植物生理
水稻是我國重要的糧食作物。研究發(fā)現(xiàn)水稻葉片保衛(wèi)細胞細胞膜OSA1蛋白受光誘導后活性提高，泵出氫離子后激活鉀離子內(nèi)流通道。根部細胞膜OSA1蛋白可促進水稻對銨的吸收與同化。
（1）據(jù)圖1，葉肉細胞中必須在光照條件下才能生成的物質是[③③]O2O2、[②②]ATPATP和NADPHNADPH（[]中填編號，橫線上填名稱）。
（2）當葉肉細胞吸收的CO2量增加時，葉綠體中短期內(nèi)C5的含量減少減少（增加/不變/減少）。
（3）據(jù)圖1，根細胞膜上的OSA1蛋白能將NH4+同化產(chǎn)生的氫離子轉移至細胞外，防止細胞質酸化。類似的情形可以發(fā)生于葉肉細胞內(nèi)的H+從CC。
A．類囊體膜→類囊體腔
B．類囊體腔→類囊體膜
C．類囊體腔→葉綠體基質
D．葉綠體基質→細胞質基質
水稻細胞膜上OSA1蛋白的合成受OSA1基因調控。研究者運用轉基因技術，構建出OSA1基因超表達轉基因水稻。圖2為轉基因水稻、野生型水稻和OSA1基因突變型水稻部分生理指標的實驗數(shù)據(jù)（氣孔導度代表單位時間進入葉片單位面積的CO2量）。
（4）利用圖1、圖2信息和已有知識，說明OSA1基因超表達對水稻光合作用速率的影響，并分析原因①據(jù)圖21數(shù)據(jù)可知，轉基因水稻的光合速率高于野生型水稻和突變體水稻，說明OSA1基因超表達能夠提高水稻的光合作用速率。
②轉基因水稻的保衛(wèi)細胞的細胞膜上OSA1蛋白含量較多，在光照條件下能促進保衛(wèi)細胞對K+的吸收，細胞內(nèi)鉀離子濃度升高，細胞吸水后氣孔開放，氣孔導度增大，使更多的CO2進入葉肉細胞，為光合作用暗反應提供了較多原料。
③轉基因水稻根部細胞膜OSA1蛋白數(shù)量較多，有利于銨（NH4+）的吸收，為谷氨酸、R酶的合成提供了原料，R酶數(shù)量增多促進了暗反應的酶促反應過程。①據(jù)圖21數(shù)據(jù)可知，轉基因水稻的光合速率高于野生型水稻和突變體水稻，說明OSA1基因超表達能夠提高水稻的光合作用速率。
②轉基因水稻的保衛(wèi)細胞的細胞膜上OSA1蛋白含量較多，在光照條件下能促進保衛(wèi)細胞對K+的吸收，細胞內(nèi)鉀離子濃度升高，細胞吸水后氣孔開放，氣孔導度增大，使更多的CO2進入葉肉細胞，為光合作用暗反應提供了較多原料。
③轉基因水稻根部細胞膜OSA1蛋白數(shù)量較多，有利于銨（NH4+）的吸收，為谷氨酸、R酶的合成提供了原料，R酶數(shù)量增多促進了暗反應的酶促反應過程。。
②轉基因水稻的保衛(wèi)細胞的細胞膜上OSA1蛋白含量較多，在光照條件下能促進保衛(wèi)細胞對K+的吸收，細胞內(nèi)鉀離子濃度升高，細胞吸水后氣孔開放，氣孔導度增大，使更多的CO2進入葉肉細胞，為光合作用暗反應提供了較多原料。
③轉基因水稻根部細胞膜OSA1蛋白數(shù)量較多，有利于銨（NH4+）的吸收，為谷氨酸、R酶的合成提供了原料，R酶數(shù)量增多促進了暗反應的酶促反應過程。
②轉基因水稻的保衛(wèi)細胞的細胞膜上OSA1蛋白含量較多，在光照條件下能促進保衛(wèi)細胞對K+的吸收，細胞內(nèi)鉀離子濃度升高，細胞吸水后氣孔開放，氣孔導度增大，使更多的CO2進入葉肉細胞，為光合作用暗反應提供了較多原料。
③轉基因水稻根部細胞膜OSA1蛋白數(shù)量較多，有利于銨（NH4+）的吸收，為谷氨酸、R酶的合成提供了原料，R酶數(shù)量增多促進了暗反應的酶促反應過程。
【答案】③；O2；②；ATP；NADPH；減少；C；①據(jù)圖21數(shù)據(jù)可知，轉基因水稻的光合速率高于野生型水稻和突變體水稻，說明OSA1基因超表達能夠提高水稻的光合作用速率。
②轉基因水稻的保衛(wèi)細胞的細胞膜上OSA1蛋白含量較多，在光照條件下能促進保衛(wèi)細胞對K+的吸收，細胞內(nèi)鉀離子濃度升高，細胞吸水后氣孔開放，氣孔導度增大，使更多的CO2進入葉肉細胞，為光合作用暗反應提供了較多原料。
