資源簡介

(共58張PPT)
專題二　細胞的物質和能量代謝
熱點歸納：控制影響作物光合作用和細胞呼吸的環境因素(光照、二氧化碳、水、肥、礦質元素、輪作、間作、補光調溫)、先進的育種技術、植物生長調節劑、科學防治害蟲等措施都能提高作物的產量。
角度一　代謝與農業生產
命題熱點二　細胞代謝在提高農作物產量中的應用
角度三　光合作用與產量提高
1. (2024·鄭州模擬)地方農諺是勞動人民多年豐富經驗的概括，它蘊含著深刻的科學道理。下列是種植黃豆的四句農諺，其中解釋有誤的是(　　)
選項 農諺 解釋
A “大豆干花濕莢，畝收石八；大豆干莢濕花，有稈無瓜” 植物在不同的生長發育時期對水分的要求不相同
B “不稀不稠，一拃(zhǎ，15厘米左右)出頭” 提高黃豆的種植密度，可提高光合作用速率，增加產量
C “白天熱來夜間冷，一棵豆兒打一捧(pěng)” 適當提高晝夜溫差，有利于有機物積累，增加產量
D “豆鋤三遍，莢生連串” 鋤地可疏松土壤，有利于根的有氧呼吸；鋤地可減少雜草與黃豆的競爭
【答案】　B
【解析】　“大豆干花濕莢，畝收石八；大豆干莢濕花，有稈無瓜”，說明植物在不同的生長發育時期對水分的要求不相同，合理灌溉可以提高作物產量，A正確；“不稀不稠，一拃出頭”，說明合理密植是增加作物總產量的有效途徑，在一定范圍內，增加密度，擴大葉面積，光合產物增加，產量上升，但葉片單位面積光合作用合成有機物的量不變，即提高農作物種植密度，可提高光合作用總產量，但光合作用
速率不變，B錯誤；“白天熱來夜間冷，一棵豆兒打一捧”說明白天溫度適宜、光照強，有利于植物進行光合作用，產生大量的有機物，夜晚溫度降低后，植物的細胞呼吸降低，減少有機物的消耗，所以溫差大有利于有機物積累，增加產量，C正確；“豆鋤三遍”是給豆類松土和除去雜草，松土有利于根的有氧呼吸，避免無氧呼吸產生有害物質，除去雜草可減少雜草與黃豆競爭光照等，D正確。
2. (2024·張家口模擬)研究發現，動物細胞能量不足是組織衰老和退行性疾病發生的關鍵原因。浙大科研團隊實現用軟骨細胞膜包封的植物類囊體跨物種遞送到動物體衰老病變的細胞內，讓動物細胞也擁有植物光合作用的能量。下列敘述錯誤的是(　　)
A．用動物自身的細胞膜包封植物類囊體，可以有效地避免免疫排斥
B．類囊體能夠被衰老的軟骨細胞攝取，體現生物膜具有流動性
C．類囊體產生的ATP和NADH是細胞再生修復不可或缺的能量來源
D．上述研究結合光療，可為退行性骨關節炎等疾病的治療提供新的思路
【答案】　C
【解析】　用動物自身的細胞膜包封植物類囊體，免疫系統能夠識別是自身物質，可以有效地避免免疫排斥，A正確；類囊體能夠被衰老的軟骨細胞攝取，涉及了膜融合，體現生物膜具有流動性，B正確；類囊體產生的ATP和NADPH是細胞再生修復不可或缺的能量來源，C錯誤；動物細胞能量不足是組織衰老和退行性疾病發生的關鍵原因，因此該研究結合光療，可為退行性骨關節炎等疾病的治療提供新的思路，D正確。
3. (2024·長沙模擬)植物工廠是通過光調控和通風控溫等措施進行精細管理的高效農業生產系統，常采用無土栽培技術。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．可根據植物生長特點調控光的波長和光照強度　　
B．應保持培養液與植物根部細胞的細胞液濃度相同
C．合理控制晝夜溫差有利于提高作物產量
D．適時通風可提高生產系統內的CO2濃度
【答案】　B
【解析】　不同植物對光的波長和光照強度的需求不同，可根據植物生長特點調控光的波長和光照強度，A正確；為了保證植物的根能夠正常吸收水分，該系統應控制培養液的濃度小于植物根部細胞的細胞液濃度，B錯誤；適當提高白天的溫度可以促進光合作用的進行，讓植物合成更多的有機物，而夜晚適當降溫則可以降低其細胞呼吸，使其少分解有機物，因此合理控制晝夜溫差有利于提高作物產量，C正確；適時通風可提高生產系統內的CO2濃度，進而提高光合作用的速率，D正確。
