《2025年步步高大一轮复习讲义生物人教版》

9.(2020·山东,21节选)人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类,相关装置及过程如图所示,其中甲、乙表示物质,模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。请回答下列问题:
　　
(1)若正常运转过程中气泵突然停转,则短时间内乙的含量将__________(填“增加”或“减少”)。若气泵停转时间较长,模块2中的能量转换效率也会发生改变,原因是__________________________。
(2)在与植物光合作用固定的$CO_{2}$量相等的情况下,该系统糖类的积累量__________(填“高于”“低于”或“等于”)植物,原因是________________。
(3)干旱条件下,很多植物光合作用速率降低,主要原因是______________________________。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低,在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。

答案：
(1) 减少 模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP⁺不足
(2) 高于 人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或植物呼吸作用消耗糖类)
(3) 叶片气孔开放程度降低，CO₂的吸收量减少

10.当光照过强,植物吸收的光能超过植物所需时,会导致光合速率下降,这种现象称为光抑制。强光条件下,叶肉细胞内因$NADP^{+}$不足、$O_{2}$浓度过高,会生成一系列光有毒产物,若这些物质不能及时清除,会攻击叶绿素和PSⅡ反应中心(参与光反应的色素—蛋白质复合体)的D1蛋白,使D1蛋白高度磷酸化,并形成D1蛋白交联聚合物,从而损伤光合结构。而类胡萝卜素能清除光有毒产物,有保护叶绿体的作用(部分过程如图)。请回答下列问题:
　　
(1)PSⅡ反应中心位于____________________上,强光条件下,叶肉细胞内$O_{2}$浓度过高的原因有______________________________。
(2)Rubisco是一个双功能酶,既能催化$C_{5}$与$CO_{2}$发生羧化反应固定$CO_{2}$,又能催化$C_{5}$与$O_{2}$发生加氧反应进行光呼吸,其催化方向取决于$CO_{2}$和$O_{2}$相对浓度。强光下叶肉细胞的光呼吸会增强,原因是______________________________。光呼吸抵消了约30％的光合储备能量,但光呼吸对光合作用不完全是消极的影响,光呼吸还会______(填“增强”或“缓解”)光抑制,对细胞有重要的保护作用。
(3)为研究光抑制后D1蛋白的修复过程,科学家利用光抑制处理的菠菜叶圆片按如下流程进行实验:光抑制处理的叶圆片→叶绿体蛋白质合成阻断剂(作用时长有限)溶液浸泡→取出叶圆片→弱光(或暗)处理不同时间→测量结果,实验数据如表:

①表中数据说明光抑制叶片中D1蛋白的降解依赖于______________条件,D1蛋白的降解过程会使D1蛋白磷酸化比例、D1蛋白交联聚合物比例均______________(填“升高”“不变”或“降低”)。
②为研究D1蛋白降解过程是先发生D1蛋白去磷酸化,还是先发生D1蛋白交联聚合物解聚,科学家用氟化钠处理叶片抑制D1蛋白去磷酸化后,结果显示D1蛋白总量几乎无变化,但D1蛋白交联聚合物则明显减少。据此写出D1蛋白降解过程：D1蛋白降解依赖的环境条件→______→________________→D1蛋白降解。
③弱光处理7 h后,D1蛋白总量略微增加最可能的原因是______________________________。

答案：
(1) 类囊体薄膜 强光条件下，光反应增强，产生更多的O₂；气孔关闭，叶肉细胞释放的O₂量减少
(2) 叶肉细胞内O₂浓度升高，CO₂浓度降低，O₂在与Rubisco的竞争中占优势，Rubisco更倾向于催化C₅与O₂发生反应 缓解
(3) ①弱光 降低 ②D1蛋白交联聚合物解聚 D1蛋白去磷酸化 ③7 h时叶圆片中蛋白质合成阻断剂的抑制作用几乎消失，有少量的D1蛋白合成