第一篇 专题四 光合作用与细胞呼吸 命题预测-【创新教程】2027年高考生物学大二轮专题增分方案学生用书

生物学 9 0 C02 叶绿体 保卫细胞 0 C02 R酶 C:+C2 2C3 02 甘氨酸 过氧化 气孔 物酶体)C02 保卫细胞 02 C02 甘氨酸 线粒体 糖等溶质 02● 肉 C02 细 图(a) 植株S 植株W 500 1000 光照强度（μmol·m2·s) 植株S 0.4 .日。 0.2 植株W 0 500 1000 光照强度（μmol·m2·s) 图(b) 命题 一、光呼吸 光呼吸是指绿色植物在光照情况下吸收 O2,将叶绿体中的C,分解产生CO2的过 程。光呼吸是一个“耗能浪费”的生理过 程，因此，抑制植物的光呼吸可实现农作物 的增产。 高C0,含量环境 五碳化合物 高O,含量环境 下的光合作用 下的光合作用 CO, 羧化反应 加氧反应 「三碳 2化合物 三碳 化合物+ 二碳 卡尔文 1化合物 糖 循环 线粒体 CO 光呼吸与光合作用的关系 ①与光呼吸有直接关系的细胞器为叶绿 体、线粒体。光呼吸产生的条件是光照、高 O2含量和低CO2含量等。 3 (1)R酶催化CO2固定的场所是叶绿体的 ,产物C3在光反应生成的 参与下合成糖类等有机物。 (2)植物保卫细胞吸水，气孔开度增大。由 图(a)(b)可知，相同光照条件下植株S保卫 细胞中G酶表达量提高，叶片的净光合速 率高于植株W,原因是 (3)保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从 21%升高到40%时，植株S的净光合速率 (填“增大”或“减小”)；相较于植株 W,植株S的净光合速率变化幅度 (填“大”“小”或“无法判断”)。 (4)若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光 合速率的影响，还需补充一个实验组。写出 实验思路及预期结果： 预测 ②在干旱天气和过强光照下，因为温度很 高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭。此时的 光呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余的 NADPH和ATP,又可以为暗反应阶段提 供原料，因此光呼吸对植物有重要的正面 意义。 1.光照条件下，叶肉细胞中的O2和C02竞争 性结合C,O2与C,结合后经过一系列反应 释放CO,的过程称为光呼吸。相关学者将 四种酶(GLO、CAT、GCL、TSR)的基因导 入水稻叶绿体，创造了一条新的光呼吸代谢 支路(GCGT支路，如图中虚线所示)，得到 转基因水稻。回答下列问题。 H0+0, →乙醇酸-0C 02 +H202 H202 0 乙醛酸乙醛酸 卡尔文循环 光呼吸 GCGT支路 C02 PGA ATP 甘氨酸 NADH 音油酸：之丝氨酸 SCLAD NADH CO2、NH(释放至胞外) (1)光呼吸时C与O,的结合发生在叶绿体 的 中，影响卡尔文循环的外因 有 (答出两点即可)。 (2)实际生产过程中，常通过 (填“适当升高”或“适当降低”)O,和 CO2的浓度比来达到增产的目的，请分析并 解释其原理（从光合作用原理和光呼吸两个 方面作答)： (3)研究发现，构建了GCGT支路的转基因 水稻，不仅产量增加，叶片中的氨素含量也 显著提高，由图分析，氮素含量提高的原因 是 (4)某研究小组发现，构建了GCGT支路的 转基因水稻，在光饱和点条件下水稻的光合 作用强度无明显变化，其原因可能是 (答出两点即可)。 二、C4植物 叶肉细胞中 维管束鞘细胞 八、 的叶绿体 中的叶绿体 C02 下C4- t-,C→C022C !C3(PEP)胞间连丝 NADPH 多种酶 →NADP+ C 参加 ADP+PiATP(丙酮酸) 催化 -ATP : (CH,O) ADP+Pi ①玉米、高粱、甘蔗都是C4植物，适于在高 温、干燥和强光的条件下生长。 ②C4植物叶肉细胞的叶绿体和维管束鞘 细胞的叶绿体共同完成CO2的固定。 ③在高温、光照强烈和干旱的条件下，绿色 植物的气孔大量关闭。这时，C4植物能够 利用叶片内细胞间隙中含量很低的CO2 进行光合作用。 39 第一篇专题四光合作用与细胞呼吸 2.起源于热带的玉米，除了和其他C3植物（如 花生)一样具有卡尔文循环（固定CO2的初 产物是三碳化合物(C3),简称C3途径)外， 还存在另一条固定CO,的途径，固定CO2 的初产物是四碳化合物(C4),简称C4途径， 玉米也被称为C4植物。如图甲表示花生和 玉米的光合作用部分途径示意图，研究发现 C4植物中PEPC酶对CO2的亲和力约是 Rubisco酶的60倍；图乙表示夏季晴朗的白 天，玉米和花生净光合速率（单位时间、单位 叶面积吸收CO,的量)的变化曲线。请回 答下列问题。 C02 叶肉 C 细胞 城 C02 C3+ Ca 5 Rubisco 维管束 叶肉 CO, 鞘细胞 酶 细胞 C3 :C3 花生光合作用途径 玉米光合作用途径 图甲 501 净光合速率umol·m2·s 40 一玉米 。-花生 30 20 10 0 8:009:3011:0012:3014:0015:3017:0018:30 时 图乙 (1)图甲花生光合作用途径表示的是花生光 合作用的 (填“光反应”或“暗反 应”)，发生的场所是叶肉细胞叶绿体的 ,除图中标注的条件外，还需要 等条件。 (2)推测玉米维管束鞘细胞中CO2浓度比 叶肉细胞 （填“高”或“低”)，写出 玉米光合作用中CO,中碳转化成有机物 (CH2O)中碳的转移途径 (用箭头和符号表示)。 生物学 (3)图乙中花生净光合速率在11：00左右明 显减弱的主要原因是 而此时玉米净光合速率仍然很高的原因是 (4)玉米具有此特殊光合作用途径的意义是 三、景天科植物 CO. PEP (CH,O) OAA 晚间 苹果酸 苹果酸 白天 丙酮酸 →叶绿体 液泡 线粒体 (1)仙人掌、菠萝和许多肉质植物都进行这 种类型的光合作用。这类植物特别适合于 炎热干旱地区，其特点是气孔夜间开放，吸 收并固定CO2,形成以苹果酸为主的有机 酸；白天则气孔关闭，不吸收CO2,但同时 却通过卡尔文循环将从苹果酸中释放的 CO,还原为糖。 (2)这是一种节省水的光合作用，参与CO2 转化的细胞器除了叶绿体之外，还有线粒 体和液泡。 3.多肉作为景观植物广受大众喜爱，常见的多 肉大多数都属于景天科植物。其景天科代 谢途径，是一些肉质植物所具有的特殊的固 定CO,的途径。具有该代谢途径的植物具 有特殊的CO2利用方式：夜晚，植物的气孔 开放，吸收CO,与磷酸烯醇式丙酮酸(PEP) 结合形成苹果酸积累于液泡，该过程需要 PEP羧化酶催化；白天，植物的气孔关闭， 苹果酸从液泡进入细胞质基质，释放分解 CO,参与卡尔文循环生成淀粉等有机物，这 种利用CO2的方式称为CAM途径，其过程 如图所示，回答下列问题。 40 CO. C0,H,0 HO HCO: OAA PEP←磷酸丙糖 磷酸丙糖 Pi 丙酮酸 淀粉 NADH 淀粉 xC0 卡尔文 NAD 循环 苹果酸 叶绿体 苹果酸 叶绿体 苹果酸 液泡 苹果酸 液泡 (1)CAM植物参与固定CO2的酶分布在 ,其固定最初形 成的产物有 其叶肉细胞在 光照条件下产生O2的具体部位是 (2)分析图示可知，该植物白天气孔关闭，此 时叶绿体光合作用所需的CO,的来源有 ,试阐述景天科植物这种特殊的CO, 固定途径对其适应高温干旱环境有何作用 (3)景天科的PEP羧化酶是一种对酸性物 质非常敏感的酶，且该酶在昼夜的活性表现 出周期性的变化。该植物夜间形成苹果酸 会迅速的输送至液泡中，并在其中积累，其 意义在于 四、化学渗透假说 l961年，米切尔(Peter Mitchell)提出了化 学渗透假说：①线粒体（叶绿体）的电子传 递链将H+由线粒体基质（叶绿体基质）泵 入线粒体内、外膜间基质（类囊体基质）； ②线粒体内膜（类囊体膜）不允许H+回 流，内外膜产生H浓度梯度；③H+顺浓 度梯度回流释放能量合成ATP。 