题干
捕光复合体是叶绿体中捕获光能的关键结构,由光合色素和叶绿素结合蛋白(LHCP)组成,L蛋白与S蛋白等共同参与LHCP向类囊体膜的转运,L蛋白还参与叶绿素合成的调控,相关过程如图(a)。回答下列问题。 (1)用纸层析法分离野生型(WT)和L基因缺失突变体(l)植株的叶绿体色素,滤纸条均出现4条色素带。l组自上而下第三条带对应的色素是___________;与WT相比,该条带的颜色深浅变化是___________。相较于WT植株,l植株叶绿体内中间物1含量___________,l植株叶片暗反应中C3的___________反应过程会受影响。 (2)通过抗原—抗体杂交反应检测WT植株叶绿体基质和类囊体中L蛋白的量,结果如图(b)所示,结构2是___________。 (3)WT、l及s(S基因缺失突变体)植株的表型如图(c)所示,其中l对应的是___________(填“甲”“乙”或“丙”),与WT相比,两突变体表型差异产生的原因是___________。 (4)为进一步验证L蛋白的功能,应在WT、l两种实验材料基础上,再补充两组不同的实验材料,分别为___________。
答案
(1) (2)类囊体 (3) ①. 丙 ②. L蛋白兼具调控叶绿素合成与协助LHCP转运的双重功能,而S蛋白仅参与LHCP的转运 (4)突变体中转入正常的L基因表达载体,让其重新表达L蛋白;向突变体中转入不含L基因的空表达载体
解析
叶绿体色素分离实验中,滤纸条自上而下四条色素带依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,所以第三条带对应的色素是叶绿素a。因为L基因缺失突变体缺乏L蛋白,而L蛋白参与叶绿素合成调控,所以l组叶绿素合成减少,自上而下第三条带(叶绿素a)颜色变浅。由于L蛋白参与叶绿素合成,l植株叶绿素合成受阻,中间物1转化为中间物2减少,所以中间物1含量增加。叶绿素是光反应中吸收、转化光能的重要色素,叶绿素减少会使光反应产生的ATP和NADPH减少,进而影响暗反应中C3的还原过程。 图(b)中,完整叶绿体的L蛋白含量最多,结构1次之,结构2不含,结合图(a)中L蛋白存在于叶绿体基质,与S蛋白等共同参与LHCP向类囊体膜的转运,因此结构1是叶绿体基质,结构2是类囊体。 l是L基因缺失突变体,L蛋白参与叶绿素合成调控,所以l植株叶绿素合成受影响更显著,表型为严重失绿,对应图(c)中的丙。L蛋白与S蛋白等共同参与LHCP向类囊体膜的转运,L蛋白还参与叶绿素合成的调控,所以与WT相比,两突变体表型差异产生的原因是L蛋白兼具调控叶绿素合成与协助LHCP转运的双重功能,而S蛋白仅参与LHCP的转运。 为进一步验证L蛋白的功能,自变量是L蛋白的有无,需要补充突变体中转入正常的L基因表达载体,让其重新表达L蛋白,另一组向突变体中转入不含L基因的空表达载体,排除载体本身对实验的干扰。