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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
聚球藻是海洋蓝细菌的代表类群之一,在全球海洋环境中广泛分布。图$\rm 1$是聚球藻胞内光合片层上进行的光反应阶段示意图,请据图回答问题:
据图分析,聚球藻光合片层的作用类似于高等植物的 ,图$\rm 1$中$\rm ATP$合酶的作用是 (答出两点)。
类囊体薄膜;$\\rm ATP$的合成、利用质子梯度驱动$\\rm ATP$合成
"]]聚球藻是一种蓝细菌,其光合片层在光合作用中起着类似于高等植物叶绿体的类囊体薄膜,都是进行光反应的场所。图$\rm 1$中$\rm ATP$合酶的作用是催化$\rm ATP$的合成、利用质子梯度驱动$\rm ATP$合成。
由图$\rm 1$可知藻胆蛋白体的主要功能是 。
吸收光能并将其传递给叶绿素$\\rm a$
"]]由图$\rm 1$可知,藻胆蛋白体的主要功能是吸收光能,并将其传递给叶绿素$\rm a$,从而驱动光反应的进行。
在光合片层上,$\rm PSH$复合体吸收光能,最终转化为 中活跃的化学能。图$\rm 1$中$\rm ATP$合酶合成$\rm ATP$所需能量的直接来源是 。若细胞质基质中$\rm H$浓度升高,短时间内$\rm C_{3}$含量会 。
据题图分析可知,$\rm PS$Ⅱ中的光合色素吸收光能后,一方面将水分解为氧气和$\rm H^{+}$,同时产生的电子经传递,可用于$\rm NADP+$和$\rm H^{+}$结合形成$\rm NADPH$。另一方面,在$\rm ATP$酶的作用下,$\rm H^{+}$浓度梯度提供分子势能,促使$\rm ADP$与$\rm Pi$反应形成$\rm ATP$,故$\rm ATP$合成所需能量的直接来源是膜两侧的$\rm H^{+}$浓度差。若细胞质基质中$\rm H^{+}$浓度升高,$\rm H^{+}$浓度梯度减小,故$\rm ATP$产生量减少,$\rm C_{3}$还原减慢,生成$\rm C_{3}$含速率不变,故$\rm C_{3}$含量增多。
光合作用的暗反应中,催化$\rm CO_{2}$固定的酶$\rm Rubisco$在$\rm CO_{2}$浓度较低,而$\rm O_{2}$浓度较高的环境下,$\rm Rubisco$会催化$\rm O_{2}$和$\rm C_{5}$结合,引发光呼吸,消耗有机物,产生$\rm CO_{2}$。聚球藻细胞内有特殊的羧酶体(该结构的外壳是由蛋白质组成的六角形结构)如图$\rm 2$所示,羧酶体对$\rm CO_{2}$、$\rm O_{2}$等气体的通透性较低。据图$\rm 2$分析,羧酶体中$\rm Rubisco$周围$\rm CO_{2}$浓度较 (填“高”或“低”),$\rm O_{2}$浓度较 (填“高”或“低”),因此羧酶体对聚球藻的意义是 。
高;低;提高光合作用的效率,减少有机物的消耗
"]]光合作用的暗反应中,催化$\rm CO_{2}$固定的酶$\rm Rubisco$在$\rm CO_{2}$浓度较低的环境下会与$\rm O_{2}$结合,进行光呼吸,消耗有机物并产生$\rm CO_{2}$。聚球藻等部分蓝细菌细胞内有特殊的羧酶体结构,该结构对$\rm CO_{2}$、$\rm O_{2}$等气体的通透性较低。这意味着羧酶体内部可以维持较高的$\rm CO_{2}$浓度和较低的$\rm O_{2}$浓度,从而有利于$\rm Rubisco$催化$\rm CO_{2}$的固定而避免光呼吸的发生。因此,羧酶体对聚球藻的意义在于提高光合作用的效率并减少有机物的消耗。
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