Rubisco是植物细胞内参与光合作用CO2固定的酶。下表是不同温度对两种水稻中Rubisco酶活性(umol·mg-1·min-1)影响的有关数据。以下叙述不正确的是
A. Rubisco分布在叶绿体基质中
B. Rubisco催化C3和CO2结合
C. 30℃时酶活性下降会使两种水稻的光合作用速率下降
D. 30℃与21℃相比,丰优比两优酶活性的变化幅度小
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Rubisco是植物细胞内参与光合作用固定CO2的酶。下表是不同温度对两品种水稻中Rubisco活性(umol·mg-1·min-1)影响的有关数据。以下叙述错误的是( )
水稻品种 | 21℃ | 24℃ | 27℃ | 30℃ |
两优 | 1.13 | 1.25 | 1.03 | 0.80 |
丰优 | 1.07 | 1.03 | 0.95 | 0.79 |
A.Rubisco分布在叶绿体基质中,其合成可能受核基因控制
B.Rubisco只在植物绿色组织中表达,其催化的反应消耗大量的ATP
C.Rubisco在不同品种水稻细胞内活性不同,可能与其分子结构的微小改变有关
D.通过表中数据不能确定Rubisco的最适温度
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Rubisco是植物细胞内参与光合作用CO2固定的酶。下表是不同温度对两种水稻中Rubisco酶活性(umol·mg-1·min-1)影响的有关数据。以下叙述不正确的是
A. Rubisco分布在叶绿体基质中
B. Rubisco催化C3和CO2结合
C. 30℃时酶活性下降会使两种水稻的光合作用速率下降
D. 30℃与21℃相比,丰优比两优酶活性的变化幅度小
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研究小组测定了不同培养条件下草莓离体试管苗的有关光合特性,结果如下表。
叶绿素总含量 (mg·g-1) | Rubisco总活性(umol·min-1·g-1) | 净光合速率 (umol·m-2·s-1) | |
0%蔗糖+中光强 | 2.39 | 70.92 | 8.7 |
1%蔗糖+中光强 | 2.51 | 61.05 | 7.4 |
3%蔗糖+中光强 | 2.70 | 42.61 | 5.1 |
1%蔗糖+高光强 | 2.67 | 71.20 | 9.1 |
1%蔗糖+中光强+ATP | 2.93 | 78.87 | 11.4 |
1%蔗糖+中光强+TPT | 2.46 | 47.74 | 3.4 |
注:Rubisco酶是催化CO2固定的酶;TPT抑制ATP生成。
回答下列问题:
(1)提取草莓叶片中叶绿素时,加入少许二氧化硅的目的是_________。操作时应在__________条件下进行,而且滤液用棕色瓶保存,这样可以避免叶绿素的分解。用光电比色法测定叶绿素含量时,光源应该选用___________(红光/绿光)。
(2)制备Rubisco酶液时,草莓叶片经过研磨离心,取_________备用。利用14C示踪法测定Rubisco酶活性时,加入适量RuBP和NaHl4CO3后保温5分钟,加入Rubisco酶,45秒后加入终止液停止反应,测定产物的放射性,从而确定Rubisco酶的活性。
(3)为了提高草莓苗移植的成功率,移植前应该逐步___________培养基中蔗糖的浓度。光强几乎不影响叶绿素含量,但是高光强光合速率仍明显上升,推测可能的原因是___________。
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植物的叶肉细胞在光下有一个与呼吸作用不同的生理过程,即在光照下叶肉细胞吸收O2,释放CO2。由于这种反应需叶绿体参与,并与光合作用同时发生,故称光呼吸。Rubisco是一个双功能的酶,具有催化羧化反应和加氧反应两种功能。RuBP(1,5—二磷酸核酮糖,C5)既可与CO2结合,经此酶催化生成PGA(3—磷酸甘油酸,C3),进行光合作用;又可与O2在此酶催化下生成1分子PGA和1分子PG(2—磷酸乙醇酸,C2)。进行光呼吸。具体过程见下图:
(1)Rubisco在光照条件下,可以催化RuBP与CO2生成PGA,再利用光反应产生的__________将其还原;也可以催化RuBP与O2反应,推测O2与CO2比值__________(填“高”或“低”)时,有利于光呼吸而不利于光合作用。
(2)请写出鉴定Rubisco的化学本质是否是蛋白质的两种生物学方法。第一种方法是用________检验;第二种方法是用____________________________________检验。
(3)比较细胞呼吸和光呼吸的区别,写出你进行比较的角度(至少写出三个方面)___________________。
(4)某研究小组测得在适宜条件下某植物叶片遮光前吸收CO2的速率和遮光(完全黑暗)后释放CO2的速率。吸收或释放CO2的速率随时间变化趋势的示意图如下(吸收或释放CO2的速率是指单位面积叶片在单位时间内吸收或释放CO2的量)。
在光照条件下,图形A+B+C的面积表示该植物在一定时间内单位面积叶片________________,其中图形B的面积表示_____________________,图形C的面积表示____________________________。
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CO2浓度增加会对植物光合作用速率产生影响。研究人员以大豆、甘薯、花生、水稻、棉花作为实验材料,分别进行三种不同实验处理,甲组提供大气CO2浓度(375µumol·nol—l),乙组提供CO2浓度倍增环境(750µmol·mol—1),丙组先在浓度倍增的环境中培养60d,测定前一周恢复为大气CO2浓度。整个生长过程保证充足的水分供应,选择晴天上午测定各组的光合作用速率。结果如下图所示。
