提高作物的光合作用強度是解決全球糧食危機的重要措施。
（1）正常光照情況下，光合色素吸收的光能主要用途有：將光能轉化為儲存在 ATP、NADPHATP、NADPH中的活躍化學能，從而將CO2和H2O合成糖類等有機物。強光會破壞葉綠體的結構，葉綠素非光化學猝滅機制（NPQ）能將植物吸收的多余光能以 熱能熱能形式散失，這種光保護機制與類囊體蛋白PsbS含量、葉黃素循環(huán)密切相關，其機理如圖1所示。
（2）催化葉黃素循環(huán)的關鍵酶VDE和ZEP活性受pH影響，VDE在pH≤6.5時被活化，在pH=7.0時失活，ZEP最適pH為7.5。強光下，水光解產(chǎn)生H+增加水光解產(chǎn)生H+增加導致類囊體pH降低，若要檢測此時葉綠素的含量是否發(fā)生變化，最簡單的方法是 紙層析紙層析法。
（3）當光照強度由過強變?yōu)檫m宜時，由于NPQ不能立即解除導致暗反應速率明顯下降。為了使NPQ在光照強度變化時及時終止，科研人員將VDE、PsbS和ZEP的融合基因（VPZ）與T-DNA連接（圖2），原因是T-DNA導入煙草細胞后，可轉移到受體細胞的染色體上可轉移到受體細胞的染色體上，篩選獲得一系列轉基因煙草。通過雜交實驗，初步鑒定轉基因煙草VPZ的拷貝數(shù)。轉基因煙草甲自交，子代中具有抗除草劑特性的植株占 3434，則初步判斷甲植株為VPZ單拷貝（單個基因）插入。轉基因煙草乙與野生型煙草雜交，子代轉基因植株比例為34，請在圖3中畫出VPZ在乙植株染色體上的位置。與野生型相比，轉基因煙草所有VPZ株系均顯示出VDE、PsbS和ZEP的過表達，使煙草在光照由強變弱的波動中，光合速率提高，是因為光照減弱，光反應減弱，pH升高，VDE活性降低，ZEP活性增強，玉米黃素減少VDE活性降低，ZEP活性增強，玉米黃素減少，NPQ快速解除，從而使更多光能用于CO2固定。
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【答案】ATP、NADPH；熱能；水光解產(chǎn)生H+增加；紙層析；可轉移到受體細胞的染色體上；；VDE活性降低，ZEP活性增強，玉米黃素減少
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【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：34引用：3難度：0.6
相似題
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1．20世紀60年代，科學家發(fā)現(xiàn)有些起源于熱帶的植物如甘蔗、玉米等，除了和其他C3植物一樣具有卡爾文循環(huán)（固定CO2的初產(chǎn)物是三碳化合物（C3），簡稱C3途徑）外，還存在另一條固定CO2的途徑，固定CO2的初產(chǎn)物是四碳化合物（C4），簡稱C4途徑，這種植物稱為C4植物，其光合作用過程如圖1所示。研究發(fā)現(xiàn)C4植物中PEP羧化酶對CO2的親和力約是Rubisco酶的60倍。請回答下列問題：
（1）在C植物光合作用中，CO2中的碳轉化成有機物（CH2O）中碳的轉移途徑是（利用箭頭符號表示），維管束鞘細胞內的CO2濃度比葉肉細胞內（填“高”或“低”）。
（2）甲、乙兩種植物光合速率與CO2濃度的關系如圖2。請據(jù)圖分析，植物更可能是C4植物，作出此判斷的依據(jù)是。
（3）Rubisco酶是一種雙功能酶，當CO2/O2比值高時，可催化C5固定CO2合成有機物；當CO2/O2比值低時，可催化C5結合O2發(fā)生氧化分解，消耗有機物，此過程稱為光呼吸，結合題意分析，在炎熱干旱環(huán)境中，C4植物的生長一般明顯優(yōu)于C3植物的原因是。
（4）水稻是世界上最重要的糧食作物。目前，科學家正在研究如何利用轉基因技術將“C4途徑”轉移到水稻中去，這項研究的意義是。發(fā)布：2025/1/16 8:0:1組卷：46引用：1難度：0.6 -
2．在強光環(huán)境下，將某突變型植株與野生型植株均分別施低氮肥和高氮肥，一段時間后測定其葉綠素和Rubisco酶（該酶催化CO2和C5反應）的含量，結果如圖所示。下列敘述不正確的是（ ?。?br />
發(fā)布：2025/1/16 8:0:1組卷：19引用：2難度：0.7 -
3．干旱脅迫是因為土壤水分虧缺，植物吸收水分少于葉片蒸騰作用損耗的水分，從而無法維持植物正常水分狀況而對植物的生長發(fā)育造成影響。如圖是其他條件適宜且不變時干旱脅迫（即處理組）對吊蘭光合作用相關指標影響的結果。
回答下列問題
（1）干旱脅迫會影響吊蘭光合作用過程中[H]和ATP的產(chǎn)生，與[H]和ATP元素組成相同的化合物有（寫出2種）。
（2）由圖可知：12d-24d期間CO2濃度（是/不是）影響吊蘭光合作用的主要限制因素，原因是。（能/不能）確定處理組吊蘭的總光合速率小于對照組，原因是。
（3）另有研究表明，12d后吊蘭光合作用強度下降主要是因為葉綠素破壞導致，推測吸收光的能力減弱。欲對此結果進行驗證，可取葉片作色素的提取和分離實驗。實驗中提取色素用的試劑是。預期結果是：兩種顏色的色素帶比對照組變窄或沒有。發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：6引用：1難度：0.6