Question

研究发现在玉米的光合作用过程中，叶绿体的类囊体膜蛋白PSBS会感应类囊体腔内的高质子浓度而被激活。激活了的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，从而防止强光对植物造成损伤（即光保护效应）。具体过程如下图所示，其中A—G分别表示不同物质。

（1）图中B、E分别表示______、______。

（2）研究发现抑制ATP合成酶的活性______（填“有利”或“不利”）于PSBS发挥功能，原因是________________________。

（3）据图可知A物质为O₂，它来自水的分解，而不是来自物质G。请以玉米植株为材料，用同位素标记法通过实验来验证这一结论。

实验思路：将长势良好且相同的多株玉米分为A、B两组。向A组提供______；向B组提供______，其他条件相同且适宜。一段时间后，________________________。

预期结果：________________________。

Answer

ADP NADPH 有利 抑制ATP合成酶的活性导致ATP的合成受阻，会引起类囊体腔内的高质子浓度而激活PSBS H218O水和CO2 与A组等量的H2O水和C18O2 观察A、B两组释放氧气的放射性 A组释放的氧气带有放射性，B组释放的氧气没有放射性

【解析】

据图图示表示光合作用的过程，其中阶段Ⅰ表示光反应阶段，阶段Ⅱ表示暗反应阶段；图中的水的光解发生在叶绿体 的类囊体腔中，A是氧气，B是ADP，C是ATP，D是NADP+，E是NADPH，F是碳水化合物，G是二氧化碳。

（1）根据以上分析可知，图中B是ADP，E是NADPH。

（2）根据题意和结合图示分析可知，叶绿体的类囊体膜蛋白PSBS会感应类囊体腔内的高质子浓度而被激活，激活了的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递。所以抑制ATP合成酶的活性导致ATP的合成受阻，会导致类囊体腔内的高质子浓度而激活PSBS，最终将过量的光能转换成热能释放，从而防止强光对植物造成损伤，因此有利于PSBS发挥功能。

（3）分析题意可知，实验目的是：用同位素标记法通过实验来验证氧气来自于水的分解而不是二氧化碳。根据实验思路可以分别给植物供应18O标记的氧气和二氧化碳，观察释放的氧气中有无放射性。故实验思路补充为：将长势良好且相同的多株玉米分为A、B两组。向A组提供H218O水和CO2，向B组提供与A组等量的C18O2和H2O，其他条件相同且适宜。一段时间后，观察A、B组中释放的氧气中有无放射性。若A组释放的氧气（18O2）有放射性，而B组释放的氧气（O2）没有放射性，则氧气来自于水的分解。