4. (2024·揚州模擬)研究人員擬通過在植物體內構建人工代謝途徑進一步提高植物的固碳能力，助力減少大氣中的CO2 濃度，實現“碳中和、碳達峰”。
(1)在光下，玉米細胞中的葉綠體是進行光合作用的場所，它所具備的與完成光反應過程相適應的結構特點是__________________________
______在此經過一系列的變化光能轉化為______________中的化學能參與暗反應。
(2)水稻、小麥等屬于C3植物，而高粱、玉米等屬于C4植物。請結合圖 1 玉米光合作用過程示意圖分析，與RuBP羧化酶相比，PEP羧化酶固定CO2的能力______________。維管束鞘細胞的葉綠體只進行暗反應，推測其葉綠體結構上的特點是____________________。
(3)研究人員通過向水稻葉綠體中引入人工設計合成的一條代謝途徑(GOC)，能直接在葉綠體中催化乙醇酸轉化成 CO2，同時抑制葉綠體膜上乙醇酸轉運蛋白基因的表達，最終提高了水稻的凈光合速率。GOC型水稻凈光合速率高于野生型水稻的原因包括下列選項中的__________。基于上述研究成果，提出兩條改造農作物以提高產量的措施：________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________。
A．GOC 型水稻新增的代謝途徑，增加了乙醇酸利用率
B．GOC 型水稻新增的代謝途徑，直接加速了C3再生C5
C．GOC 型水稻新增的代謝途徑，減少了葉綠體中 CO2損失
D．GOC 型水稻內催化乙醇酸轉化成 CO2的酶活性比 RuBP 羧化酶活性高
(4)“碳中和”是指環境中二氧化碳的排放總量等于吸收總量。“碳中和”理念常用于指導生產生活，如污水處理等。圖 2 中新型污水處理系統，用藍細菌代替傳統污水處理系統中曝氣裝置______________的作用，該系統“碳中和”理念體現在________________________。請從不同角度列舉符合“碳中和”理念的生產、生活實例：________________
___________________________。
【答案】　(1)具有類囊體，其上分布有光合作用所需的色素和酶　ATP、NADPH
(2)更強　不含類囊體
(3)AC　改造農作物的RuBP羧化酶基因，增強CO2固定能力；將人工設計的代謝路徑引入到農作物中，提高農作物的光合效率
(4)提供氧氣(空氣)　藍細菌吸收微生物產生的CO2　植樹造林、減少化石燃料燃燒
【解析】　(1)葉綠體中有很多類囊體，類囊體薄膜是光合作用的場所，其上分布有光反應所需的色素和酶。光能可轉化為ATP、NADPH中的化學能，參與暗反應中C3的還原。 (2)由圖可知PEP羧化酶可利用大氣中較低濃度的CO2，固定CO2的能力比RuBP羧化酶強。類囊體薄膜是光反應場所，葉綠體基質是暗反應場所，維管束鞘細胞的葉綠體只進行暗反應，推測其葉綠體結構上的特點是不含類囊體。(3)根據題干，GOC能直接在葉綠體中催化乙醇酸轉化成 CO2，并且通過抑制葉綠體膜上乙醇酸轉運蛋白基因的表達，抑制乙醇酸向外轉運，增加葉綠體內的乙醇酸含量，從而轉化出更多的 CO2，所以GOC型水稻增加了乙醇酸
利用率，減少了葉綠體中 CO2的損失，但并沒有直接加速 C3再生 C5和影響酶活性，故B、D錯誤，選A、C。基于上述研究成果，通過增加CO2的含量和固定，可提高光合速率，因此可通過改造農作物的 RuBP 羧化酶基因，增強 CO2的固定能力；將人工設計的代謝途徑引入農作物中等措施改造農作物以提高產量。(4)相比于傳統污水處理系統，新型污水處理系統使用藍細菌，藍細菌可以進行光合作用釋放氧氣，代替傳統污水處理系統中曝氣裝置的提供氧氣(空氣)的作用。“碳中和”是指環境中二氧化碳的排放總量等于吸收總量，在該系統中體現為微生物產生CO2，藍細菌可吸收微生物產生的 CO2。在生產、生活中，人類燃燒化石燃料，自然界生物的呼吸都會產生二氧化碳，通過植樹造林可以吸收二氧化碳，通過減少化石燃料燃燒可以降低碳的排放量。
