资源简介

(共58张PPT)
专题二　细胞的物质和能量代谢
热点归纳：控制影响作物光合作用和细胞呼吸的环境因素(光照、二氧化碳、水、肥、矿质元素、轮作、间作、补光调温)、先进的育种技术、植物生长调节剂、科学防治害虫等措施都能提高作物的产量。
角度一　代谢与农业生产
命题热点二　细胞代谢在提高农作物产量中的应用
角度三　光合作用与产量提高
1. (2024·郑州模拟)地方农谚是劳动人民多年丰富经验的概括，它蕴含着深刻的科学道理。下列是种植黄豆的四句农谚，其中解释有误的是(　　)
选项 农谚 解释
A “大豆干花湿荚，亩收石八；大豆干荚湿花，有秆无瓜” 植物在不同的生长发育时期对水分的要求不相同
B “不稀不稠，一拃(zhǎ，15厘米左右)出头” 提高黄豆的种植密度，可提高光合作用速率，增加产量
C “白天热来夜间冷，一棵豆儿打一捧(pěng)” 适当提高昼夜温差，有利于有机物积累，增加产量
D “豆锄三遍，荚生连串” 锄地可疏松土壤，有利于根的有氧呼吸；锄地可减少杂草与黄豆的竞争
【答案】　B
【解析】　“大豆干花湿荚，亩收石八；大豆干荚湿花，有秆无瓜”，说明植物在不同的生长发育时期对水分的要求不相同，合理灌溉可以提高作物产量，A正确；“不稀不稠，一拃出头”，说明合理密植是增加作物总产量的有效途径，在一定范围内，增加密度，扩大叶面积，光合产物增加，产量上升，但叶片单位面积光合作用合成有机物的量不变，即提高农作物种植密度，可提高光合作用总产量，但光合作用
速率不变，B错误；“白天热来夜间冷，一棵豆儿打一捧”说明白天温度适宜、光照强，有利于植物进行光合作用，产生大量的有机物，夜晚温度降低后，植物的细胞呼吸降低，减少有机物的消耗，所以温差大有利于有机物积累，增加产量，C正确；“豆锄三遍”是给豆类松土和除去杂草，松土有利于根的有氧呼吸，避免无氧呼吸产生有害物质，除去杂草可减少杂草与黄豆竞争光照等，D正确。
2. (2024·张家口模拟)研究发现，动物细胞能量不足是组织衰老和退行性疾病发生的关键原因。浙大科研团队实现用软骨细胞膜包封的植物类囊体跨物种递送到动物体衰老病变的细胞内，让动物细胞也拥有植物光合作用的能量。下列叙述错误的是(　　)
A．用动物自身的细胞膜包封植物类囊体，可以有效地避免免疫排斥
B．类囊体能够被衰老的软骨细胞摄取，体现生物膜具有流动性
C．类囊体产生的ATP和NADH是细胞再生修复不可或缺的能量来源
D．上述研究结合光疗，可为退行性骨关节炎等疾病的治疗提供新的思路
【答案】　C
【解析】　用动物自身的细胞膜包封植物类囊体，免疫系统能够识别是自身物质，可以有效地避免免疫排斥，A正确；类囊体能够被衰老的软骨细胞摄取，涉及了膜融合，体现生物膜具有流动性，B正确；类囊体产生的ATP和NADPH是细胞再生修复不可或缺的能量来源，C错误；动物细胞能量不足是组织衰老和退行性疾病发生的关键原因，因此该研究结合光疗，可为退行性骨关节炎等疾病的治疗提供新的思路，D正确。
3. (2024·长沙模拟)植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高效农业生产系统，常采用无土栽培技术。下列有关叙述错误的是(　　)
A．可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度　　
B．应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同
C．合理控制昼夜温差有利于提高作物产量
D．适时通风可提高生产系统内的CO2浓度
【答案】　B
【解析】　不同植物对光的波长和光照强度的需求不同，可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度，A正确；为了保证植物的根能够正常吸收水分，该系统应控制培养液的浓度小于植物根部细胞的细胞液浓度，B错误；适当提高白天的温度可以促进光合作用的进行，让植物合成更多的有机物，而夜晚适当降温则可以降低其细胞呼吸，使其少分解有机物，因此合理控制昼夜温差有利于提高作物产量，C正确；适时通风可提高生产系统内的CO2浓度，进而提高光合作用的速率，D正确。
4. (2024·扬州模拟)研究人员拟通过在植物体内构建人工代谢途径进一步提高植物的固碳能力，助力减少大气中的CO2 浓度，实现“碳中和、碳达峰”。
(1)在光下，玉米细胞中的叶绿体是进行光合作用的场所，它所具备的与完成光反应过程相适应的结构特点是__________________________
