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非选择题-解答题 适中0.65 引用1 组卷70
1937年英国植物学家希尔发现:在光照条件下,离体叶绿体中发生水的裂解,产生氧气,同时将高价铁还原为低价铁。在实验室条件下,裂解水需要极强的电流或者近乎 2000℃的高温。植物细胞为什么在自然条件下就能实现对水的裂解呢?这与叶绿体中的光系统有关。光系统是由蛋白质和光合色素组成的复合物,能完成一定功能,包括光系统Ⅰ(PSI)和光系统Ⅱ(PSⅡ),如下图所示。

光系统中的某些光合色素分子在吸收光能后,电子会由最稳定的低能量状态上升到一个不稳定的高能量状态,以驱动水的裂解并释放出氧气,同时产生的电子和 H+最终用于NADPH和ATP的合成,驱动光合作用的暗反应。进一步研究发现,化合物M可阻断电子传递过程。这类化合物被称为光合电子传递抑制剂。农业生产中,化合物 M可作为除草剂,抑制杂草的生长,提高农作物产量。
(1)图中PSⅡ和PSⅠ分布在叶绿体的____上,提取细胞色素复合体中的色素利用的有机溶剂是____。成功分离后的色素会吸附在滤纸条上,在滤纸条自上而下第3条色素带的颜色是____
(2)据图文中的信息可知,参与光反应过程中水的光解的是____(填“PSⅠ”“PSⅡ”),在光反应过程中能量形式的详细变化是____。根据文中信息并结合所学知识,推测化合物M抑制杂草生长的机理 ____
(3)光合作用的卡尔文循环产生的最初糖类产物是磷酸丙糖,然后经过一系列反应可以在叶绿体内合成淀粉,也可以运输至细胞质基质形成蔗糖。卡尔文循环过程中首先与CO2结合的物质是____,若突然停止光照,该物质的含量短时间内的变化是____(填“升高”或“降低”)。如果细胞内的生理环境抑制了磷酸丙糖的跨膜运输,则细胞中淀粉的含量将会____(填“升高”或“降低”)。
23-24高一上·山东枣庄·期末
知识点:绿叶中色素的提取和分离实验光反应、暗(碳)反应的物质变化和能量变化影响光合作用的因素环境条件骤变时光合作用过程中各种物质含量变化规律 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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学习以下材料,回答(1)~(4)题。
神奇的化学反应
光合作用为地球上生物的生存和发展提供了物质和能量。叶绿体是植物细胞进行光合作用的场所。
1937年英国植物学家希尔发现:在光照条件下,离体叶绿体中发生水的裂解,产生氧气,同时将高价铁还原为低价铁,即4Fe3++2H2O4Fe2++O2+4H+
在实验室条件下,裂解水需要极强的电流或者近乎 2000℃的高温。植物细胞为什么在自然条件下就能实现对水的裂解呢?这与叶绿体中的光系统有关。光系统是由蛋白质和光合色素组成的复合物,能完成一定功能,包括光系统Ⅰ(PSI)和光系统Ⅱ(PSⅡ),如图。

光系统中的某些光合色素分子在吸收光能后,电子会由最稳定的低能量状态上升到一个不稳定的高能量状态,以驱动水的裂解并释放出氧气,同时产生的电子和 H*最终用于NADPH和ATP的合成,驱动光合作用的暗反应。进一步研究发现,某些化合物X可阻断电子传递过程,抑制光合作用。这类化合物被称为光合电子传递抑制剂。
农业生产中,化合物 X可作为除草剂,抑制杂草的生长,提高农作物产量。
(1)图中PSⅡ和PSⅠ位于叶绿体的 ______上。
(2)据文中信息可知,PSⅡ中的 ______吸收光能,可将H2O裂解为氧气和H+产生的电子经一系列传递,与NADP+和H+结合形成 ______,将光能转变为 ______
(3)ATP合成酶是一种复合物,具有催化ADP和Pi合成ATP的功能。由图可知,这一过程需要的能量直接来自 ______
(4)根据文中信息并结合所学知识,推测化合物X抑制杂草生长的机理 ______
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_____________

绿色植物光合作用的电子传递由两个光反应系统即光系统I(PSI)和光系统Ⅱ(PSI)相互配合来完成。如图所示,两个光系统之间由细胞色素b6(Cyt·b6)-f(Cyt-f)和铁硫蛋白(Fe-Sg)组成的复合体连接。据图回答下列问题:


(1)PSI和PSⅡ位于____________上,其中P700是一个吸收远红光的特殊____________分子,最大吸收峰在700纳米处。
(2)LHCⅡ等受光激发后将接受的光能传到PSI反应中心P680,并在该处发生光化学反应,同时激发出e-,接受e-的最初受体是____________,再传给靠近基质一侧的结合态质体醌(QA),从而推动PSⅡ的最初电子传递。P680失去e-后,变成强氧化剂,它与位于膜内侧的电子传递体M争夺电子而引起水的分解,直接产物为____________
(3)P700受光激发后,把e-传给A0,经A1、X等,再把e-交给位于膜外侧的Fd与FNR,最后由FNR使NADP+被还原,该过程还要消耗基质中的H,并形成____________留在基质中,用于暗反应中____________过程。
(4)PSI辅助复合物中含叶绿体中基因编码的D1蛋白,其能促进光反应。为增强小麦应对高温胁迫的能力,科研人员将控制合成D1蛋白的基因转入小麦染色体DNA上得到M品系,科研人员检测了野生型和M品系小麦在不同温度条件下D1蛋白的含量,结果如下图所示。

据图可知,常温下M品系小麦细胞中D1蛋白含量__________(填“高于”“低于”或“等于”)野生型,结合图示推测,高温胁迫下M品系小麦产量明显高于野生型的原因是__________


(5)现有分离到的含PSI或PSI的类囊体,写出鉴定类囊体中含有的反应中心是PSI还是PSI的实验思路并预期结果___________

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