黑藻（Hydrillaverticillata）是多年生沉水草本植物，適合室內(nèi)水體綠化，是裝飾水族箱的良好材料，全草可做豬飼料，亦可作為綠肥使用，還能入藥，具利尿祛濕之功效，也是生物實(shí)驗(yàn)的理想選材。請(qǐng)分析并回答下列問題：
（1）利用一定的方法得到黑藻細(xì)胞的葉綠體，再將葉綠體破壞后分離得到類囊體和葉綠體基質(zhì)，分別裝入圖中試管中，試管①②置于光下，試管③④置于黑暗環(huán)境中，其他條件保持相同且適宜，含有與光合作用有關(guān)酶的試管有 ①②③④①②③④（填序號(hào)），經(jīng)檢測(cè)有O2產(chǎn)生的試管是 ①①（填序號(hào)），由此說(shuō)明光反應(yīng)的場(chǎng)所是 類囊體的薄膜（類囊體）類囊體的薄膜（類囊體）。
（2）科研人員模擬了卡爾文循環(huán)的實(shí)驗(yàn)過程，以期追蹤暗反應(yīng)中碳的轉(zhuǎn)移途徑。在密閉環(huán)境中用14C標(biāo)記的NaHCO3培養(yǎng)新制備的黑藻懸浮細(xì)胞（其他條件相同且適宜），光照30s后，將黑藻細(xì)胞迅速加入煮沸的甲醇中，同時(shí)檢測(cè)到了多種帶有14C標(biāo)記的化合物。
①該實(shí)驗(yàn)中NaHCO3的作用主要是提供 CO2CO2，將黑藻細(xì)胞迅速加入煮沸的甲醇中的目的是使細(xì)胞中的代謝停止，以便檢測(cè) 生成的含14C標(biāo)記的化合物的種類生成的含14C標(biāo)記的化合物的種類。
②為確認(rèn)最先生成的含14C標(biāo)記化合物種類，科研人員應(yīng)如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)操作 縮短光照時(shí)間縮短光照時(shí)間。
（3）葉綠體在黑藻細(xì)胞內(nèi)的分布可依照光照情況而變化；光照較弱時(shí)，葉綠體會(huì)聚集到細(xì)胞頂面，其意義是 以最大限度吸收光能，保證高效的光合作用以最大限度吸收光能，保證高效的光合作用；如長(zhǎng)期處于光照較弱的條件下，葉綠體還會(huì)發(fā)生如下的一些適應(yīng)性變化，如 葉綠體數(shù)量變多葉綠體數(shù)量變多、葉綠體內(nèi)色素含量變多等，而光照較強(qiáng)時(shí)，葉綠體則移到細(xì)胞的側(cè)面，以免強(qiáng)光的傷害，這種葉綠體在細(xì)胞內(nèi)位置和分布受到的動(dòng)態(tài)調(diào)控稱為葉綠體定位。為驗(yàn)證葉綠體的這種移動(dòng)和新位置上的“錨定”離不開細(xì)胞質(zhì)中細(xì)胞骨架的參與，可用相應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)破壞 細(xì)胞骨架細(xì)胞骨架，然后鏡檢葉綠體定位是否出現(xiàn)異常。
【答案】①②③④；①；類囊體的薄膜（類囊體）；CO2；生成的含14C標(biāo)記的化合物的種類；縮短光照時(shí)間；以最大限度吸收光能，保證高效的光合作用；葉綠體數(shù)量變多；細(xì)胞骨架
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：4引用：2難度：0.5
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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?；卮鹣铝袉栴}：
（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(qǐng)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(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酶既能催化過程①，也能催化過程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)?；卮鹣铝袉栴}：
（1）圖中，過程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
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