______在此经过一系列的变化光能转化为______________中的化学能参与暗反应。
(2)水稻、小麦等属于C3植物，而高粱、玉米等属于C4植物。请结合图 1 玉米光合作用过程示意图分析，与RuBP羧化酶相比，PEP羧化酶固定CO2的能力______________。维管束鞘细胞的叶绿体只进行暗反应，推测其叶绿体结构上的特点是____________________。
(3)研究人员通过向水稻叶绿体中引入人工设计合成的一条代谢途径(GOC)，能直接在叶绿体中催化乙醇酸转化成 CO2，同时抑制叶绿体膜上乙醇酸转运蛋白基因的表达，最终提高了水稻的净光合速率。GOC型水稻净光合速率高于野生型水稻的原因包括下列选项中的__________。基于上述研究成果，提出两条改造农作物以提高产量的措施：________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________。
A．GOC 型水稻新增的代谢途径，增加了乙醇酸利用率
B．GOC 型水稻新增的代谢途径，直接加速了C3再生C5
C．GOC 型水稻新增的代谢途径，减少了叶绿体中 CO2损失
D．GOC 型水稻内催化乙醇酸转化成 CO2的酶活性比 RuBP 羧化酶活性高
(4)“碳中和”是指环境中二氧化碳的排放总量等于吸收总量。“碳中和”理念常用于指导生产生活，如污水处理等。图 2 中新型污水处理系统，用蓝细菌代替传统污水处理系统中曝气装置______________的作用，该系统“碳中和”理念体现在________________________。请从不同角度列举符合“碳中和”理念的生产、生活实例：________________
___________________________。
【答案】　(1)具有类囊体，其上分布有光合作用所需的色素和酶　ATP、NADPH
(2)更强　不含类囊体
(3)AC　改造农作物的RuBP羧化酶基因，增强CO2固定能力；将人工设计的代谢路径引入到农作物中，提高农作物的光合效率
(4)提供氧气(空气)　蓝细菌吸收微生物产生的CO2　植树造林、减少化石燃料燃烧
【解析】　(1)叶绿体中有很多类囊体，类囊体薄膜是光合作用的场所，其上分布有光反应所需的色素和酶。光能可转化为ATP、NADPH中的化学能，参与暗反应中C3的还原。 (2)由图可知PEP羧化酶可利用大气中较低浓度的CO2，固定CO2的能力比RuBP羧化酶强。类囊体薄膜是光反应场所，叶绿体基质是暗反应场所，维管束鞘细胞的叶绿体只进行暗反应，推测其叶绿体结构上的特点是不含类囊体。(3)根据题干，GOC能直接在叶绿体中催化乙醇酸转化成 CO2，并且通过抑制叶绿体膜上乙醇酸转运蛋白基因的表达，抑制乙醇酸向外转运，增加叶绿体内的乙醇酸含量，从而转化出更多的 CO2，所以GOC型水稻增加了乙醇酸
利用率，减少了叶绿体中 CO2的损失，但并没有直接加速 C3再生 C5和影响酶活性，故B、D错误，选A、C。基于上述研究成果，通过增加CO2的含量和固定，可提高光合速率，因此可通过改造农作物的 RuBP 羧化酶基因，增强 CO2的固定能力；将人工设计的代谢途径引入农作物中等措施改造农作物以提高产量。(4)相比于传统污水处理系统，新型污水处理系统使用蓝细菌，蓝细菌可以进行光合作用释放氧气，代替传统污水处理系统中曝气装置的提供氧气(空气)的作用。“碳中和”是指环境中二氧化碳的排放总量等于吸收总量，在该系统中体现为微生物产生CO2，蓝细菌可吸收微生物产生的 CO2。在生产、生活中，人类燃烧化石燃料，自然界生物的呼吸都会产生二氧化碳，通过植树造林可以吸收二氧化碳，通过减少化石燃料燃烧可以降低碳的排放量。
5. (2024·郑州模拟)加大对大豆高产品种和玉米、大豆间作(间作是指在同一土地上按照一定的行、株距和占地的宽窄比例种植不同种类的农作物)，能稳定粮食生产。根据所学知识，回答下列问题：
(1)玉米和大豆的根系深浅不同，植株高矮不同，玉米间作套种大豆可充分利用____________________________________________________
_______________________________________(至少答出 2 点)等资源提高农作物产量。
(2)与大豆共生的根瘤菌可以固氮，供作物利用。作物可利用氮元素合成与光合作用有关的化合物___________________________________