作物种类
回答下列问题。
(1)随着CO2浓度的增加,作物光合作用速率____________(填“减慢”、“加快”或“不变”):出现这种现象的原因是____________。
(2)在CO2浓度倍增时,光合作用速率并未倍增,此时限制光合作用速率增加的因素可能是光反应为喑反应提供的____________不足,也可能是喑反应中____________。
(3)丙组的光合作用速率比甲组低。有人推测可能是因为作物长期处于高浓度CO2环境而降低了固定CO2的酶的活性,____________,因此会表现出比大气CO2浓度下更低的光合速率。
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Rubisco酶是参与碳(暗)反应中CO2固定的关键酶,为测定Rubisco酶的活性,现从菠菜叶中提取该酶,用其催化C5与14CO2的反应。下列分析不正确的是( )
A.光照强弱对Rubisco酶发挥作用有影响
B.推测Rubisco酶存在于植物叶绿体基粒上
C.可通过检测14C3产生量测定Rubisco酶活性
D.该实验中运用了同位素示踪技术
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进行光合作用的细胞中普遍存在Rubisco酶,该酶的催化特性受细胞中O2和CO2浓度的影响,当细胞中CO2浓度较高时,可催化CO2与C5结合,进行CO2固定,参与光合作用暗反应;当细胞中CO2浓度低、O2浓度高时,可催化O2与C5结合生成C3和C2,C2再利用细胞中的NADPH和ATP,经一系列过程转化成C3和CO2后,参与光合作用。分析回答:
(1)在强光、高温、干旱的夏季中午,小麦等作物光合作用降低是因为细胞中CO2浓度低造成的。此时细胞中与光合作用有关的化合物含量增多的除NADPH、C5外,还有_________,这时,Rubisco酶会催化_________,这样既能利用光合作用光反应阶段过剩产物,又能维持光合作用暗反应阶段进行,是细胞对逆境的适应。
(2)研究发现,玉米有较强的固定CO2的结构特点,能保证其在低浓度的CO2外界环境中,光合作用细胞中仍有较高的CO2浓度,所以正常状况下,玉米细胞中Rubisco酶主要催化________。若将小麦和玉米置于相同的强光、高温和干旱环境中,一段时间后,________(小麦或玉米)生长更好,其原因是_______________。
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在光合作用中,固定二氧化碳的关键酶被称之为RuBisco,在一定浓度镁离子的存在下,RuBisco可以催化CO2的固定过程,下列说法错误的是( )
A. RuBisco仅在植物某些细胞内表达是基因选择性表达的结果
B. 可以用双缩脲试剂鉴定RuBisco的化学本质
C. 植物缺镁时,虽然暗反应不受影响,但光反应减慢导致光合作用减慢
D. RuBisco的合成,不一定完全由染色体上的DNA所储存的遗传信息指导
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为研究H2S能否增强植物抵御干旱的能力,科研人员选取拟南芥为实验材料,在正常浇水和干旱条件下,分别施加H2S,检测不同处理方式组别中拟南芥的气孔导度、Rubisco酶(固定二氧化碳的酶)的活性和光合速率,结果如图1、2所示。
1.在上述研究过程中,实验自变量有_________。
2.干旱会影响植物光合作用,水在光合作用过程中的作用有_________(写出一点)。Rubisco酶活性影响拟南芥光合作用的_________阶段。
3.据图1、2分析,H2S通过影响 进而影响拟南芥的光合作用。
A.气孔导度 B.温度
C.Rubisco酶活性 D.叶绿素含量
4.比较组别 ,说明H2S能缓解干旱胁迫,但并不能使拟南芥光合速率恢复正常。
A.1组和2组 B.3组和4组
C.1组和4组 D.1组、3组和4组
5.据图1、2可知,在正常浇水情况下,施加H2S,光合速率下降;而在干旱情况下,施加H2S,光合速率上升。据图分析并阐释这两种情况下光合速率变化出现差异的原因:__________________。
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在水稻生长期施加不同含量的氮肥和硅,于高光强、大气二氧化碳浓度下测定水稻抽穗期的叶绿素含量、光合速率、胞间二氧化碳浓度、气孔导度,实验处理和结果如表。
叶绿素含量 (mg/g) | 光合速率 (umol/m2•s) | 胞间二氧化碳浓度 (umol/mmol) | 气孔导度 (mmol/m2•s) | |
低氮无硅 | 45.2 | 18.6 | 248 | 0.62 |
低氮中硅 | 47.3 | 18.8 | 244 | 0.68 |
低氮高硅 | 48.2 | 19.7 | 237 | 0.65 |
高氮无硅 | 47.5 | 19.6 | 271 | 0.67 |
高氮中硅 | 53.8 | 20.9 | 255 | 0.82 |
高氮高硅 | 55.4 | 20.3 | 256 | 0.70 |
(说明:气孔导度指气孔张开程度)
根据实验结果可作出的判断是( )
A. 水稻叶片叶绿素含量越高,胞间二氧化碳浓度越大,光合速率越大
B. 适当提高氮肥施用量可以提高水稻叶片面积,从而导致光合速率增大
C. 高氮中硅处理下固定二氧化碳所需酶的含量和活性较高,水稻光合速率最大
D. 高氮高硅处理下水稻叶绿素含量最高,吸收和转化为ATP、NADPH中的能量最多
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