高考卷,20届高考生物,专题08,光合作用和呼吸作用(解析版)
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高考卷,20届高考生物,专题08,光合作用和呼吸作用(解析
版)
专题08光合作用和呼吸作用考纲内容考纲解读1.细胞呼吸的原理及应用(Ⅰ);
2.探究酵母菌的呼吸方式(Ⅰ)。
3.光合作用的基本过程(Ⅱ);
4.影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ);
5.实验:叶绿体色素的提取和分离(Ⅰ)。
1.能描述细胞呼吸的概念;
能阐明细胞呼吸的过程和意义;
2.探究酵母菌的呼吸方式;
收集资料,进行分析,探讨细胞呼吸原理的具体应用。
3.会评述光合作用的发现史。
会说出叶绿体中色素的分布和作用。
4.能阐明光合作用的光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化及两个阶段的相互关系。
5.能概述光合作用的实质和意义。
解释光照、温度、二氧化碳浓度等对光合作用的影响。
6.进行叶绿体色素的提取和分离实验。
【基础梳理】一、细胞呼吸的原理1.有氧呼吸(1)过程图解(2)总反应式2.无氧呼吸3.细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路项目来源去路有氧呼吸无氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸[H]葡萄糖和水葡萄糖与O2结合生成H2O 还原丙酮酸 ATP 三个阶段都产生只在第一阶段产生用于各项生命活动 4.能量的释放与去向(1)有氧呼吸三个阶段都释放能量产生ATP,而无氧呼吸只在第一阶段释放能量产生ATP。
(2)细胞呼吸释放的能量大部分以热能散失,少部分转移到ATP 中。
二、细胞呼吸的影响因素及其应用1.温度对细胞呼吸的影响(1)原理:通过影响与细胞呼吸有关的酶的活性来影响呼吸速率。
(2)曲线分析① 在最适温度时,呼吸强度最大。
② 超过最适温度,呼吸酶活性降低甚至变性失活,呼吸速率下降。
③低于最适温度,酶活性下降,呼吸速率下降。
(3)应用①低温下储存蔬菜和水果。
②蔬菜大棚夜间适当降温以降低呼吸消耗,提高产量。
2.氧气浓度对细胞呼吸的影响(1)原理:O2是有氧呼吸所必需的,且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。
(2)曲线分析①O2浓度=0时,只进行无氧呼吸。
②0
③O2浓度≥10%时,只进行有氧呼吸。
④O2浓度=5%时,有机物消耗最少。
(3)应用①中耕松土促进植物根部有氧呼吸。
②无氧发酵过程需要严格控制无氧环境。
③低氧仓储粮食、水果和蔬菜。
3.CO2浓度对细胞呼吸的影响(1)原理:CO2是细胞呼吸的最终产物,积累过多会抑制细胞呼吸的进行。
(2)曲线(3)应用:在蔬菜和水果保鲜中,增加CO2浓度可抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗。
4.含水量对细胞呼吸的影响(1)原理:水作为有氧呼吸的原料和环境因素影响细胞呼吸的速率。
(2)特点:在一定范围内,细胞呼吸速率随含水量的增加而加快,随含水量的减少而减慢。
(3)应用:①粮食在收仓前要进行晾晒处理。
②干种子萌发前进行浸泡处理。
三、实验:探究酵母菌的呼吸方式1.实验原理2.实验步骤(1)配制酵母菌培养液(酵母菌+葡萄糖溶液)。
(2)检测CO2的产生,装置如图所示。
(3)检测酒精的产生:自B、D中各取2 mL酵母菌培养液的滤液分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。
3.实验现象条件澄清石灰水的变化 1、2两试管的变化甲组变混浊快无变化乙组变混浊慢出现灰绿色 4.实验结论(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
(2)在有氧条件下产生CO2多而快,在无氧条件下产生酒精,还产生少量CO2。
一、光合作用的基本过程1.叶绿体的结构与功能(1)结构模式图(2)结构:①外表双层膜;
②基质:含有与暗反应有关的酶;
③基粒:由类囊体堆叠而成,分布有色素和与光反应有关的酶。
(3)功能:进行光合作用的场所。
2.叶绿体中的色素及色素的吸收光谱(1)叶绿体中的色素只吸收可见光,而对红外光和紫外光等不吸收。
(2)叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大,类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大,对其他波段的光并非不吸收,只是吸收量较少。
3.光合作用的探究历程 4.光合作用的过程(1)反应式:
