Question

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）。

        图1                    图2

（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

Answer

（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。

【考点定位】光合作用