植物細胞中,合成葉綠素必須的無機鹽離子是
作者:化工綜合網發布時間:2022-08-31分類:聚合物瀏覽:155
【答案】D
【答案解析】試題分析:Mg2+是合成葉綠素的必要成分,缺Mg2+植物葉片就會發黃,故本題答案選D。Fe2+是血紅蛋白的組成成分;Ca2+是牙齒、骨骼的主要成分;K+在維持細胞內液滲透壓上起到決定性作用。
考點:無機鹽的功能
點評:本題屬于對識記層次的考查,屬于簡單題。
血紅蛋白和葉綠素所含的無機鹽離子分別是( )
【答案】B
【答案解析】試題分析:無機鹽是細胞中一些重要化合物的組成成分,并且對于維持細胞正常形態和功能有重要作用。選項中涉及5種無機鹽離子中Fe2+是血紅蛋白的成分,Mg2+是葉綠素成分。
考點:本題考查無機鹽作用的知識。意在考查能理解所學知識的要點,把握知識間的內在聯系的能力。
光合作用需要葉綠素嗎?為什么葉綠體要產生葉綠素?為什么需要光才能產生葉綠素?如果沒有葉綠素會怎么樣?
葉綠素通過光照進行光合作用,產生糖和氧氣
??需要
因為它要進行光合作用
葉綠素的光合成
葉綠體的發育是非常復雜的過程,同時受到葉綠體基因(chloroplast?genes)和核基因相互調控。而不論葉綠素的化學結構為何,其合成過程自最前驅物的麩胺酸(glutamate)到最終產物葉綠素至少可分為十五個步驟(圖一),所有參與催化的酵素都由核基因調控,并在細胞質的核醣體合成后才輸送到葉綠體基質(stroma)。
??葉綠素合成后與特定蛋白質組合,并嵌進類囊膜后才能發揮捕光和能量轉換的功能。
置于黑暗中的植物萌芽后,其幼苗因缺乏葉綠素和只含有少量的原葉綠素酯(protochlorophyllide,Pchlide)而呈現黃白色。若把此黃白幼苗繼續置于黑暗中,并以五氨四酮-戊酸(5-aminolevulinic?acid)供給之,則在數小時后此原本黃白色的幼苗將會累積大量原葉綠素酯而呈黃綠色。
??亦即葉綠素的合成過程中,由五氨四酮-戊酸到原葉綠素酯的十個步驟都可在黑暗中進行,且其所需要的酵素亦可在黑暗中形成。自原葉綠素酯轉化為葉綠素酯(chlorophyllide,?chlide)屬光還原作用(photoreduction),由原葉綠素酯還原?(Pchlide?reductase)負責催化,并且需要光線的參與才能完成。
??傳統上即認為葉綠素的合成需要光線,并且成為光合作用界的主流思想,因為需光的葉綠素合成途徑普遍存在于能進行光合作用的細胞中。
前述在黑暗中生長的黃白幼苗含有正常葉綠體的前驅物(即白化體,etioplast),而經五氨四酮-戊酸處理的幼苗缺葉綠素,但含有大量葉綠素的前驅物原葉綠素酯且形成結晶狀原類囊體(prolamellar?body,?PCB)(圖二A)。
??在原類囊體上,原葉綠素酯與其還原?組成復合體,一旦照光后此復合體即轉化為葉綠素蛋白復合體,而原類囊體則轉化為類囊膜,而含有葉綠餅和單層類囊膜
葉綠素的暗合成
十九世紀末植物學家開始觀察到,藻類可在黑暗中生存數年且仍保持綠色,顯示葉綠素可以在黑暗中合成。
??此種現象亦逐漸在光合細菌、藻類、蘆葦、蕨類和裸子植物中發現。故而,葉綠素的合成可分為兩大類:一為有光線參與的需光合成途徑,由需光原葉綠素酯還原?(light-?dependent?protochlorophyllide?reductase)所催化,如前段所描述;另一種則不需光合成途徑或暗合成途徑,而是由不需光原葉綠素酯還原?(light-independent?protochlorophyllide?reductase)所催化。
??目前已知葉綠素的光合成和暗合成共享相同途徑(圖一),但調控前述二大還原還?的基因則完全不同。葉綠素暗合成所需的還原?由三個勝?組成,分別由三個基因所制造。這類基因尚未在被子植物找到。
至1960年代,植物學界仍認為被子植物不能在黑暗中合成葉綠素,其后雖在燕麥、大麥、小麥、碗豆、紫鴨拓草、水稻、阿拉伯芥、煙草及兩種水生植物觀察到葉綠素的暗合成現象,但也找不到直接的證據。
??因此數十年來,植物學界仍無法確定演化過程最后出現的被子植物是否真的能在黑暗中合成葉綠素。不僅找不到相關的基因,連不需光原葉綠素酯還原?的活性也偵測不到。以上的被子植物在黑暗中雖被觀察到可合成葉綠素,但增加的量有限;且只有阿拉伯芥、煙草及小麥是自種子萌芽階段即被置于黑暗中,其它都是先經照光處理長大后才移入黑暗中。
??
葡萄糖促進葉綠素暗合成
馬拉巴栗(Pachira?macrocarpa)屬被子植物,在臺灣俗稱發財樹和美國花生。把此植物置于完全黑暗中一至二周后,長出的新生葉初為黃白色,經一段時間后變為淡黃綠色(封底里,圖A)。
??相同植物若喂以濃度10%以下的葡萄糖溶液相同時間,長出的新生葉呈現和正常照光植物相同的綠葉(封底里,圖B),葉綠素含量則相差數十倍之多。黑暗中加葡萄糖的馬拉巴栗新生葉雖在外形和顏色上與正常日照葉相似,但其葉綠體顯微照片卻大異其趣。當正常狀態下只有黃白幼苗才含有原類囊體和只有綠葉才含有葉綠餅(granum)時(圖二),馬拉巴栗在黑暗中喂以葡萄糖長出的新生葉卻同時出現原類囊體和葉綠餅(圖三),亦即只有黑暗中出現的原類囊體和只有光照下出現的葉綠餅同時并存。
??由此顯示,葡萄糖似乎取代了光照使原類囊體轉化為葉綠餅的功能。
結論雖然目前的證據顯示,有少數被子植物可能在黑暗中合成少量葉綠素,但此現象并不是普遍存在被子植物中。馬拉巴栗也必須喂以葡萄糖,才能誘使它在黑暗中大量合成葉綠素。
??但在不需光原葉綠素酯還原?的活性被偵測到或其基因被搜尋到以前,被子植物是否能在黑暗中合成葉綠素仍不能下定論,仍須進一步探討。
如果沒有葉綠素他就不能進行光合作用。
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