Question

镉（Cd）是一种土壤中污染范围较广的重金属。研究人员利用上海青进行了相关镉（Cd）胁迫实验，请回答相关问题：

（1）研究发现，在一定浓度的Cd ²⁺溶液中，短时间内上海青细胞中叶绿素含量显著下降，这一变化会使上海青对光能的______________产生影响，进而抑制光合作用的_________阶段。同时Cd ²⁺还可通过抑制光合电子传递过程，使ATP的合成受阻，进而抑制暗反应中____________过程。

（2）H₂S是目前公认的一种气体信号分子，为进一步研究H₂S对Cd胁迫上海青光合作用的影响机理，检测了不同处理下的Rubp羧化酶（用于固定CO₂）活性和叶绿素含量，实验结果如下图所示（其中CK为对照组）。

① 为构建体外测定Rubp羧化酶活性的反应体系，除了 Rubp羧化酶、缓冲物质与酶保护剂外，下列哪些成分及相关条件也是必需的？ _________(填标号)。

A、ATP          B、NADPH            C、C₃          D、C₅ E、适宜的光照   F、适宜的温度      G、一定的浓度的CO₂

  

② 结合图分析，H₂S能________Cd胁迫对上海青光合作用的影响，其机理是：_________。

Answer

吸收、传递和转换 光反应 C3的还原 D F G 缓解 提高叶绿素含量，促进了光反应，提高了Rubp羧化酶的活性，促进CO2的固定和利用，一定程度上促进了碳反应

【解析】

光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成；光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。

图中显示Cd降低了光合色素和Rubp羧化酶的活性，而加入H2S后可以缓解Cd的作用。

（1）依题文信息可知，因为一定浓度的Cd 2+溶液中，短时间内使上海青细胞中叶绿素含下降，叶绿素作用是吸收、传递和转化光能，所以上海青吸收、传递和转化光能受到影响，从而直接抑制光合作用的光反应阶段；因为Cd 2+抑制光合电子传递过程，ATP的合成受阻，无法为暗反应提供能量，所以会直接抑制暗反应中C3的还原。

（2）①构建体外测定Rubp羧化酶活性的反应体系，Rubp羧化酶是催化C5和CO2结合生成C3，所以在这个阶段的的反应中需要C5、适宜的温度和一定的浓度的CO2。

故选DFG。

②比较图中数据加入Cd后叶绿素含量和Rubp羧化酶活性大幅度降低，而加入H2S和Cd后发现叶绿素含量有所升高，Rubp羧化酶活性略微上升，所以H2S能够缓解Cd胁迫对上海青光合作用的影响的机理是提高叶绿素含量，促进了光反应，提高了Rubp羧化酶的活性，促进CO2的固定和利用，一定程度上促进了碳反应。