叶绿体中催化 CO ₂ 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下图所示。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 _________ 上（填场所）完成的。活化的酶 R催化CO ₂ 固定产生 C ₃ 化合物（ C ₃ -Ⅰ），C ₃ -I还原为三碳糖（C ₃ -Ⅱ），这一步骤需要 __________ 作为还原剂。在叶绿体中 C ₃ -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CO ₂ 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C ₃ -Ⅱ输出速度

④酶R催化X与O ₂ 结合产生 C ₂ 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 __________ 。

答案

转录 tRNA 类囊体 C ₅ （五碳化合物） ①②③④ 吸水涨破

【分析】

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酶 R ，催化二氧化碳的固定形成 C ₃ 。

【详解】

（ 1 ）通过分析可知，细胞核 DNA 编码小亚基的遗传信息转录到 RNA 上， RNA 通过核孔进入细胞质中，在核糖体上翻译形成小亚基。叶绿体编码大亚基 DNA 的遗传信息转录到 RNA 上后，通过翻译过程指导大亚基合成；在翻译过程中，需要一种 mRNA 为模板，参与运载氨基酸的 tRNA 最多有 61 种，故需要 RNA 种类最多的是 tRNA 。

（ 2 ）光合作用过程中合成 ATP 是在叶绿体的类囊体薄膜上完成。活化的酶 R 催化 CO ₂ 固定产生 C ₃ 化合物 (C ₃ -I) ， C ₃ -I 还原为三碳糖 (C ₃ -II) ，需要 作为还原剂。 C ₃ 的还原的产物除了 C ₃ -Ⅱ 外，还有 C ₅ ，因此 X 为 C ₅ （五碳化合物）。

（ 3 ） ①外界环境的 CO ₂ 浓度，直接影响二氧化碳的固定，间接影响 C ₃ 的还原，进而影响 C ₅ 的浓度，故 ①符合题意；②叶绿体接受的光照强度，直接影响光反应产生的 和 ATP ，间接影响 C ₃ 的还原，进而影响 C ₅ 的浓度，故 ②符合题意；③磷酸根离子浓度，直接影响 ATP 的合成，间接影响 C ₃ 的还原以及 C ₃ -II 输出速度，进而影响 C ₅ 的浓度，故 ③符合题意；④酶 R 催化 X 与 0 ₂ 结合产生 C ₂ 化合物的强弱，直接影响酶 R 催化二氧化碳的固定，间接影响 C ₃ 的还原，进而影响 C ₅ 的浓度，故 ④符合题意；故选①②③④。

（ 4 ）光合作用合成的糖类，如以大量可溶性糖的形式存在，则可能使叶绿体内溶液的浓度升高，渗透压增大，进而导致叶绿体吸水涨破。

【点睛】

本题结合图示主要考查光合作用和基因的表达相关知识，强化学生对相关知识的理解与运用。