夏日正午的阳光强烈，沉水植物海菜花光合作用旺盛，产生大量的 O2使水体的溶解氧处于饱和状态。此时水体中的CO2被大量消耗，会诱导海菜花启动 C4 代谢途径，过程如图所示。在低CO2和高O2情况下，Rubisco酶催化加氧反应，即吸收 O2产生CO2，该反应过程称为光呼吸。回答下列问题：
(1)海菜花光反应发生的场所是________ ，图中为光合作用提供原料的无机物有水分和_________________________ （答两种）等。海菜花叶肉细胞中丙酮酸产生的场所有______________ 。
(2)在高 O2低CO2条件下，C5发生氧化并产生光呼吸的中间产物________ ；在强光下，光反应转换的能量超过暗反应的需要时，会对细胞造成伤害，此时光呼吸可对细胞起到保护作用，原因是_________ 。光呼吸是一种________ （填“吸能”或“放能”）反应。
(3)图中催化CO2固定的两种酶（PEPC、Rubisco）中，与 CO2 (
)亲和力较高的是 PEPC，原因是______________ 。
(4)科研人员根据对光呼吸机理的研究，利用基因编辑技术设计了以下实验：A 组实验，即在海菜花叶绿体中完成光呼吸全过程的替代途径，该途径乙醇酸也能降解并产生CO2; B组实验，即在基因编辑基础上同时利用RNA干扰技术，降低叶绿体膜上乙醇酸转运蛋白的表达量；C组实验为不作基因编辑。检测三种不同类型植株的光合速率发现B组光合速率最高，分析其原因可能是_____________ ，进而促进光合作用过程。
(1)海菜花光反应发生的场所是
(2)在高 O2低CO2条件下，C5发生氧化并产生光呼吸的中间产物
(3)图中催化CO2固定的两种酶（PEPC、Rubisco）中，与 CO2 (
)亲和力较高的是 PEPC，原因是(4)科研人员根据对光呼吸机理的研究，利用基因编辑技术设计了以下实验：A 组实验，即在海菜花叶绿体中完成光呼吸全过程的替代途径，该途径乙醇酸也能降解并产生CO2; B组实验，即在基因编辑基础上同时利用RNA干扰技术，降低叶绿体膜上乙醇酸转运蛋白的表达量；C组实验为不作基因编辑。检测三种不同类型植株的光合速率发现B组光合速率最高，分析其原因可能是
更新时间：2024-01-05 19:41:39
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【推荐1】白及是我国重点保护的野生药用植物之一。因白及种子无胚乳，自然繁殖出苗率仅有万分之一，科学家采用组培（组织培养）育苗。为提高组织培养的白及幼苗质量，进行实验，实验结果如下。
注：R：红光 B：蓝光 G：绿光； 各组光照强度为50±5μmol·m-2·s-1；光照时间为12h/d；数字表示给光比例。
(1)本实验的自变量是____________ ，其对白及幼苗生长产生的影响主要是影响了光合作用的____________ 阶段，请写出光合作用的总反应式：____________ 。
(2)从株高这一指标分析结论为____________ ，由表格分析，造成此现象的机制可能是____________ 。
(3)综合各数据，____________ 组白及幼苗培育得最好。
| 实验处理 | 株高（cm） | 根长（cm） | 叶绿素总量（mg·g-1） |
| 对照 | 11.43 | 5.22 | 1.16 |
| 1R/1B | 11.60 | 4.68 | 1.12 |
| 2R/1B | 11.26 | 4.84 | 1.24 |
| 3R/1B | 10.90 | 4.58 | 1.15 |
| 4R/1B | 9.19 | 4.67 | 1.05 |
| 2R/1B/1G | 12.54 | 6.13 | 1.53 |
| 2R/1B/2G | 12.37 | 5.11 | 1.39 |
注：R：红光 B：蓝光 G：绿光； 各组光照强度为50±5μmol·m-2·s-1；光照时间为12h/d；数字表示给光比例。
(1)本实验的自变量是
(2)从株高这一指标分析结论为
(3)综合各数据，
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【推荐2】人们对臭氧的研究越来越多，研究人员对用外源褪黑素对大气低层臭氧影响下的植物生长进行研究，其处理及结果如表，请回答下列问题。
表 外源褪黑素对大气低层臭氧影响下的植物生长的影响
(1)该研究中净光合速率的观察指标为________ （写出一种即可）。
(2)表中③组的处理为_____ ，由表中数据可知，低层臭氧对植物光合作用的影响为_____ 。
(3)Rubisco是一种羧化加氧酶，在高CO2浓度下催化CO2与C5结合完成________ 过程，在高O2浓度下催化C5的分解，最终释放CO2完成光呼吸过程，光呼吸可以消耗过剩的光能，由此可知，光呼吸存在的意义是________ 。
