早期地球大气中的O2浓度很低，到了大约3.5亿年前，大气中O2浓度显著增加，CO2浓度明显下降。现在大气中的CO2浓度约390μmol•mol-1，是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）是一种催化CO2固定的酶，在低浓度CO2条件下，催化效率低。有些植物在进化过程中形成了CO2浓缩机制，极大地提高了Rubisco所在局部空间位置的CO2浓度，促进了CO2的固定。回答下列问题：
（1）真核细胞叶绿体中，在Rubisco的催化下，CO2被C5固定形成C3，进而被 NADPH（还原氢或[H]）NADPH（还原氢或[H]）还原生成糖类，此过程发生在 叶绿体基质叶绿体基质中。
（2）海水中的无机碳主要以CO2和HCO3-，两种形式存在，水体中CO2浓度低、扩散速度慢，有些藻类具有图1所示的无机碳浓缩过程，图HCO3-浓度最高的场所是 叶绿体叶绿体（填“细胞外”或“细胞质基质”或“叶绿体”），可为图示过程提供ATP的生理过程有 呼吸作用和光合作用呼吸作用和光合作用。
（3）某些植物还有另一种CO2浓缩机制，部分过程见图2。在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）可将HCO3-转化为有机物，该有机物经过一系列的变化，最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO2，提高了Rubisco附近的CO2浓度。
①由这种CO2浓缩机制可以推测，PEPC与无机碳的亲和力 高于高于（填“高于”或“低于”或“等于”）Rubisco。
②若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用 同位素标记同位素标记技术。
（4）大气成分的改变是 生物与无机环境生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展的结果。
（5）科研人员以玉米为材料，研究施用哈茨木霉和长枝木霉对寒地盐碱土壤条件下的玉米幼苗光合特性的影响（不考虑呼吸速率变化的影响），实验结果如下表所示：
| 处理 | 净光合速率（µmol•m-2•s-1） | 气孔导度（mol•m-2•s-1） | 胞间CO2浓度（µmol•mol-1） | 叶绿素a+b含量（mg•g-1） |
| 长枝木霉 | 9.98±0.37 | 0.063±0.00 | 198.80±1.66 | 2.81±0.04 |
| 哈茨木霉 | 9.76±0.06 | 0.059±0.00 | 202.38±4.80 | 2.68±0.05 |
| 对照 | 5.73±0.07 | 0.044±0.00 | 285.65±6.74 | 1.89±0.01 |
①施用木霉后，玉米气孔导度升高，胞间CO2浓度却下降，据表中数据分析其原因是
叶绿素含量增加，光合速率上升，CO2消耗增多，导致胞间CO2浓度下降
叶绿素含量增加，光合速率上升，CO2消耗增多，导致胞间CO2浓度下降
。②根据实验结果可知，
长枝木霉
长枝木霉
（填“哈茨木霉”或“长枝木霉”）对植物生长促进作用更佳。（6）低温胁迫下细胞产生的自由基可攻击并破坏蛋白质、磷脂分子等有机物。科研人员通过实验进步探究了施用两种木霍对寒地盐碱土壤条件下的玉米抗逆性的影响，测得如图3所示数据：
①寒地条件下，施用木霉可以提高玉米光合速率的原因是
施用木霉可以降低自由基的产生，减少对光合作用有关的酶及类囊体薄膜的破坏作用，有利于提高玉米光合速率
施用木霉可以降低自由基的产生，减少对光合作用有关的酶及类囊体薄膜的破坏作用，有利于提高玉米光合速率
。②施用木霉可提高玉米耐盐碱的能力，据图分析理由是
施用木霉可以提高细胞内可溶性糖含量，细胞渗透压升高，吸水力更强
施用木霉可以提高细胞内可溶性糖含量，细胞渗透压升高，吸水力更强
。【答案】NADPH（还原氢或[H]）；叶绿体基质；叶绿体；呼吸作用和光合作用；高于；同位素标记；生物与无机环境；叶绿素含量增加，光合速率上升，CO2消耗增多，导致胞间CO2浓度下降；长枝木霉；施用木霉可以降低自由基的产生，减少对光合作用有关的酶及类囊体薄膜的破坏作用，有利于提高玉米光合速率；施用木霉可以提高细胞内可溶性糖含量，细胞渗透压升高，吸水力更强
【解答】
【点评】
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发布：2024/4/20 14:35:0组卷：11引用：1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
