植物生理
水稻是我國(guó)重要的糧食作物。研究發(fā)現(xiàn)水稻葉片保衛(wèi)細(xì)胞細(xì)胞膜OSA1蛋白受光誘導(dǎo)后活性提高，泵出氫離子后激活鉀離子內(nèi)流通道。根部細(xì)胞膜OSA1蛋白可促進(jìn)水稻對(duì)銨的吸收與同化。
（1）據(jù)圖1，葉肉細(xì)胞中必須在光照條件下才能生成的物質(zhì)是[③③]O2O2、[②②]ATPATP和NADPHNADPH（[]中填編號(hào)，橫線上填名稱）。
（2）當(dāng)葉肉細(xì)胞吸收的CO2量增加時(shí)，葉綠體中短期內(nèi)C5的含量減少減少（增加/不變/減少）。
（3）據(jù)圖1，根細(xì)胞膜上的OSA1蛋白能將NH4+同化產(chǎn)生的氫離子轉(zhuǎn)移至細(xì)胞外，防止細(xì)胞質(zhì)酸化。類似的情形可以發(fā)生于葉肉細(xì)胞內(nèi)的H+從CC。
A．類囊體膜→類囊體腔
B．類囊體腔→類囊體膜
C．類囊體腔→葉綠體基質(zhì)
D．葉綠體基質(zhì)→細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
水稻細(xì)胞膜上OSA1蛋白的合成受OSA1基因調(diào)控。研究者運(yùn)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，構(gòu)建出OSA1基因超表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻。圖2為轉(zhuǎn)基因水稻、野生型水稻和OSA1基因突變型水稻部分生理指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（氣孔導(dǎo)度代表單位時(shí)間進(jìn)入葉片單位面積的CO2量）。
（4）利用圖1、圖2信息和已有知識(shí)，說(shuō)明OSA1基因超表達(dá)對(duì)水稻光合作用速率的影響，并分析原因①據(jù)圖21數(shù)據(jù)可知，轉(zhuǎn)基因水稻的光合速率高于野生型水稻和突變體水稻，說(shuō)明OSA1基因超表達(dá)能夠提高水稻的光合作用速率。
②轉(zhuǎn)基因水稻的保衛(wèi)細(xì)胞的細(xì)胞膜上OSA1蛋白含量較多，在光照條件下能促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞對(duì)K+的吸收，細(xì)胞內(nèi)鉀離子濃度升高，細(xì)胞吸水后氣孔開放，氣孔導(dǎo)度增大，使更多的CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞，為光合作用暗反應(yīng)提供了較多原料。
③轉(zhuǎn)基因水稻根部細(xì)胞膜OSA1蛋白數(shù)量較多，有利于銨（NH4+）的吸收，為谷氨酸、R酶的合成提供了原料，R酶數(shù)量增多促進(jìn)了暗反應(yīng)的酶促反應(yīng)過(guò)程。①據(jù)圖21數(shù)據(jù)可知，轉(zhuǎn)基因水稻的光合速率高于野生型水稻和突變體水稻，說(shuō)明OSA1基因超表達(dá)能夠提高水稻的光合作用速率。
②轉(zhuǎn)基因水稻的保衛(wèi)細(xì)胞的細(xì)胞膜上OSA1蛋白含量較多，在光照條件下能促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞對(duì)K+的吸收，細(xì)胞內(nèi)鉀離子濃度升高，細(xì)胞吸水后氣孔開放，氣孔導(dǎo)度增大，使更多的CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞，為光合作用暗反應(yīng)提供了較多原料。
③轉(zhuǎn)基因水稻根部細(xì)胞膜OSA1蛋白數(shù)量較多，有利于銨（NH4+）的吸收，為谷氨酸、R酶的合成提供了原料，R酶數(shù)量增多促進(jìn)了暗反應(yīng)的酶促反應(yīng)過(guò)程。。
②轉(zhuǎn)基因水稻的保衛(wèi)細(xì)胞的細(xì)胞膜上OSA1蛋白含量較多，在光照條件下能促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞對(duì)K+的吸收，細(xì)胞內(nèi)鉀離子濃度升高，細(xì)胞吸水后氣孔開放，氣孔導(dǎo)度增大，使更多的CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞，為光合作用暗反應(yīng)提供了較多原料。
③轉(zhuǎn)基因水稻根部細(xì)胞膜OSA1蛋白數(shù)量較多，有利于銨（NH4+）的吸收，為谷氨酸、R酶的合成提供了原料，R酶數(shù)量增多促進(jìn)了暗反應(yīng)的酶促反應(yīng)過(guò)程。
②轉(zhuǎn)基因水稻的保衛(wèi)細(xì)胞的細(xì)胞膜上OSA1蛋白含量較多，在光照條件下能促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞對(duì)K+的吸收，細(xì)胞內(nèi)鉀離子濃度升高，細(xì)胞吸水后氣孔開放，氣孔導(dǎo)度增大，使更多的CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞，為光合作用暗反應(yīng)提供了較多原料。
③轉(zhuǎn)基因水稻根部細(xì)胞膜OSA1蛋白數(shù)量較多，有利于銨（NH4+）的吸收，為谷氨酸、R酶的合成提供了原料，R酶數(shù)量增多促進(jìn)了暗反應(yīng)的酶促反應(yīng)過(guò)程。
【考點(diǎn)】光合作用原理——光反應(yīng)、暗反應(yīng)及其區(qū)別與聯(lián)系．
【答案】③；O2；②；ATP；NADPH；減少；C；①據(jù)圖21數(shù)據(jù)可知，轉(zhuǎn)基因水稻的光合速率高于野生型水稻和突變體水稻，說(shuō)明OSA1基因超表達(dá)能夠提高水稻的光合作用速率。
②轉(zhuǎn)基因水稻的保衛(wèi)細(xì)胞的細(xì)胞膜上OSA1蛋白含量較多，在光照條件下能促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞對(duì)K+的吸收，細(xì)胞內(nèi)鉀離子濃度升高，細(xì)胞吸水后氣孔開放，氣孔導(dǎo)度增大，使更多的CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞，為光合作用暗反應(yīng)提供了較多原料。
