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學(xué)習(xí)下面的資料,完成(1)~(4)題。
20世紀(jì)40年代,美國(guó)科學(xué)家卡爾文用經(jīng)過(guò)14C標(biāo)記的CO2供小球藻進(jìn)行光合作用,然后追蹤放射性14C的去向,最終探明了光合作用的暗反應(yīng)階段CO2中的碳是如何轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的碳。因此暗反應(yīng)階段也稱作卡爾文循環(huán)。
20世紀(jì)60年代,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在玉米、甘蔗等起源于熱帶的植物葉肉細(xì)胞的葉綠體內(nèi),在有關(guān)酶的催化作用下,CO2首先被一種三碳化合物(PEP)固定,形成一個(gè)四碳化合物(C4)。C4進(jìn)入維管束鞘細(xì)胞的葉綠體中,釋放出一個(gè)CO2,并形成另一種三碳化合物——丙酮酸。釋放出來(lái)的CO2進(jìn)入卡爾文循環(huán);丙酮酸則再次進(jìn)入葉肉細(xì)胞中的葉綠體內(nèi),在有關(guān)酶的催化下,通過(guò)ATP提供的能量,轉(zhuǎn)化成PEP,繼續(xù)固定CO2,具體過(guò)程如圖所示。這種以四碳化合物(C4)為光合最初產(chǎn)物的途徑稱為C4途徑,而卡爾文循環(huán)這種以三碳化合物(C3)為光合最初產(chǎn)物的途徑則稱為C3途徑。相應(yīng)的植物被稱為C4植物和C3植物。

(注:維管束主要作用是為植物體輸導(dǎo)水分、無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)養(yǎng)料等)
C4途徑的生物學(xué)意義在于,熱帶植物為了防止水分過(guò)度蒸發(fā),常常關(guān)閉葉片上的氣孔,這樣空氣中的CO2就不易進(jìn)入葉肉細(xì)胞,不能滿足光合作用對(duì)CO2的需求。而C4途徑中能固定CO2的那種酶對(duì)CO2有很高的親和力,使葉肉細(xì)胞能有效地固定和濃縮CO2,供維管束鞘細(xì)胞中葉綠體內(nèi)的C3途徑利用。
(1)光合作用光反應(yīng)階段生成的產(chǎn)物有
O2、[H]和ATP
O2、[H]和ATP
,發(fā)生的場(chǎng)所是
類(lèi)囊體薄膜
類(lèi)囊體薄膜

(2)若用14C標(biāo)記的CO2供玉米進(jìn)行光合作用,首先出現(xiàn)放射性的化合物是
四碳化合物(C4
四碳化合物(C4

(3)C4途徑中PEP的再生途徑是:
C4釋放出一個(gè)CO2后形成的丙酮酸,在有關(guān)酶的催化下,通過(guò)ATP提供的能量,轉(zhuǎn)化成PEP
C4釋放出一個(gè)CO2后形成的丙酮酸,在有關(guān)酶的催化下,通過(guò)ATP提供的能量,轉(zhuǎn)化成PEP
。
(4)圖甲、乙表示夏季晴朗的白天,兩種不同植物葉片光合作用強(qiáng)度的曲線圖,其中屬于C4植物的是
圖甲
圖甲
。請(qǐng)說(shuō)出理由。

【答案】O2、[H]和ATP;類(lèi)囊體薄膜;四碳化合物(C4);C4釋放出一個(gè)CO2后形成的丙酮酸,在有關(guān)酶的催化下,通過(guò)ATP提供的能量,轉(zhuǎn)化成PEP;圖甲
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:27引用:1難度:0.7
相似題
  • 1.在強(qiáng)光環(huán)境下,將某突變型植株與野生型植株均分別施低氮肥和高氮肥,一段時(shí)間后測(cè)定其葉綠素和Rubisco酶(該酶催化CO2和C5反應(yīng))的含量,結(jié)果如圖所示。下列敘述不正確的是( ?。?br />

    發(fā)布:2025/1/16 8:0:1組卷:19引用:2難度:0.7
  • 2.20世紀(jì)60年代,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)有些起源于熱帶的植物如甘蔗、玉米等,除了和其他C3植物一樣具有卡爾文循環(huán)(固定CO2的初產(chǎn)物是三碳化合物(C3),簡(jiǎn)稱C3途徑)外,還存在另一條固定CO2的途徑,固定CO2的初產(chǎn)物是四碳化合物(C4),簡(jiǎn)稱C4途徑,這種植物稱為C4植物,其光合作用過(guò)程如圖1所示。研究發(fā)現(xiàn)C4植物中PEP羧化酶對(duì)CO2的親和力約是Rubisco酶的60倍。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

    (1)在C植物光合作用中,CO2中的碳轉(zhuǎn)化成有機(jī)物(CH2O)中碳的轉(zhuǎn)移途徑是
     
    (利用箭頭符號(hào)表示),維管束鞘細(xì)胞內(nèi)的CO2濃度比葉肉細(xì)胞內(nèi)
     
    (填“高”或“低”)。
    (2)甲、乙兩種植物光合速率與CO2濃度的關(guān)系如圖2。請(qǐng)據(jù)圖分析,植物
     
    更可能是C4植物,作出此判斷的依據(jù)是
     
    。

    (3)Rubisco酶是一種雙功能酶,當(dāng)CO2/O2比值高時(shí),可催化C5固定CO2合成有機(jī)物;當(dāng)CO2/O2比值低時(shí),可催化C5結(jié)合O2發(fā)生氧化分解,消耗有機(jī)物,此過(guò)程稱為光呼吸,結(jié)合題意分析,在炎熱干旱環(huán)境中,C4植物的生長(zhǎng)一般明顯優(yōu)于C3植物的原因是
     
    。
    (4)水稻是世界上最重要的糧食作物。目前,科學(xué)家正在研究如何利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將“C4途徑”轉(zhuǎn)移到水稻中去,這項(xiàng)研究的意義是
     
    。

    發(fā)布:2025/1/16 8:0:1組卷:46引用:1難度:0.6
  • 3.干旱脅迫是因?yàn)橥寥浪痔澣?,植物吸收水分少于葉片蒸騰作用損耗的水分,從而無(wú)法維持植物正常水分狀況而對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育造成影響。如圖是其他條件適宜且不變時(shí)干旱脅迫(即處理組)對(duì)吊蘭光合作用相關(guān)指標(biāo)影響的結(jié)果。

    回答下列問(wèn)題
    (1)干旱脅迫會(huì)影響吊蘭光合作用過(guò)程中[H]和ATP的產(chǎn)生,與[H]和ATP元素組成相同的化合物有
     
    (寫(xiě)出2種)。
    (2)由圖可知:12d-24d期間CO2濃度
     
    (是/不是)影響吊蘭光合作用的主要限制因素,原因是
     
    。
     
    (能/不能)確定處理組吊蘭的總光合速率小于對(duì)照組,原因是
     
    。
    (3)另有研究表明,12d后吊蘭光合作用強(qiáng)度下降主要是因?yàn)槿~綠素破壞導(dǎo)致,推測(cè)吸收
     
    光的能力減弱。欲對(duì)此結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,可取葉片作色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中提取色素用的試劑是
     
    。預(yù)期結(jié)果是:
     
    兩種顏色的色素帶比對(duì)照組變窄或沒(méi)有。

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:6引用:1難度:0.6
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