《2025年天星教育试题调研生物第8辑》

1. [2025 北京朝阳区 12 月模拟]学习以下材料，回答(1)~(3)题。
神奇的化学反应
光合作用为地球上生物的生存和发展提供了物质和能量。叶绿体是植物细胞进行光合作用的场所。1937 年英国植物学家希尔发现：在光照条件下，离体叶绿体中发生水的裂解，产生氧气，同时将高价铁还原为低价铁，即 $4Fe^{3+}+2H_{2}O \to 4Fe^{2+}+O_{2}+4H^{+}$。
在实验室条件下，裂解水需要极强的电流或者近乎 $2000^{\circ}C$ 的高温。植物细胞为什么在自然条件下就能实现对水的裂解呢？这与叶绿体中的光系统有关。光系统是由蛋白质和光合色素组成的复合物，能完成一定功能，包括光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)，如图。

光系统中的某些光合色素分子在吸收光能后，电子会由最稳定的低能量状态上升到一个不稳定的高能量状态，以驱动水的裂解并释放出氧气，同时产生的电子和 $H^{+}$ 最终用于 NADPH 和 ATP 的合成，驱动光合作用的暗反应。进一步研究发现，某些化合物 X 可阻断电子传递过程，抑制光合作用。这类化合物被称为光合电子传递抑制剂。农业生产中，化合物 X 可作为除草剂，抑制杂草的生长，提高农作物产量。
(1)图中 PSⅡ和 PSⅠ位于叶绿体的______上。
(2)据文中信息可知，PSⅡ中的______吸收光能，可将水裂解为氧气和 $H^{+}$，产生的电子经一系列传递，与 $NADP^{+}$ 和 $H^{+}$ 结合形成______，将光能转变为______。
(3)ATP 合成酶是一种复合物，具有催化 ADP 和 Pi 合成 ATP 的功能。由图可知，这一过程需要的能量直接来自______。
(4)根据文中信息并结合所学知识，推测化合物 X 抑制杂草生长的机理：______。

答案：
(1)类囊体薄膜
(2)光合色素分子；NADPH；化学能
(3)H⁺浓度梯度（或H⁺顺浓度梯度扩散产生的能量）
(4)化合物X阻断光合电子传递过程，使光反应无法产生NADPH和ATP，暗反应因缺乏能量和还原剂而不能进行，杂草无法合成有机物，生长被抑制。