生成的物质是[②][H]和ATP[H]和ATP和[③③]O2O2（[]中填编号，横线上填名称）。
（2）当叶肉细胞吸收的CO2量增加时，叶绿体中短期内C5的含量减少减少。
（3）由图1可知，根细胞膜上的OSA1蛋白能将NH4+同化产生的氢离子转移至细胞外，防止细胞质酸化。类似的情形可以发生于叶肉细胞内的H+从CC。
A．类囊体膜→类囊体腔
B．类囊体腔→类囊体膜
C．类囊体腔→叶绿体基质
D．叶绿体基质→细胞质基质
（4）水稻细胞膜上OSA1蛋白的合成受OSA1基因调控。研究者运用转基因技术，构建出OSA1基因超表达转基因水稻。实验证明，转基因水稻的光合速率高于野生型水稻和突变体水稻，为探究其原理，科研人员测定了转基因水稻、野生型水稻和OSA1基因突变型水稻部分生理指标（气孔导度代表单位时间进入叶片单位面积的CO2量），如图2所示，请根据图1图2中的信息，说明OSA1基因超表达提高水稻光合作用速率的原因。
①转基因水稻的保卫细胞的细胞膜上OSA1蛋白含量较多，在光照条件下能促进保卫细胞对K+的吸收，使得细胞内细胞液浓度升高细胞液浓度升高，细胞吸水，气孔导度增加，气孔开放，使更多的CO2进入叶肉细胞，为光合作用暗反应暗反应阶段提供了较多原料。
②转基因水稻根部细胞膜OSA1蛋白数量较多，有利于铵（NH4+）的吸收，为谷氨酸、R酶谷氨酸、R酶的合成提供了原料，促进了暗反应过程。
【答案】[H]和ATP；③；O2；减少；C；细胞液浓度升高；暗反应；谷氨酸、R酶
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：26引用：2难度：0.7
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1．如图是某植物叶肉细胞的部分生理过程示意图。已知该植物叶肉细胞在适宜光照、较高的氧气浓度条件下由于Rubisco酶既能催化过程①，也能催化过程②，可同时进行光合作用和光呼吸。光呼吸是指在O2浓度高，CO2浓度低时，Rubisco酶可催化C5（RuBp）加O2形成1个C3、1个C2，2个C2在线粒体等结构中再经一系列转化形成1个C3、1个CO2，C3再进入卡尔文循环。回答下列问题：
（1）图中，过程②发生的场所是。
（2）该植物叶肉细胞光合作用产生的糖类物质，在氧气充足的条件下，可被氧化为（填物质名称）后进入线粒体，继而在（填场所）彻底氧化分解成CO2。
（3）据图推测，当CO2浓度与O2浓度的比值（填“高”或“低”）时，有利于水稻进行光呼吸而不利于光合作用中有机物的积累，从C5的角度分析，其原因是。
（4）科学研究发现，在一些蓝藻中存在CO2浓缩机制：蓝藻中产生一种特殊的蛋白质微室，能将CO2浓缩在Rubisco酶周围。该机制的意义是。发布：2025/1/16 8:0:1组卷：21引用：1难度：0.7 -
2．研究发现，Rubisco酶是绿色植物细胞中含量最丰富的蛋白质，由核基因控制合成的小亚基和叶绿体基因控制合成的大亚基组成，功能上属于双功能酶。当CO2浓度较高时，该酶催化C5与CO2反应，完成光合作用；当O2浓度较高时，该酶却错误的催化C5与O2反应，产物经一系列变化后到线粒体中生成CO2，这种植物在光下吸收O2产生CO2的现象称为光呼吸。回答下列问题：
（1）Rubisco酶在细胞的中的核糖体上合成。在较高CO2浓度环境中，Rubisco酶所催化的反应产物是，其发挥作用的场所是。
（2）当胞间CO2与O2浓度的比值减小时，有利于植物进行光呼吸而不利于光合作用有机物的积累。请从C5的角度分析，原因是。
（3）为纠正Rubisco酶的错误反应，光合植物创造了多种高代价的补救机制，如有的细胞中产生一种特殊蛋白质微室，将CO2浓缩在Rubisco酶周围。该机制形成的意义是。发布：2025/1/16 8:0:1组卷：50引用：5难度：0.6 -
3．光呼吸可使水稻和小麦等作物的光合效率降低20%至50%，造成减产。
光呼吸现象存在的根本原因在于Rubisco,酶是一个双功能的酶，具有催化羧化反应和加氧反应两种功能，其催化方向取决于CO2和O2的浓度。当CO2浓度高而O2浓度低时，RuBP（1，5-二磷酸核酮糖，C5）与进入叶绿体的CO2结合，经Rubisco酶催化生成2分子的PGA（3-磷酸甘油酸，C3），进行光合作用；当CO2浓度低而O2浓度高时，RuBP与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），后者在相关酶的作用下生成乙醇酸（光呼吸的底物），乙醇酸通过光呼吸代谢循环合成PGA，重新加入卡尔文循环，而1/4的PG则以CO2的形式释放，具体过程如图1所示。请回答下列问题：
（1）在红光照射条件下，参与光反应的主要色素是；据图1可推知，Rubisco酶主要分布在叶绿体基质中，催化CO2与C5结合，生成2分子C3，影响该反应的内部因素有（写出2点即可）。在光照条件下，Rubisco酶可以催化RuBP与CO2生成PGA，再利用光反应产生的NADPH将其还原，也可以催化RuBP与O2反应；推测O2与CO2比值时，有利于光呼吸而不利于光合作用。
（2）从图1看出，正常光合作用的叶片，突然停止光照后叶片会出现快速释放CO2的现象（CO2猝发），试解释这一现象产生的原因：。从能量代谢分析，光呼吸与有氧呼吸最大的区别是。
（3）水稻、小麦属于C3植物，而高粱、玉米属于C4植物，其特有的C4途径如图2所示。根据图2中信息推测，PEP羧化酶比Rubisco酶对CO2的亲和力。叶肉细胞包围在维管束鞘细胞四周，形成花环状结构，根据此结构特点，进一步推测C4植物光呼吸比C3植物的。发布：2025/1/16 8:0:1组卷：21引用：3难度：0.5