5. (2024·鄭州模擬)加大對大豆高產品種和玉米、大豆間作(間作是指在同一土地上按照一定的行、株距和占地的寬窄比例種植不同種類的農作物)，能穩定糧食生產。根據所學知識，回答下列問題：
(1)玉米和大豆的根系深淺不同，植株高矮不同，玉米間作套種大豆可充分利用____________________________________________________
_______________________________________(至少答出 2 點)等資源提高農作物產量。
(2)與大豆共生的根瘤菌可以固氮，供作物利用。作物可利用氮元素合成與光合作用有關的化合物___________________________________
____________________________________________________________________________________________________________(寫出兩個即可)，提高光合速率，增加產量。
(3)如圖是玉米與某豆科作物間作和單作時，在不同光照強度下測得的單株玉米吸收 CO2速率。(假設間作與單作時各農作物間的株距相同)據圖判斷，間作玉米對二氧化碳和光能的利用率較高，做出此判斷的依據是__________________________________________________________
___________________。
(4)不同的玉米品種會為大豆帶來不同的遮光效果，為研究最佳的相間種植組合，用黑色遮陽網模擬不同玉米的遮光效果，設CK(正常光照)、A1(一層黑色遮陽網遮陰，模擬 C 品種玉米)、A2(兩層黑色遮陽網遮陰，模擬 D 品種玉米) 3 個處理組，每組中均種植南豆 12 和桂豆 3 號兩種大豆若干株，部分實驗結果如表所示。
品種 處理 凈光合速率Pn/
(μmol·m－2·
s－1) 氣孔導度Gs/(μmol·m－2·s－1) 胞間CO2濃度Ci/
(μmol·m－2·s －1) 蒸騰速率T/
(μmol·m－2·
s－1)
南豆12 CK 18.074 0.438 260.999 5.006
A1 17.505 0.336 274.026 4.679
A2 12.503 0.304 327.818 4.561
桂豆3號 CK 20.102 0.430 275.182 5.682
A1 17.503 0.348 286.178 5.040
A2 11.052 0.231 308.160 3.204
①根據上表，為盡可能提高相間種植時大豆的產量，應選擇的種植組合是______________________________________________________________。
②根據上表，請判斷以下哪些結論成立________。
a．弱光環境下，大豆植株氣孔開放程度下降，導致蒸騰速率降低，引起光合作用減弱
b．弱光環境下，光照強度不足，限制了光反應，導致凈光合速率降低
c．隨著遮光程度的增加，胞間 CO2濃度不斷增加，促進凈光合速率
d．隨著遮光程度的增加，凈光合速率下降，導致胞間 CO2濃度增加
【答案】　(1)不同層次土壤內的水分、養分(無機鹽)、光能、空間
(2)ATP、光合色素、酶、NADPH 等
(3)間作時光飽和點和最大CO2吸收速率都大于單作時
(4)①南豆12與C品種玉米　②bd
