Question

【題目】鎘（Cd）是一種土壤中污染范圍較廣的重金屬。研究人員利用上海青進行了相關鎘（Cd）脅迫實驗，請回答相關問題：

（1）研究發現，在一定濃度的Cd 2+溶液中，短時間內上海青細胞中葉綠素含量顯著下降，這一變化會使上海青對光能的______________產生影響，進而抑制光合作用的_________階段。同時Cd 2+還可通過抑制光合電子傳遞過程，使ATP的合成受阻，進而抑制暗反應中____________過程。

（2）H2S是目前公認的一種氣體信號分子，為進一步研究H2S對Cd脅迫上海青光合作用的影響機理，檢測了不同處理下的Rubp羧化酶（用于固定CO2）活性和葉綠素含量，實驗結果如下圖所示（其中CK為對照組）。

① 為構建體外測定Rubp羧化酶活性的反應體系，除了 Rubp羧化酶、緩沖物質與酶保護劑外，下列哪些成分及相關條件也是必需的？ _________(填標號)。

A、ATP B、NADPH C、C3 D、C5 E、適宜的光照 F、適宜的溫度 G、一定的濃度的CO2

② 結合圖分析，H2S能________Cd脅迫對上海青光合作用的影響，其機理是：_________。

Answer 1

【答案】吸收、傳遞和轉換 光反應 C3的還原 D F G 緩解 提高葉綠素含量，促進了光反應，提高了Rubp羧化酶的活性，促進CO2的固定和利用，一定程度上促進了碳反應

【解析】

光合作用的光反應階段（場所是葉綠體的類囊體膜上）：水的光解產生[H]與氧氣，以及ATP的形成；光合作用的暗反應階段（場所是葉綠體的基質中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反應提供的ATP和[H]的作用下還原生成糖類等有機物。

圖中顯示Cd降低了光合色素和Rubp羧化酶的活性，而加入H2S后可以緩解Cd的作用。

（1）依題文信息可知，因為一定濃度的Cd 2+溶液中，短時間內使上海青細胞中葉綠素含下降，葉綠素作用是吸收、傳遞和轉化光能，所以上海青吸收、傳遞和轉化光能受到影響，從而直接抑制光合作用的光反應階段；因為Cd 2+抑制光合電子傳遞過程，ATP的合成受阻，無法為暗反應提供能量，所以會直接抑制暗反應中C3的還原。

（2）①構建體外測定Rubp羧化酶活性的反應體系，Rubp羧化酶是催化C5和CO2結合生成C3，所以在這個階段的的反應中需要C5、適宜的溫度和一定的濃度的CO2。

故選DFG。

②比較圖中數據加入Cd后葉綠素含量和Rubp羧化酶活性大幅度降低，而加入H2S和Cd后發現葉綠素含量有所升高，Rubp羧化酶活性略微上升，所以H2S能夠緩解Cd脅迫對上海青光合作用的影響的機理是提高葉綠素含量，促進了光反應，提高了Rubp羧化酶的活性，促進CO2的固定和利用，一定程度上促進了碳反應。