____________________________________________________________________________________________________________(写出两个即可)，提高光合速率，增加产量。
(3)如图是玉米与某豆科作物间作和单作时，在不同光照强度下测得的单株玉米吸收 CO2速率。(假设间作与单作时各农作物间的株距相同)据图判断，间作玉米对二氧化碳和光能的利用率较高，做出此判断的依据是__________________________________________________________
___________________。
(4)不同的玉米品种会为大豆带来不同的遮光效果，为研究最佳的相间种植组合，用黑色遮阳网模拟不同玉米的遮光效果，设CK(正常光照)、A1(一层黑色遮阳网遮阴，模拟 C 品种玉米)、A2(两层黑色遮阳网遮阴，模拟 D 品种玉米) 3 个处理组，每组中均种植南豆 12 和桂豆 3 号两种大豆若干株，部分实验结果如表所示。
品种 处理 净光合速率Pn/
(μmol·m－2·
s－1) 气孔导度Gs/(μmol·m－2·s－1) 胞间CO2浓度Ci/
(μmol·m－2·s －1) 蒸腾速率T/
(μmol·m－2·
s－1)
南豆12 CK 18.074 0.438 260.999 5.006
A1 17.505 0.336 274.026 4.679
A2 12.503 0.304 327.818 4.561
桂豆3号 CK 20.102 0.430 275.182 5.682
A1 17.503 0.348 286.178 5.040
A2 11.052 0.231 308.160 3.204
①根据上表，为尽可能提高相间种植时大豆的产量，应选择的种植组合是______________________________________________________________。
②根据上表，请判断以下哪些结论成立________。
a．弱光环境下，大豆植株气孔开放程度下降，导致蒸腾速率降低，引起光合作用减弱
b．弱光环境下，光照强度不足，限制了光反应，导致净光合速率降低
c．随着遮光程度的增加，胞间 CO2浓度不断增加，促进净光合速率
d．随着遮光程度的增加，净光合速率下降，导致胞间 CO2浓度增加
【答案】　(1)不同层次土壤内的水分、养分(无机盐)、光能、空间
(2)ATP、光合色素、酶、NADPH 等
(3)间作时光饱和点和最大CO2吸收速率都大于单作时
(4)①南豆12与C品种玉米　②bd
【解析】　(1)玉米和大豆的根系深浅不一，深根系作物与浅根系作物搭配，在土壤中各取所需，可以充分利用土壤中的养分和水分，促进作物生长发育，达到降耗增产的目的；植株应高矮搭配，这样才有利于通风透光，使太阳光能得以充分利用。(2)作物可利用氮元素合成与光合作用有关的化合物有ATP、光合色素、酶、NADPH 等。(3)据图可知，间作时光饱和点和最大CO2吸收速率都大于单作时，因此推测间作玉米
对二氧化碳和光能的利用率较高。(4)①要选择大豆产量最高的组，应比较各组之间的净光合速率，由表可得，南豆12与C品种玉米相间种植时，大豆的净光合速率较高，因此应选择的种植组合是南豆 12 与 C 品种玉米。②弱光环境下，光合作用减弱最主要的原因是光反应减弱，导致水的光解反应减弱和ATP的生成减少，并不是由于蒸腾速率降低所致；随着遮光程度的增加，光反应越来越弱，净光合速率下降，导致胞间CO2浓度增加，a、c错误，b、d正确。
角度一　C3植物、C4植物和CAM植物
自然界中的绿色植物根据光合作用暗反应过程中CO2的固定途径不同可以分为C3、C4和CAM三种类型。
命题新情境二　光呼吸、光抑制、C4途径、CAM途径
1．C3途径：即卡尔文循环，整个循环由RuBP(C5)与CO2的羧化开始到RuBP(C5)再生结束，在叶绿体基质中进行，可合成蔗糖、淀粉等多种有机物。常见的C3植物有大麦、小麦、大豆、菜豆、水稻、马铃薯等。
2．C4途径：玉米的维管束鞘细胞和叶肉细胞紧密排列(如图1)。叶肉细胞中的叶绿体有类囊体能进行光反应，同时，CO2被整合到C4中，随后C4进入维管束鞘细胞，维管束鞘细胞中没有完整的叶绿体，在维管束鞘细胞中，C4释放出的CO2参与卡尔文循环，进而生成有机物(如图2)。PEP羧化酶被形象地称为“CO2泵”，它提高了C4植物固定CO2的能力，使C4植物比C3植物具有较强光合作用(特别是在高温、光照强、干旱条件下)能力，并且无光合午休现象。常见的C4植物有玉米、甘蔗、高粱、苋菜等。
