某轉基因作物有很強的光合作用能力。某中學生物興趣小組在暑假開展了對該轉基因作物光合作用強度測試的研究課題，設計了如圖裝置。請你利用下列裝置完成光合作用強度的測試實驗，并分析回答有關問題：
Ⅰ．實驗步驟
（1）先測定植物的呼吸作用強度，方法步驟是：
①甲、乙兩裝置的D中都放入NaOH溶液NaOH溶液，裝置乙作對照。
②將裝置甲、乙的玻璃鐘罩進行遮光遮光處理，放在溫度等相同的環境中。
③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置紅墨水滴移動的方向和刻度。
（2）測定植物的凈光合作用強度，方法步驟是：
①甲、乙兩裝置D中放入NaHCO3溶液，裝置乙作對照NaHCO3溶液，裝置乙作對照。
②把裝置甲、乙放在光照充足、溫度相同的環境中光照充足、溫度相同的環境中
③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置紅墨水滴移動的方向和刻度。
（3）實驗操作30分鐘后，記錄甲裝置紅墨水滴移動情況：
| 實驗30分鐘后紅墨水滴移動情況 | ||
| 測定植物 呼吸作用強度 |
甲裝置 | 左 左 （填左或右移）1.5cm |
| 乙裝置 | 右移0.5cm | |
| 測定植物凈 光合作用強度 |
甲裝置 | 右 右 （填左或右移）4.5cm |
| 乙裝置 | 右移0.5cm | |
假設紅墨水滴每移動1cm,植物體內的葡萄糖增加或減少1g。那么以葡萄糖增減量作為衡量指標，該植物的呼吸作用速率是
4
4
g/h；白天光照15h,一晝夜葡萄糖的積累量是84
84
g. （不考慮晝夜溫度的變化對呼吸作用影響）【答案】NaOH溶液；遮光；NaHCO3溶液，裝置乙作對照；光照充足、溫度相同的環境中；左；右；4；84
【解答】
【點評】
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發布：2024/7/13 8:0:9組卷：11引用：2難度：0.5
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1．研究發現，Rubisco酶是綠色植物細胞中含量最豐富的蛋白質，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，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，產物經一系列變化后到線粒體中生成CO2，這種植物在光下吸收O2產生CO2的現象稱為光呼吸?；卮鹣铝袉栴}：
（1）Rubisco酶在細胞的中的核糖體上合成。在較高CO2濃度環境中，Rubisco酶所催化的反應產物是，其發揮作用的場所是。
（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，光合植物創造了多種高代價的補救機制，如有的細胞中產生一種特殊蛋白質微室，將CO2濃縮在Rubisco酶周圍。該機制形成的意義是。發布：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。
光呼吸現象存在的根本原因在于Rubisco,酶是一個雙功能的酶，具有催化羧化反應和加氧反應兩種功能，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結合，經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合成PGA，重新加入卡爾文循環，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，參與光反應的主要色素是；據圖1可推知，Rubisco酶主要分布在葉綠體基質中，催化CO2與C5結合，生成2分子C3，影響該反應的內部因素有（寫出2點即可）。在光照條件下，Rubisco酶可以催化RuBP與CO2生成PGA，再利用光反應產生的NADPH將其還原，也可以催化RuBP與O2反應；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快速釋放CO2的現象（CO2猝發），試解釋這一現象產生的原因：。從能量代謝分析，光呼吸與有氧呼吸最大的區別是。
（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，形成花環狀結構，根據此結構特點，進一步推測C4植物光呼吸比C3植物的。發布：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在線粒體等結構中再經一系列轉化形成1個C3、1個CO2，C3再進入卡爾文循環?；卮鹣铝袉栴}：
（1）圖中，過程②發生的場所是。
（2）該植物葉肉細胞光合作用產生的糖類物質，在氧氣充足的條件下，可被氧化為（填物質名稱）后進入線粒體，繼而在（填場所）徹底氧化分解成CO2。
（3）據圖推測，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）科學研究發現，在一些藍藻中存在CO2濃縮機制：藍藻中產生一種特殊的蛋白質微室，能將CO2濃縮在Rubisco酶周圍。該機制的意義是。發布：2025/1/16 8:0:1組卷：21引用：1難度：0.7