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专题三 细胞呼吸与光合作用的过程
1．(2025·东莞、揭阳、韶关质检)坚持有氧运动有利于肌细胞中的线粒体数量增多，下列相关叙述错误的是(　　)
A．细胞内线粒体数量与有氧呼吸强度密切相关
B．NAD＋在线粒体内膜上作为反应物参与呼吸作用
C．催化丙酮酸分解成CO2的酶存在于线粒体基质中
D．有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP
解析：B　线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，有氧呼吸强度越高，细胞内线粒体的数量通常也会越多，以满足能量需求，A正确；有氧呼吸的第三阶段发生在线粒体内膜上，NADH和氧气反应生成水，并释放大量能量，NAD＋在有氧呼吸第一、二阶段作为反应物用于合成NADH，发生在细胞质基质和线粒体基质中，B错误；有氧呼吸第二阶段，丙酮酸和水分解产生二氧化碳，产生大量NADH和少量能量，此过程在线粒体基质中进行，C正确；有氧呼吸时，细胞质基质和线粒体中都能产生ATP，D正确。
2．(2025·汕头一模)辅酶Q10在心血管疾病治疗中发挥着重要作用，它可接收还原型辅酶Ⅰ生成氧化型辅酶Ⅰ时释放的电子，最终将电子传递给O2。据此推测辅酶Q10在细胞中起作用的部位是(　　)
A．线粒体基质　　 B．线粒体内膜
C．细胞质基质 D．类囊体薄膜
解析：B　根据题意，辅酶Q10可接收还原型辅酶Ⅰ(NADH)生成氧化型辅酶Ⅰ(NAD＋)时释放的电子，最终将电子传递给O2，有氧呼吸第三阶段，O2与H＋结合生成H2O，该阶段发生在线粒体内膜上，因此推测辅酶Q10在细胞中起作用的部位是线粒体内膜，B正确。
3．(2025·东莞中学等六校二联)水淹时，玉米根细胞较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H＋转运减缓，引起细胞质基质内H＋积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低，pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是(　　)
A．正常玉米根细胞液泡内的pH低于细胞质基质
B．检测到水淹的玉米根有CO2产生能判断出有酒精生成
C．细胞将丙酮酸产乳酸途径转换为产酒精途径时，根细胞释放的ATP增多以缓解能量供应不足
D．细胞将丙酮酸产乳酸途径转换为产酒精途径时，根细胞消耗的[H]增多以缓解酸中毒
解析：A　由题意知，能量供应不足会使液泡膜上的H＋转运减慢，引起细胞质基质内H＋积累，推知H＋从细胞质基质进入液泡的过程需要消耗能量，为主动运输，也就是说细胞质基质中的H＋浓度低于液泡中的，所以正常玉米根细胞液泡内的pH低于细胞质基质，A正确；有氧呼吸和酒精发酵都可以产生CO2，所以水淹的玉米根产生的CO2不一定是根细胞无氧呼吸产生的，B错误；转换为丙酮酸产酒精途径不能缓解能量供应不足，C错误；一般认为，丙酮酸产酒精途径消耗的NADH与丙酮酸产乳酸途径消耗的NADH一样多，细胞将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径能延缓细胞酸中毒是因为产物由乳酸(呈酸性)转换为酒精和CO2，D错误。
4．(2025·深圳一模)某兴趣小组用如图装置进行“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的探究实践。下列叙述正确的是(　　)
A．甲瓶封口后立即与乙瓶连通确保反应同步进行
B．甲瓶排出的CO2可能产自酵母菌的线粒体基质