③轉(zhuǎn)基因水稻根部細(xì)胞膜OSA1蛋白數(shù)量較多，有利于銨（NH4+）的吸收，為谷氨酸、R酶的合成提供了原料，R酶數(shù)量增多促進(jìn)了暗反應(yīng)的酶促反應(yīng)過(guò)程。
②轉(zhuǎn)基因水稻的保衛(wèi)細(xì)胞的細(xì)胞膜上OSA1蛋白含量較多，在光照條件下能促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞對(duì)K+的吸收，細(xì)胞內(nèi)鉀離子濃度升高，細(xì)胞吸水后氣孔開放，氣孔導(dǎo)度增大，使更多的CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞，為光合作用暗反應(yīng)提供了較多原料。
③轉(zhuǎn)基因水稻根部細(xì)胞膜OSA1蛋白數(shù)量較多，有利于銨（NH4+）的吸收，為谷氨酸、R酶的合成提供了原料，R酶數(shù)量增多促進(jìn)了暗反應(yīng)的酶促反應(yīng)過(guò)程。
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：27引用：2難度：0.6
相似題
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1．研究發(fā)現(xiàn)，Rubisco酶是綠色植物細(xì)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(dāng)CO2濃度較高時(shí)，該酶催化C5與CO2反應(yīng)，完成光合作用；當(dāng)O2濃度較高時(shí)，該酶卻錯(cuò)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?；卮鹣铝袉?wèn)題：
（1）Rubisco酶在細(xì)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(chǎng)所是。
（2）當(dāng)胞間CO2與O2濃度的比值減小時(shí)，有利于植物進(jìn)行光呼吸而不利于光合作用有機(jī)物的積累。請(qǐng)從C5的角度分析，原因是。
（3）為糾正Rubisco酶的錯(cuò)誤反應(yīng)，光合植物創(chuàng)造了多種高代價(jià)的補(bǔ)救機(jī)制，如有的細(xì)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(jī)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(gè)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(dāng)CO2濃度高而O2濃度低時(shí)，RuBP（1，5-二磷酸核酮糖，C5）與進(jìn)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(jìn)行光合作用；當(dāng)CO2濃度低而O2濃度高時(shí)，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(guò)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(guò)程如圖1所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)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(diǎn)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(cè)O2與CO2比值時(shí)，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(huì)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(cè)，PEP羧化酶比Rubisco酶對(duì)CO2的親和力。葉肉細(xì)胞包圍在維管束鞘細(xì)胞四周，形成花環(huán)狀結(jié)構(gòu)，根據(jù)此結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)一步推測(cè)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(xì)胞的部分生理過(guò)程示意圖。已知該植物葉肉細(xì)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(guò)程①，也能催化過(guò)程②，可同時(shí)進(jìn)行光合作用和光呼吸。光呼吸是指在O2濃度高，CO2濃度低時(shí)，Rubisco酶可催化C5（RuBp）加O2形成1個(gè)C3、1個(gè)C2，2個(gè)C2在線粒體等結(jié)構(gòu)中再經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化形成1個(gè)C3、1個(gè)CO2，C3再進(jìn)入卡爾文循環(huán)。回答下列問(wèn)題：
（1）圖中，過(guò)程②發(fā)生的場(chǎng)所是。
（2）該植物葉肉細(xì)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(jìn)入線粒體，繼而在（填場(chǎng)所）徹底氧化分解成CO2。
（3）據(jù)圖推測(cè)，當(dāng)CO2濃度與O2濃度的比值（填“高”或“低”）時(shí)，有利于水稻進(jìn)行光呼吸而不利于光合作用中有機(jī)物的積累，從C5的角度分析，其原因是。
（4）科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，在一些藍(lán)藻中存在CO2濃縮機(jī)制：藍(lán)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(jī)制的意義是。發(fā)布：2025/1/16 8:0:1組卷：21引用：1難度：0.7