【解析】　(1)玉米和大豆的根系深淺不一，深根系作物與淺根系作物搭配，在土壤中各取所需，可以充分利用土壤中的養分和水分，促進作物生長發育，達到降耗增產的目的；植株應高矮搭配，這樣才有利于通風透光，使太陽光能得以充分利用。(2)作物可利用氮元素合成與光合作用有關的化合物有ATP、光合色素、酶、NADPH 等。(3)據圖可知，間作時光飽和點和最大CO2吸收速率都大于單作時，因此推測間作玉米
對二氧化碳和光能的利用率較高。(4)①要選擇大豆產量最高的組，應比較各組之間的凈光合速率，由表可得，南豆12與C品種玉米相間種植時，大豆的凈光合速率較高，因此應選擇的種植組合是南豆 12 與 C 品種玉米。②弱光環境下，光合作用減弱最主要的原因是光反應減弱，導致水的光解反應減弱和ATP的生成減少，并不是由于蒸騰速率降低所致；隨著遮光程度的增加，光反應越來越弱，凈光合速率下降，導致胞間CO2濃度增加，a、c錯誤，b、d正確。
角度一　C3植物、C4植物和CAM植物
自然界中的綠色植物根據光合作用暗反應過程中CO2的固定途徑不同可以分為C3、C4和CAM三種類型。
命題新情境二　光呼吸、光抑制、C4途徑、CAM途徑
1．C3途徑：即卡爾文循環，整個循環由RuBP(C5)與CO2的羧化開始到RuBP(C5)再生結束，在葉綠體基質中進行，可合成蔗糖、淀粉等多種有機物。常見的C3植物有大麥、小麥、大豆、菜豆、水稻、馬鈴薯等。
2．C4途徑：玉米的維管束鞘細胞和葉肉細胞緊密排列(如圖1)。葉肉細胞中的葉綠體有類囊體能進行光反應，同時，CO2被整合到C4中，隨后C4進入維管束鞘細胞，維管束鞘細胞中沒有完整的葉綠體，在維管束鞘細胞中，C4釋放出的CO2參與卡爾文循環，進而生成有機物(如圖2)。PEP羧化酶被形象地稱為“CO2泵”，它提高了C4植物固定CO2的能力，使C4植物比C3植物具有較強光合作用(特別是在高溫、光照強、干旱條件下)能力，并且無光合午休現象。常見的C4植物有玉米、甘蔗、高粱、莧菜等。
3．CAM途徑：CAM植物夜間吸進CO2，淀粉經糖酵解形成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)，在磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶催化下，CO2與PEP結合，生成草酰乙酸，進一步還原為蘋果酸儲存在液泡中。從而表現出夜間淀粉減少，蘋果酸增加，細胞液pH下降。而白天氣孔關閉，蘋果酸轉移到細胞質中脫羧，放出CO2，進入C3途徑合成淀粉；形成的丙酮酸可以形成PEP再還原成C3，最后合成淀粉或者轉移到線粒體，進一步氧化釋放CO2，又可進入C3途徑。從而表現出白天淀粉增加，蘋果酸減少，細胞液pH上升。常見的CAM植物有菠蘿、蘆薈、蘭花、百合、仙人掌等。
提醒：C3途徑是碳同化的基本途徑，C4途徑和CAM途徑都只起固定CO2的作用，最終還是通過C3途徑合成有機物。
角度二　光呼吸、光抑制
1.光呼吸
(1)光呼吸是進行光合作用的細胞在光照和高氧低二氧化碳情況下發生的一個生化過程。該過程以光合作用的中間產物為底物，吸收氧、釋放二氧化碳。
(2)光呼吸的起因
①主要原因是在生物體的進化過程中產生了一種具有雙功能的酶，這個酶的名字叫作RuBP羧化/加氧酶，就是核酮糖－1,5－二磷酸羧化/加氧酶，這個酶可以縮寫為Rubisco。核酮糖－1,5－二磷酸(RuBP)就是卡爾文循環中的C5。
②二氧化碳和氧氣競爭性與Rubisco結合，當二氧化碳濃度高時，Rubisco催化RuBP與二氧化碳形成兩分子3－磷酸甘油酸(PGA)，就是卡爾文循環中的C3，進行卡爾文循環；當氧氣濃度高時，Rubisco催化RuBP與氧氣形成1分子PGA(C3)和1分子磷酸乙醇酸(C2)，其中PGA進入卡爾文循環，而磷酸乙醇酸脫去磷酸基團形成乙醇酸，乙醇酸就離開葉綠體，然后進行光呼吸。基本過程見下圖。
(3)光呼吸的危害
