选修1-稳态与调节-光敏色素

1、不定项。植物光敏色素是一种可溶性的蛋白质二聚体,有红光吸收型(Pr)和远红光吸收型(Pfr)。无活性的Pr在细胞质中合成,接受红光刺激后可转化为有活性的Pfr并转移到细胞核内,经一系列信号放大和转变,引起种子萌发、幼苗生长发育等生物学效应。足够高的Pfr/(Pfr+Pr)比例对于维持叶片中的叶绿素水平是必要的。下列说法正确的是(  )

A.光敏色素作为细胞膜受体接受光刺激并传递信号,进而启动相关基因表达并引起相关的生理反应

B.Pfr和Pr的活性不同是由于光刺激引起光敏色素空间结构改变导致的

C.植物细胞中,Pr的合成与核糖体有关,Pfr的转运需要消耗能量

D.增加红光照射可以提高低温时植物光合作用释放氧气的速率

【答案】BCD

【说明】P106


2、学习以下材料,回答问题(1)~(4)。

植物光敏色素参与光调控响应

光敏色素存在于绿色植物、某些细菌和真菌中,它们是在光可逆性现象的研究中被发现的。
研究表明,光可逆性是两种具有不同吸光性能的光敏色素异构体直接相互转变造成的,而不是两种物质分别调控的。无活性的光敏色素Pr吸收红光,可转变为一种有活性的远红光吸收异构体,称为Pfr。同样,有活性的Pfr吸收远红光也可以转变成无活性的Pr。
植物光敏色素是一种可溶性的蛋白二聚体,其中每个亚基都与一个色素分子结合。植物有多种光敏色素,每种光敏色素都有两种形式,例如光敏色素A的无活性形式PrA,有活性形式PfrA。
植物光敏色素合成时是无活性的Pr,利用免疫定位和荧光标记,发现在黑暗条件下,Pr定位在细胞质,光照可是Pr转变为Pfr,来启动应答,Pfr可从细胞质转移到细胞核。
植物光敏色素是生物大分子,需要通过核孔进行主动转运。拟南芥的研究表明,PfrA与PfrB进入细胞核的过程有所不同,如下图所示。PfrB拥有一个核定位序列(NLS),会在PrB转变为PfrB发生构象变化时暴露出来,并与核输入蛋白结合,进入细胞核,PfrB的转运过程通常可以持续几个小时。相比之下,PfrA缺少NLS,PfrA进入细胞核需要与FHY1/FHL蛋白结合。细胞质中的FHY1/FHL蛋白充足且带有NLS,可以特异性地结合PfrA,将PfrA转运到细胞核。PfrA进入细胞核的速度非常快,光照几分钟内就可以检测到。

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在远红光照射下,PfrB向PrB的逆转会导致PrB从细胞核输出。细胞质中的PfrB进入细胞核的同时,细胞核中的PrB也会从细胞核中输出。值得注意的是,由于光转变相对于植物光敏色素的转运而言非常迅速,因此,在光下生长的植物,其细胞质和细胞核中Pfr和Pr这两种形式都有,它们共同参与植物的光调控应答。
(1)在植物生长发育过程中,植物光敏色素可以_____________并传递信号,启动相关的生理反应。光除了作为信号参与调控外,还是植物进行_____________的能量来源。
(2)Pfr和Pr的活性不同,它们之间发生的可逆转化是光引起光敏色素_____________改变导致的。
(3)从文中信息分析,下列叙述合理的是_____________。

A.绿色植物中,Pr的合成与核糖体有关,Pfr转运与线粒体有关

B.PrA缺少NLS,无法转变为Pfr形式,只能以Pr形式进入细胞核

C.红光下,FHY1/FHL蛋白对于PrA转变为PfrA至关重要

D.PfrA和PfrB进细胞核时,所需的NLS来源不同

E.光下生长的植物Pr和Pfr分别存在于细胞质和细胞核中

(4)从物质与能量的角度,用30字阐释仅由一种物质进行可逆转化响应光信号的意义_____________________________________________________________________________。

【答案】

(1)接受光刺激   光合作用  

(2)空间结构  

(3) AD 

(4)可以减少物质合成量,节约能量的消耗;且单一物质 可逆转化更快捷