3．CAM途径：CAM植物夜间吸进CO2，淀粉经糖酵解形成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)，在磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶催化下，CO2与PEP结合，生成草酰乙酸，进一步还原为苹果酸储存在液泡中。从而表现出夜间淀粉减少，苹果酸增加，细胞液pH下降。而白天气孔关闭，苹果酸转移到细胞质中脱羧，放出CO2，进入C3途径合成淀粉；形成的丙酮酸可以形成PEP再还原成C3，最后合成淀粉或者转移到线粒体，进一步氧化释放CO2，又可进入C3途径。从而表现出白天淀粉增加，苹果酸减少，细胞液pH上升。常见的CAM植物有菠萝、芦荟、兰花、百合、仙人掌等。
提醒：C3途径是碳同化的基本途径，C4途径和CAM途径都只起固定CO2的作用，最终还是通过C3途径合成有机物。
角度二　光呼吸、光抑制
1.光呼吸
(1)光呼吸是进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程。该过程以光合作用的中间产物为底物，吸收氧、释放二氧化碳。
(2)光呼吸的起因
①主要原因是在生物体的进化过程中产生了一种具有双功能的酶，这个酶的名字叫作RuBP羧化/加氧酶，就是核酮糖－1,5－二磷酸羧化/加氧酶，这个酶可以缩写为Rubisco。核酮糖－1,5－二磷酸(RuBP)就是卡尔文循环中的C5。
②二氧化碳和氧气竞争性与Rubisco结合，当二氧化碳浓度高时，Rubisco催化RuBP与二氧化碳形成两分子3－磷酸甘油酸(PGA)，就是卡尔文循环中的C3，进行卡尔文循环；当氧气浓度高时，Rubisco催化RuBP与氧气形成1分子PGA(C3)和1分子磷酸乙醇酸(C2)，其中PGA进入卡尔文循环，而磷酸乙醇酸脱去磷酸基团形成乙醇酸，乙醇酸就离开叶绿体，然后进行光呼吸。基本过程见下图。
(3)光呼吸的危害
如果在较强光下，光呼吸加强，使得C5氧化分解加强，一部分碳以CO2的形式散失，从而减少了光合产物的形成和积累。其次，光呼吸过程中消耗了ATP和NADPH，即造成了能量的损耗。
(4)光呼吸的意义
①回收碳元素。就是2分子的C2形成1分子的C3和CO2，那1分子C3通过光呼吸过程又返回到卡尔文循环中，不至于全部流失掉。
②防止强光对叶绿体的破坏。强光时，由于光反应速率大于暗反应速率，因此，叶肉细胞中会积累ATP和NADPH，这些物质积累会产生自由基，尤其是超氧阴离子，这些自由基能损伤叶绿体，而强光下，光呼吸加强，会消耗光反应过程中积累的ATP和NADPH，从而减轻对叶绿体的伤害。
③消除乙醇酸对细胞的毒害。
2.光抑制
植物的光合系统所接受的光能超过光合作用所能利用的量时，光合功能便降低，这就是光合作用的光抑制。
(1)光抑制机理：光合系统的破坏，PSⅡ是光破坏的主要场所。发生光破坏后的结果：电子传递受阻，光合效率下降。
(2)光抑制的主要防御机制：
①减少光吸收，植物体也可以通过叶运动(减少叶片与主茎的夹角)或叶绿体运动这种对强光的快速响应以减少对光的吸收，从而避免光抑制。
②增加热耗散：a.当依赖能量的叶绿素荧光猝灭增加时，通过增加激发能的热耗散可以部分避免光抑制。降低光饱和条件下的PSⅡ的光化学效率，可以避免光抑制破坏的发生。b.在强光下非光辐射能量耗散增加的同时，玉米黄素含量增加，玉米黄素与激发态的叶绿素作用，从而耗散其激发能，保护光合机构免受过量光能破坏。
③进行光呼吸：C3植物的光呼吸有很高的能量需求。光呼吸可以防止强光和CO2亏缺条件下发生光抑制。
1. (2024·徐州检测)生长在热带及亚热带干旱及半干旱地区的一些肉质植物(景天科植物)，在其所处的自然条件下，在夜间细胞中磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)作为二氧化碳接受体，在PEP羧化酶催化下，形成草酰乙酸，再还原成苹果酸，并储存于液泡中；白天苹果酸则进行脱羧释放二氧化碳，再通过卡尔文循环转变成糖。如图甲为某多肉植物的代谢图，图乙为A、B、C三种植物的光合速率变化曲线图，请回答下列问题：
(1)图甲中多肉植物液泡的pH白天和晚上________(填“相同”或“不同”)，原因是_____________________________________________
