學(xué)習(xí)以下材料,回答(1)~(4)題。
調(diào)控植物細(xì)胞活性氧產(chǎn)生機(jī)制的新發(fā)現(xiàn)
能量代謝本質(zhì)上是一系列氧化還原反應(yīng),在植物細(xì)胞中,線粒體和葉綠體是能量代謝的重要場所。葉綠體內(nèi)氧化還原穩(wěn)態(tài)的維持對(duì)葉綠體行使正常功能非常重要。在細(xì)胞的氧化還原反應(yīng)過程中會(huì)有活性氧產(chǎn)生,活性氧可以調(diào)控細(xì)胞代謝,并與細(xì)胞凋亡有關(guān)。
我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一個(gè)擬南芥突變體m(M基因突變?yōu)閙基因),在受到長時(shí)間連續(xù)光照時(shí),植株會(huì)出現(xiàn)因細(xì)胞凋亡而引起的葉片黃斑等表型。M基因編碼葉綠體中催化脂肪酸合成的M酶。與野生型相比,突變體m中M酶活性下降,脂肪酸含量顯著降低。
為探究M基因突變導(dǎo)致細(xì)胞凋亡的原因,研究人員以誘變劑處理突變體m,篩選不表現(xiàn)細(xì)胞凋亡,但仍保留m基因的突變株。通過對(duì)所獲一系列突變體的詳細(xì)解析,發(fā)現(xiàn)葉綠體中pMDH酶、線粒體中mMDH酶和線粒體內(nèi)膜復(fù)合物Ⅰ(催化有氧呼吸第三階段的酶)等均參與細(xì)胞凋亡過程。由此揭示出一條活性氧產(chǎn)生的新途徑(如圖):A酸作為葉綠體中氧化還原平衡的調(diào)節(jié)物質(zhì),從葉綠體經(jīng)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)入到線粒體中,在mMDH酶的作用下產(chǎn)生NADH([H])和B酸,NADH被氧化會(huì)產(chǎn)生活性氧?;钚匝醭^一定水平后引發(fā)細(xì)胞凋亡。
在上述研究中,科學(xué)家從擬南芥突變體m入手,揭示出在葉綠體和線粒體之間存在著一條A酸-B酸循環(huán)途徑。對(duì)A酸-B酸循環(huán)的進(jìn)一步研究,將為探索植物在不同環(huán)境脅迫下生長的調(diào)控機(jī)制提供新的思路。
(1)葉綠體通過 光合光合作用將CO2轉(zhuǎn)化為糖,從文中可知,葉綠體也可以合成脂肪的組分 脂肪酸脂肪酸。
(2)結(jié)合文中圖示分析,M基因突變?yōu)閙后,植株在長時(shí)間光照條件下出現(xiàn)細(xì)胞凋亡的原因是:長時(shí)間光照促進(jìn)葉綠體產(chǎn)生NADH,M酶活性降低,pMDH酶催化B酸轉(zhuǎn)化為A酸長時(shí)間光照促進(jìn)葉綠體產(chǎn)生NADH,M酶活性降低,pMDH酶催化B酸轉(zhuǎn)化為A酸,A酸轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體,最終導(dǎo)致產(chǎn)生過量活性氧并誘發(fā)細(xì)胞凋亡。
(3)請(qǐng)將下列各項(xiàng)的序號(hào)排序,以呈現(xiàn)本文中科學(xué)家解析“M基因突變導(dǎo)致細(xì)胞凋亡機(jī)制”的研究思路:②④①③②④①③。
①確定相應(yīng)蛋白的細(xì)胞定位和功能
②用誘變劑處理突變體m
③鑒定相關(guān)基因
④篩選保留m基因但不表現(xiàn)凋亡的突變株
(4)本文拓展了高中教材中關(guān)于細(xì)胞器間協(xié)調(diào)配合的內(nèi)容,請(qǐng)從細(xì)胞器間協(xié)作以維持穩(wěn)態(tài)與平衡的角度加以概括說明。 葉綠體產(chǎn)生的A酸是通過載體蛋白運(yùn)輸?shù)骄€粒體,線粒體代謝產(chǎn)生的B酸,又通過載體蛋白返回到葉綠體,從而維持A酸-B酸的穩(wěn)態(tài)與平衡葉綠體產(chǎn)生的A酸是通過載體蛋白運(yùn)輸?shù)骄€粒體,線粒體代謝產(chǎn)生的B酸,又通過載體蛋白返回到葉綠體,從而維持A酸-B酸的穩(wěn)態(tài)與平衡。
【考點(diǎn)】光合作用原理——光反應(yīng)、暗反應(yīng)及其區(qū)別與聯(lián)系;細(xì)胞死亡;內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的意義;細(xì)胞器之間的協(xié)調(diào)配合.
