阅读以下材料，完成（1）～（4）题。
叶绿体与细胞核双定位Y蛋白对于番茄抗低温的机制分析
番茄易受低温伤害，导致严重减产。我国科研人员从番茄低温诱导表达数据库中发现了Y基因，低温处理使其转录量升高。Y基因编码的Y蛋白是植物特有的DNA结合蛋白，定位于叶绿体和细胞核。4℃低温处理后，Y基因过表达株系比野生型明显耐低温，而敲除Y基因的株系的低温耐受能力低于野生型。
低温会导致活性氧（ROS）产生，而大量的ROS会破坏植物细胞光合膜系统。电镜观察叶绿
体超微结构发现，与野生型相比，低温处理后Y基因过表达株系的类囊体结构相对完整、叶绿体中淀粉粒数量少，而敲除Y基因的株系类囊体受损更严重且淀粉粒数量更多。科研人员对Y蛋白的作用机制进行了研究。
类囊体膜上的光合复合体PSⅡ是光反应中吸收、传递并转化光能的重要场所，叶绿体基因编码的D1蛋白是PSII的核心蛋白，低温会破坏D1蛋白。常温下Y基因过表达株系中的D1蛋白含量与野生型相同，而低温处理下，野生型中D1蛋白含量下降，Y基因过表达植株的D1蛋白含量基本保持稳定，从而保护了PSⅡ。
I酶和A酶分别参与叶绿体中淀粉的合成与降解。在细胞核中，Y蛋白可通过与两者启动子结合，调控I酶和A酶基因的转录，降低低温下叶绿体中淀粉的积累。
R酶由8个大亚基蛋白和8个小亚基蛋白组成，是CO2固定过程中的限速酶，对低温胁迫尤为敏感。小亚基蛋白由S基因编码，S基因过表达植株与野生型相比，低温下R酶含量更高且耐低温能力更强。研究还发现，Y蛋白能够与S基因的启动子结合并增强其转录，从而在低温胁迫下维持R酶的含量。
农业生产中，Y基因的发现及其调控机制的研究，为增强冷敏感作物的低温抗性提供了有效途径。
（1）低温导致番茄细胞产生大量的ROSROS破坏叶绿体类囊体膜，影响光反应的进行，为碳反应提供的ATP和NADPH（[H]）ATP和NADPH（[H]）减少，降低了植物光合速率。据文中信息，低温下Y基因过表达植株有利于光反应进行的直接原因有Y基因过表达植株叶绿体的类囊体结构相对完整；低温下Y基因过表达植株的D1蛋白含量稳定，从而保护了PSⅡY基因过表达植株叶绿体的类囊体结构相对完整；低温下Y基因过表达植株的D1蛋白含量稳定，从而保护了PSⅡ。
（2）为研究Y蛋白在低温胁迫下维持D1蛋白含量稳定的机制，科研人员进行了如表实验：
| 实验材料 | 实验处理 | 检测指标 | 实验结果 |
| Y基因过表达植株及野生型 | 施加硫酸链霉素（可抑制叶绿体编码的基因翻译）后，低温处理 | D1蛋白含量 | Y基因过表达植 D1蛋白含量基本等于 D1蛋白含量基本等于 野生型 |
| 低温处理 | 与D1蛋白降解相关基因的转录量 | Y基因过表达植株 与D1蛋白降解相关基因的转录量基本等于 与D1蛋白降解相关基因的转录量基本等于 野生型 |
（3）叶绿体中淀粉粒的积累会抑制光合作用。根据Y蛋白功能特点，结合文中信息，推测细胞核中的Y蛋白低温下减少叶绿体中淀粉积累的具体机制：
细胞核中Y蛋白可与编码I酶和A酶基因的启动子结合，抑制编码Ⅰ酶基因转录，促进编码A酶的基因转录，导致Ⅰ酶减少、A酶增加，从而使淀粉合成减少，分解增多，降低叶绿体中淀粉的积累
细胞核中Y蛋白可与编码I酶和A酶基因的启动子结合，抑制编码Ⅰ酶基因转录，促进编码A酶的基因转录，导致Ⅰ酶减少、A酶增加，从而使淀粉合成减少，分解增多，降低叶绿体中淀粉的积累
。（4）R酶在
叶绿体基质
叶绿体基质
（场所）中催化CO2与RuBP（C5）结合，生成2分子C3
C3
。如图为野生型、Y基因过表达及敲除植株，4℃处理12小时后在一定光照强度下测定的净光合速率。下列相关分析合理的包括ABDE
ABDE
。A.Y基因过表达植株的CO2饱和点大于野生型
B.CO2浓度在100～200μmol•mol-1之间时，三组植株净光合速率随CO2浓度的增加而升高
