Question

玉米是一种热带植物，对寒冷天气极其敏感。寒冷环境下，Rubisco酶（催化CO₂和RuBP反应）在玉米叶片中的含量急剧下降。研究人员开发了一种高Rubisco酶含量的改良玉米，图1为改良玉米和普通玉米在低温下CO₂固定速率的比较。图2为玉米光合细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径。

（1）分析图1，推测光合色素含量较高的可能是___________玉米。为检验其推测，提取光合色素，再通过比较两组玉米叶片对___________光吸收率来计算其色素含量。

（2）据图1分析，在___________环境中改良玉米比普通玉米的优势明显。

（3）在甲的发育形成过程中，核基因编码的Rubisco酶转运到甲，在___________（填场所）发挥作用。Rubisco酶既可催化RuBP与CO₂反应，也可催化RuBP与O₂反应，这与酶的专一性相矛盾，可能因为在不同环境中酶___________发生变化导致其功能改变。在卡尔文循环相对稳定时，若突然提高O₂浓度，则短时间内RuBP的含量将___________。

（4）图2中甲输出的三碳糖可以在氧气充足的条件下，被氧化成丙酮酸，随后进入乙的___________（场所）被彻底氧化分解成CO₂。若①过程发生，但没有②过程发生，该细胞处于的生理状态是___________。

Answer

改良玉米 可见光 高CO2浓度，低温环境 叶绿体基质 空间结构 下降 线粒体基质和嵴 光合作用强度小于或等于呼吸作用强度

【解析】

分析图1：图示为改良玉米和普通玉米在低温下CO2固定速率的比较，图中改良玉米CO2固定速率高于普通玉米。

分析图2：甲为叶绿体，乙为线粒体。

（1）图1中改良玉米CO2固定速率高于普通玉米，推测改良玉米的光合色素含量较高，为检验其推测，提取光合色素，再通过比较两组玉米叶片对可见光吸收率来计算其色素含量。

（2）由题干信息和图中信息可知，在高CO2浓度，低温环境中改良玉米CO2固定速率高于普通玉米。

（3）在甲（叶绿体）的发育形成过程中，核基因编码的Rubisco酶转运到甲，在叶绿体基质发挥作用，.Rubisco酶既可催化RuBP与CO2反应，也可催化RuBP与O2反应，这与酶的专一性相矛盾，可能因为在不同环境中酶的空间结构发生变化导致其功能改变。在卡尔文循环相对稳定时，若突然提高O2浓度，消耗的RuBP增加，而其来源不变，则短时间内RuBP的含量将降低。

（4）甲输出的三碳糖可以在氧气充足的条件下，被氧化成丙酮酸，随后进入乙的线粒体基质和嵴，被彻底氧化分解成CO2。若①过程（线粒体中的二氧化碳进入叶绿体）发生，但没有②过程（叶绿体从外界吸收二氧化碳）发生，说明叶肉细胞的光合作用强度小于或等于呼吸作用强度。