C．乙瓶的溶液变浑浊表明酵母菌已经产生了CO2
D．检测乙醇时向乙瓶加含重铬酸钾的浓硫酸溶液
解析：B　图中装置的目的是探究酵母菌的无氧呼吸，甲瓶封口后，先待甲瓶中的氧气消耗完，再连通乙装置，A错误；培养初期甲瓶中的酵母菌进行有氧呼吸产生CO2，有氧呼吸产生CO2的场所为线粒体基质，后期甲瓶的酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和CO2，场所为细胞质基质，B正确；酵母菌细胞呼吸产生的CO2会导致乙瓶中的溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，而不是变浑浊，C错误；检验乙醇时，应从甲瓶中取酵母菌培养液滤液，加入含酸性重铬酸钾的溶液中，观察溶液是否变为灰绿色，D错误。
5．(2025·广东模拟)叶绿体和线粒体都能完成物质与能量的转化，关于菠菜中这两种细胞器的叙述，正确的是(　　)
A．都能产生还原剂，但不是同一种物质
B．都能产生ATP，且都发生在内膜上
C．叶绿体在白天和夜晚都能进行暗反应
D．线粒体在有氧或无氧条件下都能产生CO2
解析：A　叶绿体进行光合作用的过程中产生还原剂NADPH，线粒体进行有氧呼吸的过程中产生还原剂NADH，两者不是同一种物质，A正确；叶绿体通过光反应产生ATP的场所是类囊体薄膜，而不是叶绿体内膜，B错误；叶绿体的暗反应需要光反应提供的NADPH和ATP，夜晚无光不能进行光反应，也就不能为暗反应提供NADPH和ATP，所以夜晚不能进行暗反应，C错误；线粒体在无氧条件下不能进行有氧呼吸第二阶段，所以线粒体在无氧条件下不能产生CO2，D错误。
6．(2025·惠州二模)线粒体中的ATP合成与细胞色素氧化酶(COX)呼吸途径的电子传递链密切相关(如图所示)，该途径中内膜上电子经CoQ、蛋白复合体(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)等传递，传递过程释放的能量用于建立膜两侧H＋浓度差，最终ATP合酶利用这一浓度差合成ATP。下列有关分析错误的是(　　)
A．植物根部细胞只能通过呼吸作用产生ATP，其ATP含量维持动态平衡
B．线粒体内膜上的ATP合酶同时具有转运物质和降低反应活化能的功能
C．COX呼吸途径过程中的电子供体是NADH，释放的电子最终被O2接受生成水
D．低温胁迫可能破坏线粒体中的电子传递链，从而促进跨膜H＋梯度的建立
解析：D　植物根部细胞没有叶绿体，无法进行光合作用，只能通过呼吸作用产生ATP，其ATP含量维持动态平衡，A正确；由图可知，线粒体内膜上的ATP合酶能转运H＋，而且ATP合酶能降低反应的活化能，B正确；由图知，NADH分解时释放电子，释放的电子最终被O2接受生成水，C正确；电子传递过程释放的能量用于建立膜两侧H＋浓度差，低温胁迫可能破坏线粒体中的电子传递链，从而抑制跨膜H＋梯度的建立，D错误。
7．(2025·广东一模)玉米的光合作用既有C4途径又有C3途径(如下图)，PEP羧化酶对CO2具有较强亲和力。据图分析，下列说法正确的是(　　)
A．物质B为C3，它和PEP均可固定CO2
B．卡尔文循环进行的场所是叶绿体基质
C．为过程②提供能量的物质有ATP和NADH
D．在炎热夏季中午，叶肉细胞还可以生成淀粉
解析：B　由题图可知，B可参与CO2的固定，可知B为C5，A错误；卡尔文循环，即暗反应进行的场所是叶绿体基质，B正确；②为C3的还原，光反应提供的ATP和NADPH可为其提供能量，C错误；由题图可知，淀粉等有机物在维管束鞘细胞中合成，D错误。
8．(2025·广东二模)SLC25A51转运蛋白可以选择性地转运NAD＋，调控细胞内NAD＋水平，是哺乳动物细胞产生ATP所必需的。NAD＋最有可能被SLC25A51转运到细胞内的部位是(　　)