【答案】光合;脂肪酸;長時(shí)間光照促進(jìn)葉綠體產(chǎn)生NADH,M酶活性降低,pMDH酶催化B酸轉(zhuǎn)化為A酸;②④①③;葉綠體產(chǎn)生的A酸是通過載體蛋白運(yùn)輸?shù)骄€粒體,線粒體代謝產(chǎn)生的B酸,又通過載體蛋白返回到葉綠體,從而維持A酸-B酸的穩(wěn)態(tài)與平衡
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/9/29 6:0:3組卷:284引用:8難度:0.5
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1.下表是自變量為光照強(qiáng)度的條件下針對(duì)同一生態(tài)系統(tǒng)中甲乙兩種植物所測得的一些數(shù)據(jù),并據(jù)此描繪出的曲線圖。
光合速率與呼吸速率相等時(shí)光照強(qiáng)度(千勒克斯) 光飽和時(shí)光照強(qiáng)度(千勒克斯) 光飽和時(shí)植物CO2吸收量[mg/(100cm2葉時(shí))] 黑暗條件下CO2釋放量[mg/(100cm2葉時(shí))] 甲植物 1 3 18 10 乙植物 3 9 30 12 發(fā)布:2025/1/5 8:0:1組卷:39引用:4難度:0.7 -
2.表中是自變量為光照強(qiáng)度的條件下針對(duì)同一生態(tài)系統(tǒng)中甲乙兩種植物所測得的一些數(shù)據(jù),并據(jù)此描繪出的曲線圖.以下分析正確的是( ?。?br />
光合速率與呼吸速率相等時(shí)光照強(qiáng)度(千勒克斯) 光飽和時(shí)光照強(qiáng)度(千勒克斯) 光飽和時(shí)植物CO2吸收量
[mg/(100cm2葉?小時(shí))]黑暗條件下CO2釋放量
[mg/(100cm2葉?小時(shí))]甲植物 1 3 18 10 乙植物 3 9 30 12 發(fā)布:2025/1/5 8:0:1組卷:17引用:2難度:0.7 -
3.氫氣是一種清潔能源。低氧時(shí)萊茵衣藻葉綠體中的產(chǎn)氫酶活性提高,使[H]轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃?。已知CCCP(一種化學(xué)物質(zhì))能抑制萊茵衣藻的光合作用,誘導(dǎo)其產(chǎn)生氫氣,而缺硫也能抑制萊茵衣藻的光合作用。
(1)為探究CCCP、缺硫兩種因素對(duì)萊茵衣藻產(chǎn)生氫氣的影響及其相互關(guān)系?,F(xiàn)提供生長狀況相同的萊茵衣藻、CCCP、完全培養(yǎng)液、缺硫培養(yǎng)液等實(shí)驗(yàn)材料。請(qǐng)完善如下實(shí)驗(yàn)步驟(提示:CCCP的使用量不作要求,其可溶解在培養(yǎng)液中)。
第一步將生長狀況相同的萊茵衣藻隨機(jī)均分為四組,并進(jìn)行編號(hào);
第二步對(duì)照組中加入適量的完全培養(yǎng)液,實(shí)驗(yàn)組分別加入等量的
第三步在相同且適宜條件下培養(yǎng)萊茵衣藻,一定時(shí)間后
(2)萊茵衣藻在產(chǎn)生氫氣時(shí),會(huì)表現(xiàn)出生長不良的現(xiàn)象,從光合作用物質(zhì)轉(zhuǎn)化的角度分析,其原因是發(fā)布:2025/1/3 8:0:1組卷:2引用:1難度:0.7
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