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非选择题-解答题 较难0.4 引用3 组卷498
提高作物的光合作用强度是解决全球粮食危机的重要措施。强光条件下叶片吸收的过剩光能会破坏叶绿体。非光化学淬灭(NPQ)可通过叶绿体中叶黄素的某些化学反应将过剩光能以热能形式散失,如图1。这种光保护机制与类囊体蛋白PsbS含量、叶黄素循环密切相关,机理如图2(VDE在pH≤6.5时被活化,在pH=7.0时失活;ZEP最适pH为7.5)。
   
(1)正常光照情况下,光合色素吸收的光能在叶绿体中的转化过程:________
(2)试分析:NPQ过程的发生场所是______;强光下类囊体内pH降低,原因是________
(3)研究人员将VDE、PsbS和ZEP的融合基因(VPZ)导入大豆,获得Z转基因大豆(叶肉细胞中VDE、PsbS和ZEP过表达),使其在光照强度波动中光合速率均提高。据图分析,与野生型相比,Z大豆在光照由强变弱的波动中光合速率提高的原因是__________;在稳定适宜光照条件下,Z大豆与野生型相比产量____(填“有”或“无”)显著差异。
2023·山东烟台·二模
知识点:影响光合作用的因素环境条件骤变时光合作用过程中各种物质含量变化规律 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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提高作物的光合作用强度是解决全球粮食危机的重要措施。
(1)农作物的产量高低取决于叶绿体捕获的光能向_____转化的过程中,将CO2和H2O合成_____的量。
(2)强光会破坏叶绿体的结构,叶绿素非光化学猝灭机制(NPQ)能将植物吸收的多余光能以热能形式散失,这种光保护机制与类囊体蛋白PsbS含量、叶黄素循环密切相关,其机理如图1所示。催化叶黄素循环的关键酶VDE和ZEP活性受pH影响,VDE在pH≤6.5时被活化,在pH=7.0时失活,ZEP最适pH为7.5.强光下,_____导致类囊体pH降低,因此,自然条件下植物叶片中玉米黄素的含量在中午达到最高,随pH降低,玉米黄素与PsbS结合增多,激发并促进NPQ。

(3)当光照强度由过强变为适宜时,由于NPQ不能立即解除导致暗反应速率明显下降。为了使NPQ在光照强度变化时及时终止,科研人员将VDE、PsbS和ZEP的融合基因(VPZ)和T-DNA连接(图2),导入烟草细胞,筛选获得一系列转基因烟草。通过杂交实验,初步鉴定转基因烟草VPZ的拷贝数。

①转基因烟草甲自交,子代中具有抗除草剂特性的植株占_____,则初步判断甲植株为VPZ单拷贝(单个基因)插入。
②转基因烟草乙与野生型烟草杂交,子代转基因植株比例为3/4。请在图3中画出VPZ在乙植株染色体上的位置。
_____
(4)与野生型相比,转基因烟草所有VPZ株系均显示出VDE、PsbS和ZEP的过表达,使烟草在光照由弱变强和由强变弱的波动中,光合速率均提高。请完善转基因烟草产量提高的原理图。_____
提高作物的光合作用强度是解决全球粮食危机的重要措施。
(1)正常光照情况下,光合色素吸收的光能主要用途有:将光能转化为储存在_______中的活跃化学能,从而将CO2和H2O合成糖类等有机物。强光会破坏叶绿体的结构,叶绿素非光化学猝灭机制(NPQ)能将植物吸收的多余光能以_______形式散失,这种光保护机制与类囊体蛋白PsbS含量、叶黄素循环密切相关,其机理如图1所示。

(2)催化叶黄素循环的关键酶VDE和ZEP活性受pH影响,VDE在pH≤6.5时被活化,在pH=7.0时失活,ZEP最适pH为7.5.强光下,_______导致类囊体pH降低,若要检测此时叶绿素的含量是否发生变化,最简单的方法是_______法。
(3)当光照强度由过强变为适宜时,由于NPQ不能立即解除导致暗反应速率明显下降。为了使NPQ在光照强度变化时及时终止,科研人员将VDE、PsbS和ZEP的融合基因(VPZ)与T- DNA连接(图2),原因是T-DNA导入烟草细胞后_______,筛选获得一系列转基因烟草。通过杂交实验,初步鉴定转基因烟草VPZ的拷贝数。转基因烟草甲自交,子代中具有抗除草剂特性的植株占_______,则初步判断甲植株为VPZ单拷贝(单个基因)插入。转基因烟草乙与野生型烟草杂交,子代转基因植株比例为3/4,请在图3中画出VPZ在乙植株染色体上的位置_______。与野生型相比,转基因烟草所有VPZ株系均显示出VDE、PsbS和ZEP的过表达,使烟草在光照由强变弱的波动中,光合速率提高,是因为光照减弱,光反应减弱,pH升高,_______NPQ快速解除,从而使更多光能用于CO2固定。

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