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非选择题-解答题 适中0.65 引用1 组卷105
光照过强时,过量光能会引起叶肉细胞内NADP⁺不足、O₂浓度过高,并产生一些光有毒物质。这些光有毒物质会攻击PSII(参与水光解的色素-蛋白质复合体)中的D1蛋白,损坏光合结构,引发光合速率下降,这种现象称为光抑制。植物细胞光合结构的部分保护机制如图。

(1)PSⅡ位于___________上,其中的色素可用___________试剂进行提取。水分解产生的H+与NADP+结合、接受电子的能量,所形成的物质在暗反应中的作用是___________
(2)卡尔文利用___________方法探明了CO₂中的碳转化为有机物中碳的途径。夏季晴朗的正午,___________供应不足导致光合作用下降。
(3)强光条件下,叶肉细胞内NADP⁺不足的原因是___________,此时O₂会形成O2-1,植物启动消除机制。如果植物类胡萝卜素合成受阻,强光下会导致光合速率___________(填“增大”“不变”“减小”),原因是___________(写出两点)。
(4)强光下,给植物提供用35S标记的甲硫氨酸,发现短时间内PSⅡ中约有30%~50%的放射性D1蛋白,但D1蛋白含量没有明显的变化,其原因可能是___________
23-24高一上·山东淄博·期末
知识点:叶绿体中色素的种类、含量及功能绿叶中色素的提取和分离实验光反应、暗(碳)反应的物质变化和能量变化影响光合作用的因素 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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当光照过强,植物吸收的光能超过植物所需时,会导致光合速率下降,这种现象称为光抑制。强光条件下,叶肉细胞内因NADP+不足、O2浓度过高,会生成一系列光有毒产物,若这些物质不能及时清理,会攻击叶绿素和PSⅡ反应中心(参与光反应的色素-蛋白质复合体)的D1蛋白,使D1蛋白高度磷酸化,并形成D1蛋白交联聚合物,从而损伤光合结构。而类胡萝卜素能清除光有毒产物,有保护叶绿体的作用(部分过程如下图)。请回答下列问题:

(1)PSⅡ反应中心位于____________上,强光条件下,叶肉细胞内O2浓度过高的原因有____________
(2)Rubisco是一个双功能酶,既能催化C5与CO2发生羧化反应固定CO2又能催化C5与O2发生加氧反应进行光呼吸,其催化方向取决于CO2和O2相对浓度。强光下叶肉细胞的光呼吸会增强,原因是____________。光呼吸抵消了约30%的光合储备能量,但光呼吸对光合作用不完全是消极的影响,光呼吸还会____________(填“增强”或“缓解”)光抑制,对细胞有重要的保护作用。
(3)D1蛋白是PSⅡ反应中心的关键蛋白,D1蛋白受损会影响光反应的正常进行,导致____________合成减少,进而影响到____________的还原。植物在长期进化过程中形成了多种方法来避免或减轻光抑制现象,例如,减少光的吸收、适度的光呼吸、____________等(答出1点即可)。
(4)为研究光抑制后D1蛋白的修复过程,科学家利用光抑制处理的菠菜叶圆片按如下流程进行实验:光抑制处理的叶圆片→叶绿体蛋白质合成阻断剂(作用时长有限)溶液浸泡→取出叶圆片→弱光(或暗)处理不同时间→测量结果,实验数据如下表:

指标

处理条件

处理时间

0

1h

2h

7h

Dl蛋白总量(%)

弱光

100

66.7

65.8

70.5

100

92.4

92.5

92.3

D1蛋白磷酸化比例(%)

弱光

74

55.2

54.4

57.1

74

73.4

72.2

72.7

Dl蛋白交联聚合物比例(%)

弱光

0.25

0.05

0.01

0.01

0.25

0.24

0.23

0.25

①表中数据说明光抑制叶片中D1蛋白的降解依赖于____________条件,D1蛋白的降解过程会使D1蛋白磷酸化比例、D1蛋白交联聚合物比例均____________(填“升高”、“不变”或“降低”)。
②为研究D1蛋白降解过程是先发生D1蛋白去磷酸化,还是先发生D1蛋白交联聚合物解聚,科学家用氟化钠处理叶片抑制D1蛋白去磷酸化后,结果显示D1蛋白总量几乎无变化,但D1蛋白交联聚合物则明显减少。据此写出Dl蛋白降解过程:Dl蛋白降解依赖的环境条件→________________________→D1蛋白降解。
③弱光处理7h后,Dl蛋白总量略微增加最可能的原因是____________

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