資源簡介

專題2　細胞代謝
微專題4　細胞代謝類大題突破
1.常考坐標曲線題
[思維模板]
2.光合作用中的新情境信息題
(1)光呼吸
光呼吸是指綠色植物在光照情況下吸收O2，將葉綠體中的C5分解產生CO2的過程。光呼吸是一個“耗能浪費”的生理過程，因此，抑制植物的光呼吸可實現農作物的增產。
光呼吸與光合作用的關系
[解讀]　①與光呼吸有直接關系的細胞器為葉綠體、線粒體。光呼吸產生的條件是光照、高O2含量和低CO2含量等。
②在干旱天氣和過強光照下，因為溫度很高，蒸騰作用很強，氣孔大量關閉。此時的光呼吸可以消耗光反應階段生成的多余的NADPH和ATP，又可以為暗反應階段提供原料，因此光呼吸對植物有重要的正面意義。
(2)C4植物
[解讀]　①玉米、高粱、甘蔗都是C4植物，適于在高溫、干燥和強光的條件下生長。
②C4植物葉肉細胞的葉綠體和維管束鞘細胞的葉綠體共同完成CO2的固定。
③在高溫、光照強烈和干旱的條件下，綠色植物的氣孔大量關閉。這時，C4植物能夠利用葉片內細胞間隙中含量很低的CO2進行光合作用。
(3)景天科植物
[解讀]　①仙人掌、菠蘿和許多肉質植物都進行這種類型的光合作用。這類植物特別適合于炎熱干旱地區，其特點是氣孔夜間開放，吸收并固定CO2，形成以蘋果酸為主的有機酸；白天則氣孔關閉，不吸收CO2，但同時卻通過卡爾文循環將從蘋果酸中釋放的CO2還原為糖。
②這是一種節省水的光合作用，參與CO2轉化的細胞器除了葉綠體之外，還有線粒體和液泡。
[思維模板]
經典考題重現
1.(2022·江蘇百校大聯考)光呼吸是植物的綠色組織以光合作用的中間產物為底物，發生的吸收O2消耗有機物并釋放CO2的過程，正常生長條件下光呼吸可損耗掉光合產物的25%～30%。我國科研團隊通過多基因轉化技術將GLO(乙醇酸氧化酶)基因、OXO(草酸氧化酶)基因和CAT(過氧化氫酶)基因導入水稻葉綠體基因組，構建一條新的光呼吸代謝支路，簡稱GOC支路，從而使光呼吸產生的部分乙醇酸直接在葉綠體內被轉化為草酸并最終分解為CO2，顯著提高了水稻的光合效率，相關機理如下圖所示。請分析回答：
(1)在高CO2低O2濃度條件下，Rubisco催化光合作用暗反應階段中________(填過程)，生成的C3酸轉化成C3糖需要________(填場所)產生的________提供能量。
(2)若用放射性同位素14C標記C5，則在正常細胞光呼吸過程中的轉移途徑為：C5→________；參與該過程的細胞結構有________。
(3)導入的3種關鍵基因經________(填過程)形成3種關鍵酶，研究中可通過檢測3種酶的________初步篩選出具進一步研究價值的GOC支路水稻。
(4)科研人員用電鏡觀察野生型和初篩獲得的GOC型水稻葉肉細胞超薄切片，結果如下圖1所示。其中表示GOC型水稻葉肉細胞的是________(填“甲”或“乙”)，依據是_____________________________________________________
__________________________________________________________________。
同時，科研人員在光照條件下還檢測了GOC型水稻的光呼吸代謝物水平，結果如下圖2所示。你認為GOC型水稻是否培育成功，并簡述理由：_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(5)在試驗田種植中發現，GOC型水稻的產量顯著高于野生型水稻的，結合上述研究分析，可能的原因有________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案　(1)CO2的固定　類囊體薄膜　NADPH和ATP　(2)乙醇酸→乙醛酸→甘氨酸→CO2　葉綠體、過氧化物酶體、線粒體　(3)轉錄和翻譯(或基因表達)　濃度、活性　(4)乙　淀粉粒增多、增大(葉綠體體積增大)　是，與野生型水稻相比，GOC型水稻乙醇酸相對值明顯降低，草酸相對值明顯升高，轉移了乙醇酸代謝的途徑
(5)GOC型水稻光呼吸產生的部分乙醇酸能直接在葉綠體內被催化為草酸并最終完全分解為CO2，提高葉綠體中CO2濃度，從而抑制光呼吸，提高植物的光合效率，使水稻增產
