閱讀下面的材料，回答問題。
綠色植物及光合細菌都靠葉綠素進行光合作用，但一種生長在鹽湖里的嗜鹽菌，雖沒有葉綠素，也能在厭氧光照條件下同化CO2。
科學家通過長期的研究，發(fā)現(xiàn)嗜鹽菌在低氧和日光下生長，其質(zhì)膜可產(chǎn)生明顯的斑塊。因為斑塊的顏色與人眼的感光物質(zhì)視紫紅質(zhì)很相似，所以叫紫膜。紫膜中僅含一種蛋白質(zhì)，其結(jié)構(gòu)也與視紫紅質(zhì)相似，因而被命名細菌視紫紅質(zhì)。它能把接受到的陽光大約10%變成其他形式的能，這比葉綠素能夠轉(zhuǎn)換約30%的光能要低。
細菌視紫紅質(zhì)在冰凍撕裂復(fù)制物中，具有清楚可認的六角形晶格。紫膜中，細菌視紫紅質(zhì)占75%（另有25%為類脂）。每一分子細菌視紫紅質(zhì)含有一分子視黃醛，由它吸收光子并引起一系列光化學反應(yīng)循環(huán)。這種蛋白質(zhì)分子以7個α螺旋跨膜，每個螺旋長約4nm（如圖）。紫膜蛋白在吸收光子引起光化學反應(yīng)循環(huán)的同時，能產(chǎn)生跨紫膜的質(zhì)子泵作用，即當光照射時，視黃醛放出H+到細胞膜外，失去H+的視黃醛又從細胞質(zhì)內(nèi)獲得H+，在光照下又被排出。這樣反復(fù)進行，形成膜內(nèi)外H+梯度，當膜外的H+通過膜中的H+-ATP酶返回時，合成ATP，用于同化CO2。在太陽照射時，每個細胞在一秒鐘內(nèi)大約可以使250個H+轉(zhuǎn)移到細胞膜外。嗜鹽菌就這樣依靠光能生活著。
（1）將你學過的植物光合作用知識與本文中介紹的新知識進行比較，將不同之處填入下表。
| 捕獲光能的場所 ① |
捕獲光能的物質(zhì) ② |
|
| 教材知識 | ① 類囊體膜 類囊體膜 |
② 葉綠素（和類胡蘿卜素） 葉綠素（和類胡蘿卜素） |
| 本文知識 | ③ 紫膜 紫膜 |
④ 細菌視紫紅質(zhì) 細菌視紫紅質(zhì) |
能
能
（能/否）。請陳述理由 把二氧化碳和水轉(zhuǎn)變成有機物，把光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能，儲存在有機物中
把二氧化碳和水轉(zhuǎn)變成有機物，把光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能，儲存在有機物中
。（3）如果采用基因工程技術(shù)改造植物，使植物葉肉細胞的類囊體膜上同時表達出細菌視紫紅質(zhì)和葉綠素，能否提高植物的光合作用效率？
能
能
（能/否）。寫出你的判斷依據(jù) 增加光反應(yīng)產(chǎn)物的供給
增加光反應(yīng)產(chǎn)物的供給
。【答案】類囊體膜；葉綠素（和類胡蘿卜素）；紫膜；細菌視紫紅質(zhì)；能；把二氧化碳和水轉(zhuǎn)變成有機物，把光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能，儲存在有機物中；能；增加光反應(yīng)產(chǎn)物的供給
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：10引用：1難度：0.7
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1．研究發(fā)現(xiàn)，Rubisco酶是綠色植物細胞中含量最豐富的蛋白質(zhì)，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(yīng)，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(yīng)，產(chǎn)物經(jīng)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(chǎn)生CO2的現(xiàn)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(yīng)產(chǎn)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(yīng)，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(chǎn)生一種特殊蛋白質(zhì)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(chǎn)。
光呼吸現(xiàn)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(yīng)和加氧反應(yīng)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(jié)合，經(jīng)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(guān)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(yīng)的主要色素是；據(jù)圖1可推知，Rubisco酶主要分布在葉綠體基質(zhì)中，催化CO2與C5結(jié)合，生成2分子C3，影響該反應(yīng)的內(nèi)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(yīng)產(chǎn)生的NADPH將其還原，也可以催化RuBP與O2反應(yīng)；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(xiàn)快速釋放CO2的現(xiàn)象（CO2猝發(fā)），試解釋這一現(xiàn)象產(chǎn)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(jù)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(jié)構(gòu)，根據(jù)此結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)中再經(jīng)一系列轉(zhuǎn)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(chǎn)生的糖類物質(zhì)，在氧氣充足的條件下，可被氧化為（填物質(zhì)名稱）后進入線粒體，繼而在（填場所）徹底氧化分解成CO2。
（3）據(jù)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(xiàn)，在一些藍藻中存在CO2濃縮機制：藍藻中產(chǎn)生一種特殊的蛋白質(zhì)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
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