1. 学习以下材料,回答下面问题。

在植物细胞中,线粒体和叶绿体是能量代谢的重要场所。叶绿体内氧化还原稳态的维持对叶绿体行使正常功能非常重要。在细胞的氧化还原反应过程中会有活性氧产生,活性氧可以调控细胞代谢,并与细胞凋亡有关。我国科学家发现一个拟南芥突变体m(M基因突变为m基因),在受到长时间连续光照时,植株会出现因细胞凋亡而引起的叶片黄斑等表型。M基因编码叶绿体中催化脂肪酸合成的M酶。与野生型相比,突变体m中M酶活性下降,脂肪酸含量显著降低。为探究M基因突变导致细胞凋亡的原因,研究人员以诱变剂处理突变体m,筛选不表现细胞凋亡,但仍保留m基因的突变株。通过对所获一系列突变体的详细解析,发现叶绿体中pMDH酶、线粒体中mMDH酶和线粒体内膜复合物I(催化有氧呼吸第三阶段的酶)等均参与细胞凋亡过程。由此揭示出一条活性氧产生的新途径(如图):A酸作为叶绿体中氧化还原平衡的调节物质,从叶绿体经细胞质基质进入到线粒体中,在mMDH酶的作用下产生NADH([H])和B酸,NADH被氧化会产生活性氧。活性氧超过一定水平后引发细胞凋亡。

在上述研究中,科学家从拟南芥突变体m入手,揭示出在叶绿体和线粒体之间存在着一条A酸-B酸循环途径。对A酸-B酸循环的进一步研究,将为探索植物在不同环境胁迫下生长的调控机制提供新的思路。请回答下列问题。

(1) 拟南芥细胞内光合色素分布在,光反应利用光能合成和NADPH,NADpH为暗反应中的还原过程提供
(2) 若拟南芥的叶肉细胞光反应产生氧气的速率为32mg/(cm2·h),则合成C3的速率为mmol/(cm2·h)。从文中可知,叶绿体也可以合成脂肪的组分
(3) 结合图示分析,M基因突变为m后,植株在长时间光照条件下出现细胞凋亡的原因是:,A酸转运到线粒体,最终导致产生过量活性氧并诱发细胞凋亡。
(4) 请将下列各项的序号排序,以呈现本文中科学家解析“M基因突变导致细胞凋亡机制”的研究思路:

①确定相应蛋白的细胞定位和功能       ②用诱变剂处理突变体m

③鉴定相关基因             ④筛选保留m基因但不表现凋亡的突变株

(5) 题干信息拓展了高中教材中关于细胞器间协调配合的内容,请从细胞器间协作以维持稳态与平衡的角度加以概括说明
【考点】
其它细胞器及分离方法; 影响光合作用的环境因素; 基因突变的特点及意义; 光合作用原理的应用;
【答案】

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