解析　(1)由題干信息可知，在高CO2低O2濃度條件下，Rubisco催化光合作用暗反應階段中二氧化碳的固定過程，即二氧化碳在該酶的作用下與C5結合生成C3，結合圖示可知，生成的C3酸轉化成C3糖，即C3還原過程需要消耗光反應產生的NADPH和ATP，NADPH和ATP均能為該過程提供能量，且前者還能提供還原劑，光反應過程發生在葉綠體的類囊體薄膜上。(2)若用放射性同位素14C標記C5，根據圖示的光呼吸過程可知，在正常細胞光呼吸過程中14C的轉移途徑為：C5→乙醇酸→乙醛酸→甘氨酸→CO2；圖中顯示參與光呼吸過程的細胞結構有葉綠體、過氧化物酶體和線粒體。(3)基因控制蛋白質合成的過程包括轉錄和翻譯兩個過程，因此導入的3種關鍵基因經轉錄和翻譯過程形成3種關鍵酶，由圖可知，這里的導入的關鍵酶基因是GLO(乙醇酸氧化酶)基因、OXO(草酸氧化酶)基因和CAT(過氧化氫酶)基因，研究中可通過檢測3種酶的濃度、活性可初步篩選出具進一步研究價值的GOC支路水稻。(4)圖1中的乙細胞中淀粉粒增多、增大，且葉綠體體積增大，說明該細胞中光合效率較高，因而可表示GOC型水稻的葉肉細胞。同時，科研人員在光照條件下還檢測了GOC型水稻的光呼吸代謝物水平，圖2結果顯示，與野生型水稻相比，GOC型水稻乙醇酸相對值明顯降低，草酸相對值明顯升高，顯然該葉肉細胞中轉移了乙醇酸代謝的途徑，可以顯示GOC型水稻培育成功。 (5)GOC型水稻光呼吸產生的部分乙醇酸能直接在葉綠體內被催化為草酸并最終完全分解為CO2，提高葉綠體中CO2濃度，從而起到了抑制光呼吸作用，同時也能供給光合作用暗反應的過程，因而提高了植物的光合效率，因而GOC型水稻的產量顯著高于野生型水稻的。
2.(2022·江蘇新高考基地學校聯考)CO2是重要的溫室氣體，大氣CO2濃度升高導致氣候變暖，將會使土壤水分的有效性降低，干旱脅迫成為農業生產的主要限制因素。為研究增溫、增CO2對植物光合速率的影響，科研小組以玉米(生長周期為120天)為實驗材料，在三組不同條件下種植，一段時間后分別測定光合速率，實驗結果如下表，回答下列問題：
組別 實驗條件 光合速率/(μmolCO2m－2·s－1)
種植34天 種植82天
A組 環境溫度，大氣CO2濃度 37.6 24.9
B組 環境溫度＋2 ℃，大氣CO2濃度 40.0 18.7
C組 環境溫度＋2 ℃，兩倍大氣CO2濃度 42.6 22.9
(1)分析增溫對植物光合速率的影響，應對比上表中________組的數據。
(2)表中數據表明，CO2濃度升高導致光合速率提高的原因是____________________________________________________________________，
C組條件下對光合速率起限制作用的環境因素主要是_____________________________________________________________________
(答出兩點)。
(3)有研究表明，長期處于高濃度CO2環境下的植物，在低CO2濃度下對CO2的利用能力會下降，請利用上述材料和實驗條件設計驗證這一結論的方案，簡要寫出實驗思路：
____________________________________________________________________。
(4)研究人員進一步研究干旱脅迫對光合產物分配的影響：將長勢一致的桃樹幼苗平均分成對照組、干旱處理、干旱后恢復供水三組，只給予成熟葉14CO2，檢測成熟葉14CO2光合產物滯留量；一段時間后，檢測光合產物在細根、幼葉和莖尖部位的分配情況。據圖回答問題：
①在干旱脅迫中期，檢測到光反應釋放的氧氣減少，推測可能是葉綠體內________(填結構)受損，為暗反應提供的________減少，從而光合速率降低；另外由于________，C3的生成速率降低，從而光合速率降低。
②由圖可知，干旱脅迫會導致成熟葉光合產物的輸出量________，判斷依據是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
③大多數植物在干旱條件下，氣孔會以數十分鐘為周期進行周期性的閉合，稱為“氣孔振蕩”，“氣孔振蕩”是植物對干旱條件的一種適應性反應，有利于植物生理活動的正常進行。其原因是________________________________________。
