玉米是一種生活在高溫、高光強(qiáng)環(huán)境的農(nóng)作物,存在于其葉肉細(xì)胞中的PEP羧化酶(PEPC)具有高CO2親和力,可在低濃度CO2條件下高效固定CO2。玉米的光合作用需要葉肉細(xì)胞和維管束鞘細(xì)胞共同完成,如圖1為兩類細(xì)胞在葉片中的位置示意圖,圖2為相關(guān)物質(zhì)轉(zhuǎn)化示意圖。請(qǐng)回答下列問題。
(1)光合色素的功能是 吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能,過程①為 CO2的固定CO2的固定,消耗的CO2除來自蘋果酸脫羧產(chǎn)生外,還可來自 細(xì)胞呼吸細(xì)胞呼吸。
(2)結(jié)構(gòu)P為 胞間連絲胞間連絲,葉肉細(xì)胞和維管束鞘細(xì)胞間具有大量該結(jié)構(gòu)的意義是 提高物質(zhì)運(yùn)輸效率提高物質(zhì)運(yùn)輸效率。
(3)晴朗夏季中午,溫度過高、蒸騰作用過強(qiáng)導(dǎo)致氣孔開度減小,但玉米光合速率未明顯降低的原因是 玉米細(xì)胞中的PEPC具有高CO2親和力,可將葉肉細(xì)胞中低濃度的CO2固定,進(jìn)而維持維管束鞘細(xì)胞葉綠體中的高濃度CO2狀態(tài)玉米細(xì)胞中的PEPC具有高CO2親和力,可將葉肉細(xì)胞中低濃度的CO2固定,進(jìn)而維持維管束鞘細(xì)胞葉綠體中的高濃度CO2狀態(tài)。
(4)維管束鞘細(xì)胞中,蔗糖的合成場(chǎng)所是 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì);植物體光合作用產(chǎn)物常以蔗糖形式運(yùn)輸,與葡萄糖相比,蔗糖作為運(yùn)輸物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)有 蔗糖屬于非還原性糖,性質(zhì)更加穩(wěn)定,對(duì)滲透壓影響小蔗糖屬于非還原性糖,性質(zhì)更加穩(wěn)定,對(duì)滲透壓影響小。
(5)熱休克蛋白(HSPs)是植物對(duì)逆境脅迫短期適應(yīng)的必需組分,對(duì)減輕逆境脅迫引起的傷害起著重要的作用。為研究小熱休克蛋白(sHSPs)降低干旱脅迫對(duì)玉米生長(zhǎng)的影響機(jī)制,科研人員采用如下表中的實(shí)驗(yàn)步驟和操作過程開展研究,請(qǐng)完成表格:
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/td> | 簡(jiǎn)要操作過程 |
材料處理及分組編號(hào) | 供試玉米種子在28℃培養(yǎng)箱中發(fā)芽1天后,選取 萌發(fā)一致 萌發(fā)一致 的種子置于相同營(yíng)養(yǎng)液中培養(yǎng)。待幼苗第二片葉子完全展開,隨機(jī)分成甲、乙兩組。 |
自變量處理 | 甲組植株根系置于PEG溶液中,在40%的空氣相對(duì)濕度中培養(yǎng),模擬 干旱脅迫 干旱脅迫 條件,乙組植株根系置于等量蒸餾水中,在75%的相對(duì)濕度培養(yǎng)。 |
控制無關(guān)變量 | 將甲、乙兩組置于溫度、光照等條件適宜且相同的環(huán)境中培養(yǎng)8h,之后剪取兩組葉片放在液氮中儲(chǔ)存。 |
指標(biāo)檢測(cè)及結(jié)果分析 | 對(duì)葉片研磨、離心后,取總RNA,以sHSPs和β-action基因 兩端脫氧核苷酸序列 兩端脫氧核苷酸序列 為依據(jù)設(shè)計(jì)引物,進(jìn)行RT-PCR擴(kuò)增,其中β-action(一種蛋白質(zhì)骨架)為內(nèi)參。擴(kuò)增產(chǎn)物用1%的 瓊脂糖凝膠 瓊脂糖凝膠 電泳檢測(cè),EB(溴化乙錠)染色照相。 |
【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】吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能;CO2的固定;細(xì)胞呼吸;胞間連絲;提高物質(zhì)運(yùn)輸效率;玉米細(xì)胞中的PEPC具有高CO2親和力,可將葉肉細(xì)胞中低濃度的CO2固定,進(jìn)而維持維管束鞘細(xì)胞葉綠體中的高濃度CO2狀態(tài);細(xì)胞質(zhì)基質(zhì);蔗糖屬于非還原性糖,性質(zhì)更加穩(wěn)定,對(duì)滲透壓影響??;萌發(fā)一致;干旱脅迫;兩端脫氧核苷酸序列;瓊脂糖凝膠
