内容正文:
(一)融合大概念·形成知识体系
(二)课题串知识·做到学以致用
课题探究 植物细胞呼吸的交替氧化酶(AOX)途径
科研人员发现植物的细胞呼吸除具有与动物细胞相同的途径外,还包含另一条借助交替氧化酶(AOX)的途径。交替氧化酶(AOX)分布在植物细胞线粒体内膜上,它可以催化O2与[H]反应,并使细胞呼吸释放的能量更多以热能形式散失。在寒冷早春,某些植物的花细胞中AOX的作用利于提高花序温度,吸引昆虫传粉。进一步研究表明,AOX途径可能与光合作用有关,科研人员对此进行深入研究。他们将正常光照下发育的叶片分为4组,用AOX途径抑制剂处理A组和C组叶片的左侧,然后将4组叶片离体,叶柄插入盛满水的试管中,左侧置于正常光照下,右侧置于正常光照或高光下(图1),40分钟后测量叶片左侧光合色素的光能捕获效率(图2)。
[串知设计]
(1)AOX可以催化O2与[H]生成水,但不能催化葡萄糖分解成丙酮酸,说明酶的催化作用具有专一性。
(2)在高温环境中,AOX途径明显减弱,从酶的特性的角度分析可能的原因是高温使AOX的活性降低。此时与寒冷环境中相比,彻底氧化分解1 mol葡萄糖生成的ATP的量增多,ATP的结构简式是A—P~P~P。
(3)AOX途径与一般有氧呼吸的第三阶段主要相同点是场所是线粒体内膜,化学反应是O2与[H]结合生成水;主要不同点是AOX途径使细胞呼吸释放的能量更多以热能形式散失,合成ATP的量减少。
(4)光合作用过程中,光能被分布于叶绿体类囊体膜上的光合色素吸收,并转变为_ATP和NADPH中活跃的化学能,经过暗反应阶段的C3的还原过程,能量最终被储存在糖类等有机物中。
(5)根据资料中的实验过程(图1)和实验结果(图2)回答:
①实验中的自变量是什么?
提示:是否高光(光照强度)和是否有AOX途径抑制剂。
②据实验结果推测,AOX途径对光合色素捕获光能有什么影响?
提示:AOX途径能提高光合色素光能捕获效率。
③由实验结果可知,AOX途径对光合作用的影响在高光下更显著,结合四组实验结果的关系,写出判断依据(d_-c)>(b-a)(用计算式表示)。
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