答案　(1)A和B　(2)CO2是光合作用的原料，CO2濃度升高使暗反應速率加快　光照強度、溫度
(3)將種植了82天的C組玉米植株移植于B組實驗條件下種植，同時將種植了82天的B組玉米植株在原條件下繼續種植，種植同樣時間后分別測定二者的光合速率
(4)①類囊體薄膜　ATP和NADPH　氣孔關閉，CO2吸收量減少　②減少　圖中干旱處理組成熟葉光合產物滯留量增加　③既能降低蒸騰作用強度，又能保障CO2供應，使光合作用正常進行
解析　分析表格：本實驗研究增溫、增CO2對植物光合速率的影響，自變量為二氧化碳、溫度和種植天數，因變量為光合速率。(1)分析增溫對植物光合速率的影響，該實驗的自變量是環境溫度，CO2濃度是無關變量，A和B兩組中自變量是環境溫度，所以應對比上表中A和B兩組。(2)CO2濃度升高導致光合速率提高的原因為CO2是光合作用的原料，CO2濃度升高使暗反應速率加快。C組CO2濃度倍增，但光合速率并未倍增，此時起限制作用的環境因素是光照強度和溫度。(3)本實驗要驗證長期處于高濃度CO2環境下的植物，在低CO2濃度下對CO2的利用能力會下降，實驗材料是C組植物，然后放在低二氧化碳濃度條件下，也就是將種植了82天的C組玉米植株移植于B組實驗條件下種植，同時將種植了82天的B組玉米植株在原條件下繼續種植，種植相同時間后分別測定二者的光合速率。實驗結果：前者的光合速率低于后者。(4)①光反應階段發生在葉綠體的類囊體薄膜上，具體是在光照條件下水分解為氧氣和NADPH，同時將光能轉化為ATP中的能量。在干旱脅迫中期，檢測到光反應釋放的氧氣減少，推測可能是葉綠體內類囊體薄膜受損，為暗反應提供的ATP和NADPH減少，從而光合速率降低；暗反應中二氧化碳和五碳化合物合成三碳化合物，由于氣孔關閉，CO2吸收量減少，C3的生成速率降低，從而光合速率降低。②由圖可知，與對照組相比，干旱處理后成熟葉中14C光合產物的滯留量增加，說明干旱脅迫會導致成熟葉光合產物的輸出量減少。③在干旱條件下，蒸騰作用過強會導致植物缺水萎蔫，植物氣孔會以數十分鐘為周期進行周期性的閉合，這樣既能降低蒸騰作用強度，又能保障CO2供應，使光合作用正常進行，有利于植物生理活動的正常進行。
2021年2月教育部發布通知：高考命題要優化情境設計，增強試題開放性、應用性和靈活性，充分發揮高考命題的育人功能和積極導向作用，引導減少“死記硬背”和“機械刷題”現象。應用性強調生物學與生產、生活實際的聯系，引導考生自覺地從生物學視角思考生活中的相應問題，綜合運用所學知識解決生產、生活實際及科學研究等情境中的問題。
材料　磷酸丙糖是光合作用中最先產生的糖，也是光合作用產物從葉綠體運輸到細胞質基質的主要形式。
光合作用產生的磷酸丙糖既可以在葉綠體中形成淀粉，暫時儲存在葉綠體中，又可以通過葉綠體膜上的轉運器運出葉綠體，在細胞質基質中合成蔗糖。合成的蔗糖或臨時儲藏于液泡內，或從光合細胞中輸出，經韌皮部裝載通過長距離運輸到其他部位。
1.(2022·江蘇揚州月考)黃瓜是日光溫室中栽培最普遍的蔬菜。為提高黃瓜產量，科研人員研究了春季和冬季日變化對溫室栽培黃瓜葉片光合速率的影響(如下圖所示)，同時對兩個黃瓜品種的光合產物輸出率進行了研究，實驗中使用14C標記的CO2對黃瓜葉片飼喂48小時后，經測定環境中相應氣體的變化量并計算得到相關數值(如下表所示)。
季節 品種 14C光合產物輸出率/% 14C光合產物在植株各部分的分配
瓜/% 莖/% 根/%
冬季 長春密刺 22.27 2.34 10.66 2.53
農大14號 35.27 3.98 19.80 5.11
春季 長春密刺 51.99 36.95 8.78 2.08
農大14號 47.17 23.03 13.68 3.71
(1)實驗中黃瓜吸收的CO2參與光合作用的________階段，該階段進行的場所是________。
(2)圖示溫室黃瓜葉片的光合速率冬季明顯低于春季，從環境因素分析，其主要原因有_________________________________________________________________。
