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閱讀以下材料,回答(1)~(4)題。
創(chuàng)建D1合成新途徑,提高植物光合效率
植物細(xì)胞中葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所,高溫或強(qiáng)光常抑制光合作用過(guò)程,導(dǎo)致作物嚴(yán)重減產(chǎn)。光合復(fù)合體PSII是光反應(yīng)中吸收、傳遞并轉(zhuǎn)化光能的一個(gè)重要場(chǎng)所,D1是PSII的核心蛋白。高溫或強(qiáng)光會(huì)造成葉綠體內(nèi)活性氧(ROS)的大量累積。相對(duì)于組成PSII的其他蛋白,D1對(duì)ROS尤為敏感,極易受到破壞。損傷的D1可不斷被新合成的D1取代,使PSII得以修復(fù)。因此,D1在葉綠體中的合成效率直接影響PSII的修復(fù),進(jìn)而影響光合效率。
葉綠體為半自主性的細(xì)胞器,具有自身的基因組和遺傳信息表達(dá)系統(tǒng)。葉綠體中的蛋白一部分由葉綠體基因編碼,一部分由核基因編碼。核基因編碼的葉綠體蛋白在N端的轉(zhuǎn)運(yùn)肽引導(dǎo)下進(jìn)入葉綠體。編碼D1的基因psbA 位于葉綠體基因組,葉綠體中積累的ROS也會(huì)顯著抑制psbA mRNA的翻譯過(guò)程,導(dǎo)致PSII修復(fù)效率降低。如何提高高溫或強(qiáng)光下PSII的修復(fù)效率,進(jìn)而提高作物的光合效率和產(chǎn)量,是長(zhǎng)期困擾這一領(lǐng)域科學(xué)家的問(wèn)題。
近期我國(guó)科學(xué)家克隆了擬南芥葉綠體中的基因psbA,并將psbA與編碼轉(zhuǎn)運(yùn)肽的DNA片段連接,構(gòu)建融合基因,再與高溫響應(yīng)的啟動(dòng)子連接,導(dǎo)入擬南芥和水稻細(xì)胞的核基因組中。檢測(cè)表明,與野生型相比,轉(zhuǎn)基因植物中D1的mRNA和蛋白在常溫下有所增加,高溫下大幅增加;在高溫下,PSII的光能利用能力也顯著提高。在南方育種基地進(jìn)行的田間實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與野生型相比,轉(zhuǎn)基因水稻的二氧化碳同化速率、地上部分生物量(干重)均有大幅提高,增產(chǎn)幅度在8.1%~21.0%之間。
該研究通過(guò)基因工程手段,在擬南芥和水稻中補(bǔ)充了一條由高溫響應(yīng)啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的D1合成途徑,從而建立了植物細(xì)胞D1合成的“雙途徑”機(jī)制,具有重要的理論意義與應(yīng)用價(jià)值。隨著溫室效應(yīng)的加劇,全球氣候變暖造成的高溫脅迫日益成為許多地區(qū)糧食生產(chǎn)的嚴(yán)重威脅,該研究為這一問(wèn)題提供了解決方案。
(1)光合作用的
反應(yīng)在葉綠體類(lèi)囊體膜上進(jìn)行,類(lèi)囊體膜上的蛋白與
葉綠體的色素
葉綠體的色素
形成的復(fù)合體吸收、傳遞并轉(zhuǎn)化光能。
(2)運(yùn)用文中信息解釋高溫導(dǎo)致D1不足的原因
高溫導(dǎo)致ROS積累,使D1受到破壞;ROS積累抑制了psbAmRNA的翻譯,影響了D1的合成
高溫導(dǎo)致ROS積累,使D1受到破壞;ROS積累抑制了psbAmRNA的翻譯,影響了D1的合成
。
(3)若從物質(zhì)和能量的角度分析,選用高溫響應(yīng)的啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)psbA基因表達(dá)的優(yōu)點(diǎn)是:
提高了光能利用率和植物的凈光合作用速率,使植物增產(chǎn)
提高了光能利用率和植物的凈光合作用速率,使植物增產(chǎn)

