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茶樹(shù)是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物．為探究外源油菜素內(nèi)酯（EBR）對(duì)茶樹(shù)光合作用的調(diào)節(jié)機(jī)制，科研人員將適宜濃度的EBR溶液噴施于龍井43（A）、清明早（B）、香菇寮白毫（C）三種茶樹(shù)的葉片上，同時(shí)設(shè)置空白對(duì)照組（下圖中的CK組）．處理24h后測(cè)定茶樹(shù)葉片的凈光合速率（Pn）、RuBP羧化酶（參與CO₂的固定）活性以及rbcl蛋白（構(gòu)成RuBP羧化酶的一種蛋白質(zhì)）表達(dá)量，結(jié)果如下圖，請(qǐng)分析回答．

（1）茶樹(shù)葉肉細(xì)胞中進(jìn)行光合作用時(shí)，驅(qū)動(dòng)光反應(yīng)進(jìn)行的能量是
光能
光能
，驅(qū)動(dòng)暗反應(yīng)進(jìn)行的能量是
ATP水解釋放的化學(xué)能
ATP水解釋放的化學(xué)能
．
（2）本實(shí)驗(yàn)中空白對(duì)照組的處理是在葉面噴施
等量的清水
等量的清水
；實(shí)驗(yàn)中可用
單位時(shí)間內(nèi)單位面積茶樹(shù)葉片吸收二氧化碳的量或釋放的氧氣量或有機(jī)物的積累量
單位時(shí)間內(nèi)單位面積茶樹(shù)葉片吸收二氧化碳的量或釋放的氧氣量或有機(jī)物的積累量
來(lái)表示凈光合作用速率．
（3）RuBP羧化酶能催化一分子CO₂與一分子C₅結(jié)合生成
兩分子三碳化合物
兩分子三碳化合物
，該反應(yīng)在葉綠體的
基質(zhì)
基質(zhì)
．中進(jìn)行．當(dāng)光照突然減弱的開(kāi)始階段，葉綠體中G含量的變化趨勢(shì)是
降低
降低
．
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，外源EBR處理后凈光合速率增幅最大的茶樹(shù)品種是
香菇寮白毫
香菇寮白毫
．
A品種光合作用速率增大的主要原因是
RuBP羧化酶的數(shù)量大幅增加
RuBP羧化酶的數(shù)量大幅增加
，由此可以看出，從根本上講，植物激素可以通過(guò)影響
基因的表達(dá)
基因的表達(dá)
來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)．

【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】光能；ATP水解釋放的化學(xué)能；等量的清水；單位時(shí)間內(nèi)單位面積茶樹(shù)葉片吸收二氧化碳的量或釋放的氧氣量或有機(jī)物的積累量；兩分子三碳化合物；基質(zhì)；降低；香菇寮白毫；RuBP羧化酶的數(shù)量大幅增加；基因的表達(dá)

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/11/7 8:0:2組卷：16引用：1難度：0.5

相似題

1．光合作用中與CO₂結(jié)合的C₅簡(jiǎn)稱(chēng)為RuBP，兩者結(jié)合生成C₃的反應(yīng)由RuBP羧化酶催化．現(xiàn)用¹⁴CO₂與C₅反應(yīng)，通過(guò)檢測(cè)產(chǎn)物¹⁴C₃的放射性強(qiáng)度來(lái)測(cè)定酶的活性．下列相關(guān)分析錯(cuò)誤的是（　?。?/h2>

A．細(xì)胞內(nèi)RuBP羧化酶催化的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)

B．RuBP羧化酶催化該反應(yīng)需要在無(wú)光條件下進(jìn)行

C．RuBP羧化酶催化該反應(yīng)需要控制溫度

D．單位時(shí)間內(nèi)¹⁴C₃生成量越多，說(shuō)明RuBP羧化酶活性越高

發(fā)布：2024/11/7 8:0:2組卷：44引用：1難度：0.5

解析

2．在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO₂+C₅（即RuBP）→2C₃。為測(cè)定RuBP羧化酶的活性，某學(xué)習(xí)小組從菠菜葉中提取該酶，用其催化C₅與¹⁴CO₂的反應(yīng)，并檢測(cè)產(chǎn)物¹⁴C₃的放射性強(qiáng)度。下列分析錯(cuò)誤的是（　?。?/h2>

A．菠菜葉肉細(xì)胞內(nèi)RuBP羧化酶催化上述反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)