线粒体 叶绿体 膜间基质 ◆，转运 类囊体 基质 叶 线粒体 电子 传递 类囊体膜 绿 体 内膜 体 构 ATP合成酶 结 线粒体 叶绿体 基质 wM基质 IADP+四· 之ATP r八■旧]高浓度 ■[H低浓度 1963年，贾格道夫在黑暗条件下把离体的 叶绿体类囊体置于pH=4的酸性溶液中 平衡，让类囊体腔的pH下降至4。平衡后 将类囊体转移到含有ADP和Pi的pH=8 的缓冲溶液中，一段时间后有ATP产生。 」叶绿体中分离 )出的类囊体 DH=4 金测到 =4 ATP 充分平衡 转移类囊体 DH=8 H=8 加入ADP+P 爱冲 PH=4 类囊体膜内 pH= 无光条件放置 外的pH郁为4 卡检 H✉4 到AT B组 B组 pH4 pH=4 pH=4 贾格道夫实验表明：类囊体膜内外存在 H+浓度差是类囊体合成ATP的直接 动力。 4.科学家发现，光能会被类囊体转化为“某种 能量形式”，并用于驱动产生ATP(如图 I)。为探寻这种能量形式，他们开展了后 续实验。 加人ADP和Pi 遮光 产生ATP 类囊体悬液 类囊体悬液 光照条件 黑暗条件 平衡后的类囊体 转移 加入ADP和Pi PH 遮光 生AT 类囊体悬液 pH=8 类囊体悬液 光 光 分钟 pH=4 光/暗处理时悬液pH变化 光照条件 光照条件 黑暗条件 Ⅱ 第一篇专题四光合作用与细胞呼吸 (1)制备类囊体时，提取液中应含有适宜浓 度的蔗糖，以保证其结构完整，原因是 为避免膜蛋白被降解，提取液应保持 (填“低温”或“常温”)。 (2)在图I实验基础上进行图Ⅱ实验，发现 该实验条件下，也能产生ATP。但该实验 不能充分证明“某种能量形式”是类囊体膜 内外的H+浓度差，原因是 (3)为探究自然条件下类囊体膜内外产生 H+浓度差的原因，对无缓冲液的类囊体悬 液进行光、暗交替处理，结果如图Ⅲ所示，悬 液的pH在光照处理时升高，原因是 类囊体膜内外的H+浓度差是通过光合电 子传递和H+转运形成的，电子的最终来源 物质是 (4)用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶 绿体，能在光下生产目标多碳化合物。若要实 现黑暗条件下持续生产，需稳定提供的物质有 。生产中发现即 使增加光照强度，产量也不再增加，若要增 产，可采取的有效措施有 (答两点)。 C温馨提 学习至此，请完成配套专题精准强化8(3)路径①需要直接固定，要消耗更多光反应产生的 ATP、NADH;乙酸是有机物，通过路径③合成无需大量 消耗光能，节省光反应产生的能量，且乙酸中的能量可 以转移到糖类等有机物中，能量利用效率更高，因此乙 酸充足时优先走③途径。 答案：(I)S NADH暗反应 (2)丙酮酸ATP NADH (3)路径③合成有机物消耗的光能更少，能节省光反应 固定的能量，且乙酸中的能量可以转移到糖类等有机物 中，能量利用效率更高。 6.解析：(1)光合作用暗反应的场所是叶绿体基质，物质变 化主要包括CO。的固定和C3的还原，故R酶催化CO, 固定的场所是叶绿体基质，暗反应中C,转化成糖类的 过程需要光反应生成的ATP和NADPH的参与。 (2)由图(a)可知，植株S保卫细胞中G酶表达量提高， 可促进保卫细胞中HCO?和可溶性糖等溶质含量增加， 细胞渗透压增大，保卫细胞吸水膨胀，气孔开度增大。 由图(b)可知，相同光照条件下，植株S的气孔开度大于 植株W,CO2供应充足，有利于光合作用的进行，提高净 光合速率。 (3)保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从21%升高 到40%时，有利于R酶催化C5与O2反应，不利于暗反 应进行，植物光合作用受到抑制，故植株S的净光合速 率会减小。