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  • 1. (2023·浙江模拟) 光合作用有助于解决食物短缺、能源枯竭、全球气候变化等问题,研究光合作用机理提高自然光合作用效率、发展人工光合作用一直是科学研究的重点。回答下列问题:

    1. (1) 高等植物进行光合作用离不开细胞中捕获光能的色素和结构,其中,不同色素对光的吸收存在差异,若用光照射叶绿素a的提取液,可得到该种色素的吸收光谱:叶绿体中存在光系统I(PSI)和光系统Ⅱ(PSII),能吸收、传递、转化光能,则该复合体位于,由蛋白质、叶绿素和组成,其吸收的能量在光反应阶段储存在中。已知PSII中的核心蛋白D1对叶绿体中活性氧(ROS)尤为敏感,极易受到破坏,同时叶绿体中存在编码D1的基因psbA,使得新合成的D1不断取代损伤的D1 , 从而修复PSII,研究发现高温会造成叶绿体内的ROS大量累积,从而显著抑制psbA mRNA的翻译过程,导致PSII修复效率降低,进而降低了光合效率,由此分析高温导致D₁不足的原因是,提高高温下PSII的修复效率成为研究的重要方向。
    2. (2) 高等植物细胞进行卡尔文循环,在核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)的催化下,CO2与五碳糖(C5)结合形成三碳酸分子(C3),该酶存在的场所为,光照下,叶肉细胞中O2会与CO2竞争性结合C5 , O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸,该过程会消耗光合作用过程中的有机物,据此分析,在缺水环境中农作物减产的原因是(答出2点)。研究发现,有些植物通过进化形成了CO2浓缩机制,极大地提高了Rubisco附近的CO2浓度,从而促进了这一过程,提高了光合速率。
    3. (3) 基于光合作用原理,研究人员研发出人工叶绿体,它是一个由磷脂双分子层包裹的微小水滴,内含以类囊体膜为基础的能量转化模块和多种酶,可利用太阳能连续进行CO2的固定与还原,是一个人工光合作用系统。相比于植物细胞中的叶绿体,该人工叶绿体在结构上的主要不同点在于,在固定等量CO2情况下,该系统中有机物的积累量会高于植物,原因是

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