A．细胞质基质
B．线粒体基质
C．线粒体内膜
D．液泡
解析：B　有氧呼吸过程分析
第一阶段：葡萄糖的酵解
C6H12O62C3H4O3＋4[H]＋能量
第二阶段：丙酮酸的氧化
2C3H4O3＋6H2O6CO2＋20[H]＋能量
第三阶段：电子传递链和氧化磷酸化
24[H]＋6O212H2O＋能量
SLC25A51转运蛋白可以选择性地转运NAD＋，NAD＋＋H＋―→NADH([H])，据以上分析可知，NAD＋最有可能被SLC25A51转运到细胞内的部位是线粒体基质，B正确。
9．(2025·佛山二模)科学家发现，大多数癌细胞的线粒体缺少嵴。下列生理过程受影响最显著的是(　　)
A．葡萄糖分解为丙酮酸
B．丙酮酸转化为乳酸
C．NADH与O2结合生成水
D．酒精与CO2的生成
解析：C　线粒体的内膜向内折叠形成嵴，该部位与有氧呼吸第三阶段密切相关。葡萄糖分解为丙酮酸是细胞呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质中，A不符合题意；丙酮酸转化为乳酸是无氧呼吸的第二阶段，发生在细胞质基质中，B不符合题意；NADH与O2结合生成水是有氧呼吸的第三阶段，场所是线粒体内膜，癌细胞的线粒体缺少嵴，会影响内膜面积，进而影响有氧呼吸第三阶段，C符合题意；癌细胞进行呼吸作用不产生酒精，D不符合题意。
10．(13分)(2025·广州一模)我国科学家利用高光敏感的拟南芥突变体揭示了植物光适应的一种新机制。该突变体由正常光强转移到高光条件时，光合速率显著下降，表现出典型的光抑制现象。研究发现其叶绿体中NAD磷酸激酶基因缺失，NAD磷酸激酶催化NAD＋生成NADP＋。图1是光合作用的部分过程，其中PSⅠ和PSⅡ组成光反应系统。图2是野生型与突变型的叶绿体内NADP＋和NADPH的含量。
回答下列问题：
(1)图1所示的生物膜是__________。
(2)据图2结果，可推测在暗反应过程中，突变型拟南芥的C3还原速率__________(填“高于”“等于”或“低于”)野生型的。
(3)研究发现该突变型拟南芥中由psaA-psaB蛋白复合体组成的PSⅠ功能受损，进一步研究发现野生型拟南芥叶绿体的psaA-psaB mRNA与核糖体的结合率明显大于突变型拟南芥。结合上述研究，推测NAD磷酸激酶间接影响PSⅠ功能的机制是NAD磷酸激酶催化NAD＋生成NADP＋，__________，更多的还原剂促进了psaA-psaB mRNA与核糖体的结合，____________，进而促进PSⅠ的生成。
(4)为验证NAD磷酸激酶具有缓解光抑制从而提升拟南芥光适应能力的作用。研究小组设置A、B、C组进行实验，A组为野生型拟南芥，B组为突变型拟南芥，C组为________________________，三组均给予强光照射，并在相同且适宜的条件下培养，测定并比较三组拟南芥光合作用的速率。预期结果为_______。
解析：(1)光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。所以图1所示的生物膜是类囊体薄膜。(2)据图2结果，野生型体内的NADP＋与NADPH含量均高于突变型，说明野生型光合作用中的暗反应所需的NADPH量高于突变型，因此可推测在暗反应过程中，突变型拟南芥的C3还原速率低于野生型。(3)若NAD磷酸激酶间接影响PSⅠ功能的机制是NAD磷酸激酶催化NAD＋生成NADP＋ ，则野生型中可以形成更多的NADPH，这些更多的还原剂可以促进psaA-psaB mRNA与核糖体的结合，促进psaA蛋白与psaB蛋白的合成，提高mRNA与核糖体的结合率，从而促进PSⅠ的生成。(4)为验证NAD磷酸激酶具有缓解光抑制从而提升拟南芥光适应能力的作用，可以设置A、B、C组进行实验，A组为野生型拟南芥，作为对照试验，B组为突变型拟南芥，C组为导入了NAD磷酸激酶基因的突变型拟南芥，三组均给予强光照射，并在相同且适宜的条件下培养，测定并比较三组拟南芥光合作用的速率。若NAD磷酸激酶具有缓解光抑制从而提升拟南芥光适应能力的作用，则预期结果应是A组和C组光合作用的速率无明显差异，且高于B组。
