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#光合作用#高考#高三#模拟

1．为研究弱光环境下不同部位补光对植株光合作用的影响，研究者用LED灯对番茄植株顶部和中部进行补光。顶部补光时LED灯距植株顶部5～10 cm，中部补光时LED灯始终保持在植株中部。请回答问题：

(1)培养一段时间后，分别检测叶片的叶绿素含量和光合速率，结果如下图所示。

实验组的处理是_____。据图可知，顶部补光可提高叶片中的_____，从而影响叶片对光的_____。

(2)R 物质能激活催化CO₂固定的相关酶。对各组叶片中 R 物质含量进行测定，结果如下表。

注：“+”越多，R物质含量越高

CO₂固定过程发生的场所是_____。据表分析，补光能够_____CO₂的固定。

(3)研究发现，与对照组相比中部补光的植株气孔开放程度低。结合（1）和（2）分析，中部补光叶片光合速率低于对照组，主要是受光合作用_____阶段的限制。

(4)顶部补光叶片光合速率高的原因是_____，此项研究可为提高番茄产量提供依据。

【答案】

(1)顶部补光和中部补光叶绿素含量 吸收（捕获）

(2)叶绿体基质 促进

(3)暗反应

(4)既能通过提高叶绿素含量促进光反应，又能通过提高R物质含量促进暗反应

2．共生固氮是自然界生物可用氮的最大天然来源，豆科植物进化出根瘤来容纳根瘤菌以进行共生固氮。为研究大豆根瘤形成的机理，科研人员进行了一系列研究。

(1)图1是大豆光合作用产物的形成及运输和大豆与根瘤菌关系示意图。请分析回答:

①如图1所示，二氧化碳固定形成的C₃在光反应提供的__________作用下转换成磷酸丙糖（TP），TP运出叶绿体后合成蔗糖，催化TP合成蔗糖的酶存在于_________。

②研究发现，蔗糖进入维管束细胞的过程可被呼吸抑制剂抑制，据此推测蔗糖进入维管束细胞的跨膜运输需要的条件是__________。

(2)为了研究光照与大豆根瘤生成的关系，科研工作者将根瘤菌接种于大豆品种Ws82上，黑暗预处理2天后，进行相关处理，6天后观察大豆根瘤结节生成的情况，处理和结果如图2，结合图1分析下列问题。

①对大豆黑暗预处理的目的是__________。

②图2的实验结果说明__________。

③试从物质和能量的角度解释图2中大豆根瘤结节形成的原因__________。

(3)光除了是植物进行光合作用的能量来源外，还作为___________参与大豆根瘤结节生成的调控。进一步研究发现光诱导的移动因子GmFTs和GmSTF3从大豆枝条移动到根部，同时根瘤菌激活的CCaMK磷酸化GmSTF3，触发GmSTF3-GmFT2a复合物形成，从而直接激活根瘤发生相关基因的表达。CCaMK-STF-FT模块通过地上与地下相结合调节大豆根瘤形成的意义是______________。

【答案】

(1) ATP和NADPH细胞质基质 需要能量和载体蛋白

(2) 通过细胞呼吸分解有机物，排除原来有机物的干扰

大豆根瘤结节生成需要进行光合作用

物质上：CO₂转变为有机物，有机物可以被根瘤菌利用，形成结节；

能量上：光能转变为有机物的化学能，化学能被根瘤菌转变为ATP的化学能和热能，促进了根瘤菌的生长繁殖

(3)信号因子

理论上的意义：该机制使宿主植物的根能够感知地上环境是否能可持续地为地下共生固氮提供必需能量，从而开启根部共生结瘤。

实践上的意义：该研究揭示了植物地上-地下协同发育的新机制，为设计在暗处也可以共生固氮的新型植物提供了关键技术手段，为优化生物圈碳-氮平衡提供了新思路。

3．衣藻属于单细胞真核生物。研究者以衣藻为实验材料，开展CO₂影响生长的深入研究。

(1)当CO₂浓度适当增加时，衣藻的光合作用强度增加。这是由于在酶的作用下，位于_____的C₅与CO₂结合，生成更多的C₃，C₃进一步被_____，形成更多的糖类。

(2)OR是普遍存在于真核生物细胞中的一种激酶，可促进蛋白质的合成，加快代谢和生长。研究中发现CO₂浓度升高后，不仅提高了衣藻的光合作用强度，还使其细胞中TOR的活性显著增强。

①为确定光合作用与TOR活性的关系，研究者对正常光照条件下的衣藻进行黑暗处理12小时后，再次进行光照处理，结果如图1所示。

注：P-RPS6/RPS6值越大，表明TOR活性越强；GLA是一种暗反应抑制剂

据图1可推测出_____。正常光照条件下，停止光照后的短时间内即可测得TOR活性降低，其原因是_____。

②图2表示光合作用暗反应及其中间产物形成氨基酸的途径。进一步研究表明谷氨酰胺可能是TOR活性的激活剂。以下能为上述结论提供证据的是_____。

a．阻断淀粉合成，TOR活性减弱

b．阻断亮氨酸和缬氨酸的合成，TOR活性增强

c．阻断丙氨酸的合成，TOR活性增强

d．阻断谷氨酸到谷氨酰胺的合成，TOR活性减弱

(3)请结合上述研究及所学知识，阐述CO₂浓度适度增加可促进植物生长的机制_____。

【答案】

(1)叶绿体基质还原

(2)光合作用可增强TOR活性，且暗反应起直接作用

缺少光反应提供的ATP与NADPH，暗反应无法进行，导致TOR活性降低 bcd

(3)CO₂浓度增加，使光合作用增强，制造的有机物增多，可用于氧化分解供能及为代谢提供某些原料；同时暗反应中间产物转化生成更多的谷氨酰胺，促进TOR活性增强，合成蛋白质增多，生长速度加快