1 . 德国科学家瓦尔堡设法把光合作用的光反应、碳反应分开研究，他的方法是在人工光源“间歇光”下测定光合作用。科研人员重新设计瓦尔堡的实验：分离出某植物的叶绿体，让叶绿体交替接受5秒光照、5秒黑暗处理，持续进行20分钟，并用灵敏传感器记录环境中O₂和CO₂的变化，部分实验记录如图所示。

下列分析错误的是（       ）

A．a~c段为光反应阶段，c~e段为碳反应阶段

B．S1、S3可分别表示光反应释放的O2总量与碳反应吸收的CO2总量，且S1=S3

C．由O2的释放速率和CO2的吸收速率推测光反应速率与碳反应速率始终相等

D．与“间歇光”20分钟相比，持续光照20分钟时叶绿体有机物合成总量更多

3 . 图1和图2是不同处理条件下春小麦开花期叶片光响应曲线，下表是对照组和实验组在不同温度下小麦开花期叶片光响应特征参数。请回答下列问题：

处理	最大净光合速率 （μmol．m-2．s-1）	光补偿点 （μmol．m-2．s-1）	光饱和点 （μmol．m-2．s-1）	呼吸速率 （μmol．m-2．s-1）
A-25℃	28．630	21．472	718．988	1．190
A-26℃	29．765	26．794	852．417	1．280
A-27℃	28．479	27.655	866．796	1．217
B-25℃	21．573	26．667	519．309	1．531
B-26℃	17．205	33．980	508．510	1．319
B-27℃	17．974	38．249	580．545	1．380

(1)小麦叶绿体吸收光的结构是________，其上产生的________参与暗反应。当制造的有机物量大于呼吸作用的消耗时，净光合的用速率________（选填“大于零”“小于零”或“等于零”）。
(2)图1和图2有关实验的自变量有________。
(3)在一定光合有效辐射范围内，不同处理条件下春小麦净光合速率随光合有效辐射的增大而________。由表可知，水分不足条件下，温度为________时，有利于小麦生长。
(4)光饱和点与光补偿点是表征叶片对强光和弱光利用能力大小的重要参数。由表可知，水分供给不足使春小麦利用弱光和强光的能力均________，较高的温度使春小麦利用强光的能力________。
(5)以B-27℃条件下春小麦净光合速率明显小于B-25℃条件下的可能原因是________。

4 . 光合作用光反应产生的 NADPH 与 ATP 的比值大于暗反应消耗的 NADPH 与 ATP 的比值， NADPH 的积累会抑制光反应的进行。研究人员向蓝细菌中引入 NADPH 依赖型的脱氢酶，创建了消耗 NADPH 而不消耗 ATP 的异丙醇生物合成途径，以期提 高细胞的光合速率， 相关代谢过程如下图，A~D代表不同的物质。请回答问题：

(1)A、D代表的物质分别是_______、_______。
(2)ATP 合成酶复合体除能催化合成 ATP 外， 还具_______ 功能，物质 B 的来源除图示途径 外，还来自于_______。
(3)研究人员测量对比野生蓝细菌(WT) 和改造后的蓝细菌(SM7) 光反应速率随光照强 度的变化，结果如下图。由图可知 SM7 的光饱和点约是 WT 的_______ 倍，与 WT   相比，SM7 更适应_______   (环境条件)。


(4)研究人员进一步测定 WT 和 SM7 光饱和点下 NADPH 和 ATP 的浓度，结果如下表， SM7 的 NADPH 消耗量比 WT_______ ，其原因是 _______。

细胞内 NADPH 和 ATP 的浓度
品系	NADPH   (pmol/OD730 )	ATP   (pmol/OD730 )
WT	193.5	39.28
SM7	112.83	62.53

(5)研究人员进一步探究导入异丙醇合成途径对蓝细菌光合作用暗反应的影响。 取等量的 WT 和 SM7 菌株，置于两组密闭的、装有适宜浓度 NaHCO₃溶液的透明装置中， 分别给予_______ 的光照强度，测定、计算一定时间内的_______ 吸收量。

