微藻是一类在陆地、海洋分布广泛，营养丰富且光合利用度高的自养植物。植物吸收光能超过光合作用所能利用的量时，会引起光能转化效率下降，这种现象称为光抑制。光抑制主要发生在PSⅡ上，PSⅡ是由蛋白质和光合色素组成的复合物，能将水分解为O2和H+并释放电子。电子积累过多时产生的活性氧破坏PSⅡ，使光合速率下降。中国科学院研究人员提出“非基因方式电子引流”的策略，利用能接收电子的人工电子梭（铁氰化钾）有效解除微藻的光抑制现象，实验结果如图所示。请回答下列问题：

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1. 微藻是一类在陆地、海洋分布广泛，营养丰富且光合利用度高的自养植物。植物吸收光能超过光合作用所能利用的量时，会引起光能转化效率下降，这种现象称为光抑制。光抑制主要发生在PSⅡ上，PSⅡ是由蛋白质和光合色素组成的复合物，能将水分解为O₂和H⁺并释放电子。电子积累过多时产生的活性氧破坏PSⅡ，使光合速率下降。中国科学院研究人员提出“非基因方式电子引流”的策略，利用能接收电子的人工电子梭（铁氰化钾）有效解除微藻的光抑制现象，实验结果如图所示。请回答下列问题：

(1) PSⅡ分解水的场所是，PSⅡ将水分解释放的电子用于与结合，形成NADPH，该过程中发生的能量转化为。

(2) 据图分析，在光照强度由Ⅰ₂降低到Ⅰ₁的过程中，对照组微藻的光能转化效率（填“降低”“不变”或“提高”），理由是。

(3) 若用对照组中经Ⅰ₁和Ⅰ₃光照强度处理的微藻进行实验，分别加入铁氰化钾后，再置于Ⅰ₃光照强度下，则经Ⅰ₁光照强度处理的微藻的光合放氧速率（填“较高”或“较低”），原因是。

【考点】

光合作用的过程和意义; 影响光合作用的环境因素;

【答案】

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综合题普通

1. 从开花至籽粒成熟，小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比，某突变体叶片变黄的速度慢，籽粒淀粉含量低。研究发现，该突变体内细胞分裂素合成异常，进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性，而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示，开花14天后植株的胞间CO₂浓度和气孔导度如表所示，其中Lov为细胞分裂素合成抑制剂，KT为细胞分裂素类植物生长调节剂，气孔导度表示气孔张开的程度。已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。

检测指标	植株	14天	21天	28天
胞间CO₂浓度（μmolCO₂mol^-1）	野生型	140	151	270
胞间CO₂浓度（μmolCO₂mol^-1）	突变体	110	140	205
气孔导度（molH₂Om^-2s^-1）	野生型	125	95	41
气孔导度（molH₂Om^-2s^-1）	突变体	140	112	78

(1) 光反应在类囊体上进行，生成可供暗反应利用的物质有。结合细胞分裂素的作用，据图分析，与野生型相比，开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是。

(2) 光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析，与野生型相比，开花14天后突变体的光饱和点（填“高”或“低”），理由是。

(3) 已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分析，突变体籽粒淀粉含量低的原因是。

综合题普通

2. 资料1：1961年，由英国生物化学家米切尔依据光合作用光反应阶段ATP的形成机制，提出了ATP的化学渗透假说：光照引起水的光解，水分解为O₂和H⁺并释放电子，结果类囊体膜内侧H⁺浓度高而膜外侧低，于是膜内外产生H⁺浓度差和电位差，当H⁺借助ATP合酶顺质子梯度扩散至类囊体膜外时，ATP合酶催化ADP和Pi合成为ATP。

资料2：研究发现，某种真核微藻在低氧环境中，其叶绿体内产氢酶活性提高，部分NADPH会参与生成H₂的代谢过程。

图甲为叶绿体的结构示意图，图乙为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题：

(1) 将正常叶片置于适量的溶液中，用组织捣碎机破碎细胞，再用差速离心法分离细胞器。该实验中所用溶液应满足的条件是（答出2点即可）。

(2) 水光解产生的电子通过电子传递体最终可以传递给NADP⁺与H⁺结合形成NADPH，在暗反应阶段NADPH的作用是（答出2点即可）；H⁺通过膜上的ATP合酶回到膜外，据图乙可知将ADP和Pi合成ATP所需的能量直接由提供。

(3) 为了研究叶绿体的完整性与光反应的关系，制备了四种完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，发现叶绿体A、B、C、D四组的ATP产生效率相对值分别为1、0.66、0.58、0.41，据此推测叶绿体中类囊体结构破坏程度最大的是组，结合图乙对实验结果进行解释：。

(4) 在低氧环境中，生成H₂的代谢过程会使该微藻生长不良。根据题目信息从光合作用物质转化的角度分析该微藻生长不良原因：。

综合题普通

3. 马铃薯的品质提升和产量提高对保障世界的粮食安全具有重要意义、科研人员研究了不同遮光条件下两个马铃薯栽培品种的叶绿素相对含量（SPAD 值），结果如表。

品种	处理	SPAD值
品种	处理	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次
A	CK	43.4	39.1	42.9	40.9	37.6
	Z1	41.2	37.1	37.8	20.3	-
	Z2	37.2	33.9	38.1	-	-
B	CK	39.8	36.8	41.9	40.2	376
	Z1	46.2	38.7	40.3	33.8	34.7
	Z2	39.0	34.8	38.2	35.0	30.0

注：CK为正常光照； Z1为单层网遮光；Z2为双层网遮光；“-”表示叶片枯萎

回答下列问题：

(1) 叶绿素存在于叶绿体中的上、在光反应阶段，水裂解产生；光能转化为和中的化学能。

(2) 马铃薯品种A在第4、5次测定时，出现了叶片现象。实验表明：两个马铃薯品种中，较耐阴的是。

(3) 表中第1次测定 SPAD值是在遮光处理（填“第1天”或“若干天后”）进行的，作出上述判断的依据是。

(4) 马铃薯块茎作为食物，可为人体提供、蛋白质、维生素、矿物质和膳食纤维等营养成分。这些有机物归根结底是自叶肉细胞运输来的转化而成的。

综合题普通