备课素材：Ca2+与光敏色素的关系-2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修1

Ca2+与光敏色素的关系 人教2019版高中生物学教材选择性必修1第106页提及“在受 到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息会经过信 息传递系统传导到细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物 学效应”： 相关信息 光敏色素是一类蛋白质（色素一蛋白复合体），分布 光辙色素主要没收红光和远 在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。 红光。植物体为降了光敏色素： 在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化 还有感受蓝光的受体。可以认为。 的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内，影响特定基 环境中的红光，蓝光，对于植物 因的表达，从而表现出生物学效应（图5-2）。 的生长发育来说，是非常关健的 那么，这一信息传导是怎样的？ 光敏色素有两种类型：Pr型（红光吸收型，吸收高峰在660m)和 Pfr型（远红光吸收型，吸收高峰在730nm)。前者没有活性，后者具生 理活性，在不同光谱作用下两者可以相互转换，照光后由光敏色素引 起许多反应，尤其是Ca2+跨膜运输。 植物细胞钙泵与内质网膜钙泵发挥作用，维持了细胞质的低C2 浓度，同时将Ca2*储存在内质网等细胞器中。经红光处理后，Ca+通 道打开，加速了Ca2+跨膜内流或从细胞器外流，使细胞质中的Ca2*浓 度明显增加。 虽然远红光处理对细胞质的Ca2+积累没有明显影响，但是远红光 可逆转由红光引起的Ca2+积累，因为远红光可促进Ca2+通道的关闭， 并促进细胞膜与内质网膜上的钙泵发挥作用，使C2+的流出大于流 入。 当红光与远红光交错时，C2*是否积累取决于最后一次照射的是 红光还是远红光。这表明不同光谱的光可以通过影响光敏色素的结构 来实现对Ca2+吸收的调节，影响细胞内的Ca2+浓度，再通过Ca2+CaM 信号系统来影响细胞核内相应基因的表达来实现对植物生命活动的 调节。 例、在黑暗中生长的植物幼苗通常表现为黄叶，称为黄化苗。光 照影响幼苗叶色的分子机制如图所示。下列叙述错误的是() 黑暗环境下 光照环境下 细胞质基质 八0R 细胞质基质 光敏色素 细胞核 细胞核 SPAD SPAT COPD Y→降解 HY5) 0000 00→幼去黄化饭应 转录物制 转录发生 A.光敏色素主要是蓝光和红光的受体 B.光敏色素接受光信号后，其空间结构会发生变化，影响特定基因的 表达 C.黑暗条件下Y5被降解，导致特定基因转录受到抑制，进而影响叶 绿素合成 D.光照环境下，进入细胞核的光敏色素抑制HY5降解，使幼苗发生去 黄化反应 答案：A