Question

【題目】在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，高溫脅迫會(huì)對(duì)黃瓜栽培造成一定的危害。以下是關(guān)于不同高溫脅迫程度對(duì)黃瓜幼苗光合速率的影響及相關(guān)機(jī)制的研究。

（1）光合作用包括________階段。由圖1可知，隨著溫度升高和高溫持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)，黃瓜葉片________，由此推測(cè)可能的原因是________。

（2）高溫脅迫會(huì)導(dǎo)致植物細(xì)胞內(nèi)氧自由基（具有強(qiáng)氧化性）積累使膜脂過氧化。SOD（超氧化物歧化酶），能夠清除氧自由基產(chǎn)生H2O2；POD（過氧化物酶）和CAT（過氧化氫酶）具有分解H2O2的作用。

①加入一定量H2O2，通過檢測(cè)_________可測(cè)定POD和CAT活性。

②SOD、POD、CAT協(xié)同作用可以減輕高溫脅迫對(duì)細(xì)胞中________系統(tǒng)的危害。

③高溫處理某品系的黃瓜苗，測(cè)定葉片內(nèi)SOD、POD、CAT的活性，結(jié)果如圖2所示。

圖中________________的活性變化有利于黃瓜抵抗高溫脅迫。

（3）熱激蛋白（HSP）是機(jī)體受到高溫脅迫時(shí)，合成量迅速增加的一類應(yīng)激蛋白。研究發(fā)現(xiàn)，一方面HSP可以幫助變性的蛋白質(zhì)恢復(fù)________進(jìn)而恢復(fù)功能，或者促進(jìn)變性的蛋白質(zhì)降解；另一方面，一些HSP與膜脂結(jié)合，限制了膜脂分子的運(yùn)動(dòng)，降低膜的_______性，以穩(wěn)固膜的結(jié)構(gòu)。由此可見，HSP可以緩解高溫脅迫對(duì)植物造成的傷害。

Answer 1

【答案】光反應(yīng)和暗反應(yīng) 凈光合速率下降 高溫影響酶的活性，高溫破壞酶結(jié)構(gòu)，氣孔關(guān)閉影響CO2吸收 單位時(shí)間內(nèi)O2生成量 生物膜 POD 空間結(jié)構(gòu) 流動(dòng)

【解析】

1、光合作用包括光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段。光反應(yīng)階段的場(chǎng)所是葉綠體類囊體薄膜上，物質(zhì)變化是水的分解和ATP的合成，能量變化是光能轉(zhuǎn)化成活躍的化學(xué)能。暗反應(yīng)階段的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)中，物質(zhì)變化是CO2的固定和C3的還原，能量變化是活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學(xué)能。

2、圖1分析可知：高溫影響酶的活性，高溫破壞酶結(jié)構(gòu)，氣孔關(guān)閉影響CO2吸收，因此隨著溫度升高和高溫持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)，黃瓜葉片凈光合速率下降。

3、結(jié)合題干和題圖2分析可知：①POD（過氧化物酶）和CAT（過氧化氫酶）具有分解H2O2的作用，H2O2分解可產(chǎn)生氧氣和水。加入一定量H2O2，可通過檢測(cè)單位時(shí)間內(nèi)O2生成量可測(cè)定POD和CAT活性。

②SOD（超氧化物歧化酶）能夠清除氧自由基產(chǎn)生H2O2，POD（過氧化物酶）和CAT（過氧化氫酶）具有分解H2O2的作用。高溫脅迫會(huì)導(dǎo)致植物細(xì)胞內(nèi)氧自由基（具有強(qiáng)氧化性）積累使膜脂過氧化。因此SOD、POD、CAT協(xié)同作用可以減輕高溫脅迫對(duì)細(xì)胞中生物膜系統(tǒng)的危害。

③圖2中在高溫條件下，隨著時(shí)間的推移，SOD和CAT的活性都降低，但POD的活性卻在升高。

（1）光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)階段。由圖1可知，高溫影響酶的活性，高溫破壞酶結(jié)構(gòu)，氣孔關(guān)閉影響CO2吸收，因此隨著溫度升高和高溫持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)，黃瓜葉片凈光合速率下降，原因是高溫影響酶的活性，高溫破壞酶結(jié)構(gòu)，氣孔關(guān)閉影響CO2吸收。

（2）①POD（過氧化物酶）和CAT（過氧化氫酶）具有分解H2O2的作用，H2O2分解可產(chǎn)生氧氣和水。加入一定量H2O2，可通過檢測(cè)單位時(shí)間內(nèi)O2生成量可測(cè)定POD和CAT活性。

②SOD（超氧化物歧化酶）能夠清除氧自由基產(chǎn)生H2O2，POD（過氧化物酶）和CAT（過氧化氫酶）具有分解H2O2的作用。高溫脅迫會(huì)導(dǎo)致植物細(xì)胞內(nèi)氧自由基（具有強(qiáng)氧化性）積累使膜脂過氧化。因此SOD、POD、CAT協(xié)同作用可以減輕高溫脅迫對(duì)細(xì)胞中生物膜系統(tǒng)的危害。

③分析柱形圖結(jié)果可知，高溫處理某品系的黃瓜苗，測(cè)定葉片內(nèi)SOD和CAT酶的活性逐漸降低，但POD酶的活性增強(qiáng)，所以POD酶的活性變化有利于黃瓜抵抗高溫脅迫。

（3）熱激蛋白（HSP）是機(jī)體受到高溫脅迫時(shí)，合成量迅速增加的一類應(yīng)激蛋白。研究發(fā)現(xiàn)，一方面HSP可以幫助變性的蛋白質(zhì)恢復(fù)空間結(jié)構(gòu)進(jìn)而恢復(fù)功能，或者促進(jìn)變性的蛋白質(zhì)降解；另一方面，一些HSP與膜脂結(jié)合，限制了膜脂分子的運(yùn)動(dòng)，降低膜的流動(dòng)性，以穩(wěn)固膜的結(jié)構(gòu)。由此可見，HSP可以緩解高溫脅迫對(duì)植物造成的傷害。