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高中 | 第4节 光合作用与能量转化题目答案及解析如下,仅供参考!
必修一 分子与细胞
第五章 细胞的能量供应和利用
第4节 光合作用与能量转化
黑藻固定$\rm CO_{2}$有两条途径(如图$\rm 1$):①$\rm CO_{2}$在核酮糖$\rm -1$,$\rm 5-$二磷酸羧化酶($\rm Rubisco$)催化下直接与$\rm C_{5}$反应生成$\rm C_{3}$;②$\rm CO_{2}$先在磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶($\rm PEPC$)催化下与磷酸烯醇式丙酮酸($\rm PEP$)反应生成$\rm C_{4}$(四碳化合物),当$\rm C_{4}$储存到一定量时分解放出$\rm CO_{2}$参与暗反应。已知$\rm PEPC$对$\rm CO_{2}$亲和力是$\rm Rubisco$的几十倍。回答下列问题:
由图可知,丙酮酸转化为$\rm PEP$的过程属于 (填“吸能”或“放能”)反应。黑藻细胞固定$\rm CO_{2}$的具体场所是 。$\rm C_{3}$的还原需要 提供能量。
丙酮酸转化为$\rm PEP$的过程伴随着$\rm ATP$的水解,属于吸能反应;黑藻细胞可以在细胞质基质中利用低浓度的二氧化碳固定为$\rm C_{4}$,在叶绿体基质中利用高浓度的二氧化碳与$\rm C_{5}$生成$\rm C_{3}$;$\rm C_{3}$的还原过程需要光反应产生的$\rm NADPH$和$\rm ATP$提供能量。
研究发现黑藻经低浓度$\rm CO_{2}$处理后,$\rm PEPC$与$\rm Rubisco$的活性比值由$\rm 0.47$上升到$\rm 4.17$,试分析发生这一变化的意义: 。黑藻具有这种生理特性是长期 的结果。
低浓度$\\rm CO_{2}$处理后,$\\rm PEPC$的活性提高,改变了黑藻固定$\\rm CO_{2}$的途径,有利于黑藻细胞在低浓度$\\rm CO_{2}$条件下,增强固定$\\rm CO_{2}$的能力,以提高光合作用强度;进化
"]]研究发现黑藻经低浓度二氧化碳处理后,$\rm PEPC$与$\rm Rubisco$的活性比值由$\rm 0.47$上升到$\rm 4.17$,结合题图可知,经低浓度$\rm CO_{2}$处理后,$\rm PEPC$的活性提高,改变了黑藻固定二氧化碳的途径,有利于黑藻细胞在低浓度二氧化碳条件下增强固定二氧化碳的能力,以提高光合作用强度;黑藻具有这种生理特性是长期进化的结果。
为了探究在低浓度$\rm CO_{2}$处理下黑藻固定$\rm CO_{2}$途径改变的分子机制,研究人员检测了低浓度$\rm CO_{2}$处理前后黑藻体内两种$\rm PEPC$基因的表达情况,结果如图$\rm 2$所示。由图可知,在低浓度$\rm CO_{2}$处理下黑藻固定$\rm CO_{2}$途径改变的分子机制是 。
低浓度$\\rm CO_{2}$处理诱导$\\rm PEPC2$基因表达增强,使$\\rm PEPC2$基因的表达相对含量增加,导致$\\rm PEPC$活性提高,引起固定$\\rm CO_{2}$的能力增强
"]]“探究在低浓度二氧化碳处理下黑藻固定二氧化碳途径改变的分子机制”,分析实验结果图示可知,在低浓度二氧化碳处理下,$\rm PEPC1$基因表达的相对含量稍有下降,而$\rm PEPC2$基因表达的相对含量明显增加,推测是由于低浓度二氧化碳处理诱导$\rm PEPC2$基因表达增强,使$\rm PEPC2$基因的表达相对含量增加,导致$\rm PEPC$活性提高,引起固定二氧化碳的能力增强。
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