Question

科研人员发现植物的细胞呼吸除具有与动物细胞相同的途径外，还包含另一条借助交替氧化酶（AOX）的途径。

（1）交替氧化酶（AOX）分布在植物细胞线粒体内膜上，它可以催化O₂与[H]生成______，并使细胞呼吸释放的能量更多以热能形式散失，生成ATP所占的比例______。在寒冷早春，某些植物的花细胞中AOX基因的表达会________，利于提高花序温度，吸引昆虫传粉。

（2）进一步研究表明，AOX途径可能与光合作用有关，科研人员对此进行深入研究。

①光合作用过程中，光能被分布于叶绿体________上的光合色素吸收，并转变为ATP中的_______，经过暗反应，能量最终被储存在__________中。一般情况下，植物叶片的光合作用随光照强度的增强而增强，但光照强度过高时，光合作用减弱。

②科研人员将正常光照下发育的叶片分为4组，用AOX途径抑制剂处理A组和C组叶片的左侧，然后将4组叶片离体，叶柄插入盛满水的试管中，左侧置于正常光照下，右侧置于正常光照或高光下（图1），40分钟后测量叶片左侧光合色素的光能捕获效率（图2）。

根据__________组的实验数据可以推测，在夏季晴天，若树木中层叶片的部分区域被高光照射，叶面出现光斑，则可能会使邻近组织的光合作用减弱。实验说明，AOX途径可以____________。

Answer

水 下降 增加 类囊体的薄膜 化学能 糖类（有机物） B、 D 提高光合色素光能捕获效率，利于光合作用进行，在周围受到高光照射的叶片组织中作用更明显

【解析】

有氧呼吸过程中第三阶段O2与[H]生成水，同时释放大量能量，其中有一部分能量会转移到ATP中，形成ATP中活跃的化学能。光合作用的光反应可将光能转化形成ATP中活跃的化学能，暗反应可将ATP中活跃的化学能转移到有机物中形成稳定的化学能。

（1）交替氧化酶（AOX）分布在植物细胞线粒体内膜上，它可以催化O2与[H]生成水，并使细胞呼吸释放的能量更多以热能形式散失，由于该阶段释放的能量以热能的形式散失的增加，故生成ATP所占的比例将减小。由于交替氧化酶（AOX）能使细胞中呼吸释放的能量更多以热能形式散失，从而利于提高花序温度，吸引昆虫传粉，故在寒冷早春，某些植物的花细胞中AOX基因的表达会增加。

（2） ①光合作用过程中，光能被分布于叶绿体类囊体薄膜上的光合色素吸收，并转变为ATP中的活跃的化学能，经过暗反应，可将ATP中活跃的化学能转移到有机物中形成稳定的化学能。

②B、D组的变量为右侧叶片是否高光，由图2实验结果可知，D组在右侧叶片高光条件下，左侧叶片的光合色素捕获光能的效率降低，由此可以推测，在夏季晴天，若树木中层叶片的部分区域被高光照射，叶面出现光斑，则可能会使邻近组织的光合作用减弱。A、B组的单一变量是左侧叶片是否抑制AOX途径，B组未使用AOX途径抑制剂，实验结果显示B组左侧叶片光合色素捕获光能的效率高于A组，同理C、D组的单一变量是左侧叶片是否抑制AOX途径，D组未使用AOX途径抑制剂，实验结果显示D组左侧叶片光合色素捕获光能的效率高于C组，且二者的差值大于A、B组的差值，故可说明，AOX途径可以提高光合色素光能捕获效率，利于光合作用进行，在周围受到高光照射的叶片组织中作用更明显。