___________________________________________________________________________________________________。
(2)图甲中多肉植物能供给自身进行光合作用所需CO2的生理过程有____________________________，能够和CO2反应的物质为________________。
(3)由题干可知，生长在干旱地区的多肉植物通过_______________
_________________________适应干旱环境。
(4)图乙中属于景天科植物的是__________。
【答案】　(1)不同　液泡晚上储存苹果酸，pH降低，白天苹果酸分解，pH升高
(2)苹果酸的分解、细胞有氧呼吸　PEP和C5
(3)晚上气孔开放，从外界吸收CO2，白天气孔关闭，降低蒸腾作用，减少水分的散失
(4)A
【解析】　(1)多肉植物的液泡晚上储存苹果酸，pH降低，白天苹果酸分解，pH升高，所以多肉植物液泡的pH白天和晚上不同。(2)多肉植物细胞中苹果酸的分解、细胞有氧呼吸都可以释放CO2，为植物光合作用提供CO2，据图可知，PEP与CO2反应生成OAA，CO2和C5反应形成C3。(3)生长在干旱地区的多肉植物通过晚上气孔开放，从外界吸收CO2，白天气孔关闭，降低蒸腾作用，减少水分的散失，从而适应干旱环境。(4)分析图乙中三种植物，景天科植物可以将夜晚吸收的CO2储存在液泡中，然后白天用于光合作用；炎热干旱条件下，为减少水分散失，白天植物一般关闭气孔，景天科植物更能适应干旱环境，曲线A符合题意。
2. (2024·开封模拟)小麦、玉米是我国的主要粮食作物，如图是小麦、玉米叶片结构及光合作用固定CO2的相关过程。玉米叶片由叶肉细胞和维管束鞘细胞组成，维管束鞘细胞中PEPC(酶)与CO2的亲和力比Rubisco(酶)高60多倍。请据图回答下列问题：
(1)小麦叶肉细胞中，进行C3途径的场所是____________，该过程需要光反应提供__________________。
(2)玉米叶片细胞中，C3途径和C4途径固定CO2时，与CO2反应的物质分别是__________________。维管束鞘细胞中产生丙酮酸的过程除图示过程外还有________________________。
(3)玉米叶片中能进行光反应的细胞是_________________________
_______，叶肉细胞和维管束鞘细胞紧密相连成“花环形”结构，其意义是__________________________________________________________
____________。
【答案】　(1)叶绿体基质　ATP和NADPH
(2)C5(或五碳化合物)、PEP　细胞呼吸的第一阶段
(3)叶肉细胞　有利于叶肉细胞向维管束鞘细胞中运输CO2
【解析】　(1)小麦叶肉细胞中，进行C3途径，即暗反应阶段的场所是叶绿体基质，该过程需要光反应提供ATP和NADPH，这两种物质在C3还原过程中被消耗。(2)玉米叶片细胞中，C3途径和C4途径固定CO2时，与CO2反应的物质分别是C5(或五碳化合物)、PEP，其中后者与二氧化碳的亲和力更强，因而能利用较低浓度的二氧化碳；图中显示，维管束鞘细胞中产生丙酮酸的过程实现了二氧化碳的转移，除图示过程外，细胞呼吸过程中也有丙酮酸产生，为细胞呼吸的第一阶段，该阶段发生在细胞质基质中。(3)结合图示可知，玉米叶片中能进行光反应的细胞是叶肉细胞，叶肉细胞和维管束鞘细胞紧密相连成“花环形”结构，该结构有利于叶肉细胞向维管束鞘细胞中运输CO2，维持维管束鞘细胞中高浓度的CO2，进而维持高效的光合速率。
(1)PSⅡ反应中心位于____________________________，强光条件下NADP＋不足的原因是___________________________________________
________________________________________________________________________________________________。
(2)强光条件下，与正常植株相比，缺乏类胡萝卜素突变体植株的光合速率________(填“增大”“不变”或“减小”)，原因是___________
