Question

下面哪種未能闡明環(huán)式光合磷酸化？

1. A.
   當(dāng)細(xì)胞需要ATP多于NADPH更有利
2. B.
   當(dāng)NADP⁺供應(yīng)不足時(shí)更有利
3. C.
   高能電子由鐵氰化物首先接受
4. D.
   質(zhì)子菁是由高能電子到達(dá)中心之前的最終受體
5. E.
   在系統(tǒng)中，細(xì)胞色素f把鐵氧還蛋白和質(zhì)體醌聯(lián)系起來

Answer 1

E
光合作用的光反應(yīng)中光能轉(zhuǎn)變?yōu)镹ADPH和ATP中的化學(xué)能，是靠光合膜上的兩個(gè)光系統(tǒng)來完成的。每個(gè)光系統(tǒng)是由作用中心、天線色素和幾種電子傳遞體組成。光系統(tǒng)I的作用中心色素分子——少數(shù)處于特殊狀態(tài)下的葉綠素a，由于其吸收高峰在700nm的紅光區(qū)內(nèi)，稱為P700；光系統(tǒng)II中的作用中心色素分子——葉綠素，其吸收高峰在680nm，故稱P680。
光反應(yīng)中，作用中心色素吸收光的實(shí)質(zhì)是色素分子中的一個(gè)電子得到了光子中的能量，變成高能電子，高能電子飛出后，要經(jīng)過電子傳遞鏈的傳遞，才能將能量轉(zhuǎn)移到ATP和NADPH中。
電子傳遞鏈（光合鏈）是由兩個(gè)光系統(tǒng)中的幾種電子傳遞體所組成的，即電子傳遞是由兩個(gè)光系統(tǒng)串聯(lián)進(jìn)行的。這些電子傳遞體在光合膜上按照氧化還原點(diǎn)電位的高低排列，使電子傳遞鏈呈側(cè)寫的“Z”形。如下圖：
光合鏈中的電子傳遞體主要是質(zhì)體醌（PQ）、細(xì)胞色素（cyt）b6/f復(fù)合體、鐵氧還蛋白（Fd）和質(zhì)體藍(lán)素（Pc）。以PQ最受重視。這是因?yàn)樗�不僅多而且能傳遞電子，又能傳遞質(zhì)子，在傳遞電子的同時(shí)，把H⁺從類囊體膜外帶入膜內(nèi)，使類囊體膜內(nèi)外建立跨膜質(zhì)子梯度，以推動ATP的合成。
光合膜上的電子傳遞，有非環(huán)式和環(huán)式兩種類型。
（1）非環(huán)式是指水光解放出的電子經(jīng)PSII和PSI兩個(gè)光系統(tǒng)，最終傳給NADP⁺電子，具體是：
H₂O→PSII→PQ→Cyt.b6/f→Pc→PSI→Fd→FNR→NADP+

       （FNR：鐵氧還蛋白—NADP+還原酶） 
按照非環(huán)式電子傳遞，每傳遞4個(gè)電子，分解2分子H₂O釋放1個(gè)O₂，還原2個(gè)NADP⁺，需吸收8個(gè)光子，量子產(chǎn)額為1/8。同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)8個(gè)H⁺進(jìn)入類囊體腔，偶聯(lián)ATP產(chǎn)生。所以運(yùn)轉(zhuǎn)8個(gè)H⁺進(jìn)入類囊體腔，偶聯(lián)ATP產(chǎn)生。所以，非環(huán)式電子傳遞，伴隨著NADP⁺和ATP的形式，和O²的釋放。
（2）環(huán)式電子傳遞是指PSI產(chǎn)生的電子傳給Fd，再到Cyt.b6/f復(fù)合體，然后經(jīng)Pc返回PSI的電子傳遞。具體是：
PSI→Fd→Cyt.b6/f→Pc→PSI
在這一過程中，由于電子不再傳給NADP⁺，而是返回到Cyt.b6/f復(fù)合體，最終電子又回到P700，因此沒有NADPH的產(chǎn)生和O₂的釋放。不過電子在這一循環(huán)過程，可釋放足夠的能量，偶聯(lián)形成ATP。
從環(huán)式電子傳遞可以看出：（1）當(dāng)細(xì)胞需要ATP多于NADPH時(shí)，環(huán)式光合磷酸化更有利；（2）當(dāng)NADP+供應(yīng)不足時(shí)，F(xiàn)d不會將電子傳給NADP⁺、而是傳給Cyt.b6/f復(fù)合體，走環(huán)式光合磷酸化之路；（3）電子首先由Fd接受；（4）質(zhì)子菁（即質(zhì)體藍(lán)素）Pc是高能電子到達(dá)中心之前的最終受體。由此看，答案E不正確。