(4)對(duì)文中轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞D1合成“雙途徑”的理解,正確的敘述包括
ABC
ABC
。
A.細(xì)胞原有的和補(bǔ)充的psbA基因位于細(xì)胞不同的部位
B.細(xì)胞原有的和補(bǔ)充的D1的mRNA轉(zhuǎn)錄場(chǎng)所不同
C.細(xì)胞原有的和補(bǔ)充的D1在不同部位的核糖體上翻譯
D.細(xì)胞原有的和補(bǔ)充的D1發(fā)揮作用的場(chǎng)所不同
E.細(xì)胞原有的和補(bǔ)充的D1發(fā)揮的作用不同
【答案】光;葉綠體的色素;高溫導(dǎo)致ROS積累,使D1受到破壞;ROS積累抑制了psbAmRNA的翻譯,影響了D1的合成;提高了光能利用率和植物的凈光合作用速率,使植物增產(chǎn);ABC
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書(shū)面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:8引用:1難度:0.6
相似題
  • 1.如圖表示植物葉肉細(xì)胞中的某些代謝過(guò)程。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)過(guò)程①所發(fā)生的能量變化為
     
    ,再通過(guò)過(guò)程③轉(zhuǎn)移并儲(chǔ)存在C6H12O6中。
    (2)過(guò)程④的場(chǎng)所是
     
    ,物質(zhì)A為
     
    。若物質(zhì)B為水,過(guò)程⑤發(fā)生在
     
    ,產(chǎn)物水中的氧原子來(lái)自
     
    。若物質(zhì)B為酒精,過(guò)程⑤中[H]的作用是
     
    。
    (3)若用含18O的水澆灌植物,一段時(shí)間后,在葉肉細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的C6H12O6中含有18O。其中18O轉(zhuǎn)移到C6H12O6中的路徑用圖中的標(biāo)號(hào)可表示為
     
    (用箭頭連接)。
    發(fā)布:2024/9/12 21:0:8組卷:1引用:1難度:0.5
  • 2.如圖為光照條件下一個(gè)葉肉細(xì)胞中兩種細(xì)胞器之間的氣體交換示意圖,據(jù)圖回答(在[]中填序號(hào),在橫線(xiàn)上填名稱(chēng)):
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)圖中所示的細(xì)胞器A是
     
    ,B是
     

    (2)圖中物質(zhì)a是
     
    ,它是在[
     
    ]
     
    部位產(chǎn)生的。
    (3)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)的植物,如果突然停止給予光照,那么在短時(shí)間內(nèi),該植物進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器中,三碳化合物和五碳化合物的含量變化分別是
     
    。
    發(fā)布:2024/9/15 15:0:8組卷:0引用:1難度:0.7
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.某科研團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一套由硅納米線(xiàn)和細(xì)菌組成的人工光合系統(tǒng),可生產(chǎn)出O2和乙酸鹽。硅納米線(xiàn)陣列可以吸收太陽(yáng)光,并利用光生成電子傳遞給負(fù)載在納米線(xiàn)上的細(xì)菌,作為細(xì)菌固定、還原CO2的能量來(lái)源。該系統(tǒng)的光能轉(zhuǎn)化效率超過(guò)了大部分高等綠色植物的自然光合作用效率,極大地助推了地球溫室效應(yīng)問(wèn)題的解決?;卮鹣铝袉?wèn)題:
    (1)該人工光合系統(tǒng)的
     
    相當(dāng)于綠色植物的光合色素,光合色素的作用是
     
    。
    (2)推測(cè)該人工光合系統(tǒng)中的光合底物之一是H2O,作出此判斷的理由是
     

    (3)該人工光合系統(tǒng)的光合作用效率高于大部分高等綠色植物的,從對(duì)光能的利用角度分析,其原因是
     
    。
    (4)已知該人工光合系統(tǒng)中將熱醋穆?tīng)柺暇ㄉ娴臍怏w條件為:80%N2、10%CO2、10%H2)和Au納米團(tuán)簇結(jié)合形成Au-細(xì)菌進(jìn)行CO2的固定、還原,過(guò)程如圖所示。已知Wood-Ljungdahl通路(WLP)是一種古老的碳固定通路,是Au納米團(tuán)簇,則圖示細(xì)菌的代謝類(lèi)型為
     
    型,該細(xì)菌中的生命活動(dòng)相當(dāng)于光合作用的
     
    過(guò)程,該細(xì)菌相當(dāng)于葉肉細(xì)胞中的
     
    (填具體場(chǎng)所)。
    發(fā)布:2024/9/14 0:0:8組卷:8引用:6難度:0.5
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