由表中結果推斷，冬季日光溫室黃瓜葉片光合速率低的生理原因還可能是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)在光合產物輸出率實驗中采用的研究方法是________。黃瓜吸收14C標記的CO2一段時間后，下列哪些物質可能含有14C標記________(①纖維素 ②丙酮酸 ③蛋白質)。
(4)從黃瓜產量的角度分析，春季農民宜選擇________品種種植，依據是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案　(1)暗反應　葉綠體(基質)　(2)冬季光照強度和溫度比春季低　在冬季光合產物輸出率低，光合產物在葉片中積累，抑制了光合作用　(3)同位素標記法(同位素示蹤法)　①②③　(4)長春密刺　光合產物輸出率高、光合產物在瓜處分配比例高
解析　(1)二氧化碳在光合作用過程中參與暗反應階段的二氧化碳固定過程，暗反應的場所是葉綠體(基質)。(2)光照強度可通過影響光反應來影響光合速率，溫度可通過影響酶的活性來影響光合速率，由于冬季光照強度和溫度較春季的要低，所以冬季日光溫室黃瓜葉片光合速率明顯低于春季。據表分析，光合作用的產物在葉片中積累，抑制了光合作用，所以冬季日光溫室黃瓜葉片光合速率低的原因還可能是在冬季栽培條件下其光合產物輸出率低，光合產物在葉片中積累，抑制了光合作用。(3)本實驗采用了14C標記CO2，故采用的研究方法是同位素標記法(同位素示蹤法)。14C標記的CO2可用于二氧化碳的固定， 產生纖維素、淀粉等多糖，淀粉可水解成葡萄糖，而葡萄糖經呼吸作用等過程轉移到其他含碳有機物如丙酮酸等物質中，也可轉化到蛋白質中，故選①②③。(4)表中春季時光合作用產物輸出率和光合產物在植株各部分的分配中，長春密刺比農大14號的光合產物輸出率高，且長春密刺比農大14號的光合產物在瓜處分配比例高，能夠增加產量，所以長春密刺更適合春季栽培。
2.(2020·全國卷Ⅰ，30)農業生產中的一些栽培措施可以影響作物的生理活動，促進作物的生長發育，達到增加產量等目的。回答下列問題：
(1)中耕是指作物生長期中，在植株之間去除雜草并進行松土的一項栽培措施，該栽培措施對作物的作用有__________________________________________
_____________________________________________________________________(答出2點即可)。
(2)農田施肥的同時，往往需要適當澆水，此時澆水的原因是_______________________________________________________(答出1點即可)。
(3)農業生產常采用間作(同一生長期內，在同一塊農田上間隔種植兩種作物)的方法提高農田的光能利用率。現有4種作物，在正常條件下生長能達到的株高和光飽和點(光合速率達到最大時所需的光照強度)見下表。從提高光能利用率的角度考慮，最適合進行間作的兩種作物是________，選擇這兩種作物的理由是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
作物 A B C D
株高/cm 170 65 59 165
光飽和點/ (μmol·m－2·s－1) 1 200 1 180 560 623
答案　(1)減少雜草對水分、礦質元素和光的競爭；增加土壤氧氣含量，促進根系的呼吸作用　(2)肥料中的礦質元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收　(3)A和C　作物A光飽和點高且長得高，可利用上層光照進行光合作用；作物C光飽和點低且長得矮，與作物A間作后，能利用下層的弱光進行光合作用
解析　(1)除去雜草可以減少雜草和農作物之間對水分、礦質元素和光的競爭，使能量更多地流向農作物；松土可以使土壤中O2含量增多，有利于根細胞進行有氧呼吸，進而增強根對礦質元素的吸收等活動。(2)肥料中的礦質元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，因而農田施肥的同時常適當澆水，以使肥料中的礦質元素溶解在水中；另外，澆水還可以降低土壤溶液的滲透壓，防止作物因過度失水而死亡。(3)為了更充分地利用光照資源，間作過程中要確保高低作物的合理搭配。株高較高的作物獲取的光照充足，應選擇光飽和點較高的作物(作物A)；株高較低的作物獲取的光照較少，應選擇光飽和點較低的作物(作物C)。