(4)图甲所示是实验的另一组数据，综合表和图甲研究，外源褪黑素________ （填“缓解”或“加重”）O3对光合作用的影响，其机制是________ 。
表 外源褪黑素对大气低层臭氧影响下的植物生长的影响
| 处理 | 叶绿素a （mg·g-1） | 叶绿素 b （mg·g-1） | 叶绿素 a/b （mg·g-1） | 净光合速率 （μmol·m-2·s-1） |
| ①空白对照组 | 2.24 | 0.75 | 3.00 | 16.03 |
| ②O3组 | 1.53 | 0.43 | 3.56 | 4.37 |
| ③组 | 1.78 | 0.56 | 3.17 | 9.00 |
(1)该研究中净光合速率的观察指标为
(2)表中③组的处理为
(3)Rubisco是一种羧化加氧酶，在高CO2浓度下催化CO2与C5结合完成
(4)图甲所示是实验的另一组数据，综合表和图甲研究，外源褪黑素
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【推荐3】图甲是叶绿体模式图，图乙表示光合作用的部分过程，图丙表示在密闭恒温（温度为30℃）小室内测定的a、b两种不同植物光合作用强度和光照强度的关系。请回答下列问题：
(1)绿色叶片长时间浸泡在乙醇中会变成白色，原因是___________ 。图甲叶绿体中的色素主要吸收____________ ，绿光因为吸收最少而被反射出去。
(2)图乙中A的作用是______ ，①表示的过程是______ 。若光照强度突然减弱，短时间内叶绿体中含量随之减少的物质有______ （填序号：①C5、②ATP、③NADPH、④C3选不全不得分）。
(3)图丙中若a植物光合速率和呼吸速率的最适温度分别是25℃和30℃，若将温度降低到25℃（其他条件不变），则图中M点的位置理论上的变化是____________ 。（右上移、右下移、左下移、左上移）
(4)向有a植物的密闭容器中通入18O2，一段时间后，在a植物中检测到了18O的有机物，写出18O的转移过程：______________ 。
(5)欲探究光照强度对植物b叶绿素含量的影响，简要写出实验思路：__________ 。
(1)绿色叶片长时间浸泡在乙醇中会变成白色，原因是
(2)图乙中A的作用是
(3)图丙中若a植物光合速率和呼吸速率的最适温度分别是25℃和30℃，若将温度降低到25℃（其他条件不变），则图中M点的位置理论上的变化是
(4)向有a植物的密闭容器中通入18O2，一段时间后，在a植物中检测到了18O的有机物，写出18O的转移过程：
(5)欲探究光照强度对植物b叶绿素含量的影响，简要写出实验思路：
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【推荐1】为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：（1）对照组；（2）施氮组，补充尿素（12g·m-2）（3）水+氮组，补充尿素（12g·m-2）同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。
注：气孔导度反映气孔开放的程度
回答下列问题：
(1)植物细胞中自由水的生理作用包括__________________ 等（写出两点即可）。补充水分可以促进玉米根系对氮的_________ ，提高植株氮供应水平。
(2)参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与_________ 离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于驱动_________ 两种物质的合成以及_________ 的分解；RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到_________ 分子上，反应形成的产物被还原为糖类。
(3)施氮同时补充水分比单独施氮提高光合速率的效果更显著，据上表实验结果分析，原因是_________ 。
生理指标 | 对照组 | 施氮组 | 水+氮组 |
自由水/结合水 | 6．2 | 6．8 | 7．8 |
气孔导度（mmol·m-2·s-1） | 85 | 65 | 196 |
叶绿素含量（mg·g-1） | 9．8 | 11．8 | 12．6 |
RuBP羧化酶（固定CO2的酶）活性（μmol·h-1·g-1） | 316 | 640 | 716 |
光合速率（μmol·m-2·s-1） | 6．5 | 8．5 | 11．4 |