答案：(1)类囊体薄膜　(2)低于　(3)形成更多的NADPH　促进psaA蛋白与psaB蛋白的合成　(4)导入了NAD磷酸激酶基因的突变型拟南芥　　 A组和C组光合作用的速率相当，且高于B组
11．(12分)(2025·珠海一模)Rubisco酶既可以催化C5的羧化，也可以催化C5的氧化。如果C5被氧化，则会形成乙醇酸，乙醇酸能抑制暗反应多种酶的活性。为减少该类毒性代谢产物及碳素损失，植物进化出了光呼吸途径，相关路径如图所示。
回答下列问题：
(1)据图可知，C5的羧化是指暗反应中__________过程。
(2)据图分析，光呼吸会消耗__________，从而影响暗反应导致植物光合速率下降。
(3)优化光呼吸代谢被认为是提高光合速率的关键突破口，目前科学家常用的优化方案有：
①加速光呼吸代谢：GDC是促进光呼吸中间产物代谢的关键酶，科学家利用基因工程构建了GDC基因过表达的拟南芥植株，发现相较于野生型，其光合速率明显上升，可能是因为图中__________积累量下降从而提高了暗反应速率。
②构建新的光呼吸通路：将苹果酸合成酶基因和乙醇酸脱氢酶基因导入烟草的叶绿体中，从而设计出一条新的光呼吸通路AP3。与原光呼吸通路相比，AP3通路促进光合作用的优势是____________________________，构建AP3通路的同时，科学家还下调了转运蛋白PLGG1基因的表达量，目的是______________。将同时具备以上改变的转基因烟草(AP3)与野生型(WT)进行田间试验，WT光合速率变化如图所示，请在图中绘制出AP3的预期结果。
解析：(1)暗反应过程包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原过程，据图可知，C5的羧化是指暗反应中CO2与 C5结合生成 C3。(2)图中→表示光呼吸通路，据此可知，光呼吸会消耗ATP 和NADPH、C5，其中ATP 和NADPH会参与暗反应过程中C3的还原，故光呼吸会影响暗反应导致植物光合速率下降。(3)①GDC是促进光呼吸中间产物代谢的关键酶，科学家利用基因工程构建了GDC基因过表达的拟南芥植株，发现相较于野生型，其光合速率明显上升，可能是因为图中乙醇酸积累量下降从而提高了暗反应速率。②AP3通路是将苹果酸合成酶基因和乙醇酸脱氢酶基因导入烟草的叶绿体中，与原光呼吸通路相比，AP3通路促进光合作用的优势是不消耗ATP，使叶绿体内CO2浓度升高；科学家还下调了转运蛋白PLGG1基因的表达量，目的是减少乙醇酸的输出，使更多乙醇酸参与AP3通路；相同胞间 CO2浓度下AP3 的光合速率高于WT，曲线整体位于 WT上方且趋势相似，故可绘制曲线如答案所示。
答案：(1)CO2与 C5结合生成C3　(2)ATP和C5　(3)①乙醇酸　②不消耗ATP，使叶绿体内CO2浓度升高　减少乙醇酸的输出，使更多乙醇酸参与AP3通路　如图所示
12．(13分)某些植物在强光下产生电子过多导致活性氧积累，而细胞内活性氧积累会加快细胞凋亡，引发萎黄病。为研究植物对强光的适应性，科研人员进行了一系列探究。
(1)光合作用的光反应发生在______________上，某些膜上蛋白与_________形成的复合体可吸收、传递、转化光能。
(2)用不同浓度的MV(一种可产生活性氧的物质)对野生型和C37蛋白缺失突变体叶片进行处理，检测叶绿素含量，结果如图1。MV模拟的是______________环境，从实验结果可以得出______________。
