镁（Mg）是影响植物光合作用的重要元素，为研究植物中Mg2+调节光合作用的机制，科研人员进行了相关实验。

1. 镁（Mg）是影响植物光合作用的重要元素，为研究植物中Mg²⁺调节光合作用的机制，科研人员进行了相关实验。

(1) R酶是光合作用暗反应中的关键酶，在（场所）中可催化CO₂与RuBP（C₅）结合，生成2分子。

(2) 科研人员将水稻幼苗分为两组，分别在含Mg²⁺和无Mg²⁺的培养液中培育一段时间后，进行光暗交替处理，检测两组水稻中R酶催化的化学反应速率，结果如图1所示。

①图1实验结果说明。

②科研人员利用蛋白质电泳技术检测两组水稻叶片R酶的含量，结果如图2。据上述结果推测，Mg²⁺通过提高R酶催化的化学反应速率。

(3) 进一步研究发现，叶绿体中Mg²⁺的浓度受光暗周期的调控，推测叶绿体膜上的M₃蛋白与Mg²⁺的转运有关。为探究M₃蛋白的转运功能，科研人员以无M₃的非洲爪蟾卵母细胞为对照组，在此细胞中转入编码M₃的基因，使M₃蛋白分布于爪蟾卵母细胞膜，以此细胞为实验组。实验设计及结果如下表所示。

组别	实验材料	实验操作	检测指标	数值
I	对照组	卵母细胞置于含²⁵Mg²⁺的缓冲液中一段时间，用无Mg²⁺的缓冲液冲洗	每个卵母细胞内的²⁵Mg²⁺含量	A
II	实验组	卵母细胞置于含²⁵Mg²⁺的缓冲液中一段时间，用无Mg²⁺的缓冲液冲洗	每个卵母细胞内的²⁵Mg²⁺含量	B
Ⅲ	对照组	置于无Mg²⁺缓冲液，向卵母细胞内注射含²⁵Mg²⁺的溶液，放置一段时间	外部溶液²⁵Mg²⁺含量	C
IV	实验组	置于无Mg²⁺缓冲液，向卵母细胞内注射含²⁵Mg²⁺的溶液，放置一段时间	外部溶液²⁵Mg²⁺含量	D

结果表明，M₃蛋白的功能是将Mg²⁺单向转运进入叶绿体。支持该结论的结果为（用A、B、C、D的关系表示）。

(4) 结合上述研究结果，为解释图1实验结果，对M₃蛋白提出需要进一步探究的关键问题是。

【考点】

影响光合作用的环境因素; 光合作用综合;

【答案】

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实验探究题困难

1. 向光素是一种蓝光受体，参与调控植物的向光生长以及叶绿体在细胞中的定位。回答下列问题。

(1) 向光素的本质是一类复合体。

(2) 以拟南芥向光素缺失突变体幼苗和野生型幼苗为材料，设计实验验证“在单侧蓝光照射下，向光素参与拟南芥幼苗尖端中生长素的横向运输”，简要写出实验思路和预期结果。

(3) 叶绿体通过移动避开强光的行为称为“躲避响应”；在光照比较弱的情况下，叶绿体汇集到细胞的受光面，这种行为称为“积聚响应”，原理如图1所示。

①据图1可知，野生型叶片在强光条件下照射区域颜色变浅，是因为叶绿体出现了响应，意义是。

②图2为拟南芥叶绿体定位异常突变体叶片细胞中叶绿体分布情况，推测突变体叶片在强光条件下照射区域颜色（“会”或“不会”）变浅。

实验探究题普通

2. 野生金荞麦是我国Ⅱ级重点保护植物，根茎可入药，能提高机体免疫力。近年来，随着金荞麦药用价值的不断开发，导致野生金荞麦资源遭到破坏式开采，濒临灭绝。研究人员设置不同的遮荫程度(L₁不遮荫；L₂轻度遮荫；L₃重度遮荫)和施磷量(P₀不施磷；P₁施磷)的实验组合开展金荞麦人工种植方案的研究，结果如下图所示。回答下列问题：

(1) 本实验的目的是

(2) 研究人员选择长势相似的金荞麦幼苗进行实验，目的是

(3) 根据图1可知，在不施磷处理下，随着遮荫程度增大，金荞麦的单叶面积。L₂P₀处理下金荞麦单叶面积大于L₁P₀处理，推测其原因是。

(4) 由实验可知，为获得更多的经济收益，最佳的金荞麦人工种植方案为。

实验探究题普通

3. 在全球气候变暖的背景下，我国产茶区夏季极端高温愈发频繁，科研人员选用龙井43茶苗，研究水杨酸甲酯（MeSA）处理对高温胁迫下茶树光合作用的影响，结果如下图1.

(1) 研究发现高温条件会抑制茶树生长，判断依据是：。据图1分析，水杨酸甲酯能够（选填“加剧”或“缓解”）高温对茶树生长的抑制。影响植物光合作用的主要外界因素还有。

(2) 当植物遭受高温胁迫时，细胞代谢会产生，损伤细胞膜甚至DNA，从而抑制植株生长。丙二醛（MDA）会破坏细胞膜完整性，是衡量氧化胁迫程度的常用指标之一。科研人员同时测定了不同浓度水杨酸甲酯（MeSA）处理下茶树MDA含量，实验结果如图2所示。推测一定浓度MeSA能提高茶树净光合速率的作用机制是：。

(3) 若要进一步研究高温胁迫对植物光合作用影响，除可检测净光合速率外，还可检测的指标有：（写出2点）。

实验探究题普通