与植株W相比，植株S保卫细胞中G酶的 表达量高，有利于CO2的生成（甘氨酸→丝氨酸十CO2) 和吸收（气孔开度更大），CO2是光合作用的原料，故环 境中CO2浓度不变，○2浓度提高时，植林S的净光合速 率变化幅度小 (4)本实验的目的是确认保卫细胞中G酶对叶片净光合 速率的影响，由此可知自变量是G酶的有无或多少，因 变量是叶片净光合速率的大小，实验思路及预期结果见 答案。 答案：(1)基质ATP和NADPH(2)植株S保卫细胞 中G酶表达量提高，使更多甘氨酸转化为丝氨酸和 CO,,从而使保卫细胞细胞质中HCO,和可溶性糖等溶 质增加，渗透压增大，细胞吸水，气孔开度增大，CO2吸 收量增加，净光合速率增大 (3)减小小 (4)构建G酶表达量减少的植株（或敲除G酶基因或用 G酶抑制剂处理)，其他条件与对照组（植株W)相同，培 养一段时间后检测两组叶片净光合速率；预期结果为实 验组净光合速率低于对照组 命题预测 1.解析：(1)由图可知，光呼吸时C5与O2的结合发生在叶 绿体的基质中，影响卡尔文循环的外因有温度、CO2的 浓度等。 (2)叶肉细胞中的O2和CO2竞争性结合C,O2浓度高 时，光呼吸较强，故实际生产过程中，常通过适当降低O 和CO2的浓度比来达到增产的目的，原因是降低O2浓 度，有利于抑制光呼吸，减少ATP的消耗，增大CO2浓 度，暗反应增强，光合速率增大，所以适当降低O2和 CO2的浓度比能达到增产的目的。 (3)研究发现，构建了GCGT支路的转基因水稻，不仅产 量增加，叶片中的氮素含量也显著提高，由图分析，氮素 含量提高的原因是构建的GCGT支路使叶片中含氨的 酶含量增加，减少乙醇酸转化为甘氨酸，甘氨酸转化为 丝氨酸时，会释放NH3,从而使氮素含量增加。 (4)在光饱和，点条件下水稻的光合作用强度无明显变 化，其原因可能是酶的活性达到最大，对CO2的利用率 不再提高；受到ATP以及NADPH等物质含量的限制。 26 讲解册参考答案 答案：(1)基质温度、C02的浓度 (2)适当降低降低O,浓度，有利于抑制光呼吸，减少ATP 的消耗，增大CO2浓度，暗反应增强，光合速率增大，所以适 当降低O2和C○2的浓度比能达到增产的目的 (3)构建GCGT支路使叶片中含氨的酶含量增加，且减 少乙醇酸转化为甘氨酸，甘氨酸转化为丝氨酸时，会释 放NH,,从而使氮素含量增加 (4)酶的活性达到最大，对CO2的利用率不再提高；受到 ATP以及NADPH等物质含量的限制 2.解析：(1)图甲中花生光合作用的途径有CO2的原料参 与，表示的是暗反应，暗反应的场所在叶绿体基质，暗反 应的进行，需要光反应提供ATP和NADPH。 (2)玉米叶肉细胞中的CO2浓度很低，这样可以保证 CO2以自由扩散的形式进行叶肉细胞，而维管束鞘细胞 中CO2浓度很高，保证暗反应的高速进行。玉米光合作 用中CO2中碳转化成有机物(CH2O)中碳的转移途径 为：CO2→C4CO2→C3有机物。 (3)由于中午光照过强、温度过高，会导致花生的气孔关 闭，导致CO2供应减少，从而抑制了花生的光合作用。 玉米净光合速率仍然很高的原因是：玉米中的PEPC酶 对CO2的亲和力高，对CO2的利用率高，可以利用低浓 度CO2进行光合作用，叶片部分气孔关闭对其光合作用 无影响，故相同环境条件下玉米比花生进行净光合作用 效率要高。 (4)玉米具有此叶片结构特，点及特殊的光合作用途径的 意义是适应高温、强光照、干旱环境，既能保持体内水 分，又能进行高效的光合作用。 答案：(1)暗反应基质ATP、NADPH (2)高C02→C4→C02→Cg→有机物 (3)植物蒸腾作用加强，叶片部分气孔关闭，吸收CO2减 少，导致光合作用降低玉米中的PEPC酶对CO2的亲 和力高，对CO2的利用率高，可以利用低浓度CO2进行 光合作用，叶片部分气孔关闭对其光合作用无影响 (4)适应高温、强光照、干旱环境，既能保持体内水分，又 能进行高效的光合作用 3.