2023版高考生物一轮总复习课时质量评价10影响光合作用的因素及应用

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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)施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的CO2供应。据实验结果分析，叶肉细胞CO2供应量增加的原因是_________________________________________________________________________________________________。解析：(1)植物细胞中的自由水是细胞内良好的溶剂，为细胞提供液体环境，参与生化反应，运输营养物质和代谢废物。补充水分可以促进玉米根系对氮的吸收，提高植株氮供应水平。(2)Mg是构成叶绿素的元素。叶绿体中的光合色素吸收的光能，有以下两方面用途：一是将水分解为O2和H＋，H＋与NADP＋结合，形成NADPH；二是在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP和Pi反应形成ATP。绿叶通过气孔从外界吸收的CO2，在RuBP羧化酶的催化作用下，与C5结合，形成两个C3，C3接受NADPH和ATP释放的能量，并且被NADPH还原，最终转化为糖类和C5。(3)由表格数据可知，施氮同时补水组的光合速率最大，对应的气孔导度最大，且RuBP羧化酶的活性最高，即叶肉细胞CO2供应量增加的原因是玉米植株气孔导度增大。答案：(1)细胞内良好的溶剂，为细胞提供液体环境，参与生化反应，运输营养物质和代谢废物(任写两点即可)吸收(2)镁(或Mg)NADPH和ATP水C5(3)玉米植株气孔导度增大，吸收的CO2增加12．绿色植物中RuBP羧化酶(Rubisco)具有双重活性，当O2/CO2偏高时，光呼吸的过程会加强。光呼吸是在光的驱动下将碳水化合物氧化生成CO2和水的一个生化过程，是一个高耗能的反应(如图1所示)。过氧物酶体为单层膜结构，有特定的功能，负责将光合作用的副产物C2(乙醇酸)氧化为乙醛酸和过氧化氢。请回答下列问题：(1)据图1中的信息，绿色植物在Rubisco催化下__________与C5反应，形成的__________中的C原子最终进入线粒体放出CO2，完成光呼吸的过程。参与此过程的细胞器有______________________。研究发现，光合产物1/3以上要消耗在光呼吸底物上。据上述信息推测，细胞中CO2浓度倍增可以使光合产物的积累增加，原因是___________________________________________________________________________________________________________________。(2)水稻、小麦等C3植物的光呼吸显著，而高粱、玉米等C4植物的光呼吸消耗有机物很少，C4途经如图2所示。与C3植物相比，C4植物叶肉细胞的细胞质基质具有一种特殊的PEP羧化酶，它催化CO2和C3反应形成C4(苹果酸)。C4进入维管束鞘细胞，生成CO2和C3(丙酮酸)，其中的CO2参与__________________，C3(丙酮酸)回到叶肉细胞中，进行循环利用。根据图中信息推测，PEP羧化酶比Rubisco酶对CO2的亲和力__________。叶肉细胞包围在维管束鞘细胞四周，形成花环状结构。根据此结构特点，进一步推测C4植物光呼吸比C3植物低很多的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，从而使CO2在与O2竞争Rubisco中有优势，抑制光呼吸。(3)科学家利用水稻自身的三个基因，即GLO(乙醇酸氧化酶基因)、OXO(草酸氧化酶基因)和CAT(过氧化氢酶基因)，成功构建了一条新的光呼吸支路，简称GOC支路。通过多基因转化技术成功将GOC支路导入水稻并定位至叶绿体中，由此使光呼吸产生的部分乙醇酸直接在叶绿体内被催化为草酸并最终完全分解为CO2，从而形成一种类似C4植物的光合CO2浓缩机制，大大提高了水稻的产量(如图3)。请根据上述材料，阐明GOC工程水稻株系产量提高的机制：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)据图1，在Rubisco催化下O2与C5反应形成C2，C2中的C原子最终进入线粒体放出CO2，称之为光呼吸。参