從近三年全國各地考情看，非選擇題簡短填空大幅減少，代之以長句作答(即要求回答“功能”“原因”“作用”“目的”“思路”“實驗設計方案”等)，而且作答范圍從以往的主干——“代謝、調節、遺傳、生態”為主調的傳統模式，擴展為幾乎“全覆蓋”，這無疑對考生語言表達能力提出了更高要求。基于新高考的到來，江蘇卷中的非選擇題同樣也避不開這類“長句”如21年江蘇高考生物卷第22(6)題設問“意義是________”、第23(3)題“其機理是________”。因此，在二輪復習時，務必對這一高考重點、難點給予重視和強化。
共鳴點1　教材原文作答類
1.(2022·全國乙卷，29)農業生產中，農作物生長所需的氮素可以NO的形式由根系從土壤中吸收。一定時間內作物甲和作物乙的根細胞吸收NO的速率與O2濃度的關系如圖所示。作物甲和作物乙各自在NO最大吸收速率時，作物甲根細胞的呼吸速率大于作物乙，判斷的依據是NO最大吸收速率大于乙，甲需要能量多，消耗__氧氣多物松土，增加土壤中的含氧量。
2.(2022·全國甲卷，29)C4植物的CO2補償點比C3植物的低。CO2補償點通常是指環境CO2濃度降低導致光合速率與呼吸速率相等時的環境CO2濃度。干旱會導致氣孔開度減小，研究發現在同等程度干旱條件下，C4植物比C3植物生長得好。從兩種植物CO2補償點的角度分析，可能的原因是C4植物的CO2補償點低于C3植物，C4植物能夠利用較低濃度的CO2。
3.[2019·全國卷Ⅰ，31(2)]種間競爭通常是指兩種或更多種生物共同利用同樣的有限資源
和空間而產生的相互排斥的現象。(選擇性必修2P24)
　對于概念、原理、作用等基礎知識設問的此類試題，答案一般直接來源于教材，要求考生盡量用教材原話作答，只有按照教材的語言組織答案才能得滿分。
共鳴點2　科學思維類(原因分析類)
1.[2021·全國甲卷，29(3)]細胞外的K＋可以通過載體蛋白逆濃度梯度進入植物的根細胞。在有呼吸抑制劑的條件下，根細胞對K＋的吸收速率降低，原因是K＋逆濃度梯度進入細胞，為主動運輸，需消耗能量，呼吸受到抑制時提供的能量減少，故根細胞吸收K＋的速率降低。
2.[2021·海南卷，21(2)]植物工廠選用紅藍光組合LED燈培植生菜，選用紅藍光的依據是葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍紫光，選用紅藍光可以提高植物的光合作用，從而提高生菜的產量。
3.[2021·湖北卷，22(4)]楊樹及甲、乙兩種草本藥用植物的光合速率與光照強度關系曲線如圖所示。和甲相比，乙更適合在楊樹林下種植，其原因是楊樹林下光照強度小，而乙比甲的光補償點和光飽和點均低，弱光下乙凈光合速率高。
4.[2020·全國卷Ⅰ，30(2)]農田施肥的同時，往往需澆水，此時澆水的原因是肥料中的礦質元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收。
5.[2019·全國卷Ⅰ，29(2)]將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進行干旱處理，該植物根細胞中溶質濃度增大，葉片中的脫落酸(ABA)含量增高，葉片氣孔開度減小。回答下列問題。
(2)與干旱處理前相比，干旱處理后該植物的光合速率會降低，出現這種變化的主要原因是氣孔開度減小使供應給光合作用所需的CO2減少。
　這類試題設問的方式一般有以下幾種：
“……合理的解釋是________”“……原因是________”“……其機理是________”“……判斷的依據是________”等。這類試題一般已知某一特定外界條件的改變，然后要求考生回答某一生理過程發生什么樣的改變，最后要求考生回答該生理過程發生改變的原因。原因是指造成某種結果或引起另一件事情發生的條件。在解釋已知條件與結果之間的邏輯關系(原因)時，首先要明確問題的條件是什么，在該條件下指向結果是什么，相關的邏輯推理關系和過程是什么等。其答題模板可歸納整理為：“因為……導致……，于是……，所以……”，其中“因為……”照抄題干中的已知條件，“所以……”照抄題干中的結果，“導致……，于是……”是用教材知識回答已知條件與結果之間的邏輯推理關系。該答題模板的優點是能夠使答題既準確又規范，難點是要運用教材相關知識把已知條件與結果之間的邏輯關系一層一層地分析清楚。