解析：(1)根据题意分析，CAM植物能将CO2固定为苹 果酸和C3,其中固定CO2为苹果酸的酶分布在细胞质 基质中，固定CO2为C3的酶分布在叶绿体基质中，其固 定最初形成的产物有C?和OAA。其叶肉细胞在光照条 件下产生O,(光反应阶段)的具体部位是叶绿体类囊体 薄膜上。 (2)分析图示可知，该植物白天气孔关闭，苹果酸分解能 释放CO2,同时细胞呼吸也能产生CO2,因此叶绿体进行 光合作用所需的CO2可以来自苹果酸的分解和细胞呼 吸的释放。景天科植物这种特殊的CO2固定途径能保 证植物白天气孔关闭有利于减少水分的散失，晚上气孔 开放能吸收并储存C○2，有利于保证白天光合作用的进 行，从而适应千旱环境。 (3)根据题意分析，景天科的PEP羧化酶是一种对酸性 物质非常敏感的酶，该植物夜间形成苹果酸会迅速的输 送至液泡中，并在其中积累，能防止苹果酸在细胞质基 质中堆积，影响PEP羧化酶的活性。 答案：(1)细胞质基质和叶绿体基质Cg和OAA叶绿 体类囊体薄膜上 (2)苹果酸分解和细胞呼吸释放白天气孔关闭有利于 减少水分的散失，晚上气孔开放能吸收并储存CO2,有 利于保证白天光合作用的进行，从而适应干旱环境 (3)防止苹果酸在细胞质基质中堆积，影响PEP羧化酶 的活性 生物学 4.解析：(1)制备类囊体时，其提取液中需要添加适宜浓度 的蔗糖，保持类囊体内外的渗透压稳定，避免类囊体破 裂，以保证其结构完整。提取液应该保持低温降低蛋白 酶的活性，避免膜蛋白被降解。 (2)从图Ⅱ实验中可知，在光照条件下，将处于DH=4的 类囊体转移到pH=8的锥形瓶中，再在遮光的条件下加 入ADP和Pi,也产生了ATP,但该实验不能充分证明 “某种能量形式”是类囊体膜内外的H十浓度差，因为实 验Ⅱ是在光照条件下对类囊体进行培养，无法证明某种 能量是来自于光能还是来自膜内外H浓度差。 (3)对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理，悬液 的pH在光照处理时升高，推测可能是类囊体膜外H 被转移到类囊体膜内，造成溶液pH升高。类囊体膜内 外的H浓度差是通过光合电子传递和H转运形成 的，光反应过程中，水的光解伴随着电子的传递，故电子 的最终来源物质是水。 (4)人工叶绿体能在光下生产目标多碳化合物，若要在 黑暗条件下持续生产，则需要提供光反应产生的物质 NADPH和ATP,以及暗反应的原料CO2。生产中发现 即使增加光照强度，产量也不再增加，说明暗反应已经 达到最大速率，增加C○，的浓度和适当提高环境温度增 加酶的活性，可有效提高光合效率。 答案：(1)保持类囊体内外的渗透压稳定，避免类囊体破 裂低温 (2)实验Ⅱ是在光照条件下对类囊体进行培养，无法证 明某种能量是来自于光能还是来自膜内外H+浓度差 (3)类囊体膜外H被转移到类囊体膜内，造成溶液pH升高 水 (4)NADPH、ATP和CO2增加CO2的浓度和适当提 高环境温度 高考热点二环境胁迫对光合作用的影响 热点聚焦 [例1][解析]通过生活中对生物学原理的应用场景考查 理论联系实际的能力。①果实、蔬菜低温存放是为了降 低呼吸作用强度；②春化处理可以促进某些植物的开 花；③风干处理后，减少了种子的水分从而抑制微生物 的生长繁殖，延长储藏时间；④通过对光周期的处理可 以调节植物的开花时间；⑤合理密植可以充分利用光 照，提高光合作用效率；⑥间作种植可以提高土地利用 率。综上可知，A选项正确。 [答案]A [例2][解析](1)光可以为植物光合作用提供光能；同时 光可以作为一种光信号调节植物生长发育，故光对植物 生长发育的作用有为光合作用提供能量和作为一种信 号调节植物生长发育两个方面。 (2)探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生 长的影响，实验的自变量光（正常光和实验光）以及有无 盐胁迫，因变量是作物生长情况，故该实验至少应选用 上述①②④组进行对比分析（①和②对照自变量为光处 理不同，②和④对照自变量是有无盐胁迫)。