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植物生理学

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试述光对C3途径(卡尔文循环)的调节。

正确答案: 光对卡尔文循环的调节是通过调节酶活性实现的。在卡尔文循环中,有5种酶属于光调节酶,即Rubisco(核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶)、FBPase(果糖-1,6二磷酸磷酸酶)、GAPDH(甘油醛-3-磷酸脱氢酶)、Ru5PK(核酮糖-5-磷酸激酶)、SBPase(景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶)。 光对酶活性的调节分为三种情况:
(1)微环境调节:光驱动电子传递促使H+从叶绿体基质向类囊体腔转移,Mg2+则从类囊体腔向叶绿体基质转移。于是,叶绿体基质的PH值从7上升到8,Mg2+浓度增加。在较高的PH值和Mg2+浓度下,上述5种光调节酶活化。
(2)效应物调节:FBPase、GAPDH、Ru5PK和SBPase四种酶通过Fd-Td系统(铁氧还蛋白-硫氧还蛋白系统)受光调节。
(3)光对Rubisco的调节表现在以下几个方面:
①光对Rubisco大小亚基的基因转录有影响。
②光调节Rubisco的活性表现出昼夜节律变化。
③光促进ATP的形成,Rubisco活化酶与ATP水解酶偶联而活化Rubisco。
④光照有利于Rubisco活化酶的解离作用。
答案解析:
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