5 . 淀粉和蔗糖是光合作用的两种主要产物，马铃薯叶片合成的有机物主要运向块茎储存，红薯叶片合成的有机物主要运向块根储存。下图是马铃薯和红薯光合作用产物的形成及运输示意图。请回答下列问题：

(1)物质A是指________，光反应为过程Ⅱ提供的物质是________________，叶肉细胞中产生蔗糖的场所是__________。
(2)如果突然将太阳光照改为黄色光照，其他条件不变，则短时间内物质B的含量变化是________。
(3)若将马铃薯叶片处于C¹⁸O₂的环境，给以正常光照，一段时间后，块茎中的淀粉会含有¹⁸O，请写出元素¹⁸O转移的路径____________(用图中相关物质及箭头表示)。
(4)研究人员将酵母菌蔗糖酶基因转入红薯，该基因表达的蔗糖酶定位在红薯叶肉细胞的细胞壁上。所得红薯块根的大小变化是__________________。
(5)在一定浓度的CO₂和30 ℃条件下(假设细胞呼吸最适温度为30 ℃，光合作用最适温度为25 ℃)，测定马铃薯和红薯的相关生理指标，结果如下表。

	光补偿点(klx)	光饱和点(klx)	CO2吸收量[mg/(100 cm2叶·h)]	黑暗条件下，CO2释放量[mg/(100 cm2叶·h)]
红薯	1	3	11	6
马铃薯	3	9	30	15

① 25 ℃条件下，测得红薯光补偿点会________(填“小于”“大于”或“等于”)1 klx。
② 实验条件下，光照强度为3 klx时，红薯的真正光合速率________(填“小于”“大于”或“等于”)马铃薯的真正光合速率。
③ 据表中数据分析，红薯与马铃薯两种植物，较适合生活在弱光环境中的是_____________。判断的依据是________________________。

6 . 磷酸丙糖不仅是光合作用中最先产生的糖，也是光合作用产物从叶绿体运输到细胞质基质的主要形式。下图1为某植物光合作用产物的合成与运输示意图；图2表示温室大棚内某植物在四种不同条件下的净光合速率变化情况。请据图回答：

(1)进行图1中光合作用时，CO₂与C₅结合产生三碳酸，继而还原成磷酸丙糖（C₃）。CO₂转变成磷酸丙糖（C₃）需要光反应产生的_______参与。为维持光合作用持续进行，部分新合成的C₃必须用于再生_______。
(2)图1中磷酸丙糖（C₃）通过叶绿体膜上的_______运到细胞质基质，用于合成蔗糖运出细胞。若叶绿体中磷酸丙糖运出减少，会导致光合作用速率下降，原因是_______。。
(3)图2中1和2组结果对照，可说明_______；7.5天前，2，3和4组比较，说明_______。
(4)图2中7.5天后，“高温、增施高浓度CO₂”组净光合速率开始下降，分析原因，一是叶绿体内_______膜结构可能被破坏；二是含氮素营养不足影响了正常暗反应的进行。与对照组相比，较高温度时增施CO₂可使该植物净光合速率的增加幅度更大，原因是_______。
(5)D1蛋白是叶绿体光系统中的一种蛋白，已有研究表明，在高温高光下，过剩的光能可使D1蛋白失活。研究者对D1蛋白与植物应对亚高温高光逆境的关系进行了研究，请完成下表。
实验材料和试剂：形态大小和生长状况基本相同的番茄植株30株，适量的SM溶液（SM可抑制D1蛋白的合成）、蒸馏水等。

