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  • 1. (2024高三下·广西壮族自治区模拟)   水稻和甘蔗是广西种植最多的两种作物, 农作物的产量主要决定于其光合作用的速率。

    1. (1) Rubisco 是水稻和甘蔗等高等植物唯一催化 CO2固定形成C3的酶,Rubisco 通常存在于叶绿体的中, Rubisco催化的底物是CO2
    2. (2) 下图表示甘蔗叶片结构和光合作用过程。与水稻相比,甘蔗叶肉细胞叶绿体中特有 PEP 羧化酶(简称 PEPC) , PEPC 对 CO2的亲和力约是 Rubisco 的 60倍。所以, PEPC能催化甘蔗利用极低浓度的CO2不断生成 C4(苹果酸) , C4不断进入维管束鞘细胞分解进而不断释放出 CO2。这样在高温、气孔开度导致叶片内CO2浓度极低的情况下, 甘蔗靠PEPC“CO2泵”的作用实现了高效的光合作用。为证明甘蔗光合作用的特点,向密闭环境中生长的甘蔗提供14C标记的14CO2进行光合作用,短时间内14C会出现在和C3中。
    3. (3) 甘蔗叶片维管束鞘细胞含有的叶绿体(如图)没有(填结构) , 这些叶绿体只能进行暗反应。叶片中CO2在叶肉细胞间通过细胞膜的转移方式是,且只需要通过细胞膜, 而 C4从叶肉细胞到维管束鞘细胞的转移还要通过(填结构)。

    4. (4) 水稻维管束鞘细胞无叶绿体, Rubisco 的低效导致光合作用速率低,限制了产量。科学家一直在尝试攻克此难关以解决粮食问题。根据上述甘蔗的情况,尝试提出提高水稻光合作用效率的一个思路

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