___________________________________________________________________________________________________________________(答出2条即可)。
(3)Rubisco酶是一个双功能酶，光照条件下，它既能催化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浓度。通过比较碳固定数发现，发生光呼吸时，光合作用效率降低了________%。据此，为提高大棚蔬菜产量，可采取的具体措施是__________________。
【答案】　(1)叶绿体类囊体薄膜　强光条件下光反应增强，对NADP＋的消耗速率增大；暗反应提供的NADP＋不足
(2)减小　突变体植株缺乏类胡萝卜素，对蓝紫光的吸收减少；无法及时淬灭3chl并清除1O2，损伤光合结构
(3)30　增施有机肥(其他合理答案也可)
【解析】　(1)由题意可知，光照过强会导致PSⅡ反应中心的D1蛋白损伤，PSⅡ参与光反应过程，则位于类囊体薄膜上。强光会导致NADPH和ATP的合成增加，对NADP＋的消耗速率增大，暗反应提供的NADP＋不足。(2)由于强光下，突变体植株缺乏类胡萝卜素，对蓝紫光的吸收减少；无法及时淬灭3chl并清除1O2，损伤光合结构，所以强光条件下，与正常植株相比，缺乏类胡萝卜素突变体植株的光合速率减小。(3)看图可知：无光呼吸发生时，10分子C5结合10分子CO2；有光呼吸时，10分子C5结合8分子CO2，在生成乙醇酸时还释放了1分子CO2，可见有光呼吸时，10分子C5结合7分子CO2，故有光呼吸发生时，光合作用效率降低了30%。为提高大棚蔬菜产量，可通过增施有机肥的方式增加CO2的浓度。
4. (2024·四平模拟)PSⅡ是由D1蛋白、色素分子等组成的复合体，可以裂解水产生H＋和氧释放到类囊体腔中，D1蛋白极易受到活性氧(ROS)的破坏。光反应过程中可以产生ROS，适宜光照条件下，ROS的产生和消除之间存在稳定的动态平衡，不会破坏D1蛋白。回答下列问题。
(1)叶绿体中色素分子的作用是________________________________
_____，PSⅡ作用的结果会使类囊体内pH________(填“升高”“降低”或“不变”)。
(2)强光下D1蛋白极易受损，拟南芥具有PSⅡ修复循环途径，该途径首先降解受损的D1蛋白，再以新合成的D1蛋白替代原有D1蛋白，从而恢复PSⅡ的活性。
①推测强光下D1蛋白极易受损的原因是________________________
___________________________________________________________________________________________________________________。
②FH酶催化D1蛋白降解，C酶催化叶绿素降解，不影响D1蛋白的合成，两种酶主要在________光照时起作用，从而加速PSⅡ的修复；若在此条件下抑制C酶的活性，则D1蛋白因不能及时替换而含量降低，由此可得出的结论是_____________________________________________
_____________________________________________________________________________________________。
③研究发现，强光下拟南芥幼叶C酶含量高于老叶。推测强光下幼叶存活率________(填“等于”“高于”或“低于”)老叶。
【答案】　(1)吸收、传递、转化光能　降低
(2)①强光下，ROS的产生和消除之间失衡，ROS含量高，从而破坏D1蛋白　②强　新合成的D1蛋白无法修复PSⅡ的结构和功能，从而影响光能的吸收、传递和转化，进而影响光合作用的进行　③高于
【解析】　(1)类囊体上的光合色素有吸收、传递、转化光能的作用；PSⅡ作用的结果是H＋和氧释放到类囊体腔中，类囊体内H＋的增多，使pH下降。(2)①推测强光下，ROS的产生和消除之间失衡，ROS含量高，从而破坏D1蛋白。②强光处理时，C酶通过降解结合在D1蛋白上的叶绿素，促进FH酶对D1蛋白的降解，进而加速PSⅡ的修复循环；C酶催化叶绿素降解，若抑制了C酶的活性，抑制D1蛋白上的叶绿素降解，新合成的D1蛋白无法修复PSⅡ的结构和功能，从而影响光能的吸收、传递和转化，进而影响光合作用的进行。③强光下幼叶中合成大量C酶降解叶绿素，从而促进FH酶降解D1蛋白，加速幼叶中PSⅡ的修复，提高幼叶存活率。

展开更多......

收起↑