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专题01 光合作用
光合作用是高中生物知识体系的核心内容,常与呼吸作用联合考查,大多围绕二者的过程展开,对两个重要生理过程的发生场所、产物、影响因素、相互联系以及有关计算等进行全方位的考查。另外,还经常联系物质的运输与细胞的结构、生物膜系统、分泌蛋白的合成和分泌等内容进行综合考查。考查形式常以实验、图表等开展,通过解读材料信息,联系所学知识对一些现象解释原因,阐述理由,给出判断依据。
1.(江苏2022苏锡常一模)光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)是由蛋白质和光合色素组成的复合体。下图表示某高等植物叶肉细胞中光合作用部分过程示意图,图中虚线表示该生理过程中电子(e-)的传递过程。请据图回答下列问题。
(1)PSⅠ和PSⅡ镶嵌在叶绿体的_______________上,含有的光合色素主要包括_______________两大类,这些色素的主要功能有_______________。
(2)图示过程中,PSⅡ和PSⅠ以串联的方式协同完成电子由_______________(物质)释放、最终传递给_______________(物质)生成[H]的过程。
(3)光照的驱动既促使水分解产生H+,又伴随着电子的传递通过PQ将叶绿体基质中的H+_______________,同时还在形成[H]的过程中_______________叶绿体基质中部分H+,造成膜内外的H+产生了浓度差。请结合图示信息分析,跨膜的H+浓度差在光合作用中的作用是_______________。
(4)除草剂二溴百里香醌(DBMIB)与PQ竞争可阻止电子传递到细胞色素b6f,若用该除草剂处理无内外膜的叶绿体,会导致ATP含量显著下降,其原因可能是_______________。
(2023南京盐城二模)下图1是发生在番茄叶绿体内的光反应机制,其中PSⅠ和PSⅡ表示光系统Ⅰ和光系统Ⅱ;图2表示番茄细胞合成番茄红素等代谢过程,番茄红素为脂溶性物质,积累在细胞内的脂滴中。请回答下列问题:
(1)图1能完成水光解的结构是_____________(选填“光系统Ⅰ”或“光系统Ⅱ”)。电子(e-)由水释放出来后,经过一系列的传递体形成电子流,电子的最终受体是_____________。光反应阶段光系统Ⅰ和光系统Ⅱ吸收的光能储存在_____________中。
(2)如图2所示,番茄细胞进行有氧呼吸时,第一阶段产生的物质X为_____________,物质X可跨膜转运至线粒体基质,在酶的催化下形成乙酰CoA,再参与柠檬酸循环,柠檬酸循环过程_____________(选填“需要”或“不需要”)氧气参与。科研人员利用转基因技术改造番茄植株,使有关酶过度表达从而提高番茄红素积累量。据图2分析,转基因植株细胞过度表达的酶发挥作用的位置应为_____________(选填“细胞质基质”或“线粒体基质”),功能应是将图中物质X更多地转化为_____________。
(3)PSⅡ是一种光合色素和蛋白质的复合体,D1蛋白是PSI的核心蛋白。研究发现亚高温强光(HH)条件下,过剩的光能会损伤D1蛋白,进而影响植物的光合作用。为研究亚高温强光(HH)对番茄光合作用的影响,研究人员对番茄进行不同条件处理,实验结果如图3所示。
据图可知,HH条件下,过剩光能产生的原因不是气孔因素引起的,理由是_____________;而是由于_____________,使C3的合成速率下降,导致光反应产物积累,进而使光能转化效率降低而造成光能过剩,对植物造成危害。
(4)研究发现,D1蛋白周转(D1蛋白更新合成)和叶黄素循环(几种叶黄素在不同条件下的转化,)是植物应对高温高光强条件的重要保护机制。研究人员利用番茄植株进行了四组处理:A组在适宜温度和光照强度下培养,B组用H2O处理,C组用叶黄素循环抑制剂(DTT)处理,D组用D1蛋白周转抑制剂(SM)处理,其中B、C、D三组均置于HH条件下培养,结果如图4所示。据图分析,在HH条件下,D1蛋白周转比叶黄素循环对番茄植株的保护作用_____________(选填“强”或“弱”),理由是_____________。
1.(2023江苏泰州一模)某些植物具有一种CO2浓缩机制,部分过程见图1。在叶肉细胞中,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)可将HCO3-转化为有机物,该有机物经过一系列的变化,最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO2,提高了Rubisco附近的CO2浓度。
(1)由这种CO2浓缩机制可以推测,PEPC与无机碳亲和力______(填“高于”或“低于”或“等于”)Rubisco。
(2)图1所示的物质中,可由光合作用光反应提供的是______。图中由Pyr转变为PEP的过程属于______反应(填“吸能”或“放能”)。
(3)通过转基因技术或蛋白质