【典例】(2019·江苏高考)叶绿体中催化CO2固定的酶R由叶绿体DNA编码的大亚基和细胞核DNA编码的小亚基共同组装而成,其合成过程及部分相关代谢途径如图所示。请回答下列问题:
(1)合成酶R时,细胞核DNA编码小亚基的遗传信息___________到RNA上,RNA进入细胞质基质后指导多肽链合成;在叶绿体中,参与大亚基肽链合成的RNA中,种类最多的是___________。
(2)进行光合作用时,组装完成的酶R需ATP参与激活,光能转化为ATP中的化学能是在___________(填场所)上完成的。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物(C3-Ⅰ),C3-Ⅰ还原为三碳糖(C3-Ⅱ),这一步骤需要________作为还原剂。在叶绿体中C3-Ⅱ除了进一步合成淀粉外,还必须合成化合物X以维持卡尔文循环,X为_______________。
(3)作为光合作用的重要成分,X在叶绿体中的浓度受多种因素调控,下列环境条件和物质代谢过程,与X浓度相关的有___________(填序号)。
①外界环境的CO2浓度
②叶绿体接受的光照强度
③受磷酸根离子浓度调节的C3-Ⅱ输出速度
④酶R催化X与O2结合产生C2化合物的强度
(4)光合作用旺盛时,很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中,假如以大量可溶性糖的形式存在,则可能导致叶绿体___________。
【解析】(1)据图分析可知,细胞核DNA编码小亚基的遗传信息转录到RNA上,再通过核糖体上的翻译形成小亚基。叶绿体编码大亚基的DNA,经过转录和翻译,形成大亚基,在此过程中需要一种mRNA,多种tRNA,故需要RNA种类最多的是tRNA。
(2)ATP是在光合作用光反应阶段合成的,场所是在叶绿体的类囊体薄膜。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物(C3-Ⅰ),C3-Ⅰ被还原为三碳糖(C3-Ⅱ),这一步骤需要[H]作为还原剂。从图中分析,C3化合物还原的产物除了C3-Ⅱ还有C5,X为C5。
(3)外界环境的CO2浓度,直接影响CO2的固定,间接影响C3的还原,进而影响C5的浓度,故①符合题意;叶绿体接受的光照强度,直接影响光反应产生的[H]和ATP,间接影响C3的还原,进而影响C5的浓度,故②符合题意;磷酸根离子浓度直接影响C3-Ⅱ输出速度,进而影响C5的浓度,故③符合题意;酶R能催化X与O2结合产生C2化合物,这种结合的强度会影响X的浓度,故④符合题意。
(4)光合作用合成的糖类,假如以大量可溶性糖的形式存在,则可能导致叶绿体吸水涨破。
答案:(1)转录 tRNA (2)类囊体 [H] C5(五碳化合物) (3)①②③④ (4)吸水涨破