强光下植物光合电子传递的机制
光合作用是地球上最大规模的物质和能量转换过程。光反应过程中光合电子传递链主要由几大光合复合体组成,包括光系统Ⅱ(PSⅡ)、细胞色素复合体(Cb6/f)、光系统Ⅰ(PSⅠ)等。光合电子传递包括线性电子传递和环式电子传递。线性电子传递中,电子经PSⅡ、Cb6/f和PSⅠ最终产生NADPH和ATP。环式电子传递中,电子在PSⅠ和Cb6/f间循环,仅产生ATP不产生NADPH。
拟南芥中亲环素蛋白C37可以调控植物光合电子传递效率,提高植物对强光的适应性(如图)。研究发现,在强光胁迫下,C37缺失导致从Cb6/f到PSⅠ的电子传递受阻,传递效率显著下降,从而产生大量活性氧(ROS),ROS的积累导致突变体光损伤加剧、叶绿素降解增加。ROS超过一定水平后会引发细胞凋亡。
注:→线性电子传递,环式电子传递,箭头粗细代表电子传递强弱,●电子
上述研究揭示出,植物通过调节光合链上的电子流动速率以适应强光胁迫。对C37等蛋白的进一步研究,为探究植物在不同环境胁迫下生长的调控机制提供新的思路。(1)在叶绿体类囊体上的光合色素吸收光能后,将水分解为
(2)环式电子传递与线性电子传递相比,能够
(3)对文中强光胁迫下植物光合电子传递链调控机制的理解,正确的叙述包括___
A.强光下,C37仅调控光合电子传递链中的线性电子传递过程 |
B.强光下,C37通过与Cb6/f结合,提高Cb6/f到PSⅠ的电子传递效率 |
C.C37可减少ROS积累,保证了强光下光反应的顺利进行 |
D.C37突变体转入高表达的C37基因,可降低强光下的细胞凋亡率 |
(4)研究发现,类囊体腔内H⁺浓度适当增加,可以保护PSⅡ免受强光破坏,综合上述所有信息,从适应的角度阐释环式电子传递对于植物应对光胁迫的意义
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