微专题4 光合作用的特殊途径、光呼吸 1.D [解析] 玉米的叶肉细胞有类囊体,可以进行光反应,可以给维管束鞘细胞提供ATP和NADPH,A正确;维管束鞘细胞的叶绿体有Rubisco,可以合成淀粉,B正确;与小麦相比,玉米利用低浓度CO2的能力更强,所以图乙中玉米和水稻分别对应曲线A和B,C正确;C3植物最大净光合速率更高,吸收的CO2更多,所以种植C3植物比种植C4植物更有利于实现碳中和的目标,D错误。 2.D [解析] 由题意可知,白天适当提高CO2浓度,景天科植物的光合作用速率不会提高,因为白天叶肉细胞的气孔是关闭的,A错误;景天科植物参与卡尔文循环的CO2除了来源于苹果酸的分解外,还有呼吸作用产生的CO2,B错误;白天景天科植物叶肉细胞内苹果酸会通过脱羧作用形成CO2参与光合作用,进而合成葡萄糖,显然白天苹果酸的含量和葡萄糖的含量呈负相关,C错误;由景天科植物特殊的CO2固定方式推测其可能生活在高温干旱地区,因为气孔白天关闭正好应对了高温干旱的环境,避免了水分大量蒸发,同时其固定CO2的机制也保证了光合作用的正常进行,D正确。 3.(1)光合作用 呼吸作用 (2)有氧呼吸 (3)被抑制 不受影响 (4)AD [解析] (1)蓝细菌是原核生物,但含有叶绿素和藻蓝素,能进行光合作用,也能进行呼吸作用,因此蓝细菌内的ATP来源于光合作用和呼吸作用等生理过程。(2)有氧呼吸第三阶段是前两个阶段产生的NADH(呼吸过程中产生的[H])与氧气结合形成水,同时释放大量能量,因此蓝细菌中细胞质中的NADH被大量用于有氧呼吸第三阶段产生ATP,故无法为Ldh提供充足的NADH。(3)NADH是有氧呼吸过程中的代谢产物,在有氧呼吸第三阶段被利用,NADPH是光合作用过程中的代谢产物,是水光解的产物,据表格可知,与初始蓝细菌相比,工程菌K的NADH较高,NADPH不变,说明有氧呼吸第三阶段被抑制,光反应中的水光解不受影响。(4)工程菌K存在一种只产生ATP不参与水光解的光合作用途径,能使更多NADH用于生成D-乳酸,把Ldh基因引入工程菌K中,构建工程菌L,光合作用产生了更多ATP,为各项生命活动提供能量,这样就使有氧呼吸第三阶段节省了更多NADH,这样工程菌L就能利用更多NADH将丙酮酸还原为D-乳酸,即能积累更多D-乳酸,A、D正确,B、C错误。 4.(1)CO2的固定 (2)细胞质基质 线粒体基质 (3)光呼吸 呼吸作用 7—10时,随着光照强度的增加,株系1和2由于转入了改变光呼吸的相关基因,其光呼吸速率降低,而光呼吸将已经同化的碳释放,且整体上是消耗能量的过程 不能 总光合速率=净光合速率+呼吸速率,呼吸速率为光照强度为0时二氧化碳的释放速率,而图丙的横坐标为二氧化碳的浓度,无法得出呼吸速率 (4)与株系2以及WT相比,转基因株系1在不同光照强度以及不同CO2浓度下的净光合速率更大 [解析] (1)在光合作用的暗反应过程中,CO2在特定酶的作用下与C5结合形成两个C3,这个过程称作CO2的固定,故反应①是CO2的固定过程。(2)有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH,合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH,合成少量ATP;第三阶段是NADH与O2结合生成水,合成大量ATP,故以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是细胞质基质、线粒体基质。(3)由图甲可知,在线粒体中进行光呼吸的过程中,也会产生二氧化碳,因此植物光合作用CO2的来源除了外界环境外,还可来自光呼吸、呼吸作用。7—10时,随着光照强度的增加,株系1和2由于转入了改变光呼吸的相关基因,其光呼吸速率降低,而光呼吸将已经同化的碳释放,且整体上是消耗能量的过程,因此与WT相比,株系1和2的净光合速率较高。总光合速率=净光合速率+呼吸速率,呼吸速率为光照强度为0时二氧化碳的释放速率,而图丙的横坐标为二氧化碳的浓度,无法得出呼吸速率,故据图丙中的数据不能计算 ... ...
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