③轉基因水稻根部細胞膜OSA1蛋白數(shù)量較多，有利于銨（NH4+）的吸收，為谷氨酸、R酶的合成提供了原料，R酶數(shù)量增多促進了暗反應的酶促反應過程。
②轉基因水稻的保衛(wèi)細胞的細胞膜上OSA1蛋白含量較多，在光照條件下能促進保衛(wèi)細胞對K+的吸收，細胞內(nèi)鉀離子濃度升高，細胞吸水后氣孔開放，氣孔導度增大，使更多的CO2進入葉肉細胞，為光合作用暗反應提供了較多原料。
③轉基因水稻根部細胞膜OSA1蛋白數(shù)量較多，有利于銨（NH4+）的吸收，為谷氨酸、R酶的合成提供了原料，R酶數(shù)量增多促進了暗反應的酶促反應過程。
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：27引用：2難度：0.6
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1．研究發(fā)現(xiàn)，Rubisco酶是綠色植物細胞中含量最豐富的蛋白質，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CO2濃度較高時，該酶催化C5與CO2反應，完成光合作用；當O2濃度較高時，該酶卻錯誤的催化C5與O2反應，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酶所催化的反應產(chǎn)物是，其發(fā)揮作用的場所是。
（2）當胞間CO2與O2濃度的比值減小時，有利于植物進行光呼吸而不利于光合作用有機物的積累。請從C5的角度分析，原因是。
（3）為糾正Rubisco酶的錯誤反應，光合植物創(chuàng)造了多種高代價的補救機制，如有的細胞中產(chǎn)生一種特殊蛋白質微室，將CO2濃縮在Rubisco酶周圍。該機制形成的意義是。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,酶是一個雙功能的酶，具有催化羧化反應和加氧反應兩種功能，其催化方向取決于CO2和O2的濃度。當CO2濃度高而O2濃度低時，RuBP（1，5-二磷酸核酮糖，C5）與進入葉綠體的CO2結合，經(jīng)Rubisco酶催化生成2分子的PGA（3-磷酸甘油酸，C3），進行光合作用；當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中，催化CO2與C5結合，生成2分子C3，影響該反應的內(nèi)部因素有（寫出2點即可）。在光照條件下，Rubisco酶可以催化RuBP與CO2生成PGA，再利用光反應產(chǎn)生的NADPH將其還原，也可以催化RuBP與O2反應；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。葉肉細胞包圍在維管束鞘細胞四周，形成花環(huán)狀結構，根據(jù)此結構特點，進一步推測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 -
3．如圖是某植物葉肉細胞的部分生理過程示意圖。已知該植物葉肉細胞在適宜光照、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在線粒體等結構中再經(jīng)一系列轉化形成1個C3、1個CO2，C3再進入卡爾文循環(huán)?；卮鹣铝袉栴}：
（1）圖中，過程②發(fā)生的場所是。
（2）該植物葉肉細胞光合作用產(chǎn)生的糖類物質，在氧氣充足的條件下，可被氧化為（填物質名稱）后進入線粒體，繼而在（填場所）徹底氧化分解成CO2。
（3）據(jù)圖推測，當CO2濃度與O2濃度的比值（填“高”或“低”）時，有利于水稻進行光呼吸而不利于光合作用中有機物的積累，從C5的角度分析，其原因是。
（4）科學研究發(fā)現(xiàn)，在一些藍藻中存在CO2濃縮機制：藍藻中產(chǎn)生一種特殊的蛋白質微室，能將CO2濃縮在Rubisco酶周圍。該機制的意義是。發(fā)布：2025/1/16 8:0:1組卷：21引用：1難度：0.7