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1. 污水处理过程会排放大量CO2 ， 占全社会碳排放总量的1%~2%。微藻是一种单细胞藻类，具有净化水体及固定CO2的能力。微藻固碳的部分机制如图1所示，甲、乙表示物质，其中甲是微藻固碳途径中具有催化功能的物质；蛋白1和蛋白2是促进无机碳运输的两种蛋白。研究人员以斜生栅藻、绿球藻和普通小球藻为试验对象，探讨微藻对CO2的固定速率，实验结果如图2所示。

(1) 微藻叶绿体中含有多种光合色素，它们的作用是，参与光合作用的过程。藻池中的微藻可以大量吸收氮、磷等元素作为光合作用过程中（填物质）的组成元素，所以与传统的污水处理相比，藻池可以更有效去除污染物从而净化水体。
(2) 分析图1可知，甲所催化的反应过程名称是，催化产生的产物经过一系列变化可以还原为。微藻光合作用所需的CO2来源于（填场所）。微藻为适应水体中低CO2浓度的条件，进化出一套可以浓缩CO2的机制，以提高细胞内CO2浓度，这些CO2主要以形式浓缩。
(3) 据图2可知，三种微藻中平均固碳能力最强的是。研究发现三种微藻中，普通小球藻的繁殖速度最快，结合曲线分析普通小球藻固碳速率在第三天出现拐点的原因可能是。
【考点】
影响光合作用的环境因素; 光合作用原理的应用;
【答案】

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1. 绿色植物光合作用中的光反应阶段是在两个不同的光系统中进行的，即由光系统Ⅰ（PSⅠ）和光系统Ⅱ（PSⅡ）协同完成的，这两个光系统能够捕获光能，并将光能转化成电能，完成光反应，其过程如图所示。回答下列问题：

   

(1) 绿叶中吸收光能的色素主要是，吸收光能的色素分布在。
(2) 据图分析，PSⅠ和PSⅡ中的传递体吸收光能的用途分别是：PSⅠ，PSⅡ。
(3) 据图分析，推动光反应产生ATP的能量直接来源于。光反应产生的NADPH的作用是。
(4) 据图分析，光反应产生的O2从叶绿体释放到细胞质基质，需要穿过层磷脂分子层。若光系统中光合色素含量减少，会使植物光合强度下降的原因是。
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2. 水稻是我国重要的粮食作物，光合能力是影响水稻产量的重要因素。
(1) 通常情况下，叶绿素含量与植物的光合速率成正相关。但有研究发现，叶绿素含量降低的某一突变体水稻，在强光照条件下，其光合速率反而明显高于野生型。为探究其原因，有研究者在相同光照强度的强光条件下，测定了两种水稻的相关生理指标（单位省略），结果如下表。

光反应

暗反应

光能转化效率

类囊体薄膜电子传递速率

RuBP羧化酶含量

Vmax

野生型

0.49

180.1

4.6

129.5

突变体

0.66

199.5

7.5

164.5

注：RuBP羧化酶：催化CO2固定的酶：Vmax：RuBP羧化酶催化的最大速率

①类囊体薄膜电子传递的最终产物是。RuBP羧化酶催化的底物是CO2和。

②据表分析，突变体水稻光合速率高于野生型的原因是。
(2) 研究人员进一步测定了田间光照和遮荫条件下两种水稻的产量（单位省略），结果如下表。

田间光照产量

田间遮阴产量

野生型

6.93

6.20

突变体

7.35

3.68

①在田间遮荫条件下，突变体水稻产量却明显低于野生型，造成这个结果的内因是。

②根据以上结果，推测两种水稻的光补偿点（光合速率和呼吸速率相等时的光照强度），突变体水稻较野生型（填“高”、“低”或“相等”）。
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3. 下图是真核细胞光合作用中能量转换的部分路径示意图，回答下列问题：

(1) 图中光系统Ⅰ、Ⅱ位于叶绿体，是主要由和蛋白质组成的复合物，是光能吸收、转移和转换的功能单位。光系统将收集到的光能，传递到反应中心后再将能量传出光系统，促进了NADPH和等有机分子的合成，进而推动碳反应的进行。
(2) H+泵的催化中心是 ATP合酶，该酶能以氢和电子传递为基础，驱动ADP的，使两者偶联发生。图中卡尔文循环发生的场所是叶绿体。
(3) 为研究光合作用过程中碳同化和去向，在黑暗条件下向小球藻提供的CO2 ， 每隔一定时间取样，并将样品立即加入煮沸的甲醇中，甲醇的目的是杀死小球藻并标记化合物。浓缩后再点样进行双向纸层析，使标记化合物分离。纸层析法分离不同物质的原理是。实验时发现，开始实验仅30秒后杀死小球藻，提取到的放射性产物多达几十种，缩短到7秒， 放射性产物减少到12种， 若要确定CO2被固定生成的第一种产物是什么，实验思路是。根据该思路，最先检测到的是三碳化合物。猜测此三碳化合物是CO2与某一个二碳分子结合生成的，但当在光照下后，发现五碳糖的含量快速升高，由此推知固定CO2的物质不是二碳分子，可能是五碳糖。
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