回答下列有關光合作用與呼吸作用的問題。
研究人員以藍細菌的光合作用（如圖1實線途徑）為研究模型，通過引入NADPH依賴型的脫氫酶，創建了只消耗NADPH而不額外消耗ATP的異丙醇生物合成途徑（如圖1虛線途徑），并測量對比改造后的藍細菌（SM7）和野生藍細菌（WT）一系列的生理變化（圖2）。
（1）據圖1，下列屬于藍細菌光反應產物的是ABCABC（多選）。
A.O2
B.NADPH
C.ATP
D.CO2
（2）下列不屬于藍細菌與綠色植物光合作用的相同過程的是AA。
A.在葉綠體中發生水的光解
B.CO2的固定
C.光反應生成的ATP和NADPH供暗反應所用
D.釋放氧氣
（3）藍細菌ATP的來源除圖10中所示外，還來自于呼吸作用，有機物氧化分解呼吸作用，有機物氧化分解生理過程。
（4）測量對比改造后的藍細菌（SM7）和野生藍細菌（WT）胞內NADPH和ATP的濃度如表。據表，改造后的藍細菌（SM7）和野生藍細菌（WT）相比NADPH的消耗量增加增加。（增加/減少/不變），據圖1分析造成這一結果的可能原因SM7的NADPH除用于卡爾文循環外，還用于異丙醇的形成SM7的NADPH除用于卡爾文循環外，還用于異丙醇的形成。
| 細胞內NADPH和ATP的濃度 | ||
| 品系 | NADPH（pmol/OD730） | ATP（pmol/OD730） |
| WT | 193.5 | 39.28 |
| SM7 | 112.83 | 62.53 |
AD
AD
（多選）。A.SM7光反應速率的飽和值約是WT的2倍
B.當光反應速率達到飽和點后，就不再隨著光照強度的增加而改變
C.SM7的ATP的消耗量增加，光合作用的效率提高
D.SM7相比WT更適應自然界中光強的劇烈變化
【答案】ABC；A；呼吸作用，有機物氧化分解；增加；SM7的NADPH除用于卡爾文循環外，還用于異丙醇的形成；AD
【解答】
【點評】
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發布：2024/6/27 10:35:59組卷：23引用：2難度：0.7
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1．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。回答下列問題：
（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 -
2．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。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 -
3．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