题目内容
【题目】回答下列有关光合作用的问题。(12分)
研究发现植物能对温度的变化做出适应性改变。将15℃生长的绣线菊A和绣线菊B置于10℃下低温处理一周,分别测定两种植物低温处理前后最大光合速率(图1)、光补偿点(图2)以及叶肉细胞叶绿体内蛋白质表达量的变化(表1)。
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图1 图2
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(1)H+经过类囊体上酶①的方向是_________(从高浓度到低浓度/从低浓度到高浓度/双向);蛋白质③位于__________;酶④位于__________。
(2)结合表1数据,概括绣线菊A在低温处理前最大光合速率高于绣线菊B的原因:_______________。
(3)运用已有知识,结合表1数据分析低温处理后两种绣线菊最大光合速率下降(图1)的共同原因是:①____________________;②_____________________。
(4)光补偿点指植物光合作用吸收的CO2等于呼吸作用释放的CO2时所对应的光强。据图2分析,更适于在北方低温弱光环境下生存的是_____,这是因为低温处理后__________。
A.绣线菊A光补偿点下降,说明其在低温下利用弱光的能力更强
B.绣线菊A光补偿点降幅显著大于绣线菊B的降幅,说明其低温诱导的效率更高
C.绣线菊B光补偿点显著低于绣线菊A,说明其在低温下利用弱光的能力更强
D.绣线菊B光补偿点降幅小,说明低温对其的诱导效率更高
(5)综合本题的图、表数据,表明植物适应低温的原理是_____(多选)。
A.增加细胞呼吸速率
B.降低最大光合速率
C.增加光合作用相关酶的种类
D.改变光合作用相关蛋白的表达量
【答案】(1)从高浓度到低浓度 类囊体膜 叶绿体基质
(2)绣线菊A与光合作用光反应和暗反应有关蛋白质的表达量均高于绣线菊B
(3)低温降低了酶的活性
低温降低了电子传递蛋白的表达量/低温降低了电子传递效率
(4)绣线菊B C
(5)CD
【解析】
(1)H+经过ATP合成酶时是顺浓度梯度运输的,即从高浓度到低浓度,通过质子浓度差用来合成ATP;传递电子的蛋白质用于光反应阶段,场所为类囊体薄膜上;酶④为固定二氧化碳有关的酶,用于暗反应阶段,场所是叶绿体基质中。
(2)分析表1中数据,绣线菊A与光合作用光反应和暗反应有关蛋白质的表达量均高于绣线菊B,因此绣线菊A的最大光合速率较大。
(3)从表1可以看出,低温处理后,电子传递蛋白的表达量降低,从而降低了电子传递效率;另一方面,低温会降低酶的活性。因此低温处理后,最大光合速率下降。
(4)从图1和图2可以看出,绣线菊A光补偿点降幅显著大于绣线菊B的降幅,说明其低温诱导的效率较低,故AB错误;低温处理后,绣线菊B的光补偿点下降较少,并且显著低于绣线菊A的光补偿点,说明绣线菊B在低温下利用弱光的能力更强,故C正确;绣线菊B光补偿点降幅小,不能说明低温对其诱导效率高,只能说明低温利用弱光能力强,故D错误。
(5)从题目中不能得出呼吸速率的影响,故A错误;最大光合速率降低,不是适应低温环境的原因,故B错误;结合图1、图2和表1中数据可以得到:低温处理后,固定二氧化碳有关的酶的表达量会增加,光合作用有关的酶和蛋白质的种类和含量变化,从而适应环境,故CD正确。