研究过程		简要内容
1	实验分组	将形态大小和生长状况基本相同的番茄植株平均分成A、B、C三组
2	条件处理	A组：置于常温、适宜光照等适宜条件下培养 B组：①_______ C组：用适量的SM溶液处理番茄植株并在亚高温高光下培养
3	培养、观察、记录	培养一段时间后，定期测定各组植株的净光合速率，记录实验结果
4	分析实验结果	比较、分析实验结果：对照组②_______组净光合速率基本无变化；在亚高温高光条件下，③_______组净光合速率下降更明显
5	得出实验结论	番茄植株的D1蛋白可以缓解亚高温高光对光合作用的抑制

7 . 淀粉和蔗糖是光合作用的两种主要终产物，马铃薯下侧叶片合成的有机物主要运向块茎贮藏，红薯叶片合成的有机物主要运向块根储存。下图是其光合作用产物的形成及运输示意图。在一定浓度的CO₂和30℃条件下（呼吸最适温度为30℃，光合最适温度为25℃），测定马铃薯和红薯在不同光照条件下的光合速率，结果如下表。请分析回答：

	光合速率与呼吸速率相等时光照强度（klx）	光饱和时光 照强度（klx）	光饱和时CO2吸收量 （mg/100cm2叶·小时）	黑暗条件下CO2释放（mg/100cm2叶·小时）
红薯	1	3	11	5.5
马铃薯	3	9	30	15

(1)提取并分离马铃薯下侧叶片叶肉细胞叶绿体中的光合色素，层析后的滤纸条上最宽的色素带的颜色是_____，该色素主要吸收可见光中的__________光。
(2)为红薯叶片提供H₂¹⁸O，块根中的淀粉会含¹⁸O，请写出元素转移的路径_______(用相关物质及箭头表示)。
(3)图中②过程需要光反应提供__________将C₃转变成磷酸丙糖。在电子显微镜下观察，可看到叶绿体内部有一些颗粒，它们被看作是叶绿体的“脂质仓库”，其体积随叶绿体的生长而逐渐变小，可能的原因是__________。
(4)植物体的很多器官接受蔗糖前先要将蔗糖水解为__________才能吸收。为了验证光合产物以蔗糖的形式运输，研究人员将酵母菌蔗糖酶基因转入植物，该基因表达的蔗糖酶定位在叶肉细胞的细胞壁上。结果发现转基因植物出现严重的小根、小茎现象，其原因是__________。研究发现蔗糖可直接进入液泡，该过程可被呼吸抑制剂抑制，该跨膜过程所必需的条件是__________。
(5)25℃条件下测得马铃薯光补偿点会___（填“小于”、“大于”或“等于”）3klx；30℃条件下，当光照强度为3klx时，红薯和马铃薯固定CO₂量的差值为_____。

8 . 植物的叶肉细胞在光下有一个与呼吸作用不同的生理过程，即在光照下叶肉细胞吸收O₂，释放CO_2．由于这种反应需叶绿体参与，并与光合作用同时发生，故称光呼吸。Rubisco是一个双功能的酶，具有催化羧化反应和加氧反应两种功能。RuBP（C₅）既可与CO₂结合，经此酶催化生成PGA（C₃），进行光合作用；又可与O₂在此酶催化下生成1分子PGA和1分子PG（C₂），进行光呼吸。具体过程如下图：

(1)在光照条件下，Rubisco催化RuBP与CO₂生成PGA的过程称为_____该过程发生在_____（填场所）中。Rubisco也可以催化RuBP与O₂反应，推测O₂与CO₂比值_____（填“高”或“低”）时，有利于光呼吸而不利于光合作用。
(2)分析下表，_____遮光比例条件下植物积累的有机物最多，结合已学的生物学知识和图中的信息，从两个方面解释为什么该条件下比不遮光条件下积累的有机物多？_____

遮光比例（%）	叶绿素含量（mg/g）	净光合速率（ pumoL。m2．s-1）	植株干重（g）
0	2．1	8．0	7．5
10	2．3	9．6	9．9
30	2．4	8．9	9．2
50	2．6	5．0	7．2
70	2．9	2．7	4．8
90	3．0	0	3．2

