1.
从开花至籽粒成熟,小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比,某突变体叶片变黄的速度慢,籽粒淀粉含量低。研究发现,该突变体内细胞分裂素合成异常,进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性,而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示,开花14天后植株的胞间CO2浓度和气孔导度如表所示,其中Lov为细胞分裂素合成抑制剂,KT为细胞分裂素类植物生长调节剂,气孔导度表示气孔张开的程度。已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。
检测指标
植株
14天
21天
28天
胞间CO2浓度(μmolCO2mol-1)
野生型
140
151
270
突变体
110
140
205
气孔导度(molH2Om-2s-1)
野生型
125
95
41
突变体
140
112
78
(1)
光反应在类囊体上进行,生成可供暗反应利用的物质有。结合细胞分裂素的作用,据图分析,与野生型相比,开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是。
(2)
光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析,与野生型相比,开花14天后突变体的光饱和点(填“高”或“低”),理由是。
(3)
已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分析,突变体籽粒淀粉含量低的原因是。
2.
微藻是一类在陆地、海洋分布广泛,营养丰富且光合利用度高的自养植物。植物吸收光能超过光合作用所能利用的量时,会引起光能转化效率下降,这种现象称为光抑制。光抑制主要发生在PSⅡ上,PSⅡ是由蛋白质和光合色素组成的复合物,能将水分解为O2和H+并释放电子。电子积累过多时产生的活性氧破坏PSⅡ,使光合速率下降。中国科学院研究人员提出“非基因方式电子引流”的策略,利用能接收电子的人工电子梭(铁氰化钾)有效解除微藻的光抑制现象,实验结果如图所示。请回答下列问题:
(1)
PSⅡ分解水的场所是,PSⅡ将水分解释放的电子用于与结合,形成NADPH,该过程中发生的能量转化为。
(2)
据图分析,在光照强度由Ⅰ2降低到Ⅰ1的过程中,对照组微藻的光能转化效率(填“降低”“不变”或“提高”),理由是。
(3)
若用对照组中经Ⅰ1和Ⅰ3光照强度处理的微藻进行实验,分别加入铁氰化钾后,再置于Ⅰ3光照强度下,则经Ⅰ1光照强度处理的微藻的光合放氧速率(填“较高”或“较低”),原因是。
3.
资料1:1961年,由英国生物化学家米切尔依据光合作用光反应阶段ATP的形成机制,提出了ATP的化学渗透假说:光照引起水的光解,水分解为O2和H+并释放电子,结果类囊体膜内侧H+浓度高而膜外侧低,于是膜内外产生H+浓度差和电位差,当H+借助ATP合酶顺质子梯度扩散至类囊体膜外时,ATP合酶催化ADP和Pi合成为ATP。
资料2:研究发现,某种真核微藻在低氧环境中,其叶绿体内产氢酶活性提高,部分NADPH会参与生成H2的代谢过程。
图甲为叶绿体的结构示意图,图乙为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题:
(1)
将正常叶片置于适量的溶液中,用组织捣碎机破碎细胞,再用差速离心法分离细胞器。该实验中所用溶液应满足的条件是(答出2点即可)。
(2)
水光解产生的电子通过电子传递体最终可以传递给NADP+与H+结合形成NADPH,在暗反应阶段NADPH的作用是(答出2点即可);H+通过膜上的ATP合酶回到膜外,据图乙可知将ADP和Pi合成ATP所需的能量直接由提供。
(3)
为了研究叶绿体的完整性与光反应的关系,制备了四种完整性不同的叶绿体,在离体条件下进行实验,发现叶绿体A、B、C、D四组的ATP产生效率相对值分别为1、0.66、0.58、0.41,据此推测叶绿体中类囊体结构破坏程度最大的是组,结合图乙对实验结果进行解释:。
(4)
在低氧环境中,生成H2的代谢过程会使该微藻生长不良。根据题目信息从光合作用物质转化的角度分析该微藻生长不良原因:。
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