注：气孔导度反映气孔开放的程度
回答下列问题：
(1)植物细胞中自由水的生理作用包括
(2)参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与
(3)施氮同时补充水分比单独施氮提高光合速率的效果更显著，据上表实验结果分析，原因是
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【推荐2】CO2浓度增加会对植物光合作用速率产生影响。科研人员以大豆、甘薯、花生、水稻、棉花作为实验材料，分别进行如下三种不同实验处理，整个生长过程保证充足的水分供应。选择某个晴天上午测定各组的光合作用速率如图1所示；作物叶肉细胞中进行的部分生理过 程如图2所示。据图分析，回答下列问题。
(1)由图1可知，随着CO2浓度的增加，作物光合速率也会增加，主要是因为图2中的_________ （填生理过程序号）加快，产生的物质在光反应提供的________________ 等物质的作用下，经一系列的反应可快速地制造出糖类等有机物。作物的叶肉细胞内化合物X、化合物Y产生的场所分别是___________ 、_______________ 。
(2)比较甲、乙两组的结果可知，CO2浓度倍增时，作物的光合作用速率并未发生倍增。研究人员推测其原因可能是_________ 。（答出一点即可）
(3)丙组光合作用速率比甲组低，原因可能是作物长期处于高浓度CO2环境会降低RuBP羧化酶（固定CO2的酶）的活性。请在研究人员的实验基础上，再设计实验加以验证。
实验材料用具：水稻、一定浓度的C5化合物溶液、饱和CO2溶液、试管等。
实验思路：提取等量的甲组和丙组水稻细胞中的RuBP羧化酶，分别加入A、B两支试管中，两试管中再分别加入____________ ，一段时间后，检测并比较A、B两组溶液中C3化合物的含量；预测实验结果：若__________ ，则上述原因分析正确。
(1)由图1可知，随着CO2浓度的增加，作物光合速率也会增加，主要是因为图2中的
(2)比较甲、乙两组的结果可知，CO2浓度倍增时，作物的光合作用速率并未发生倍增。研究人员推测其原因可能是
(3)丙组光合作用速率比甲组低，原因可能是作物长期处于高浓度CO2环境会降低RuBP羧化酶（固定CO2的酶）的活性。请在研究人员的实验基础上，再设计实验加以验证。
实验材料用具：水稻、一定浓度的C5化合物溶液、饱和CO2溶液、试管等。
实验思路：提取等量的甲组和丙组水稻细胞中的RuBP羧化酶，分别加入A、B两支试管中，两试管中再分别加入
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【推荐3】如图是苹果叶肉细胞中淀粉、蔗糖合成及转运示意图，A、B代表物质。请回答下列问题。____ ，需要的原料有____ 。
(2)研究表明缺磷会抑制光合作用，据图分析其原因有____ 、 ____ 。
(3)白天叶绿体中合成过渡型淀粉，一方面可以保障光合作用速率____ （填“大于”“小于”或“等于”）蔗糖的合成速率，另一方面可为夜间细胞生命活动提供____ 。
(4)葡萄糖中的醛基具有还原性，能与蛋白质的氨基结合。光合产物以蔗糖而非葡萄糖的形式能较稳定地进行长距离运输，其原因是____ ；灌浆期缺水会明显影响产量，其主要原因是____ 。
(5)光合产物由叶向果实运输过程受叶果比影响。科研人员以生长状况及叶果比一致的多年生果枝（果实数相同）为材料，通过摘叶调整叶果比，研究叶果比对苹果光合作用和单果重量的影响，结果如表（其中光合产物输出比是指叶片输出有机物的量占光合产物总量的百分比）：
研究结果表明，当叶果比为____ 时，产量明显提高，其机理是____ 。
(2)研究表明缺磷会抑制光合作用，据图分析其原因有
(3)白天叶绿体中合成过渡型淀粉，一方面可以保障光合作用速率
(4)葡萄糖中的醛基具有还原性，能与蛋白质的氨基结合。光合产物以蔗糖而非葡萄糖的形式能较稳定地进行长距离运输，其原因是
(5)光合产物由叶向果实运输过程受叶果比影响。科研人员以生长状况及叶果比一致的多年生果枝（果实数相同）为材料，通过摘叶调整叶果比，研究叶果比对苹果光合作用和单果重量的影响，结果如表（其中光合产物输出比是指叶片输出有机物的量占光合产物总量的百分比）：
| 组别 | 对照 | T1 | T2 | T3 |
| 叶果比 | 50∶1 | 40∶1 | 30∶1 | 20∶1 |
| 叶绿素含量/ mg·g－1 | 2.14 | 2.23 | 2.38 | 2.40 |
| Rubisco的活性/μmol （CO2）·g－1 ·min－1 | 8.31 | 8.75 | 9.68 | 9.76 |
| 光合速率 / μmol·m－2 ·s－1 | 14.46 | 15.03 | 15.81 | 16.12 |