C.CO2浓度等于250μmol•mol-1时，若突然增大光强，叶绿体内C5将减少
D.CO2浓度大于250μmol•mol-1时，限制野生型和Y基因敲除植株净光合速率增加的环境因素可能是光强
E.低温下Y基因过表达植株R酶的小亚基蛋白含量高，固定CO2能力强于野生型
【答案】ROS；ATP和NADPH（[H]）；Y基因过表达植株叶绿体的类囊体结构相对完整；低温下Y基因过表达植株的D1蛋白含量稳定，从而保护了PSⅡ；D1蛋白含量基本等于；与D1蛋白降解相关基因的转录量基本等于；细胞核中Y蛋白可与编码I酶和A酶基因的启动子结合，抑制编码Ⅰ酶基因转录，促进编码A酶的基因转录，导致Ⅰ酶减少、A酶增加，从而使淀粉合成减少，分解增多，降低叶绿体中淀粉的积累；叶绿体基质；C3；ABDE
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：67引用：1难度：0.7
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1．在强光环境下，将某突变型植株与野生型植株均分别施低氮肥和高氮肥，一段时间后测定其叶绿素和Rubisco酶（该酶催化CO2和C5反应）的含量，结果如图所示。下列叙述不正确的是（ ）
发布：2025/1/16 8:0:1组卷：19引用：2难度：0.7 -
2．20世纪60年代，科学家发现有些起源于热带的植物如甘蔗、玉米等，除了和其他C3植物一样具有卡尔文循环（固定CO2的初产物是三碳化合物（C3），简称C3途径）外，还存在另一条固定CO2的途径，固定CO2的初产物是四碳化合物（C4），简称C4途径，这种植物称为C4植物，其光合作用过程如图1所示。研究发现C4植物中PEP羧化酶对CO2的亲和力约是Rubisco酶的60倍。请回答下列问题：
（1）在C植物光合作用中，CO2中的碳转化成有机物（CH2O）中碳的转移途径是（利用箭头符号表示），维管束鞘细胞内的CO2浓度比叶肉细胞内（填“高”或“低”）。
（2）甲、乙两种植物光合速率与CO2浓度的关系如图2。请据图分析，植物更可能是C4植物，作出此判断的依据是。
（3）Rubisco酶是一种双功能酶，当CO2/O2比值高时，可催化C5固定CO2合成有机物；当CO2/O2比值低时，可催化C5结合O2发生氧化分解，消耗有机物，此过程称为光呼吸，结合题意分析，在炎热干旱环境中，C4植物的生长一般明显优于C3植物的原因是。
（4）水稻是世界上最重要的粮食作物。目前，科学家正在研究如何利用转基因技术将“C4途径”转移到水稻中去，这项研究的意义是。发布：2025/1/16 8:0:1组卷：46引用：1难度：0.6 -
3．干旱胁迫是因为土壤水分亏缺，植物吸收水分少于叶片蒸腾作用损耗的水分，从而无法维持植物正常水分状况而对植物的生长发育造成影响。如图是其他条件适宜且不变时干旱胁迫（即处理组）对吊兰光合作用相关指标影响的结果。
回答下列问题
（1）干旱胁迫会影响吊兰光合作用过程中[H]和ATP的产生，与[H]和ATP元素组成相同的化合物有（写出2种）。
（2）由图可知：12d-24d期间CO2浓度（是/不是）影响吊兰光合作用的主要限制因素，原因是。（能/不能）确定处理组吊兰的总光合速率小于对照组，原因是。
（3）另有研究表明，12d后吊兰光合作用强度下降主要是因为叶绿素破坏导致，推测吸收光的能力减弱。欲对此结果进行验证，可取叶片作色素的提取和分离实验。实验中提取色素用的试剂是。预期结果是：两种颜色的色素带比对照组变窄或没有。发布：2025/1/19 8:0:1组卷：6引用：1难度：0.6
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