植物生理
水稻是我國重要的糧食作物。研究發(fā)現(xiàn)水稻葉片保衛(wèi)細(xì)胞細(xì)胞膜OSA1蛋白受光誘導(dǎo)后活性提高,泵出氫離子后激活鉀離子內(nèi)流通道。根部細(xì)胞膜OSA1蛋白可促進(jìn)水稻對(duì)銨的吸收與同化。
(1)據(jù)圖1,葉肉細(xì)胞中必須在光照條件下才能生成的物質(zhì)是[
③
③
]O2
O2
、[②
②
]ATP
ATP
和NADPH
NADPH
([]中填編號(hào),橫線上填名稱)。
(2)當(dāng)葉肉細(xì)胞吸收的CO2量增加時(shí),葉綠體中短期內(nèi)C5的含量減少
減少
(增加/不變/減少)。
(3)據(jù)圖1,根細(xì)胞膜上的OSA1蛋白能將NH4+同化產(chǎn)生的氫離子轉(zhuǎn)移至細(xì)胞外,防止細(xì)胞質(zhì)酸化。類似的情形可以發(fā)生于葉肉細(xì)胞內(nèi)的H+從C
C
。
A.類囊體膜→類囊體腔
B.類囊體腔→類囊體膜
C.類囊體腔→葉綠體基質(zhì)
D.葉綠體基質(zhì)→細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
水稻細(xì)胞膜上OSA1蛋白的合成受OSA1基因調(diào)控。研究者運(yùn)用轉(zhuǎn)基因技術(shù),構(gòu)建出OSA1基因超表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻。圖2為轉(zhuǎn)基因水稻、野生型水稻和OSA1基因突變型水稻部分生理指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(氣孔導(dǎo)度代表單位時(shí)間進(jìn)入葉片單位面積的CO2量)。
(4)利用圖1、圖2信息和已有知識(shí),說明OSA1基因超表達(dá)對(duì)水稻光合作用速率的影響,并分析原因①據(jù)圖21數(shù)據(jù)可知,轉(zhuǎn)基因水稻的光合速率高于野生型水稻和突變體水稻,說明OSA1基因超表達(dá)能夠提高水稻的光合作用速率。
②轉(zhuǎn)基因水稻的保衛(wèi)細(xì)胞的細(xì)胞膜上OSA1蛋白含量較多,在光照條件下能促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞對(duì)K+的吸收,細(xì)胞內(nèi)鉀離子濃度升高,細(xì)胞吸水后氣孔開放,氣孔導(dǎo)度增大,使更多的CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞,為光合作用暗反應(yīng)提供了較多原料。
③轉(zhuǎn)基因水稻根部細(xì)胞膜OSA1蛋白數(shù)量較多,有利于銨(NH4+)的吸收,為谷氨酸、R酶的合成提供了原料,R酶數(shù)量增多促進(jìn)了暗反應(yīng)的酶促反應(yīng)過程。
①據(jù)圖21數(shù)據(jù)可知,轉(zhuǎn)基因水稻的光合速率高于野生型水稻和突變體水稻,說明OSA1基因超表達(dá)能夠提高水稻的光合作用速率。
②轉(zhuǎn)基因水稻的保衛(wèi)細(xì)胞的細(xì)胞膜上OSA1蛋白含量較多,在光照條件下能促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞對(duì)K+的吸收,細(xì)胞內(nèi)鉀離子濃度升高,細(xì)胞吸水后氣孔開放,氣孔導(dǎo)度增大,使更多的CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞,為光合作用暗反應(yīng)提供了較多原料。
③轉(zhuǎn)基因水稻根部細(xì)胞膜OSA1蛋白數(shù)量較多,有利于銨(NH4+)的吸收,為谷氨酸、R酶的合成提供了原料,R酶數(shù)量增多促進(jìn)了暗反應(yīng)的酶促反應(yīng)過程。
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