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興起于上世紀(jì)的第一次“綠色革命”獲得了水稻半矮化突變體,半矮稈水稻雖抗倒伏、高產(chǎn),但對(duì)氮的利用效率不高。中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)就如何進(jìn)一步提高水稻產(chǎn)量,減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的影響這一問(wèn)題進(jìn)行了持續(xù)探索,并于2020年在水稻高產(chǎn)和氮素高效協(xié)同調(diào)控機(jī)制領(lǐng)域獲得重要突破。為探究高濃度CO2下氮素供應(yīng)形態(tài)對(duì)植物光合作用的影響,研究人員以武運(yùn)粳稻為實(shí)驗(yàn)材料,在人工氣候室利用無(wú)土栽培技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn),部分結(jié)果如下。請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題:
處理措施
檢測(cè)結(jié)果
硝態(tài)氮
正常濃度CO2
硝態(tài)氮
高濃度CO2
X 氨態(tài)氮
高濃度CO2
葉綠素SPAD值 50 51 42 44
凈光合速率 17.5 21.5 35 42.8
注:SPAD值與葉綠素含量呈正相關(guān),凈光合作用單位:[μmol/(m2?s)]。
(1)環(huán)境中的氮元素進(jìn)入葉肉細(xì)胞后,可用于合成與光合作用相關(guān)的酶(如RUBP羧化酶),RUBP羧化酶分布在
葉綠體基質(zhì)
葉綠體基質(zhì)
,能將CO2固定為
C3(三碳化合物)
C3(三碳化合物)
,再進(jìn)一步被還原為糖類。此外氮元素還能用于合成
葉綠素、NADPH、ATP、ADP
葉綠素、NADPH、ATP、ADP
(答出其中兩種),進(jìn)而促進(jìn)光合作用。
(2)表中X處理措施應(yīng)為
氨態(tài)氮(NH4+)正常濃度CO2
氨態(tài)氮(NH4+)正常濃度CO2
。據(jù)表分析,能夠顯著提高該水稻凈光合速率的氮素供應(yīng)形態(tài)是
氨態(tài)氮(NH4+
氨態(tài)氮(NH4+
。從物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)慕嵌确治觯蚩赡苁?
根細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運(yùn)氨態(tài)氮的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白/載體蛋白的數(shù)量多于硝態(tài)氮
根細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運(yùn)氨態(tài)氮的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白/載體蛋白的數(shù)量多于硝態(tài)氮
。
(3)植物光合系統(tǒng)中的氮素分配受供氮量等因素的影響,研究人員對(duì)葉片光合系統(tǒng)中氮素的含量及分配進(jìn)行了檢測(cè),結(jié)果如下:

注:葉片氮素可分為光合氮素和非光合氮素;前者包括捕光氮素和羧化氮素。
檢測(cè)結(jié)果顯示:相對(duì)于中氮,高氮環(huán)境下,氮素從
光合氮素(羧化氮素)
光合氮素(羧化氮素)
非光合氮素
非光合氮素
轉(zhuǎn)化,且羧化氮素所占比例降低,進(jìn)而影響了光合作用的
暗反應(yīng)
暗反應(yīng)
階段,導(dǎo)致光合速率下降。

【答案】葉綠體基質(zhì);C3(三碳化合物);葉綠素、NADPH、ATP、ADP;氨態(tài)氮(NH4+)正常濃度CO2;氨態(tài)氮(NH4+);根細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運(yùn)氨態(tài)氮的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白/載體蛋白的數(shù)量多于硝態(tài)氮;光合氮素(羧化氮素);非光合氮素;暗反應(yīng)
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/8/30 7:0:8組卷:9引用:6難度:0.7
相似題
  • 1.20世紀(jì)60年代,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)有些起源于熱帶的植物如甘蔗、玉米等,除了和其他C3植物一樣具有卡爾文循環(huán)(固定CO2的初產(chǎn)物是三碳化合物(C3),簡(jiǎn)稱C3途徑)外,還存在另一條固定CO2的途徑,固定CO2的初產(chǎn)物是四碳化合物(C4),簡(jiǎn)稱C4途徑,這種植物稱為C4植物,其光合作用過(guò)程如圖1所示。研究發(fā)現(xiàn)C4植物中PEP羧化酶對(duì)CO2的親和力約是Rubisco酶的60倍。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

    (1)在C植物光合作用中,CO2中的碳轉(zhuǎn)化成有機(jī)物(CH2O)中碳的轉(zhuǎn)移途徑是
     
    (利用箭頭符號(hào)表示),維管束鞘細(xì)胞內(nèi)的CO2濃度比葉肉細(xì)胞內(nèi)
     
    (填“高”或“低”)。
    (2)甲、乙兩種植物光合速率與CO2濃度的關(guān)系如圖2。請(qǐng)據(jù)圖分析,植物
     
    更可能是C4植物,作出此判斷的依據(jù)是
     


    (3)Rubisco酶是一種雙功能酶,當(dāng)CO2/O2比值高時(shí),可催化C5固定CO2合成有機(jī)物;當(dāng)CO2/O2比值低時(shí),可催化C5結(jié)合O2發(fā)生氧化分解,消耗有機(jī)物,此過(guò)程稱為光呼吸,結(jié)合題意分析,在炎熱干旱環(huán)境中,C4植物的生長(zhǎng)一般明顯優(yōu)于C3植物的原因是
     
    。
    (4)水稻是世界上最重要的糧食作物。目前,科學(xué)家正在研究如何利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將“C4途徑”轉(zhuǎn)移到水稻中去,這項(xiàng)研究的意義是
     
    。

    發(fā)布:2025/1/16 8:0:1組卷:46引用:1難度:0.6
  • 2.在強(qiáng)光環(huán)境下,將某突變型植株與野生型植株均分別施低氮肥和高氮肥,一段時(shí)間后測(cè)定其葉綠素和Rubisco酶(該酶催化CO2和C5反應(yīng))的含量,結(jié)果如圖所示。下列敘述不正確的是( ?。?br />

    發(fā)布:2025/1/16 8:0:1組卷:19引用:2難度:0.7
  • 3.干旱脅迫是因?yàn)橥寥浪痔澣?,植物吸收水分少于葉片蒸騰作用損耗的水分,從而無(wú)法維持植物正常水分狀況而對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育造成影響。如圖是其他條件適宜且不變時(shí)干旱脅迫(即處理組)對(duì)吊蘭光合作用相關(guān)指標(biāo)影響的結(jié)果。

    回答下列問(wèn)題
    (1)干旱脅迫會(huì)影響吊蘭光合作用過(guò)程中[H]和ATP的產(chǎn)生,與[H]和ATP元素組成相同的化合物有
     
    (寫(xiě)出2種)。
    (2)由圖可知:12d-24d期間CO2濃度
     
    (是/不是)影響吊蘭光合作用的主要限制因素,原因是
     
    。
     
    (能/不能)確定處理組吊蘭的總光合速率小于對(duì)照組,原因是
     

    (3)另有研究表明,12d后吊蘭光合作用強(qiáng)度下降主要是因?yàn)槿~綠素破壞導(dǎo)致,推測(cè)吸收
     
    光的能力減弱。欲對(duì)此結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,可取葉片作色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中提取色素用的試劑是
     
    。預(yù)期結(jié)果是:
     
    兩種顏色的色素帶比對(duì)照組變窄或沒(méi)有。

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:6引用:1難度:0.6
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