科研人員對(duì)綠色植物光暗轉(zhuǎn)換中的適應(yīng)機(jī)制開展下列研究。
(1)科研人員測定綠色植物由暗到亮過程中,CO2吸收速率的變化,結(jié)果如圖1。
①結(jié)果顯示,未開始光照時(shí),CO2吸收速率低于0,這是由于植物細(xì)胞進(jìn)行
細(xì)胞呼吸
細(xì)胞呼吸
釋放CO2的結(jié)果。0.5 min后,CO2吸收速率才迅速升高,說明此時(shí)光合作用過程的 暗
暗
反應(yīng)才被激活。
②光照后,綠色植物光合作用中的能量變化為:光能→NADPH和ATP中的化學(xué)能→有機(jī)物中的化學(xué)能
NADPH和ATP中的化學(xué)能→有機(jī)物中的化學(xué)能
。
(2)科研人員進(jìn)一步檢測了上述時(shí)間段中光反應(yīng)相對(duì)速率和熱能散失比例(是指葉綠體中,以熱能形式散失的能量占光反應(yīng)捕獲光能的比例),結(jié)果如圖2。
①圖2中兩條曲線變化趨勢的差異為:0-0.5min之間,光反應(yīng)速率下降,熱能散失比例上升
0-0.5min之間,光反應(yīng)速率下降,熱能散失比例上升
;0.5~2 min之間,與之前的變化相反。
②結(jié)合圖1及光合作用過程推測,0~0.5 min之間,光反應(yīng)速率變化的原因是 暗反應(yīng)未被激活,光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP積累導(dǎo)致光反應(yīng)被抑制
暗反應(yīng)未被激活,光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP積累導(dǎo)致光反應(yīng)被抑制
。
(3)請(qǐng)從物質(zhì)與能量、結(jié)構(gòu)與功能的角度分析,0-2 min之間,圖2中熱能散失比例變化的生物學(xué)意義:0-0.5min(暗反應(yīng)未啟動(dòng)時(shí)),吸收的光能未被利用,以熱能形式散失,可保護(hù)光合色素、相關(guān)蛋白和葉綠體結(jié)構(gòu)等免受光損傷;0.5-2min(暗反應(yīng)啟動(dòng)后),以熱能形式散失比例減少,吸收的光能可有效轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
0-0.5min(暗反應(yīng)未啟動(dòng)時(shí)),吸收的光能未被利用,以熱能形式散失,可保護(hù)光合色素、相關(guān)蛋白和葉綠體結(jié)構(gòu)等免受光損傷;0.5-2min(暗反應(yīng)啟動(dòng)后),以熱能形式散失比例減少,吸收的光能可有效轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
。