(2)过程:
二、影响光合作用的环境因素1.光合作用强度(1)含义:植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
(2)两种表示方法①一定时间内原料的消耗量。
②一定时间内产物的生成量。
2.影响光合作用强度的因素(1)
光照强度①A点:光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,CO2释放量表示此时的细胞呼吸强度;
②AB段:光照强度加强,光合速率逐渐增强,但细胞呼吸强度大于光合作用强度;
③B点:光补偿点,即光合作用强度=细胞呼吸强度,细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用;
④BC段:随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,光合作用强度大于细胞呼吸强度。
(2)CO2的浓度①A点:光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2
浓度,即CO2补偿点;
②A′点:进行光合作用所需CO2的最低浓度;
③B和B′点:CO2饱和点,即继续增加CO2的浓度,光合速率不再增加;
④AB段和A′B′段:在一定范围内,光合速率随CO2浓度增加而增大(3)温度①AB段:在B点之前,随着温度升高,光合速率增大;
②B点:酶的最适温度,光合速率最大;
③BC段:随着温度升高,酶的活性下降,光合速率减小,50℃左右光合速率几乎为零。
三、绿叶中色素的提取和分离1.实验原理(1)提取:绿叶中的色素能够溶于有机溶剂而不溶于水,可用无水乙醇等有机溶剂提取色素。
(2)分离:各种色素在层析液中溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,从而使各种色素相互分离。
2.实验步骤(1)提取色素:称取5 g的绿叶,剪碎,放入研钵中→加入少量SiO2、CaCO3和10 mL无水乙醇→研磨→过滤→将滤液收集到试管内并塞严试管口(2)制备滤纸条:将干燥的定性滤纸剪成略小于试管长和直径的滤纸条,将滤纸条一端剪去两角,在距离剪角一端1 cm处用铅笔画一条细的横线(3)画滤液细线:用毛细吸管吸取少量的滤液,沿铅笔线均匀地画出一条细线,待滤液干后,再画一两次(4)分离色素:将适量的层析液倒入试管中,将滤纸条轻轻插入层析液中→用棉塞塞紧试管口,装置如图所示3.实验结果:滤纸条上呈现四条颜色、宽度不同的色素带。
【要点解读】1.有关细胞呼吸的6个易错点(1)不同生物无氧呼吸的产物不同,其直接原因在于催化反应的酶不同,根本原因在于控制酶合成的基因不同。
(2)无氧呼吸只释放少量能量,其余能量储存在分解不彻底的氧化产物——酒精或乳酸中。
(3)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。
(4)有氧呼吸与无氧呼吸产物最大的区别是无氧呼吸没有水生成,并且无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。
(5)真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸,如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。
(6)原核生物无线粒体,但有些原核生物仍可进行有氧呼吸,如蓝藻、硝化细菌等,因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。
2.影响细胞呼吸的外界因素的应用注意点(1)影响细胞呼吸的因素并不是单一的。
若需要增强相关植物或器官的细胞呼吸强度,可采取供水、升温、高氧等措施,若需降低细胞呼吸强度,可以采取干燥、低温、低氧等措施。
(2)储存蔬菜和水果的条件并不是无氧环境。
蔬菜、水果在储藏时都应在低温、低氧条件下,低温以不破坏植物组织为标准,一般为零上低温;
种子储存时应保持干燥,而蔬菜、水果储存时应保持一定的湿度。
3.细胞呼吸速率的测定(1)实验装置
(2)实验原理:组织细胞呼吸作用吸收O2,释放CO2,CO2被NaOH溶液吸收,使容器内气体压强减小,刻度管内的液滴左移。
单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。
装置乙为对照。
(3)误差的校正①如果实验材料是绿色植物,整个装置应遮光处理,否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。
②如果实验材料是种子,为防止微生物呼吸对实验结果的干扰,应对装置及所测种子进行消毒处理。
