3.(一)黑藻是一種經(jīng)常在水族箱中使用的單子葉沉水植物,研究發(fā)現(xiàn)低濃度CO
2會誘導其光合途徑由C
3型(固定CO
2最初產(chǎn)物是C
3)向C
4型(固定CO
2最初產(chǎn)物是C
4)轉(zhuǎn)變。圖1所示為黑藻光合作用過程中碳的固定和轉(zhuǎn)移途徑,其中PEPC是磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶,請分析回答下列問題:
(1)下列反應可能與光合色素有關的是
。(多選)
A.光能的捕獲與轉(zhuǎn)換
B.水的光解
C.儲能化合物的消耗
D.ATP的合成
(2)提取黑藻中色素所用的試劑及對色素進行分離的方法分別是
。
A.清水、高速離心法
B.無水乙醇、紙層析法
C.75%乙醇、分光光度計法
D.蘇丹Ⅳ溶液、密度梯度離心法
(3)根據(jù)題干和圖示信息分析,黑藻細胞中固定CO
2的場所有
、
。
(4)據(jù)圖分析,低濃度CO
2條件下,用
14CO
2培養(yǎng)黑藻,
14C的主要轉(zhuǎn)移途徑是
。
A.CO
2→PEPC→草酰乙酸→蘋果酸→C
3→(CH
2O)
B.CO
2→草酰乙酸→蘋果酸→丙酮酸→C
3→(CH
2O)
C.CO
2→PEPC→草酰乙酸→CO
2→C
3→(CH
2O)
D.CO
2→草酰乙酸→蘋果酸→CO
2→C
3→(CH
2O)
(5)圖中C
3的還原需要的能量是由哪一反應過程提供,這一反應的場所是
。
A.光反應類囊體
B.糖酵解細胞質(zhì)基質(zhì)
C.無氧呼吸細胞質(zhì)基質(zhì)
D.三羧酸循環(huán)線粒體基質(zhì)
(二)為了探究低濃度CO
2誘導黑藻光合途徑改變的機理,研究人員將實驗組黑藻在密閉玻璃缸中培養(yǎng)20天,同時設置對照組(向培養(yǎng)液加入適量的NaHCO
3),20天后,測定PEPC的酶活力,并提取RNA采用RT-PCR擴增PEPC基因后進行電冰,結(jié)果如圖2所示。
注:RT-PCR是經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄酶的作用從RNA合成cDNA(與RNA互補的DNA鏈),再以cDNA為模板,擴增合成大量目的基因片段的過程。本實驗中的電泳技術是指使DNA分子(一般帶負電)在電場中因移動速度不同而分離的技術。
(1)實驗組密閉培養(yǎng)的目的是
。
(2)據(jù)實驗結(jié)果分析,黑藻能利用低濃度CO
2的機理是
。
(三)黑藻葉片小而薄,葉肉細胞內(nèi)有大而呈綠色的葉綠體,可作為觀察細胞質(zhì)環(huán)流的標志物。細胞質(zhì)環(huán)流速率可以在一定程度上反映出細胞代謝的程度。某實驗小組利用黑藻的葉肉細胞,探究了光照強度對黑藻細胞質(zhì)環(huán)流速率的影響,實驗結(jié)果如表所示。
測量指標\實驗條件 |
2000lx |
40001x |
6000lx |
光照前 |
光照后 |
光照前 |
光照后 |
光照前 |
光照后 |
S/μm |
10.23 |
17.01 |
8.49 |
20.97 |
9.09 |
15.18 |
T/S |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
V/(μm?s-1) |
3.41 |
5.67 |
2.83 |
6.99 |
3.03 |
5.06 |
注:S表示環(huán)流路程,T表示環(huán)流時間,V表示環(huán)流速率,V=S/T
(1)根據(jù)實驗分析,下列說法錯誤的是
。
A.除光照強度外,各組溫度以及溶液的pH應保持相同且適宜
B.可用蠶豆根尖成熟區(qū)細胞代替黑藻葉肉細胞觀察細胞質(zhì)環(huán)流
C.若在顯微鏡下環(huán)流方向為順時針,則實際環(huán)流方向也為順時針
D.根據(jù)結(jié)果可知,光照強度過強或過弱都會使黑藻細胞代謝減弱