學(xué)習(xí)以下材料，回答（1）～（4）題。
神奇的化學(xué)反應(yīng)
光合作用為地球上生物的生存和發(fā)展提供了物質(zhì)和能量。葉綠體是植物細(xì)胞進(jìn)行光合作用的場所。
1937年英國植物學(xué)家希爾發(fā)現(xiàn)：在光照條件下，離體葉綠體中發(fā)生水的裂解，產(chǎn)生氧氣，同時將高價鐵還原為低價鐵，即4Fe3++2H2O光4Fe2++O2+4H+。
在實(shí)驗(yàn)室條件下，裂解水需要極強(qiáng)的電流或者近乎2000℃的高溫。植物細(xì)胞為什么在自然條件下就能實(shí)現(xiàn)對水的裂解呢？這與葉綠體中的光系統(tǒng)有關(guān)。光系統(tǒng)是由蛋白質(zhì)和光合色素組成的復(fù)合物，能完成一定功能，包括光系統(tǒng)Ⅰ（PSI）和光系統(tǒng)Ⅱ（PSⅡ），如圖。
光系統(tǒng)中的某些光合色素分子在吸收光能后，電子會由最穩(wěn)定的低能量狀態(tài)上升到一個不穩(wěn)定的高能量狀態(tài)，以驅(qū)動水的裂解并釋放出氧氣，同時產(chǎn)生的電子和H*最終用于NADPH和ATP的合成，驅(qū)動光合作用的暗反應(yīng)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，某些化合物X可阻斷電子傳遞過程，抑制光合作用。這類化合物被稱為光合電子傳遞抑制劑。
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，化合物X可作為除草劑，抑制雜草的生長，提高農(nóng)作物產(chǎn)量。
（1）圖中PSⅡ和PSⅠ位于葉綠體的 類囊體薄膜類囊體薄膜上。
（2）據(jù)文中信息可知，PSⅡ中的 光合色素光合色素吸收光能，可將H2O裂解為氧氣和H+產(chǎn)生的電子經(jīng)一系列傳遞，與NADP+和H+結(jié)合形成 NADPHNADPH，將光能轉(zhuǎn)變?yōu)?化學(xué)能化學(xué)能。
（3）ATP合成酶是一種復(fù)合物，具有催化ADP和Pi合成ATP的功能。由圖可知，這一過程需要的能量直接來自 H+跨膜運(yùn)輸產(chǎn)生的電子勢能H+跨膜運(yùn)輸產(chǎn)生的電子勢能。
（4）根據(jù)文中信息并結(jié)合所學(xué)知識，推測化合物X抑制雜草生長的機(jī)理 化合物X可阻斷電子傳遞過程，抑制光合作用，因此抑制雜草的生長化合物X可阻斷電子傳遞過程，抑制光合作用，因此抑制雜草的生長。
光
【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】類囊體薄膜；光合色素；NADPH；化學(xué)能；H+跨膜運(yùn)輸產(chǎn)生的電子勢能；化合物X可阻斷電子傳遞過程，抑制光合作用，因此抑制雜草的生長
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：20引用：1難度：0.6
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1．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，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(jié)構(gòu)中再經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化形成1個C3、1個CO2，C3再進(jìn)入卡爾文循環(huán)。回答下列問題：
（1）圖中，過程②發(fā)生的場所是。
（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（填場所）徹底氧化分解成CO2。
（3）據(jù)圖推測，當(dāng)CO2濃度與O2濃度的比值（填“高”或“低”）時，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 -
2．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，該酶催化C5與CO2反應(yīng)，完成光合作用；當(dāng)O2濃度較高時，該酶卻錯誤的催化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。回答下列問題：
（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)揮作用的場所是。
（2）當(dāng)胞間CO2與O2濃度的比值減小時，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。請從C5的角度分析，原因是。
（3）為糾正Rubisco酶的錯誤反應(yīng)，光合植物創(chuàng)造了多種高代價的補(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 -
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(chǎn)。
光呼吸現(xiàn)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(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，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，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(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，PEP羧化酶比Rubisco酶對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
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