③为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差,应设置对照实验,将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟),其他条件均不变。
4.影响叶绿素合成的三大因素(1)光照:是影响叶绿素合成的主要条件,一般植物在黑暗中不能合成叶绿素,因而叶片发黄。
(2)温度:温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性,进而影响叶绿素的合成。
(3)必需元素:叶绿素中含N、Mg等必需元素,缺乏N、Mg 将导致叶绿素无法合成,叶变黄。
5.过程法分析C3和C5等物质含量变化当外界条件改变时,光合作用中C3、C5及ATP和ADP含量变化可以采用如图分析:(1)停止光照时:
光停,ATP↓,ADP↑,C3↑,C5↓,分析如下:
过程①停止[来源:学科网][来源:学科网ZXXK] ↓ 过程②停止↓ 过程③停止↓ 过程④停止a.ATP不再产生b.原有ATP仍继续分解,直至全部消耗⇒ ADP积累,含量增加;
ATP减少 a.C3不再还原成C5和(CH2O)
b.原有C5仍继续参与CO2的固定,直至全部消耗⇒ C3积累,含量增加;
C5减少(2)停止CO2供应时:
CO2停,C5↑,C3↓,ATP↑,ADP↓,分析如下:
过程④停止↓ 过程③ 停止↓ 过程② 停止↓ 过程① 停止 a.C3不再生成 b.原有C3继续还原生成C5和(CH2O)直至全部消耗⇒ C5积累,含量增加;
C3减少 a.ATP不再分解 b.原有ADP继续合成ATP,直至全部消耗⇒ ATP积累,含量增加;
ADP减少 6.模型法表示C3和C5等物质含量变化
(1)以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化,而非长时间。
(2)以上各物质变化中,C3和C5含量的变化是相反的,[H]和ATP的含量变化是一致的。
7.多因子对光合作用速率的影响(1)常见曲线(2)曲线分析 P 点:限制光合作用速率的因素为横坐标所表示的因子,随其因子强度的不断加强,光合作用速率不断提高。
Q点:横坐标所表示的因子不再是影响光合作用速率的因素,要提高光合作用速率,可适当提高图示中的其他因子。
(3)应用:温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度的同时也可适当提高CO2浓度以提高光合作用速率。
当温度适宜时,可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合作用速率。
8.绿叶中色素提取和分离实验异常现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析①未加石英砂(二氧化硅),研磨不充分。
②使用放置数天的菠菜叶,滤液色素(叶绿素)太少。
③一次加入大量的无水乙醇提取浓度太低(正确做法:分次加入少量无水乙醇提取色素)。
④未加碳酸钙或加入过少,色素分子被破坏。
(2)滤纸条色素带重叠:没经干燥处理,滤液线不能达到细、齐的要求,使色素扩散不一致造成的。
(3)滤纸条看不到色素带①忘记画滤液细线。
②滤液细线接触到层析液,且时间较长,色素全部溶解到层析液中。
(4)滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带:忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。
1.(2019全国卷II·2)马铃薯块茎储藏不当会出现酸味,这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。
下列叙述正确的是()A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖B.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来C.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP D.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生【答案】B 【解析】马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸,无葡萄糖,A错误;
马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段,葡萄糖被分解成丙酮酸,丙酮酸在第二阶段转化成乳酸,B正确;
马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸属于无氧呼吸的第一阶段,会生成少量ATP,C错误;