如果在較強光下，光呼吸加強，使得C5氧化分解加強，一部分碳以CO2的形式散失，從而減少了光合產物的形成和積累。其次，光呼吸過程中消耗了ATP和NADPH，即造成了能量的損耗。
(4)光呼吸的意義
①回收碳元素。就是2分子的C2形成1分子的C3和CO2，那1分子C3通過光呼吸過程又返回到卡爾文循環中，不至于全部流失掉。
②防止強光對葉綠體的破壞。強光時，由于光反應速率大于暗反應速率，因此，葉肉細胞中會積累ATP和NADPH，這些物質積累會產生自由基，尤其是超氧陰離子，這些自由基能損傷葉綠體，而強光下，光呼吸加強，會消耗光反應過程中積累的ATP和NADPH，從而減輕對葉綠體的傷害。
③消除乙醇酸對細胞的毒害。
2.光抑制
植物的光合系統所接受的光能超過光合作用所能利用的量時，光合功能便降低，這就是光合作用的光抑制。
(1)光抑制機理：光合系統的破壞，PSⅡ是光破壞的主要場所。發生光破壞后的結果：電子傳遞受阻，光合效率下降。
(2)光抑制的主要防御機制：
①減少光吸收，植物體也可以通過葉運動(減少葉片與主莖的夾角)或葉綠體運動這種對強光的快速響應以減少對光的吸收，從而避免光抑制。
②增加熱耗散：a.當依賴能量的葉綠素熒光猝滅增加時，通過增加激發能的熱耗散可以部分避免光抑制。降低光飽和條件下的PSⅡ的光化學效率，可以避免光抑制破壞的發生。b.在強光下非光輻射能量耗散增加的同時，玉米黃素含量增加，玉米黃素與激發態的葉綠素作用，從而耗散其激發能，保護光合機構免受過量光能破壞。
③進行光呼吸：C3植物的光呼吸有很高的能量需求。光呼吸可以防止強光和CO2虧缺條件下發生光抑制。
1. (2024·徐州檢測)生長在熱帶及亞熱帶干旱及半干旱地區的一些肉質植物(景天科植物)，在其所處的自然條件下，在夜間細胞中磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)作為二氧化碳接受體，在PEP羧化酶催化下，形成草酰乙酸，再還原成蘋果酸，并儲存于液泡中；白天蘋果酸則進行脫羧釋放二氧化碳，再通過卡爾文循環轉變成糖。如圖甲為某多肉植物的代謝圖，圖乙為A、B、C三種植物的光合速率變化曲線圖，請回答下列問題：
(1)圖甲中多肉植物液泡的pH白天和晚上________(填“相同”或“不同”)，原因是_____________________________________________
___________________________________________________________________________________________________。
(2)圖甲中多肉植物能供給自身進行光合作用所需CO2的生理過程有____________________________，能夠和CO2反應的物質為________________。
(3)由題干可知，生長在干旱地區的多肉植物通過_______________
_________________________適應干旱環境。
(4)圖乙中屬于景天科植物的是__________。
【答案】　(1)不同　液泡晚上儲存蘋果酸，pH降低，白天蘋果酸分解，pH升高
(2)蘋果酸的分解、細胞有氧呼吸　PEP和C5
(3)晚上氣孔開放，從外界吸收CO2，白天氣孔關閉，降低蒸騰作用，減少水分的散失
(4)A
【解析】　(1)多肉植物的液泡晚上儲存蘋果酸，pH降低，白天蘋果酸分解，pH升高，所以多肉植物液泡的pH白天和晚上不同。(2)多肉植物細胞中蘋果酸的分解、細胞有氧呼吸都可以釋放CO2，為植物光合作用提供CO2，據圖可知，PEP與CO2反應生成OAA，CO2和C5反應形成C3。(3)生長在干旱地區的多肉植物通過晚上氣孔開放，從外界吸收CO2，白天氣孔關閉，降低蒸騰作用，減少水分的散失，從而適應干旱環境。(4)分析圖乙中三種植物，景天科植物可以將夜晚吸收的CO2儲存在液泡中，然后白天用于光合作用；炎熱干旱條件下，為減少水分散失，白天植物一般關閉氣孔，景天科植物更能適應干旱環境，曲線A符合題意。