(3)光系统Ⅰ和Ⅱ是完成光反应所必需的，请据图2回答：
图2　野生型
①在光照条件下，光系统Ⅱ(PSⅡ)吸收光能产生高势能电子，PSⅡ中部分叶绿素a失去电子转化为______________(填“强还原剂”或“强氧化剂”)，从______中夺取电子引起________释放。
②光系统Ⅰ(PSⅠ)吸收光能产生的高势能电子部分用于合成______________；PSⅡ产生的电子和PSⅠ产生的部分电子经Cb6/f复合体传递进入PSⅠ，该过程释放的能量有利于积累H＋，用于________的合成。
③C37蛋白能够在强光下影响Cb6/f复合体的活性，作用机理如图3所示。
图3　C37缺失突变体
请从稳态与平衡的角度解释C37蛋白缺失突变体在强光下易引发萎黄病的机制：___________________________________。
解析：(1)光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，膜上蛋白与光合色素形成的复合体，能够吸收、传递、转化光能。(2)强光下，光反应中的电子积累导致活性氧增加，MV是一种可产生活性氧的物质，因此MV模拟强光环境；由图可知，左边为野生型，右边为C37蛋白缺失突变体，MV会导致植物叶绿素含量降低，浓度越高，作用越明显，且C37蛋白缺失突变体下降更明显。(3)①PSⅡ中部分叶绿素a失去电子转化为强氧化剂从水中夺取电子，即水分解为氧和H＋、电子，引起O2释放。②光系统Ⅰ(PSⅠ)吸收光能产生的高势能电子与H＋和氧化型辅酶Ⅱ(NADP＋)结合，形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)；PSⅡ产生的电子和PSⅠ产生的部分电子经过Cb6/f复合体传递进入PSⅠ，该过程释放的能量用于ATP的合成。③由图2、3可知，在强光下，PSⅠ和PSⅡ产生的电子增多，C37蛋白缺失导致Cb6/f复合体活性降低，减少了从Cb6/f复合体到PSⅠ的电子传递，导致电子积累在Cb6/f复合体的上游，活性氧增加，促进叶绿素分解，从而引发细胞凋亡，导致萎黄病，因此C37蛋白缺失突变体在强光下易引发萎黄病。
答案：(1)类囊体薄膜　光合色素　(2)强光　MV会导致植物叶绿素含量降低，浓度越高，作用越明显，且C37蛋白缺失突变体下降更明显　(3)①强氧化剂　水　氧气　②NADPH　ATP　③强光下，PSⅠ和PSⅡ产生的电子增多，C37蛋白缺失导致Cb6/f复合体活性降低，减少了从Cb6/f复合体到PSⅠ的电子传递，导致电子积累在Cb6/f复合体的上游，活性氧增加，促进叶绿素分解，从而引发细胞凋亡，导致萎黄病专题三 细胞呼吸与光合作用的过程
1．(2025·东莞、揭阳、韶关质检)坚持有氧运动有利于肌细胞中的线粒体数量增多，下列相关叙述错误的是(　　)
A．细胞内线粒体数量与有氧呼吸强度密切相关
B．NAD＋在线粒体内膜上作为反应物参与呼吸作用
C．催化丙酮酸分解成CO2的酶存在于线粒体基质中
D．有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP
2．(2025·汕头一模)辅酶Q10在心血管疾病治疗中发挥着重要作用，它可接收还原型辅酶Ⅰ生成氧化型辅酶Ⅰ时释放的电子，最终将电子传递给O2。据此推测辅酶Q10在细胞中起作用的部位是(　　)
A．线粒体基质　　 B．线粒体内膜
C．细胞质基质 D．类囊体薄膜
