玉米是一种生活在高温、高光强环境的农作物，存在于其叶肉细胞中的PEP羧化酶（PEPC）具有高CO2亲和力，可在低浓度CO2条件下高效固定CO2。玉米的光合作用需要叶肉细胞和维管束鞘细胞共同完成，如图1为两类细胞在叶片中的位置示意图，图2为相关物质转化示意图。请回答下列问题。
（1）光合色素的功能是 吸收、传递和转化光能吸收、传递和转化光能，过程①为 CO2的固定CO2的固定，消耗的CO2除来自苹果酸脱羧产生外，还可来自 细胞呼吸细胞呼吸。
（2）结构P为 胞间连丝胞间连丝，叶肉细胞和维管束鞘细胞间具有大量该结构的意义是 提高物质运输效率提高物质运输效率。
（3）晴朗夏季中午，温度过高、蒸腾作用过强导致气孔开度减小，但玉米光合速率未明显降低的原因是 玉米细胞中的PEPC具有高CO2亲和力，可将叶肉细胞中低浓度的CO2固定，进而维持维管束鞘细胞叶绿体中的高浓度CO2状态玉米细胞中的PEPC具有高CO2亲和力，可将叶肉细胞中低浓度的CO2固定，进而维持维管束鞘细胞叶绿体中的高浓度CO2状态。
（4）维管束鞘细胞中，蔗糖的合成场所是 细胞质基质细胞质基质；植物体光合作用产物常以蔗糖形式运输，与葡萄糖相比，蔗糖作为运输物质的优点有 蔗糖属于非还原性糖，性质更加稳定，对渗透压影响小蔗糖属于非还原性糖，性质更加稳定，对渗透压影响小。
（5）热休克蛋白（HSPs）是植物对逆境胁迫短期适应的必需组分，对减轻逆境胁迫引起的伤害起着重要的作用。为研究小热休克蛋白（sHSPs）降低干旱胁迫对玉米生长的影响机制，科研人员采用如下表中的实验步骤和操作过程开展研究，请完成表格：
| 实验目的 | 简要操作过程 |
| 材料处理及分组编号 | 供试玉米种子在28℃培养箱中发芽1天后，选取 萌发一致 萌发一致 的种子置于相同营养液中培养。待幼苗第二片叶子完全展开，随机分成甲、乙两组。 |
| 自变量处理 | 甲组植株根系置于PEG溶液中，在40%的空气相对湿度中培养，模拟 干旱胁迫 干旱胁迫 条件，乙组植株根系置于等量蒸馏水中，在75%的相对湿度培养。 |
| 控制无关变量 | 将甲、乙两组置于温度、光照等条件适宜且相同的环境中培养8h,之后剪取两组叶片放在液氮中储存。 |
| 指标检测及结果分析 | 对叶片研磨、离心后，取总RNA，以sHSPs和β-action基因 两端脱氧核苷酸序列 两端脱氧核苷酸序列 为依据设计引物，进行RT-PCR扩增，其中β-action（一种蛋白质骨架）为内参。扩增产物用1%的 琼脂糖凝胶 琼脂糖凝胶 电泳检测，EB（溴化乙锭）染色照相。 |
【答案】吸收、传递和转化光能；CO2的固定；细胞呼吸；胞间连丝；提高物质运输效率；玉米细胞中的PEPC具有高CO2亲和力，可将叶肉细胞中低浓度的CO2固定，进而维持维管束鞘细胞叶绿体中的高浓度CO2状态；细胞质基质；蔗糖属于非还原性糖，性质更加稳定，对渗透压影响小；萌发一致；干旱胁迫；两端脱氧核苷酸序列；琼脂糖凝胶
【解答】
【点评】
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发布：2024/8/16 15:0:1组卷：11引用：2难度：0.6
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1．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 -
2．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 -
3．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
