[题目]叶绿体中催化CO2固定的酶R由叶绿体DNA编码的大亚基(L)和细胞核DNA编码的小亚基(S)共同组装而成.其合成过程及部分相关代谢途径如下图所示.请分析回答:(1)地球上生命活动所需的能量主要来源于植物细胞上色素吸收的光能.在碳(暗)反应中.RuBP羧化酶(R酶)可催化CO2与 (X)结合.生成C3化合物.影响该反应的外部因素.除CO2浓度外还� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】叶绿体中催化CO2固定的酶R由叶绿体DNA编码的大亚基（L）和细胞核DNA编码的小亚基（S）共同组装而成，其合成过程及部分相关代谢途径如下图所示。请分析回答：

（1）地球上生命活动所需的能量主要来源于植物细胞________上色素吸收的光能。在碳（暗）反应中，RuBP羧化酶（R酶）可催化CO2与________（X）结合，生成C3化合物，影响该反应的外部因素，除CO2浓度外还包括________。

（2）据图分析，叶绿体DNA与________生物的DNA结构相似，合成酶R时细胞核DNA编码小亚基的遗传信息转录到________上，进入细胞质基质后指导多肽链合成。RuBP羧化酶（R酶）中的大亚基可在叶绿体基质中合成，是由于叶绿体基质中含细胞器________。

（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。有研究团队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，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某学习小组认为上述实验并不能得出“转基因植株中有活性的R酶是由蓝藻的S、L基因表达组装而成”，请说明理由：________。

②若将该转基因植物放置于密闭容器中光照一小时，通过仪器测定CO2的变化计算该转基因植物每小时的实际光合作用强度，还需进行的实验操作为________。

【答案】类囊体薄膜 C5 温度、光照强度原核 mRNA 核糖体转入蓝藻S、L基因的同时没有去除叶绿体中的L基因和细胞核中的S基因将该密闭容器放置在黑暗条件下处理1小时

【解析】

分析图示：细胞核中的DNA通过转录形成RNA，RNA通过核孔出细胞核，进入细胞质，在核糖体上进行翻译形成小亚基。叶绿体中的DNA通过转录形成RNA，在叶绿体中的核糖体上进行翻译形成大亚基。大亚基和小亚基组合形成的酶R催化二氧化碳的固定过程，二氧化碳的固定是指CO2与图中X所示的C5结合形成C3的过程。

(1) 地球上生命活动所需的能量主要来源于植物细胞通过光合作用固定的光能。在光合作用过程中，吸收光能的色素分子分布在叶绿体的类囊体薄膜上。在碳（暗）反应中，RuBP羧化酶（R酶）可催化CO2与C5（X）结合，生成C3化合物。外界环境的CO2浓度，直接影响CO2的固定，间接影响C3的还原；光照强度直接影响光反应产生的[H]（NADPH）和ATP，进而影响碳（暗）反应中的C3的还原；温度通过影响酶的活性而影响碳（暗）反应。可见，影响碳（暗）反应的外部因素，除CO2浓度外，还包括温度、光照强度。

(2) 据图分析，叶绿体DNA为环状，没有和蛋白质结合，与原核生物的DNA结构相似，合成酶R时，细胞核DNA编码小亚基的遗传信息转录到mRNA上，mRNA通过核孔进入细胞质基质后指导多肽链合成。RuBP羧化酶（R酶）中的大亚基的化学本质是肽链，肽链的合成场所是核糖体，该大亚基可在叶绿体基质中合成，说明叶绿体基质中含有核糖体。

(3) ①依题意可知：研究人员在转入蓝藻S、L基因的同时没有去除叶绿体中的L基因和细胞核中的S基因，因此转基因植株中的R酶活性高于未转基因的正常植株，并不能得出“转基因植株中有活性的R酶是由蓝藻的S、L基因表达组装而成”。

②若将该转基因植物放置于密闭容器中光照一小时，则通过仪器测定CO2的变化量是由该转基因植物光合作用固定的CO2量与呼吸作用产生的CO2量的差值引起，表示的是净光合作用强度，而实际光合作用强度＝净光合作用强度＋呼吸作用强度。可见，计算该转基因植物每小时的实际光合作用强度，还需要知道该转基因植物的呼吸作用强度，所以还需进行的实验操作为：将该密闭容器放置在黑暗条件下处理1小时。

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