2. (2024·開封模擬)小麥、玉米是我國的主要糧食作物，如圖是小麥、玉米葉片結構及光合作用固定CO2的相關過程。玉米葉片由葉肉細胞和維管束鞘細胞組成，維管束鞘細胞中PEPC(酶)與CO2的親和力比Rubisco(酶)高60多倍。請據圖回答下列問題：
(1)小麥葉肉細胞中，進行C3途徑的場所是____________，該過程需要光反應提供__________________。
(2)玉米葉片細胞中，C3途徑和C4途徑固定CO2時，與CO2反應的物質分別是__________________。維管束鞘細胞中產生丙酮酸的過程除圖示過程外還有________________________。
(3)玉米葉片中能進行光反應的細胞是_________________________
_______，葉肉細胞和維管束鞘細胞緊密相連成“花環形”結構，其意義是__________________________________________________________
____________。
【答案】　(1)葉綠體基質　ATP和NADPH
(2)C5(或五碳化合物)、PEP　細胞呼吸的第一階段
(3)葉肉細胞　有利于葉肉細胞向維管束鞘細胞中運輸CO2
【解析】　(1)小麥葉肉細胞中，進行C3途徑，即暗反應階段的場所是葉綠體基質，該過程需要光反應提供ATP和NADPH，這兩種物質在C3還原過程中被消耗。(2)玉米葉片細胞中，C3途徑和C4途徑固定CO2時，與CO2反應的物質分別是C5(或五碳化合物)、PEP，其中后者與二氧化碳的親和力更強，因而能利用較低濃度的二氧化碳；圖中顯示，維管束鞘細胞中產生丙酮酸的過程實現了二氧化碳的轉移，除圖示過程外，細胞呼吸過程中也有丙酮酸產生，為細胞呼吸的第一階段，該階段發生在細胞質基質中。(3)結合圖示可知，玉米葉片中能進行光反應的細胞是葉肉細胞，葉肉細胞和維管束鞘細胞緊密相連成“花環形”結構，該結構有利于葉肉細胞向維管束鞘細胞中運輸CO2，維持維管束鞘細胞中高濃度的CO2，進而維持高效的光合速率。
(1)PSⅡ反應中心位于____________________________，強光條件下NADP＋不足的原因是___________________________________________
________________________________________________________________________________________________。
(2)強光條件下，與正常植株相比，缺乏類胡蘿卜素突變體植株的光合速率________(填“增大”“不變”或“減小”)，原因是___________
___________________________________________________________________________________________________________________(答出2條即可)。
(3)Rubisco酶是一個雙功能酶，光照條件下，它既能催化C5與CO2發生羧化反應固定CO2，又能催化C5與O2發生加氧反應進行光呼吸，其催化方向取決于CO2和O2濃度。通過比較碳固定數發現，發生光呼吸時，光合作用效率降低了________%。據此，為提高大棚蔬菜產量，可采取的具體措施是__________________。
【答案】　(1)葉綠體類囊體薄膜　強光條件下光反應增強，對NADP＋的消耗速率增大；暗反應提供的NADP＋不足
(2)減小　突變體植株缺乏類胡蘿卜素，對藍紫光的吸收減少；無法及時淬滅3chl并清除1O2，損傷光合結構