马铃薯块茎储存时,氧气浓度增加会抑制其无氧呼吸,酸味会减少,D错误。
2.(2019全国卷III·4)若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发,得到n株黄化苗。
那么,与萌发前的这n粒干种子相比,这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为()
A.有机物总量减少,呼吸强度增强B.有机物总量增加,呼吸强
度增强C.有机物总量减少,呼吸强度减弱D.有机物总量增加,呼吸强度减弱【答案】A 【解析】根据题意分析,种子萌发时,吸水膨胀,种皮变软,呼吸作用逐渐增强,将储藏在子叶或胚乳中的营养物质逐步分解,转化为可以被细胞吸收利用的物质,所以种子萌发过程中,呼吸作用强度增加,而有机物因呼吸作用消耗而总量不断减少。
综上所述,BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
3.(2019江苏卷·17)如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果,样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。
下列叙述正确的是()
A.研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素B.层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液C.在敞开的烧杯中进行层析时,需通风操作D.实验验证了该种蓝藻没有叶绿素b 【答案】D 【解析】绿色植物的叶绿体中含有四种色素,纸层析后,形成的色素带从上到下依次是:胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b黄绿色。
由图可知,菠菜含有四种色素,蓝藻(原核生物)只含有叶绿素a和胡萝卜素。
研磨时加入碳酸钙是为了保护叶绿素,A错误;
层析液可以由石油醚、丙酮和苯混合而成,也可以用92号汽油代替,B错误;
层析时,为了防止层析液挥发,需要用培养皿盖住小烧杯,C错误;
由图可知,蓝藻只有两条色素带,不含有叶绿色b,D正确,故选D。
4.(2018·全国卷Ⅲ)下列关于生物体中细胞呼吸的叙述,错误的是()
A.植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸B.食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失C.有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸D.植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP 【答案】C 【解析】植物的呼吸和光照无关,只和氧气的含量有关,A项正确;
食物链上的营养级同化的能量有三个去向:呼吸散失、传递给下
一个营养级(除了最高营养级)和被分解者分解利用,B项正确;
有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是CO2和H2O、CO2和酒精,某些组织或器官是乳酸,C项错误;
植物光合作用的光反应阶段和呼吸作用过程中都可以合成ATP,D 项正确。
5.(2018·天津高考)为探究酵母菌的呼吸方式,在连通CO2和O2传感器的100 mL锥形瓶中,加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖培养液,密封后在最适温度下培养。
培养液中的O2和CO2相对含量变化见下图。
有关分析错误的是()
A.t1→t2,酵母菌的有氧呼吸速率不断下降 B.t3时,培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快 C.若降低10 ℃培养,O2相对含量达到稳定所需时间会缩短D.实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色【答案】C 【解析】据图分析t1~t2时段,氧气的含量迅速下降,因此有氧呼吸速率不断下降,A项正确;
酵母菌在进行有氧呼吸时可大量增殖,t1时刻氧气消耗量大,产生能量多,酵母菌增殖产生的后代数目多,t3时刻氧气含量少,酵母菌主要进行无氧呼吸,而在消耗葡萄糖量相等的情况下,有氧呼吸会比无氧呼吸产生更多的CO2,据图分析,t3时刻酵母菌产生CO2的速率与t1时刻几乎一致,则说明t3时刻葡萄糖消耗的速率比t1时刻快,B项正确;
题中信息说明酵母菌在最适温度条件下进行培养,降低温度则酶的活性下降,氧气相对含量达到稳定所需时间延长,C项错误;