共鳴點3　實驗探究類
1.[2021·全國乙卷，29(3)]生活在干旱地區的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。這類植物晚上氣孔打開吸收CO2，吸收的CO2通過生成蘋果酸儲存在液泡中；白天氣孔關閉，液泡中儲存的蘋果酸脫羧釋放的CO2可用于光合作用。回答下列問題：
(3)若以pH作為檢測指標，請設計實驗來驗證植物甲在干旱環境中存在這種特殊的CO2固定方式。(簡要寫出實驗思路和預期結果)
答案　實驗思路：取若干長勢相同的植物甲，平均分為A、B兩組；將A組置于干旱條件下培養，B組置于水分充足的條件下培養，其他條件相同且適宜；一段時間后，分別測定兩組植物甲白天和夜晚液泡中的pH。預期結果：B組液泡中的pH白天和夜晚無明顯變化，A組液泡中的pH夜晚明顯低于白天。
2.[2019·全國卷Ⅰ，29(3)]將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進行干旱處理，該植物根細胞中溶質濃度增大，葉片中的脫落酸(ABA)含量增高，葉片氣孔開度減小。有研究表明：干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。請以該種植物的ABA缺失突變體(不能合成ABA)植株為材料，設計實驗來驗證這一結論。要求簡要寫出實驗思路和預期結果。
答案　取ABA缺失突變體植株在正常條件下測定氣孔開度，經干旱處理后，再測定氣孔開度。預期結果是干旱處理前后氣孔開度不變。
將上述干旱處理的ABA缺失突變體植株分成兩組，在干旱條件下，一組進行ABA處理，另一組作為對照組，一段時間后，分別測定兩組的氣孔開度。預期結果是ABA處理組氣孔開度減小，對照組氣孔開度不變。
如果是驗證類或探究類實驗，實驗思路要說明自變量如何操作，無關變量如何控制，因變量如何檢測。
復習備考中，考生要熟悉教材基本實驗的基本操作、原理及方法，重視對實驗探究的方法、步驟及實驗結果和結論的分析，并進行專項訓練，同時也要提高語言表達能力。
1.(2022·江蘇淮安期中)蓮藕是廣泛用于觀賞和食用的植物，研究人員通過人工誘變篩選出一株蓮藕突變體，其葉綠素含量僅為普通蓮藕的56%。圖1表示在25 ℃時不同光照強度下該突變體和普通蓮藕的凈光合速率。圖2中A、B分別表示某光照強度下該突變體與普通蓮藕的氣孔導度(單位時間進入葉片單位面積的CO2量)和胞間CO2濃度。請分析回答下列問題：
(1)蓮藕極易褐變，這是因為細胞內的多酚氧化酶催化相關反應引起的。將蓮藕在開水中焯過后可減輕褐變程度，原因是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
在2 000(μmol·m－2·s－1)的光強下，突變體蓮藕的實際光合速率比普通蓮藕的高________%(保留一位小數)。
(2)CO2在光合作用中被利用的場所是________，因為此處可以為CO2的固定提供________。
(3)據圖2分析，________(填“普通”或“突變體”)蓮藕在單位時間內固定的CO2多，理由是______________________________________________________。
(4)某研究小組采用“半葉法”對蓮藕葉片的光合速率進行測定。將對稱葉片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做處理，并采用適當的方法阻止兩部分的物質和能量轉移。在適宜光照下照射6小時后，在A、B的對應部位截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為MA、MB(單位：mg)，則該植物細胞總光合作用速率為________mg/h。
