Question

【題目】光合作用是地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)。下圖表示水稻細(xì)胞中與光合作用相關(guān)的結(jié)構(gòu)和生理過(guò)程，圖中的PSⅡ和PS Ⅰ為葉綠素類(lèi)胡蘿卜素蛋白質(zhì)構(gòu)成的復(fù)合體。回答下列問(wèn)題：

（1）圖中的PS Ⅱ色素復(fù)合體，其核心是一個(gè)葉綠素a分子。當(dāng)復(fù)合體中的各種色素將吸收的光能傳遞到葉綠素a上，使葉綠素a分子活化，釋放出高能電子（e-），e-經(jīng)一系列傳遞后，最終與X__________結(jié)合形成NADPH。

甲結(jié)構(gòu)為__________，是發(fā)生圖中反應(yīng)過(guò)程的場(chǎng)所。甲結(jié)構(gòu)內(nèi)H+的來(lái)源，除__________產(chǎn)生外，還有從葉綠體基質(zhì)中吸收，其中后者需要__________直接提供能量。

（2）光呼吸是植物在光照條件下發(fā)生的一個(gè)生理過(guò)程，該過(guò)程可通過(guò)耗費(fèi)光合作用的中間產(chǎn)物降低光合速率，最終導(dǎo)致植物產(chǎn)量下降。人們認(rèn)為在干旱地區(qū)噴施低濃度的NaHSO3溶液提高作物產(chǎn)量與光呼吸有關(guān)。科研人員以水稻為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行了研究，相關(guān)實(shí)驗(yàn)方案和結(jié)果如下表所示。

組別	干旱處理	低NaHSO3溶液	葉綠素含量 （mg/cm2）	光呼吸速率 （umol CO2/m2·s）	表觀光合速率 （umol CO2/m2·s）
第1組	施加	噴施	2．03	0．69	3．92
第2組	施加	未噴施	1．83	0．98	2．56
對(duì)照組	（1）	（2）	1．81	0．78	3．97

①對(duì)照組的實(shí)驗(yàn)條件（1）和（2）分別是___________________。

②對(duì)比第1組和第2組的數(shù)據(jù)，解釋干旱地區(qū)噴施低濃度的NaHSO3溶液提高作物產(chǎn)量的原因：__________________。

③分析，第1組光合速率低于對(duì)照組的主要原因是__________________。

④某同學(xué)選用95%的乙醇作為層析液對(duì)水稻葉片進(jìn)行葉綠體色素的分離實(shí)驗(yàn)，結(jié)果也獲得了4條色素帶，原因是__________________。

Answer 1

【答案】NADP+、H+ 類(lèi)囊體膜（或光合膜） 水在光下裂解 高能電子 未施加、未噴施 一方面提高了葉綠素含量，促進(jìn)光反應(yīng)，提高光合速率，另一方面，通過(guò)降低光呼吸速率，使光合作用的中間產(chǎn)物耗費(fèi)減少 干旱，氣孔開(kāi)度減小，吸收二氧化碳速率降低，光合速率下降 四種色素在95%的乙醇中的溶解度不同，隨乙醇在濾紙條上的擴(kuò)散速率不同

【解析】

圖示表示光反應(yīng)的過(guò)程，其中甲為類(lèi)囊體薄膜，X表示H+和NADP+。

（1）光反應(yīng)階段高能電子（e-）與NADP+、H+結(jié)合形成NADPH。甲是類(lèi)囊體膜，是光反應(yīng)的場(chǎng)所。據(jù)圖可知甲結(jié)構(gòu)內(nèi)H+有水在光下裂解和從葉綠體基質(zhì)中主動(dòng)吸收2個(gè)來(lái)源，其中從葉綠體基質(zhì)中吸收H+需要高能電子直接提供能量。

（2）①空白對(duì)照應(yīng)不進(jìn)行干旱處理，也不噴施低NaHSO3溶液。

②干旱地區(qū)噴施低濃度的NaHSO3溶液提高了葉綠素含量，降低了光呼吸速率，提高作物的產(chǎn)量。

③與對(duì)照組相比，干旱組，氣孔開(kāi)放度小，吸收CO2速率低，光合速率慢。

④四種色素在95%的乙醇中的溶解度不同，隨乙醇在濾紙條上的擴(kuò)散速率不同，故用95%的乙醇作為層析液對(duì)水稻葉片進(jìn)行葉綠體色素的分離實(shí)驗(yàn)，結(jié)果也獲得了4條色素帶。