20世纪50年代，卡尔文与加州大学伯克利分校同事利用在伯克利刚发现的14C首次探明光合作用中CO2的同化循环途径，并于1961年获得诺贝尔化学奖，该化学途径被命名为卡尔文循环。在卡尔文循环中，与CO2发生反应的物质是RuBP（一种含有5个碳原子的化合物），二者发生反应生成3-磷酸甘油酸（一种含有3个碳原子的化合物），该反应需要Rubisco酶的参与。研究证明，Rubisco是一种兼性酶，既能催化上述羧化反应，也能催化加氧反应（即RuBP与O2反应，生成磷酸乙醇酸，进而转变为乙醇酸，然后经过一系列转变形成CO2和H2O，这一系列过程称为光呼吸。请回答下列相关问题：
（1）Rubisco酶存在于 叶绿体基质（或叶绿体）叶绿体基质（或叶绿体）中，Rubisco酶既能催化RuBP与CO2反应生成3-磷酸甘油酸的过程，也能催化RuBP与O2反应生成磷酸乙醇酸的过程，请从结构的角度解释其原因 Rubisco酶具有的空间结构既能催化RuBP与CO2的反应，又能催化RuBP与O2的反应Rubisco酶具有的空间结构既能催化RuBP与CO2的反应，又能催化RuBP与O2的反应。Rubisco酶催化光呼吸会导致植物体内有机物的积累速率 降低降低（填“降低”“增大”或“不变”）。Rubisco酶的催化方向取决于CO2与O2浓度比，请推测可能的原因：CO2和O2与Rubisco酶的结合位点是相同的，它们可与之竞争结合CO2和O2与Rubisco酶的结合位点是相同的，它们可与之竞争结合。
（2）卡尔文向培养小球藻的密闭容器中通入14CO2，通过检测不同物质的放射性来研究植物吸收CO2后的物质变化，卡尔文的这种方法称为 同位素标记法（同位素示踪法）同位素标记法（同位素示踪法）。在实验过程，卡尔文改变了某个实验条件，发现RuBP的含量快速升高，由此得出固定CO2的物质是RuBP，它改变的实验条件是 降低CO2浓度降低CO2浓度。他还发现该实验条件更改后，3-磷酸甘油酸的含量 下降下降，猜测C3是CO2固定生成的产物。
（3）科研人员在用密闭容器中的小球藻悬浮液中加入适量14CO2和其他必要物质，在适宜条件下进行闪光实验。结果如图：
该实验测量O2的释放速率代表的是 光反应光反应速率，阴影部分出现的原因是 光反应速率大于暗反应速率光反应速率大于暗反应速率。
【答案】叶绿体基质（或叶绿体）；Rubisco酶具有的空间结构既能催化RuBP与CO2的反应，又能催化RuBP与O2的反应；降低；CO2和O2与Rubisco酶的结合位点是相同的，它们可与之竞争结合；同位素标记法（同位素示踪法）；降低CO2浓度；下降；光反应；光反应速率大于暗反应速率
【解答】
【点评】
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发布：2024/4/20 14:35:0组卷：6引用：1难度：0.4
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1．20世纪60年代，科学家发现有些起源于热带的植物如甘蔗、玉米等，除了和其他C3植物一样具有卡尔文循环（固定CO2的初产物是三碳化合物（C3），简称C3途径）外，还存在另一条固定CO2的途径，固定CO2的初产物是四碳化合物（C4），简称C4途径，这种植物称为C4植物，其光合作用过程如图1所示。研究发现C4植物中PEP羧化酶对CO2的亲和力约是Rubisco酶的60倍。请回答下列问题：
（1）在C植物光合作用中，CO2中的碳转化成有机物（CH2O）中碳的转移途径是（利用箭头符号表示），维管束鞘细胞内的CO2浓度比叶肉细胞内（填“高”或“低”）。
（2）甲、乙两种植物光合速率与CO2浓度的关系如图2。请据图分析，植物更可能是C4植物，作出此判断的依据是。
（3）Rubisco酶是一种双功能酶，当CO2/O2比值高时，可催化C5固定CO2合成有机物；当CO2/O2比值低时，可催化C5结合O2发生氧化分解，消耗有机物，此过程称为光呼吸，结合题意分析，在炎热干旱环境中，C4植物的生长一般明显优于C3植物的原因是。
（4）水稻是世界上最重要的粮食作物。目前，科学家正在研究如何利用转基因技术将“C4途径”转移到水稻中去，这项研究的意义是。发布：2025/1/16 8:0:1组卷：46引用：1难度：0.6 -
2．在强光环境下，将某突变型植株与野生型植株均分别施低氮肥和高氮肥，一段时间后测定其叶绿素和Rubisco酶（该酶催化CO2和C5反应）的含量，结果如图所示。下列叙述不正确的是（ ）
发布：2025/1/16 8:0:1组卷：19引用：2难度：0.7 -
3．干旱胁迫是因为土壤水分亏缺，植物吸收水分少于叶片蒸腾作用损耗的水分，从而无法维持植物正常水分状况而对植物的生长发育造成影响。如图是其他条件适宜且不变时干旱胁迫（即处理组）对吊兰光合作用相关指标影响的结果。
回答下列问题
（1）干旱胁迫会影响吊兰光合作用过程中[H]和ATP的产生，与[H]和ATP元素组成相同的化合物有（写出2种）。
（2）由图可知：12d-24d期间CO2浓度（是/不是）影响吊兰光合作用的主要限制因素，原因是。（能/不能）确定处理组吊兰的总光合速率小于对照组，原因是。
（3）另有研究表明，12d后吊兰光合作用强度下降主要是因为叶绿素破坏导致，推测吸收光的能力减弱。欲对此结果进行验证，可取叶片作色素的提取和分离实验。实验中提取色素用的试剂是。预期结果是：两种颜色的色素带比对照组变窄或没有。发布：2025/1/19 8:0:1组卷：6引用：1难度：0.6