实验中由于氧气含量的下降,酵母菌进行无氧呼吸产生酒精,酸性重铬酸钾与酒精发生化学反应变成灰绿色,D项正确。
6.(2018·江苏高考)如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率,下列假设条件中能使图中结果成立的是()
A.横坐标是CO2浓度,甲表示较高温度,乙表示较低温度B.横坐标是温度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度C.横坐标是光波长,甲表示较高温度,乙表示较低温度 D.横坐标是光照强度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度【答案】D
【解析】由题图可知,甲、乙两曲线刚开始重叠,之后又分开,A项所述条件不会出现图示结果,A项不符合题意。
横坐标为温度,则相应曲线应存在最适温度下的最高净光合速率,呈现先上升后下降趋势,B项不符合题意。
叶绿体中的叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
若横坐标表示光波长,随着波长增大植物的净光合速率不应是先增大后趋于稳定,C项不符合题意。
随着光照强度的增加,净光合速率先增加后趋于稳定,在某一光照强度下,较高浓度的CO2条件下植物净光合速率大,D项符合题意。
7.(2017·全国Ⅲ,3)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。
下列叙述错误的是()A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示 D.叶片在640~660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的【答案】A 【解析】类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,在红光区不吸收光能,A项错误;
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,其吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制,B项正确;
CO2的吸收速率和O2的释放速率随光波长的变化均可表示光合作用的作用光谱,C项正确;
根据叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱可知,叶片在640~660 nm 波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的,D项正确。
8.(2017·天津,6)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半,但固定CO2酶的活性显著高于野生型。
下图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。
下列叙述错误的是()
A.光照强度低于P时,突变型的光反应强度低于野生型 B.光照强度高于P时,突变型的暗反应强度高于野生型C.光照强度低于P 时,限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度D.光照强度高于P时,限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度【答案】D 【解析】由于突变型水稻叶片的叶绿素含量较少,由图可知,光照强
度低于P时,突变型的光合作用光反应强度低于野生型,A项正确;
由于突变型水稻中固定CO2酶的活性显著高于野生型,由图可知,光照强度高于P时,突变型的暗反应强度高于野生型,B项正确;
光照强度低于P时,光照强度没有达到光饱和点,限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度,C项正确;
P点并未达到突变型水稻光合作用的光饱和点,故光照强度高于P 点小于光饱和点时限制光合速率的主要环境因素是光照强度,当光照强度大于光饱和点时,限制光合速率的主要环境因素是CO2浓度,D 项错误。
9.(2019浙江4月选考·30)回答与光合作用有关的问题:
(1)在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中,正常光照下,用含有0.1%CO2的溶液培养小球藻一段时间。
当用绿光照射该溶液,短期内小球藻细胞中3-磷酸甘油酸的含量会______。
为3-磷酸甘油酸还原成三碳糖提供能量的物质是______。
若停止CO2供应,短期内小球藻细胞中RuBP的含量会______。
研究发现 Rubisco酶是光合作用过程中的关键酶,它催化CO2被固定的反应,可知该酶存在于叶绿体______中。
