學習以下材料,回答問題(1)-(4)。
植物光敏色素參與光調控響應
光敏色素存在于綠色植物、某些細菌和真菌中,它們是在光可逆性現(xiàn)象的研究中被發(fā)現(xiàn)的。
研究表明,光可逆性是兩種具有不同吸光性能的光敏色素異構體直接相互轉變造成的,而不是兩種物質分別調控的。無活性的光敏色素Pr吸收紅光,可轉變?yōu)橐环N有活性的遠紅光吸收異構體,稱為Pfr。同樣,有活性的Pf吸收遠紅光也可以轉變成無活性的Pr。
植物光敏色素是一種可溶性的蛋白二聚體,其中每個亞基都與一個色素分子結合。植物有多種光敏色素,每種光敏色素都有兩種形式,例如光敏色素A的無活性形式PrA,有活性形式PfrA。
植物光敏色素合成時是無活性的Pr,利用免疫定位和熒光標記,發(fā)現(xiàn)在黑暗條件下,Pr定位在細胞質,光照可使Pr轉變?yōu)镻fr,來啟動應答,Pfr 可從細胞質轉移到細胞核。
植物光敏色素是生物大分子,需要通過核孔進行主動轉運。擬南芥的研究表明,PfrA與PfrB進入細胞核的過程有所不同,如圖所示。PfrB 擁有一個核定位序列(NLS),會在PrB轉變?yōu)镻frB發(fā)生構象變化時暴露出來,并與核輸入蛋白結合,進入細胞核,PfrB的轉運過程通??梢猿掷m(xù)幾個小時。相比之下,PfrA缺少NLS,PfrA進入細胞核需要與FHY1/FHL蛋白結合。細胞質中的FHY1/FHL蛋白充足且?guī)в蠳LS,可以特異性地結合PfrA,將PfrA轉運到細胞核。PfrA 進入細胞核的速度非???,光照幾分鐘內(nèi)就可以檢測到。
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在遠紅光照射下,PfrB向PrB的逆轉會導致PrB從細胞核輸出。細胞質中的PfrB進入細胞核的同時,細胞核中的PrB也會從細胞核中輸出。值得注意的是,由于光轉變相對于植物光敏色素的轉運而言非常迅速,因此,在光下生長的植物,其細胞質和細胞核中Pf和Pr這兩種形式都有,它們共同參與植物的光調控應答。
(1)在植物生長發(fā)育過程中,植物光敏色素可以 吸收光能吸收光能并傳遞信號,啟動相關的生理反應。
光除了作為信號參與調控外,還是植物進行 光合作用光合作用的能量來源。
(2)Pfr和Pr的活性不同,它們之間發(fā)生的可逆轉化是光引起光敏色素 空間結構空間結構改變導致的。
(3)從文中信息分析,下列敘述合理的是 ACDACD(多選)。
A.綠色植物中,Pr的合成與核糖體有關,Pfr轉運與線粒體有關
B.PrA 缺少NLS,無法轉變?yōu)镻fr形式,只能以Pr形式進入細胞核
C.紅光下,F(xiàn)HY1/FHL蛋白對于PrA轉變?yōu)镻frA至關重要
D.PfrA和PfrB進細胞核時,所需的NLS來源不同
E.光下生長的植物Pr和Pfr分別存在于細胞質和細胞核中
(4)從物質與能量的角度,用30字闡釋僅由一種物質進行可逆轉化響應光信號的意義 提高光信號的接受和傳導速率,對于植物的生長具有重要意義提高光信號的接受和傳導速率,對于植物的生長具有重要意義。
【考點】光合作用的影響因素及應用.
【答案】吸收光能;光合作用;空間結構;ACD;提高光信號的接受和傳導速率,對于植物的生長具有重要意義
【解答】
【點評】
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