(3)在干旱和过强光照下，因为温度高，蒸腾作用强，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_____，光呼吸产生的_____又可以作为暗反应阶段的原料，因此有观点指出光呼吸在一定条件下对植物也有重要的正面意义。
(4)1955年，科学家通过实验观察到对正在进行光合作用的叶片突然停止光照，短时间内会释放出大量的CO₂，他们称之为“CO₂的猝发”。某研究小组测得在适宜条件下某植物叶片遮光前吸收CO₂的速率和遮光（完全黑暗）后释放CO₂的速率，吸收或释放CO₂的速率随时间变化趋势的示意图如下（吸收或释放CO₂的速率是指单位面积叶片在单位时间内吸收或释放CO₂的量）。突然停止光照时，植物所释放CO₂的来源是_____。在光照条件下，该植物在一定时间内单位面积叶片光合作用固定的CO₂总量是_____（用图形的面积表示，图中A、B、C表示每一块的面积大小）。

(5)强光条件下，植物吸收的光能若超过光合作用的利用量，过剩的光能可导致植物光合作用强度下降，出现光抑制现象。为探索油菜素内酯（BR）对光抑制的影响机制，将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理，如表所示，其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射，实验结果如图所示。

分组	处理
甲	清水
乙	BR
丙	BR+L

据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光抑制_____（填“增强”或“减弱”）；乙组与丙组相比，说明BR可能通过_____发挥作用。

9 . 回答下列问题：
I、人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。

(1)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是_____，模块3中的甲可与CO₂结合，甲为_____。
(2)若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将_____（填：“增加”或“减少”）。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生改变，原因是_____。
(3)在与植物光合作用固定的CO₂量相等的情况下，该系统糖类的积累量_____（填：“高于”“低于”或“等于”）植物，原因是_____。
(4)干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是_____。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。
II、为了探究空间搭载对植物光合作用的影响，研究人员以粳稻东农416（DN416）为材料，进行了系列研究。请回答问题：
(5)研究人员将DN416的种子空间搭载12天后，返回地面在原环境中种植，测定其幼苗的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs，气孔张开的程度）和叶绿素含量的变化，结果如下表。

	对照组	实验组
Pn	25．52±2．32	18．46±1．30
Gs	253．62±21．61	191．84±19．91
叶绿素含量（mg/g）	35．12	26．35

表中数据显示_____，说明空间搭载抑制光合作用的光反应和暗反应，从而降低了DN416的净光合速率。

(6)为探究空间搭载后叶绿素含量变化影响DN416光合作用的机制，研究人员做了进一步检测。
①光系统是由蛋白质和叶绿素等光合色素组成的复合物，具有_____光能的作用，包括光系统I（PSI）和光系统II（PSII）。如图所示，PSII中的光合色素吸收光能后，一方面将_____分解为氧气和H⁺，间时产生的电子经传递，可用于NADP⁺和H⁺结合形成NADPH。另一方面，在ATP合成酶的作用下，_____浓度梯度提供分子势能，促使ADP与Pi反应形成ATP。
②叶绿素荧光参数是描述植物光合作用状况的数值，Fo反映叶绿素吸收光能的能力，Fv/Fm反映PSII的电子传递效率。研究人员测定了（1）中不同组别的叶绿素荧光参数，发现实验组中Fo和Fv/Fm均比对照组低，说明DN416_____含量的减少，降低了光能的吸收和转化效率，进而降低光合作用速率。

10 . 研究者测定了野生型和气孔发育不良突变体拟南芥在不同光强下CO₂，吸收速率，结果如图所示。下列叙述不正确的是（       ）

A．无光照时突变体呼吸速率与野生型基本相同

B．野生型和突变体均在光强为Р时开始进行光合作用

C．光强度大于250μmol·m-2·s-1时，单位时间内突变体有机物的积累量小于野生型

D．光强为Q时，二者光合速率的差异可能主要是由于二氧化碳浓度引起的