3．(2025·东莞中学等六校二联)水淹时，玉米根细胞较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H＋转运减缓，引起细胞质基质内H＋积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低，pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是(　　)
A．正常玉米根细胞液泡内的pH低于细胞质基质
B．检测到水淹的玉米根有CO2产生能判断出有酒精生成
C．细胞将丙酮酸产乳酸途径转换为产酒精途径时，根细胞释放的ATP增多以缓解能量供应不足
D．细胞将丙酮酸产乳酸途径转换为产酒精途径时，根细胞消耗的[H]增多以缓解酸中毒
4．(2025·深圳一模)某兴趣小组用如图装置进行“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的探究实践。下列叙述正确的是(　　)
A．甲瓶封口后立即与乙瓶连通确保反应同步进行
B．甲瓶排出的CO2可能产自酵母菌的线粒体基质
C．乙瓶的溶液变浑浊表明酵母菌已经产生了CO2
D．检测乙醇时向乙瓶加含重铬酸钾的浓硫酸溶液
5．(2025·广东模拟)叶绿体和线粒体都能完成物质与能量的转化，关于菠菜中这两种细胞器的叙述，正确的是(　　)
A．都能产生还原剂，但不是同一种物质
B．都能产生ATP，且都发生在内膜上
C．叶绿体在白天和夜晚都能进行暗反应
D．线粒体在有氧或无氧条件下都能产生CO2
6．(2025·惠州二模)线粒体中的ATP合成与细胞色素氧化酶(COX)呼吸途径的电子传递链密切相关(如图所示)，该途径中内膜上电子经CoQ、蛋白复合体(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)等传递，传递过程释放的能量用于建立膜两侧H＋浓度差，最终ATP合酶利用这一浓度差合成ATP。下列有关分析错误的是(　　)
A．植物根部细胞只能通过呼吸作用产生ATP，其ATP含量维持动态平衡
B．线粒体内膜上的ATP合酶同时具有转运物质和降低反应活化能的功能
C．COX呼吸途径过程中的电子供体是NADH，释放的电子最终被O2接受生成水
D．低温胁迫可能破坏线粒体中的电子传递链，从而促进跨膜H＋梯度的建立
7．(2025·广东一模)玉米的光合作用既有C4途径又有C3途径(如下图)，PEP羧化酶对CO2具有较强亲和力。据图分析，下列说法正确的是(　　)
A．物质B为C3，它和PEP均可固定CO2
B．卡尔文循环进行的场所是叶绿体基质
C．为过程②提供能量的物质有ATP和NADH
D．在炎热夏季中午，叶肉细胞还可以生成淀粉
8．(2025·广东二模)SLC25A51转运蛋白可以选择性地转运NAD＋，调控细胞内NAD＋水平，是哺乳动物细胞产生ATP所必需的。NAD＋最有可能被SLC25A51转运到细胞内的部位是(　　)
A．细胞质基质
B．线粒体基质
C．线粒体内膜
D．液泡
9．(2025·佛山二模)科学家发现，大多数癌细胞的线粒体缺少嵴。下列生理过程受影响最显著的是(　　)
A．葡萄糖分解为丙酮酸
B．丙酮酸转化为乳酸
C．NADH与O2结合生成水
D．酒精与CO2的生成
10．(13分)(2025·广州一模)我国科学家利用高光敏感的拟南芥突变体揭示了植物光适应的一种新机制。该突变体由正常光强转移到高光条件时，光合速率显著下降，表现出典型的光抑制现象。研究发现其叶绿体中NAD磷酸激酶基因缺失，NAD磷酸激酶催化NAD＋生成NADP＋。图1是光合作用的部分过程，其中PSⅠ和PSⅡ组成光反应系统。图2是野生型与突变型的叶绿体内NADP＋和NADPH的含量。
回答下列问题：
(1)图1所示的生物膜是__________。
(2)据图2结果，可推测在暗反应过程中，突变型拟南芥的C3还原速率__________(填“高于”“等于”或“低于”)野生型的。