| 光合产物输出比/% | 25% | 30% | 40% | 17% |
| 单果重量/g | 231.6 | 237.4 | 248.7 | 210.4 |
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【推荐1】CAM（景天酸代谢）植物有适应环境的一种特殊的碳同化方式，夜间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用，请回答下列问题：
(1)与其他植物相比，在____ 的环境中CAM植物具有更大的生存优势。CAM植物光合作用过程中，CO2被固定的场所是____ 。
(2)CAM植物夜晚不能合成（CH2O）的原因是____ ，白天光合作用所需的CO2由_____ （填生理过程）提供。
(3)上午10点，若突然提高CAM植物所处环境中的CO2浓度，则短时间内叶肉细胞内C5的含量变化为____ （填“升高”、“降低”或“基本不变”）。
(4)甲同学欲探究仙人掌（CAM植物）的呼吸速率，夜间将仙人掌置于密闭空间内，测定单位时间容器内CO2的增加量。乙同学认为该方法不合理，他的判断依据是____ 。
(1)与其他植物相比，在
(2)CAM植物夜晚不能合成（CH2O）的原因是
(3)上午10点，若突然提高CAM植物所处环境中的CO2浓度，则短时间内叶肉细胞内C5的含量变化为
(4)甲同学欲探究仙人掌（CAM植物）的呼吸速率，夜间将仙人掌置于密闭空间内，测定单位时间容器内CO2的增加量。乙同学认为该方法不合理，他的判断依据是
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解题方法
【推荐2】绝大多数的植物属于C3植物（如花生），直接把CO2固定成三碳化合物，而 C4植物（如玉米）则在卡尔文循环之前CO2先被固定成一种四碳化合物。两者的光合作用效率有很大差别。下图是两种作物光合作用部分途径示意图。____ ，氧气的产生部位是_____ 。每生成1分子蔗糖，需要进行_________ 轮卡尔文循环。
(2)与花生相比，玉米能在更低浓度的CO2条件下进行光合作用，原因可能是_____ 。
(3)将玉米的PEPC酶基因转入水稻后，测得光强对转基因水稻和原种水稻的气孔导度和光合速率的影响结果，如下图：_________ ；原种水稻在光照大于8×102μmol·m-2·S-1时光合速率基本不变的原因是_____ 。
(4)综上所述，可以看出C4植物适宜栽种在干旱和______ 条件下，适合干旱的原因是_________ 。
(2)与花生相比，玉米能在更低浓度的CO2条件下进行光合作用，原因可能是
(3)将玉米的PEPC酶基因转入水稻后，测得光强对转基因水稻和原种水稻的气孔导度和光合速率的影响结果，如下图：
(4)综上所述，可以看出C4植物适宜栽种在干旱和
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【推荐3】低温胁迫使植物生长延缓，发育受到抑制，是制约粮食作物和经济作物高产、稳产的重要因素。某科研小组研究了轻度低温胁迫和重度低温胁迫对植物的影响，下表表示对照组、轻度低温胁迫组和重度低温胁迫组测得的植物净光合速率、气孔开度及胞间二氧化碳浓度的比较；图1和图2分别表示对照组和低温胁迫下的叶绿素含量，已知叶绿体中只有少量的叶绿素a具有转化光能的作用。据此回答下列问题：
(1)已知低温会使叶绿素（a+b）含量下降，由图可知，叶绿素b的降解速率__________ （填“大于”或“小于”）叶绿素a的，请从植物对环境适应的角度分析原因是__________ ；低温胁迫下叶绿素含量下降，原因除了低温会使叶绿素分解外，还可能是__________ 。
(2)据表分析可判断，重度低温胁迫下，限制光合作用的主要因素__________ （填“是”或“不是”）气孔因素，如果是，说明原因，如果不是，从暗反应角度说明限制光合作用的主要因素是什么? __________ 。
| 组别 | 对照组 | 轻度低温胁迫组 | 重度低温胁迫组 |
| 净光合速率/（μmol·m-2·s-1） | 6.20 | 5.68 | 3.66 |
| 气孔开度/（μmol·m-2·s-1） | 0.182 | 0.164 | 0.138 |
| 胞间二氧化碳浓度/（μmol·m-2·s-1） | 242 | 234 | 252 |
(1)已知低温会使叶绿素（a+b）含量下降，由图可知，叶绿素b的降解速率
(2)据表分析可判断，重度低温胁迫下，限制光合作用的主要因素
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