人工光合作用系統可利用太陽能合成糖類，相關裝置及過程如下圖所示，其中*、乙表示物質，模組3中的反應過程與葉綠體...

問題詳情：

人工光合作用系統可利用太陽能合成糖類，相關裝置及過程如下圖所示，其中*、乙表示物質，模組3中的反應過程與葉綠體基質內糖類的合成過程相同。

（1）該系統中執行相當於葉綠體中光反應功能的模組是________________，模組3中的*可與CO2結合，*為________________。

（2）若正常運轉過程中氣泵突然停轉，則短時間內乙的含量將________________ （填：增加或減少）。若氣泵停轉時間較長，模組2中的能量轉換效率也會發生改變，原因是________________。

（3）在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，該系統糖類的積累量________________ （填：高於、低於或等於）植物，原因是________________。

（4）乾旱條件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是________________。人工光合作用系統由於對環境中水的依賴程度較低，在沙漠等缺水地區有廣闊的應用前景。

【回答】

    (1). 模組1和模組2    (2). 五碳化合物（或：C5）    (3). 減少    (4). 模組3為模組2提供的ADP、Pi和NADP+不足    (5). 高於    (6). 人工光合作用系統沒有呼吸作用消耗糖類(或：植物呼吸作用消耗糖類)    (7). 葉片氣孔開放程度降低，CO2的吸收量減少

【解析】

【分析】

光合作用中光反應和暗反應的比較：

分析題圖，模組1將光能轉化為電能，模組2將電能轉化為活躍的化學能，模組3將活躍的化學能轉化為糖類（穩定的化學能），結合光合作用的過程可知，模組1和模組2相當於光反應階段，模組3相當於暗反應階段。在模組3中，CO2和*反應生成乙的過程相當於暗反應中CO2的固定，因此*為C5，乙為C3。

【詳解】（1）葉綠體中光反應階段是將光能轉化成電能，再轉化成ATP中活躍的化學能，題圖中模組1將光能轉化為電能，模組2將電能轉化為活躍的化學能，兩個模組加起來相當於葉綠體中光反應的功能。在模組3中，CO2和*反應生成乙的過程相當於暗反應中CO2的固定，因此*為五碳化合物（或C5）。

（2）據分析可知乙為C3，氣泵突然停轉，大氣中CO2無法進入模組3，相當於暗反應中CO2濃度降低，短時間內CO2濃度降低，C3的合成減少，而C3仍在正常還原，因此C3的量會減少。若氣泵停轉時間較長，模組3中CO2的量嚴重不足，導致暗反應的產物ADP、Pi和NADP+不足，無法正常供給光反應的需要，因此模組2中的能量轉換效率也會發生改變。

（3）糖類的積累量=產生量-消耗量，在植物中光合作用產生糖類，呼吸作用消耗糖類，而在人工光合作用系統中沒有呼吸作用進行消耗，因此在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，該系統糖類的積累量要高於植物。

（4）在乾旱條件下，植物為了保住水分會將葉片氣孔開放程度降低，導致二氧化碳的吸收量減少，因此光合作用速率降低。

【點睛】本題主要考查了光合作用過程中光反應和暗反應之間的區別與聯絡，以及影響光合作用速率的因素，需要考生識記相關內容，聯絡圖中三個模組中能量和物質的變化，結合題幹進行分析。

知識點：光合作用

題型：綜合題