(2)在“光合色素的提取与分离”活动中,提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后,滤纸条自上而下两条带中的色素合称为______。
分析叶绿素a的吸收光谱可知,其主要吸收可见光中的______光。
环境条件会影响叶绿素的生物合成,如秋天叶片变黄的现象主要与_____抑制叶绿素的合成有关。
【解析】(1)环境中的CO2含量增加,则会促进碳反应中CO2的固定这一环节,使3-磷酸甘油酸的含量增加;
3-磷酸甘油酸还原成三碳糖是还原反应且消耗能量,所以提供能量的物质是ATP和NADPH;
若停止CO2供应,则会使CO2固定的速率降低,反应消耗的RuBP会减少,故使得短期内小球藻细胞中RuBP的含量会增加;
CO2被固定的反应发生在叶绿体基质,故Rubisco酶也是存在于叶绿体基质中。
(2)光合色素的分离和提取实验中,滤纸条自上而下
两条带中的色素分别为胡萝卜素和叶黄素,合称类胡萝卜素;
叶绿素a主要吸收蓝紫光和红光;
秋天叶片变黄主要是由于温度降低导致叶绿素的合成受到抑制。
【答案】(1)增加ATP和NADPH 增加基质(2)类胡萝卜素蓝紫光和红低温10.(2019北京卷·31)光合作用是地球上最重要的化学反应,发生在高等植物、藻类和光合细菌中。
(1)地球上生命活动所需的能量主要来源于光反应吸收的____________,在碳(暗)反应中,RuBP羧化酶(R酶)催化CO2与RuBP(C5)结合,生成2分子C3,影响该反应的外部因素,除光照条件外还包括_________________________(写出两个);
内部因素包括_____________(写出两个)。
(2)R酶由8个大亚基蛋白(L)和8个小亚基蛋白(S)组成。
高等植物细胞中L由叶绿体基因编码并在叶绿体中合成,S由细胞核基因编码并在___________中由核糖体合成后进入叶绿体,在叶绿体的___________中与L组装成有功能的酶。
(3)研究发现,原核生物蓝藻(蓝细菌)R酶的活性高于高等植物,有人设想通过基因工程技术将蓝藻R酶的S、L基因转入高等植物,以提高后者的光合作用效率。
研究人员将蓝藻S、L基因转入某高等植物(甲)的叶绿体DNA中,同时去除甲的L基因。
转基因植株能够存活并生长。
检测结果表明,转基因植株中的R酶活性高于未转基因的正常植株。
①由上述实验能否得出“转基因植株中有活性的R酶是由蓝藻的S、L组装而成”的推测?请说明理由。
②基于上述实验,下列叙述中能够体现生物统一性的选项包括____________。
a.蓝藻与甲都以DNA作为遗传物质b.蓝藻与甲都以R酶催化CO2的固定c.蓝藻R酶大亚基蛋白可在甲的叶绿体中合成d.在蓝藻与甲的叶肉细胞中R酶组装的位置不同【解析】(1)地球上生物生命活动所需的能量来自有机物,有机物主要来自植物的光合作用,光合作用合成有机物需要光反应吸收光能,转化为ATP的化学能,然
后ATP为暗反应中C3的还原提供能量,合成糖类。
在暗反应中,RuBP 羧化酶(R酶)催化CO2与RuBP(C5)结合,生成2分子C3,这是光合作用的暗反应的二氧化碳的固定。
暗反应的进行需要相关酶的催化,二氧化碳做原料,需要光反应提供[H]和ATP,光反应需要色素、酶、水、光照等,故影响该反应的外部因素有光照、温度、CO2浓度、水、无机盐等;
内部因素包括色素含量及种类、酶的含量及活性等。
(2)高等植物细胞中L由叶绿体基因编码并在叶绿体中合成,S由细胞核基因通过转录成mRNA,mRNA 进入细胞质基质,与核糖体结合,合成为S蛋白;
因R酶是催化CO2与C5结合的,在叶绿体基质中进行,故S蛋白要进入叶绿体,在叶绿体的基质中与L组装成有功能的酶。
(3)①据题设条件可知,将蓝藻S、L基因转入某高等植物(甲)的叶绿体DNA 中,只去除甲的L基因,没有去除甲的S基因。
因此,转基因植株仍包含甲植株的S基因,不能排除转基因植株中R酶是由蓝藻的L蛋白和甲的S蛋白共同组成。
故由上述实验不能得出“转基因植株中有活性的R酶是由蓝藻的S、L组装而成”的推测。
②根据上述实验,可以看出蓝藻的基因能导入到甲的DNA中,说明蓝藻和甲植株都以DNA 为遗传物质;
蓝藻中 R酶的活性高于高等植物,说明两者都以R酶催化CO2的固定;
由于蓝藻S、L基因均转入甲的叶绿体DNA中,且去除了甲的L 基因,结果转基因植株合成了R酶,说明蓝藻R酶大亚基蛋白L在甲的叶绿体中合成,以上体现了生物界的统一性。
在蓝藻中R酶组装是在细胞质基质,甲的叶肉细胞组装R酶是在叶绿体基质,则说明了不同生物之间具有差异性。
因此,选abc。
【答案】(1)光能温度、CO2浓度 R酶活性、R酶含量、C5含量、pH(其中两个)
(2)细胞质基质(3)①不能,转入蓝藻S、L基因的同时没有去除甲的S基因,无法排除转基因植株R酶中的S是甲的S基因的表。