(3)研究发现该突变型拟南芥中由psaA-psaB蛋白复合体组成的PSⅠ功能受损，进一步研究发现野生型拟南芥叶绿体的psaA-psaB mRNA与核糖体的结合率明显大于突变型拟南芥。结合上述研究，推测NAD磷酸激酶间接影响PSⅠ功能的机制是NAD磷酸激酶催化NAD＋生成NADP＋，__________，更多的还原剂促进了psaA-psaB mRNA与核糖体的结合，____________，进而促进PSⅠ的生成。
(4)为验证NAD磷酸激酶具有缓解光抑制从而提升拟南芥光适应能力的作用。研究小组设置A、B、C组进行实验，A组为野生型拟南芥，B组为突变型拟南芥，C组为________________________，三组均给予强光照射，并在相同且适宜的条件下培养，测定并比较三组拟南芥光合作用的速率。预期结果为_______。
11．(12分)(2025·珠海一模)Rubisco酶既可以催化C5的羧化，也可以催化C5的氧化。如果C5被氧化，则会形成乙醇酸，乙醇酸能抑制暗反应多种酶的活性。为减少该类毒性代谢产物及碳素损失，植物进化出了光呼吸途径，相关路径如图所示。
回答下列问题：
(1)据图可知，C5的羧化是指暗反应中__________过程。
(2)据图分析，光呼吸会消耗__________，从而影响暗反应导致植物光合速率下降。
(3)优化光呼吸代谢被认为是提高光合速率的关键突破口，目前科学家常用的优化方案有：
①加速光呼吸代谢：GDC是促进光呼吸中间产物代谢的关键酶，科学家利用基因工程构建了GDC基因过表达的拟南芥植株，发现相较于野生型，其光合速率明显上升，可能是因为图中__________积累量下降从而提高了暗反应速率。
②构建新的光呼吸通路：将苹果酸合成酶基因和乙醇酸脱氢酶基因导入烟草的叶绿体中，从而设计出一条新的光呼吸通路AP3。与原光呼吸通路相比，AP3通路促进光合作用的优势是____________________________，构建AP3通路的同时，科学家还下调了转运蛋白PLGG1基因的表达量，目的是______________。将同时具备以上改变的转基因烟草(AP3)与野生型(WT)进行田间试验，WT光合速率变化如图所示，请在图中绘制出AP3的预期结果。
12．(13分)某些植物在强光下产生电子过多导致活性氧积累，而细胞内活性氧积累会加快细胞凋亡，引发萎黄病。为研究植物对强光的适应性，科研人员进行了一系列探究。
(1)光合作用的光反应发生在______________上，某些膜上蛋白与_________形成的复合体可吸收、传递、转化光能。
(2)用不同浓度的MV(一种可产生活性氧的物质)对野生型和C37蛋白缺失突变体叶片进行处理，检测叶绿素含量，结果如图1。MV模拟的是______________环境，从实验结果可以得出______________。
(3)光系统Ⅰ和Ⅱ是完成光反应所必需的，请据图2回答：
图2　野生型
①在光照条件下，光系统Ⅱ(PSⅡ)吸收光能产生高势能电子，PSⅡ中部分叶绿素a失去电子转化为______________(填“强还原剂”或“强氧化剂”)，从______中夺取电子引起________释放。
②光系统Ⅰ(PSⅠ)吸收光能产生的高势能电子部分用于合成______________；PSⅡ产生的电子和PSⅠ产生的部分电子经Cb6/f复合体传递进入PSⅠ，该过程释放的能量有利于积累H＋，用于________的合成。
③C37蛋白能够在强光下影响Cb6/f复合体的活性，作用机理如图3所示。
图3　C37缺失突变体
请从稳态与平衡的角度解释C37蛋白缺失突变体在强光下易引发萎黄病的机制：___________________________________。

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