Question

【題目】下圖為類囊體薄膜上發生的光反應示意圖，PSⅠ和PSⅡ分別是光系統Ⅰ和光系統Ⅱ，是葉綠素和蛋白質構成的復合體，能吸收利用光能進行電子的傳遞，PQ、Cytbf、PC是傳遞電子的蛋白質，其中PQ在傳遞電子的同時能將H+運輸到類囊體腔中，圖中實線為電子的傳遞過程，虛線為H+的運輸過程，ATP合成酶由CF0和CF1兩部分組成，在進行H+順濃度梯度運輸的同時催化ATP的合成。請回答下列問題：

（1）分析圖中電子傳遞的整個過程可知，最初提供電子的物質為___________，最終接受電子的物質為___________。

（2）光反應產生的氧氣去向是___________。圖中用于暗反應的物質是___________。

（3）合成ATP依賴于類囊體薄膜兩側的H+濃度差，圖中使膜兩側H+濃度差增加的過程有__________。

（4）研究發現，葉綠素中含有鎂元素，PSⅠ中含鐵元素，PC中含銅元素，PSⅡ中含錳元素，由此推測，通過___________可防止光合作用的效率降低。

Answer 1

【答案】水 NADP+ 用于有氧呼吸（到線粒體中）、釋放到大氣中 ATP和NADPH 水的分解產生H+、PQ主動運輸H+、合成NADPH消耗H+ 為植物提供充足的各種礦質元素（無機鹽）

【解析】

分析圖示可知，水光解發生在類囊體腔內，該過程產生的電子經過電子傳遞鏈的作用與NADP+、H+結合形成NADPH。ATP合成酶由CF0和CF1兩部分組成，在進行H+順濃度梯度運輸的同時催化ATP的合成，運輸到葉綠體基質中的H+可與NADP+結合形成NADPH，H+還能通過PQ運輸回到類囊體腔內。

（1）根據圖中所示，水光解后產生氧氣、H+和電子，故最初提供電子的物質為水；水光解后電子將NADP+還原為NADPH，故最終接受電子的物質為NADP+。

（2）光反應產生的氧氣被有氧呼吸利用或被植物釋放到大氣中；光反應產生的NADPH和ATP可用于暗反應C3的還原，故圖中用于暗反應的物質是ATP和NADPH。

（3）圖中水光解產生氫離子，使類囊體腔內氫離子濃度升高，H+順濃度梯度運輸到葉綠體基質中，而氫離子在葉綠體基質中與NADP+結合形成NADPH使葉綠體基質中氫離子濃度降低，同時還可以通過PQ運回到類囊體腔內，這樣就保持了葉綠體膜兩側的H+濃度差。

（4）光合作用的三個重要物質中含有鎂元素、鐵元素、銅元素，若三種元素含量降低，則會使光合速率降低。故通過為植物提供充足的各種礦質元素（無機鹽），以防止光合作用的效率降低。