(3)30　增施有機肥(其他合理答案也可)
【解析】　(1)由題意可知，光照過強會導致PSⅡ反應中心的D1蛋白損傷，PSⅡ參與光反應過程，則位于類囊體薄膜上。強光會導致NADPH和ATP的合成增加，對NADP＋的消耗速率增大，暗反應提供的NADP＋不足。(2)由于強光下，突變體植株缺乏類胡蘿卜素，對藍紫光的吸收減少；無法及時淬滅3chl并清除1O2，損傷光合結構，所以強光條件下，與正常植株相比，缺乏類胡蘿卜素突變體植株的光合速率減小。(3)看圖可知：無光呼吸發生時，10分子C5結合10分子CO2；有光呼吸時，10分子C5結合8分子CO2，在生成乙醇酸時還釋放了1分子CO2，可見有光呼吸時，10分子C5結合7分子CO2，故有光呼吸發生時，光合作用效率降低了30%。為提高大棚蔬菜產量，可通過增施有機肥的方式增加CO2的濃度。
4. (2024·四平模擬)PSⅡ是由D1蛋白、色素分子等組成的復合體，可以裂解水產生H＋和氧釋放到類囊體腔中，D1蛋白極易受到活性氧(ROS)的破壞。光反應過程中可以產生ROS，適宜光照條件下，ROS的產生和消除之間存在穩定的動態平衡，不會破壞D1蛋白。回答下列問題。
(1)葉綠體中色素分子的作用是________________________________
_____，PSⅡ作用的結果會使類囊體內pH________(填“升高”“降低”或“不變”)。
(2)強光下D1蛋白極易受損，擬南芥具有PSⅡ修復循環途徑，該途徑首先降解受損的D1蛋白，再以新合成的D1蛋白替代原有D1蛋白，從而恢復PSⅡ的活性。
①推測強光下D1蛋白極易受損的原因是________________________
___________________________________________________________________________________________________________________。
②FH酶催化D1蛋白降解，C酶催化葉綠素降解，不影響D1蛋白的合成，兩種酶主要在________光照時起作用，從而加速PSⅡ的修復；若在此條件下抑制C酶的活性，則D1蛋白因不能及時替換而含量降低，由此可得出的結論是_____________________________________________
_____________________________________________________________________________________________。
③研究發現，強光下擬南芥幼葉C酶含量高于老葉。推測強光下幼葉存活率________(填“等于”“高于”或“低于”)老葉。
【答案】　(1)吸收、傳遞、轉化光能　降低
(2)①強光下，ROS的產生和消除之間失衡，ROS含量高，從而破壞D1蛋白　②強　新合成的D1蛋白無法修復PSⅡ的結構和功能，從而影響光能的吸收、傳遞和轉化，進而影響光合作用的進行　③高于
【解析】　(1)類囊體上的光合色素有吸收、傳遞、轉化光能的作用；PSⅡ作用的結果是H＋和氧釋放到類囊體腔中，類囊體內H＋的增多，使pH下降。(2)①推測強光下，ROS的產生和消除之間失衡，ROS含量高，從而破壞D1蛋白。②強光處理時，C酶通過降解結合在D1蛋白上的葉綠素，促進FH酶對D1蛋白的降解，進而加速PSⅡ的修復循環；C酶催化葉綠素降解，若抑制了C酶的活性，抑制D1蛋白上的葉綠素降解，新合成的D1蛋白無法修復PSⅡ的結構和功能，從而影響光能的吸收、傳遞和轉化，進而影響光合作用的進行。③強光下幼葉中合成大量C酶降解葉綠素，從而促進FH酶降解D1蛋白，加速幼葉中PSⅡ的修復，提高幼葉存活率。

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