B．RuBP羧化酶催化的上述反應(yīng)是在暗反應(yīng)中完成的，所以需要在無(wú)光條件下進(jìn)行

C．測(cè)定RuBP羧化酶活性的過(guò)程中運(yùn)用了同位素標(biāo)記法

D．單位時(shí)間內(nèi)¹⁴C₃生成量越多說(shuō)明RuBP羧化酶活性越高

發(fā)布：2024/11/7 8:0:2組卷：24引用：1難度：0.5

解析

3．閱讀下列材料，回答相關(guān)問(wèn)題。
據(jù)聯(lián)合國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)事務(wù)部預(yù)測(cè)，2050年全球人口將增至97億。如果農(nóng)作物產(chǎn)量依然維持在現(xiàn)有水平，屆時(shí)人類(lèi)必將面臨嚴(yán)重的糧食短缺局面。世界范圍內(nèi)便掀起了一場(chǎng)以通過(guò)生物工程技術(shù)提高植物光合效率為中心的“第二次綠色革命”。而“光呼吸代謝工程”被認(rèn)為是此次革命的一個(gè)關(guān)鍵突破口。
如圖1，綠色植物中RuBP羧化酶（Rubisco）具有雙重活性，光呼吸是在光的驅(qū)動(dòng)下將碳水化合物氧化生成CO₂和水的一個(gè)生化過(guò)程，是一個(gè)高耗能的反應(yīng)，正常生長(zhǎng)條件下光呼吸就可損耗掉光合產(chǎn)物的25～30%，如果一旦遭遇高溫、干旱等逆境條件，其損耗比例就會(huì)更高，可高達(dá)50%以上。
水稻、小麥等C₃植物的光呼吸顯著，而高粱、玉米等C₄植物的光呼吸消耗有機(jī)物很少，C₄途經(jīng)如圖2所示。與C₃植物相比，C₄植物葉肉細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)具有一種特殊的PEP羧化酶，它催化如下反應(yīng)：C₃+CO₂
PEP
羧化酶
C₄（蘋(píng)果酸）C₄進(jìn)入維管束鞘細(xì)胞，生成CO₂用于暗反應(yīng)，再生出的C₃（丙酮酸）回到葉肉細(xì)胞中，進(jìn)行循環(huán)利用。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)。PEP羧化酶與CO₂的親和力是Rubisco酶的60倍，能固定低濃度的CO₂。
華南農(nóng)業(yè)大學(xué)彭新湘課題組歷時(shí)10余載，幾經(jīng)挫折，最終利用水稻自身的三個(gè)基因，即GLO（乙醇酸氧化酶）、OXO（草酸氧化酶）和CAT（過(guò)氧化氫酶），成功構(gòu)建了一條新的光呼吸支路，簡(jiǎn)稱(chēng)GOC支路。通過(guò)多基因轉(zhuǎn)化技術(shù)成功將GOC支路導(dǎo)入水稻并定位至葉綠體中，由此使光呼吸產(chǎn)生的部分乙醇酸直接在葉綠體內(nèi)被催化為草酸并最終完全分解為CO₂，從而形成一種類(lèi)似C₄植物的光合CO₂濃縮機(jī)制（如圖3）。
GOC工程水稻株系的光合效率、生物量、籽粒產(chǎn)量分別提高了15～22%、14～35%、7～27%。同時(shí)，GOC植株還表現(xiàn)出了許多類(lèi)似于長(zhǎng)期生長(zhǎng)在高CO₂環(huán)境條件下的表型性狀，如葉片含糖量增加、葉綠素含量增加，葉綠體體積增大，淀粉粒數(shù)量增加、體積增大，糖類(lèi)代謝相關(guān)基因上調(diào)表達(dá)等。
（1）據(jù)圖1，在Rubisco催化下

與C₅反應(yīng)，形成的

中的C原子最終進(jìn)入線(xiàn)粒體放出CO₂稱(chēng)之為光呼吸，參與光呼吸的細(xì)胞器有

。研究發(fā)現(xiàn)，光合產(chǎn)物
1
3
以上要消耗在光呼吸底物上。據(jù)此推測(cè)，細(xì)胞中CO₂濃度倍增可以使光合產(chǎn)物的積累增加，原因是

。
（2）請(qǐng)解釋C₄植物光呼吸比C₃植物小很多的原因。
（3）請(qǐng)闡明GOC工程水稻株系的光合效率、生物量、籽粒產(chǎn)量提高的機(jī)制。
發(fā)布：2024/11/7 8:0:2組卷：15引用：1難度：0.6
解析

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