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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
光呼吸是进行光合作用的细胞在光照、高$\rm {{\text{O}}_{2}}$和低$\rm \text{C}{{\text{O}}_{2}}$情况下发生的一个代谢过程。如图所示为光合作用和光呼吸过程部分物质代谢关系(①$\rm \sim $⑦表示代谢途径),$\rm Rubisco$催化$\rm \text{C}{{\text{O}}_{2}}$固定的同时还能催化$\rm {{\text{C}}_{5}}$与$\rm {{\text{O}}_{2}}$结合,$\rm {{\text{C}}_{5}}$氧化产生乙醇酸($\rm {{\text{C}}_{2}}$),$\rm {{\text{C}}_{2}}$在过氧化物酶体和线粒体协同下完成光呼吸。据图分析回答:
如单纯用红光照射植物,参与图中这些代谢途径的两种光合色素主要是 。对光合色素进行提取和纸层析法分离后,这两种色素处于滤纸条从上到下的第 条条带。
叶绿素$\rm a$和叶绿素$\rm b$主要吸收红光和蓝紫光,而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,所以用红光照射植物,参与题图相关反应的主要是叶绿素$\rm a$和叶绿素$\rm b$。用纸层析法分离光合色素,滤纸条上的条带从上到下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素$\rm a$、叶绿素$\rm b$,所以对光合色素进行提取和纸层析法分离后,这两种色素处于滤纸条从上到下的第$\rm 3$和第$\rm 4$条条带。
图中叶绿体内的基粒直接参与的代谢途径有 (从①$\rm \sim $⑦中选填)。光呼吸消耗$\rm {{\text{O}}_{2}}$的场所是 。若卡尔文循环发生了$\rm 3$轮,则有 个三碳糖分子离开此循环转变为其他物质。
叶绿体内的基粒上发生的是光反应,产生氧气、$\rm NADPH$ 以及$\rm ATP$,即进行①⑥过程。据图可知,$\rm Rubisco$参与$\rm CO_{2}$的固定,该过程发生在叶绿体基质,故光呼吸消耗$\rm O_{2}$的场所也是在叶绿体基质。每$\rm 3$分子$\rm CO_{2}$分子进入卡尔文循环(循环发生了$\rm 3$轮)后,将有$\rm 1$个三碳糖分子离开此循环转变为其他物质。
在光呼吸过程中,$\rm {{\text{C}}_{5}}$与$\rm {{\text{O}}_{2}}$结合,生成的$\rm {{\text{C}}_{2}}$在 (填反应场所)内产生$\rm \text{C}{{\text{O}}_{2}}$,该过程通过减少 的生成而降低光合速率。光呼吸释放的$\rm \text{C}{{\text{O}}_{2}}$能被再次用于过程 (从①$\rm \sim $⑦中选填)。
依据图示可知,在光照条件下,叶绿体产生的$\rm C_{5}$ 除了进行碳反应外,还可以和$\rm O_{2}$反应,生成$\rm C_{2}$,$\rm C_{2}$可进一步在线粒体内反应生成$\rm CO_{2}$,该过程通过减少$\rm C_{3}$的生成而降低光合速率。光呼吸释放的$\rm CO_{2}$能再次用于过程③,即$\rm CO_{2}$的固定。
科学家预测,随着人类对环境的过度利用,大气$\rm \text{C}{{\text{O}}_{2}}$浓度将会提高,进而引起大气温度升高,此变化带来的负面作用将会抵消$\rm \text{C}{{\text{O}}_{2}}$浓度升高对农作物产量提高的影响,推测理由是 。
气温上升导致$\\rm Rubisco$活性下降,$\\rm \\text{C}{{\\text{O}}_{2}}$固定速率下降,导致碳反应速率降低
"]]气温上升会导致$\rm Rubisco$的活性下降,$\rm CO_{2}$的固定速率下降,导致碳(暗)反应速率降低,光合速率降低。
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