实验中除 了自变量和因变量，其余变量称为无关变量，该实验中 的无关变量有温度和二氧化碳浓度等。 (3)由于④组呼吸作用强于③组，但是两组光补偿点也 就是总光合速率等于呼吸速率时的光照强度相等，所以 ④组达到光补偿，点之前的总光合速率始终大于③组。 [答案](1)为光合作用提供能量作为一种信号调节 植物生长发育(2)①②④温度和二氧化碳浓度 (3)始终大于④组呼吸作用强于③组，但是两组光补 偿点也就是总光合速率等于呼吸速率时的光照强度相 等，所以④组达到光补偿点之前的总光合速率也大于 ③组 26 对点集训 1.C[由于对照组是用营养液处理小麦的，因此为了保证 单一变量，应用营养液配制适宜浓度的PEG和ABA溶 液，A正确；在根部施加聚乙二醇会造成成熟区细胞失 水，模拟干旱缺水环境，B正确；脱落酸不具备促进果实 成熟的功能，C错误；据表可知，干旱胁迫和ABA组叶片 叶绿素含量高于干旱胁迫组，说明ABA处理能够缓解 由干旱造成的叶绿素含量的损失，D正确。] 2.B[施加有机肥被土壤微生物分解，释放CO2,间接为 植物补充CO2进而增加有机物积累，A错误；植物的光 合午休是因为气温过高，蒸腾作用过强，导致气孔关闭， CO,吸收量减少引起的，补充水分可减弱植物的光合午 休进而增加有机物积累，B正确；霜降前的降温如果过 早，会导致稻谷等农作物收成不好，而霜降后的降温则 对农作物有利，C错误；如果土壤中的水分过多，会减少 土壤中的氧气含量，从而限制了有氧呼吸的进行，导致 植物缺氧，最终可能降低种子的萌发率和幼苗的生长速 度，D错误。] 3.解析：(1)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主 要吸收蓝紫光，因此叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收可 见光中的蓝紫光，吸收的光可促进光反应水的光解和 ATP的合成，产生的ATP和NADPH可用于暗反应。 (2)由表格数据可知，间作条件下，叶绿素含量升高，类 胡萝卜素含量升高，叶绿素在植物体内负责光能的吸 收、传递和转化，类胡萝卜素具有吸收光能和防御强光 对植物体破坏的功能，同时F降低，减少光能传递。间 作提高了玉米对强光的利用能力在于提高了光能的吸 收和转化，同时减少强光对植物的破坏。 (3)由图可知，间作条件下总干物质量大于单作总干物 质量，且单作和间作茎叶千物质相同，使更多的有机物 运输到籽粒，促进籽粒生长。 (4)为进一步优化间作对农业生产中的应用，可研究不 同植物间的间作模式。 答案：(1)蓝紫ATP和NADPH (2)叶绿素含量升高，类胡萝卜素含量升高，间作提高了 玉米对强光的利用能力在于提高了光能的吸收和转化； 类胡萝卜素含量升高，Fm降低，减少强光对植物的破坏 (3)间作条件下总干物质量大于单作总干物质量，且单 作和间作茎叶干物质相同，使更多的有机物运输到籽 粒，促进籽粒生长 (4)研究不同植物间的间作模式 4.解析：(1)叶片中的叶绿素含量可通过实验测定，先用有 机溶剂提取绿叶中的色素，然后将提取到的色素溶液置 于红光条件下，测定吸光度，使用该种光源的原因是叶 绿素能吸收红光，类胡萝卜素不吸收红光；用红光检测 可排除类胡萝卜素对结果的干扰；据图可知，第二道防 线是类胡萝卜素的清除作用，类胡萝卜素合成受阻突变 体的光合速率下降更明显，原因是对蓝紫光的吸收减 少，无法及时清除光有毒产物。 (2)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。说明D1蛋白降解过程：形成D1蛋白交 联聚合物→D1蛋白交联聚合物解聚→D1蛋白去磷酸 化→蛋白降解。 (3)强光条件下，给植物提供S标记的甲硫氨酸，发现 短时间内PSⅡ中约有30~50%的放射性D1蛋白，但 D1蛋白含量没有明显变化，其原因可能是切除损伤的 D1蛋白与新合成的D1蛋白速率基本相等，所以D1蛋 白含量没有明显变化。