答案　(1)高溫下多酚氧化酶失去活性， 抑制了褐變過程　23.5　(2)葉綠體基質　C5和酶　(3)突變體　突變體的氣孔導度大，進入葉片的CO2多，而胞間CO2濃度與普通蓮藕相近，說明突變體的光合速率較高，能較快地消耗CO2　(4)1/6(MB－MA)
解析　(1)高溫破壞了多酚氧化酶的結構，使其失去活性，因此將藕用開水處理后可減輕褐變程度；據圖1分析，在2 000(μmol·m－2·s－1)的光強下，突變體蓮藕的實際光合速率為2＋19＝21，普通蓮藕的實際光合速率為2＋15＝17，突變體蓮藕的實際光合速率比普通蓮藕高21－17＝4，所以突變體蓮藕的實際光合速率比普通蓮藕高4÷17×100%≈23.5%。(2)暗反應過程中與二氧化碳結合的C5化合物以及反應所需要的酶均在葉綠體基質中，故二氧化碳被利用的場所是葉綠體基質。(3)據圖2分析，突變體的氣孔導度大，進入葉片的CO2多，而胞間CO2濃度與普通蓮藕相近，說明突變體的光合速率較高，能較快地消耗CO2，所以突變體蓮藕在單位時間內固定的CO2多。(4)相同時間段內遮光部分A只進行了細胞呼吸，而曝光部分B細胞呼吸和光合作用同時進行，實驗開始時兩者的起始質量相同(可設為a)，則兩者的重量差M＝MB－MA＝(a＋6小時內光合作用合成量－6小時內細胞呼吸消耗量)－(a－6小時內細胞呼吸消耗量)＝6小時內光合作用合成量，故該植物總光合作用強度為1/6(MB－MA)mg/h。
2.(2022·江蘇蘇錫常鎮四市一調)光系統Ⅰ(PSⅠ)和光系統Ⅱ(PSⅡ)是由蛋白質和光合色素組成的復合體。下圖表示某高等植物葉肉細胞中光合作用部分過程示意圖，圖中虛線表示該生理過程中電子(e－)的傳遞過程。請據圖回答下列問題：
(1)PSⅠ和PSⅡ鑲嵌在葉綠體的________上，含有的光合色素主要包括________兩大類，這些色素的主要功能有________。
(2)圖示過程中，PSⅡ和PSⅠ以串聯的方式協同完成電子由________(填物質)釋放、最終傳遞給________(填物質)生成NADPH的過程。
(3)光照的驅動既促使水分解產生H＋，又伴隨著電子的傳遞通過PQ將葉綠體基質中的H＋________，同時還在形成NADPH的過程中________葉綠體基質中部分H＋，造成膜內外的H＋產生了濃度差。請結合圖示信息分析，跨膜的H＋濃度差在光合作用中的作用是_________________________________________________。
(4)除草劑二溴百里香醌(DBMIB)與PQ競爭可阻止電子傳遞到細胞色素b6f，若用該除草劑處理無內外膜的葉綠體，會導致ATP含量顯著下降，其原因可能是_____________________________________________________________________
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答案　(1)類囊體(薄)膜　葉綠素和類胡蘿卜素　吸收、傳遞和轉換光能　(2)水　NADP＋　(3)轉運至類囊體膜內(類囊體腔內)　消耗　為光反應中ATP的合成過程提供能量　(4)DBMIB阻斷電子傳遞會抑制水光解產生H＋，使膜內外H＋的濃度差減小甚至消失
解析　(1)分析題意可知，PSⅠ和PSⅡ是由蛋白質和光合色素組成的復合體，色素可參與光反應過程，其分布場所是葉綠體的類囊體薄膜；光合色素中含有的類型葉綠素和類胡蘿卜素；光合色素的功能主要有吸收、傳遞和轉換光能。(2)據圖可知，水會在光下水解為氧氣和H＋，而PSⅡ和PSⅠ以串聯的方式協同完成電子由水釋放、最終傳遞給NADP＋生成NADPH的過程。(3)分析題圖可知，光照的驅動既促使水分解產生H＋，又伴隨著電子的傳遞通過PQ將葉綠體基質中的H＋轉運至類囊體膜內，同時還在形成NADPH的過程中消耗葉綠體基質中部分H＋，造成膜內外的H＋產生了濃度差；據圖可知，跨膜的H＋濃度差在光合作用中的作用是為光反應中ATP的合成過程提供能量。(4)結合題意“DBMIB與PQ競爭可阻止電子傳遞到細胞色素b6f”可知，DBMIB阻斷電子傳遞會抑制水光解產生H＋，使膜內外H＋的濃度差減小甚至消失，故若用該除草劑處理無內外膜的葉綠體，會導致ATP含量顯著下降。

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