1 . 当植物吸收的光能过多时，过剩的光能会对光反应阶段的PSⅡ复合体（PSⅡ）造成损伤，使PSⅡ活性降低，进而导致光合作用强度减弱。细胞可通过非光化学淬灭（NPQ）将过剩的光能耗散，减少多余光能对PSⅡ的损伤。已知拟南芥的H蛋白有2个功能：①修复损伤的PSⅡ；②参与NPQ的调节。科研人员以拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验，结果如图所示。实验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同，且强光对二者的PSⅡ均造成了损伤。
   
(1)该实验的自变量为______。该实验的无关变量中，影响光合作用强度的主要环境因素有_________（答出2个因素即可）。
(2)根据本实验，____（填“能”或“不能”）比较出强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱，理由是__________。
(3)据图分析，与野生型相比，强光照射下突变体中流向光合作用的能量__________（填“多”或“少”）。若测得突变体的暗反应强度高于野生型，根据本实验推测，原因是__________。

2 . 下图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的Rubisco酶对CO₂的K_m为450μmol·L^-1（K越小，酶对底物的亲和力越大）,该酶既可催化RuBP与CO₂反应，进行卡尔文循环，又可催化RuBP与O₂反应，进行光呼吸（绿色植物在光照下消耗O₂并释放CO₂的反应）。该酶的酶促反应方向受CO₂和O₂相对浓度的影响。与水稻相比，玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘，其中叶肉细胞叶绿体是水光解的主要场所，维管束鞘细胞的叶绿体主要与ATP生成有关。玉米的暗反应先在叶肉细胞中利用PEPC酶（PEPC对CO₂的K_m为7μmol·L^-1）催化磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）与CO₂反应生成C₄,固定产物C₄转运到维管束鞘细胞后释放CO₂,再进行卡尔文循环。回答下列问题：

(1)玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产物是______（填具体名称）,该产物跨叶绿体膜转运到细胞质基质合成______（填"葡萄糖""蔗糖"或"淀粉"）后，再通过_____长距离运输到其他组织器官。
(2)在干旱、高光照强度环境下，玉米的光合作用强度_____（填"高于"或"低于"）水稻。从光合作用机制及其调控分析，原因是 ____________（答出三点即可）。
(3)某研究将蓝细菌的CO₂浓缩机制导入水稻，水稻叶绿体中CO₂浓度大幅提升，其他生理代谢不受影响，但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化。其原因可能是_____________（答出三点即可）。

3 . 光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型（WT）的产量和黄绿叶突变体（ygl）的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相关生理特征见下表和图。（光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的CO₂与呼吸过程中释放的CO₂等量时的光照强度。

水稻材料	叶绿素（mg/g）	类胡萝卜素（mg/g）	类胡萝卜素/叶绿素
WT	4.08	0.63	0.15
ygl	1.73	0.47	0.27

   

分析图表，回答下列问题：
(1)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和_______，叶片主要吸收可见光中的_______光。
(2)光照强度逐渐增加达到2000μmol m^-2 s^-1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl________WT（填“高于”、“低于”或“等于”）。ygl有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和________。
(3)与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体________，是其高产的原因之一。
(4)试分析在0~50μmol m^-2 s^-1范围的低光照强度下，WT和ygl净光合速率的变化，在给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线_________。在此基础上，分析图a和你绘制的曲线，比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率，提出一个科学问题________。

   

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。

(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）。

6 . 线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。下图示叶肉细胞中部分代谢途径，虚线框内示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”，请据图回答下列问题。

(1)叶绿体在___上将光能转变成化学能，参与这一过程的两类色素是_____。
(2)光合作用时，CO₂与C₅结合产生三碳酸，继而还原成三碳糖（C₃），为维持光合作用持续进行，部分新合成的C₃必须用于再生______；运到细胞质基质中的C₃可合成蔗糖，运出细胞。每运出一分子蔗糖相当于固定了___个CO₂分子。
(3)在光照过强时，细胞必须耗散掉叶绿体吸收的过多光能，避免细胞损伤。草酸乙酸/苹果酸穿梭可有效地将光照产生的______中的还原能输出叶绿体，并经线粒体转化为______中的化学能。
(4)为研究线粒体对光合作用的影响，用寡霉素（电子传递链抑制剂）处理大麦，实验方法是:取培养10~14d大麦苗，将其茎浸入添加了不同浓度寡霉素的水中，通过蒸腾作用使药物进入叶片。光照培养后，测定，计算光合放氧速率（单位为µmolO2•mg^-1chl•h^-1，chl为叶绿素）。请完成下表。

实验步骤的目的	简要操作过程
配制不同浓度的寡霉素丙酮溶液	寡霉素难溶于水，需先溶于丙酮，配制高浓度母液，并用丙酮稀释成不同药物浓度，用于加入水中
设置寡霉素为单一变量的对照组	①_______________
②_______________	对照组和各实验组均测定多个大麦叶片
光合放氧测定	用氧电极测定叶片放氧
③_______________	称重叶片，加乙醇研磨，定容，离心，取上清液测定

7 . 早期地球大气中的O₂浓度很低，到了大约3．5亿年前，大气中O₂浓度显著增加，CO₂浓度明显下降。现在大气中的CO₂浓度约390μmol·mol^-1，是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）是一种催化CO₂固定的酶，在低浓度CO₂条件下，催化效率低。有些植物在进化过程中形成了CO₂浓缩机制，极大地提高了Rubisco所在局部空间位置的CO₂浓度，促进了CO₂的固定。回答下列问题：
(1)真核细胞叶绿体中，在Rubisco的催化下，CO₂被固定形成___________，进而被还原生成糖类，此过程发生在___________中。
(2)海水中的无机碳主要以CO₂和HCO₃^-两种形式存在，水体中CO₂浓度低、扩散速度慢，有些藻类具有图1所示的无机碳浓缩过程，图中HCO₃^-浓度最高的场所是__________（填“细胞外”或“细胞质基质”或“叶绿体”），可为图示过程提供ATP的生理过程有___________。

(3)某些植物还有另一种CO₂浓缩机制，部分过程见图2。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与无机碳的亲和力__________（填“高于”或“低于”或“等于”）Rubisco。
②图2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__________（填“吸能反应”或“放能反应”）。
③若要通过实验验证某植物在上述CO₂浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用__________技术。
(4)通过转基因技术或蛋白质工程技术，可能进一步提高植物光合作用的效率，以下研究思路合理的有__________。

A．改造植物的HCO3-转运蛋白基因，增强HCO3-的运输能力

B．改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成

C．改造植物的Rubisco基因，增强CO2固定能力

D．将CO2浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物

8 . 光照条件下，叶肉细胞中 O₂与 CO₂ 竞争性结合 C₅，O₂与 C₅结合后经一系列反应释放 CO₂的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂 S oBS 溶液，相应的光合作用强度和光呼吸强度见下表。光合作用强度用固定的 CO₂量表示，SoBS 溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。


（1）光呼吸中 C₅与 O₂结合的反应发生在叶绿体的____________中。正常进行光合作用的水稻，突然停止光照，叶片 CO₂释放量先增加后降低，CO₂释放量增加的原因是___。
（2）与未喷施 SoBS 溶液相比，喷施 100mg/L SoBS 溶液的水稻叶片吸收和放出CO₂量相等时所需的光照强度________(填：“高”或“低”)，据表分析，原因是____。
（3）光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物，农业生产中可通过适当抑制光呼吸以增加作物产量。为探究 SoBS 溶液利于增产的最适喷施浓度，据表分析，应在____mg/L 之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。