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/8/16 15:0:1組卷:10引用:2難度:0.6
相似題
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1.如圖是某植物葉肉細(xì)胞的部分生理過程示意圖。已知該植物葉肉細(xì)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(shí)進(jìn)行光合作用和光呼吸。光呼吸是指在O2濃度高,CO2濃度低時(shí),Rubisco酶可催化C5(RuBp)加O2形成1個(gè)C3、1個(gè)C2,2個(gè)C2在線粒體等結(jié)構(gòu)中再經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化形成1個(gè)C3、1個(gè)CO2,C3再進(jìn)入卡爾文循環(huán)?;卮鹣铝袉栴}:
(1)圖中,過程②發(fā)生的場(chǎng)所是
(2)該植物葉肉細(xì)胞光合作用產(chǎn)生的糖類物質(zhì),在氧氣充足的條件下,可被氧化為
(3)據(jù)圖推測(cè),當(dāng)CO2濃度與O2濃度的比值
(4)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),在一些藍(lán)藻中存在CO2濃縮機(jī)制:藍(lán)藻中產(chǎn)生一種特殊的蛋白質(zhì)微室,能將CO2濃縮在Rubisco酶周圍。該機(jī)制的意義是發(fā)布:2025/1/16 8:0:1組卷:21引用:1難度:0.7 -
2.研究發(fā)現(xiàn),Rubisco酶是綠色植物細(xì)胞中含量最豐富的蛋白質(zhì),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(dāng)CO2濃度較高時(shí),該酶催化C5與CO2反應(yīng),完成光合作用;當(dāng)O2濃度較高時(shí),該酶卻錯(cuò)誤的催化C5與O2反應(yīng),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。回答下列問題:
(1)Rubisco酶在細(xì)胞的
(2)當(dāng)胞間CO2與O2濃度的比值減小時(shí),有利于植物進(jìn)行光呼吸而不利于光合作用有機(jī)物的積累。請(qǐng)從C5的角度分析,原因是
(3)為糾正Rubisco酶的錯(cuò)誤反應(yīng),光合植物創(chuàng)造了多種高代價(jià)的補(bǔ)救機(jī)制,如有的細(xì)胞中產(chǎn)生一種特殊蛋白質(zhì)微室,將CO2濃縮在Rubisco酶周圍。該機(jī)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 -
3.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(gè)雙功能的酶,具有催化羧化反應(yīng)和加氧反應(yīng)兩種功能,其催化方向取決于CO2和O2的濃度。當(dāng)CO2濃度高而O2濃度低時(shí),RuBP(1,5-二磷酸核酮糖,C5)與進(jìn)入葉綠體的CO2結(jié)合,經(jīng)Rubisco酶催化生成2分子的PGA(3-磷酸甘油酸,C3),進(jìn)行光合作用;當(dāng)CO2濃度低而O2濃度高時(shí),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(guān)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(qǐng)回答下列問題:
(1)在紅光照射條件下,參與光反應(yīng)的主要色素是
(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(huì)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:
(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(cè),PEP羧化酶比Rubisco酶對(duì)CO2的親和力發(fā)布:2025/1/16 8:0:1組卷:21引用:3難度:0.5