Question

【題目】玉米是一種熱帶植物，對寒冷天氣極其敏感。寒冷環(huán)境下，Rubisco酶（催化CO2和RuBP反應(yīng)）在玉米葉片中的含量急劇下降。研究人員開發(fā)了一種高Rubisco酶含量的改良玉米，圖1為改良玉米和普通玉米在低溫下CO2固定速率的比較。圖2為玉米光合細胞中有關(guān)甲、乙兩種細胞器的部分物質(zhì)及能量代謝途徑。

（1）分析圖1，推測光合色素含量較高的可能是___________玉米。為檢驗其推測，提取光合色素，再通過比較兩組玉米葉片對___________光吸收率來計算其色素含量。

（2）據(jù)圖1分析，在___________環(huán)境中改良玉米比普通玉米的優(yōu)勢明顯。

（3）在甲的發(fā)育形成過程中，核基因編碼的Rubisco酶轉(zhuǎn)運到甲，在___________（填場所）發(fā)揮作用。Rubisco酶既可催化RuBP與CO2反應(yīng)，也可催化RuBP與O2反應(yīng)，這與酶的專一性相矛盾，可能因為在不同環(huán)境中酶___________發(fā)生變化導(dǎo)致其功能改變。在卡爾文循環(huán)相對穩(wěn)定時，若突然提高O2濃度，則短時間內(nèi)RuBP的含量將___________。

（4）圖2中甲輸出的三碳糖可以在氧氣充足的條件下，被氧化成丙酮酸，隨后進入乙的___________（場所）被徹底氧化分解成CO2。若①過程發(fā)生，但沒有②過程發(fā)生，該細胞處于的生理狀態(tài)是___________。

Answer 1

【答案】改良玉米 可見光 高CO2濃度，低溫環(huán)境 葉綠體基質(zhì) 空間結(jié)構(gòu) 下降 線粒體基質(zhì)和嵴 光合作用強度小于或等于呼吸作用強度

【解析】

分析圖1：圖示為改良玉米和普通玉米在低溫下CO2固定速率的比較，圖中改良玉米CO2固定速率高于普通玉米。

分析圖2：甲為葉綠體，乙為線粒體。

（1）圖1中改良玉米CO2固定速率高于普通玉米，推測改良玉米的光合色素含量較高，為檢驗其推測，提取光合色素，再通過比較兩組玉米葉片對可見光吸收率來計算其色素含量。

（2）由題干信息和圖中信息可知，在高CO2濃度，低溫環(huán)境中改良玉米CO2固定速率高于普通玉米。

（3）在甲（葉綠體）的發(fā)育形成過程中，核基因編碼的Rubisco酶轉(zhuǎn)運到甲，在葉綠體基質(zhì)發(fā)揮作用，.Rubisco酶既可催化RuBP與CO2反應(yīng)，也可催化RuBP與O2反應(yīng)，這與酶的專一性相矛盾，可能因為在不同環(huán)境中酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化導(dǎo)致其功能改變。在卡爾文循環(huán)相對穩(wěn)定時，若突然提高O2濃度，消耗的RuBP增加，而其來源不變，則短時間內(nèi)RuBP的含量將降低。

（4）甲輸出的三碳糖可以在氧氣充足的條件下，被氧化成丙酮酸，隨后進入乙的線粒體基質(zhì)和嵴，被徹底氧化分解成CO2。若①過程（線粒體中的二氧化碳進入葉綠體）發(fā)生，但沒有②過程（葉綠體從外界吸收二氧化碳）發(fā)生，說明葉肉細胞的光合作用強度小于或等于呼吸作用強度。