Question

12．研究人員以藍(lán)細(xì)菌的光合作用（如圖實(shí)線途徑）為研究模型，通過(guò)引入NADPH依賴型的脫氫酶，創(chuàng)建了只消耗NADPH而不消耗ATP的異丙醇生物合成途徑（如圖虛線所示）并測(cè)量對(duì)比改造后的藍(lán)細(xì)菌（SM 7）和野生藍(lán)細(xì)菌（WT）NADPH和ATP的濃度變化，如表．請(qǐng)回答：

細(xì)胞內(nèi)NADPH和ATP的濃度
品系	NADPH（pmol/OD730）	ATP（pmol/OD730）
WT	193.5	39.28
SM7	112.83	62.53

（1）藍(lán)細(xì)菌的光反應(yīng)場(chǎng)所是質(zhì)膜，當(dāng)光照較弱時(shí)，水裂解產(chǎn)生的O₂主要用于細(xì)胞呼吸（或需氧呼吸）．
（2）卡爾文循環(huán)是從一個(gè)RuBP（或五碳糖）開(kāi)始的，循環(huán)后形成的第一個(gè)糖是三碳糖．
（3）光反應(yīng)產(chǎn)物中，能為卡爾文循環(huán)提供氫的能量物質(zhì)是NADPH和ATP；據(jù)表分析，SM7與野生藍(lán)細(xì)菌（WT）相比，該能量物質(zhì)消耗量增加（選填“增加”“減少”“不變”），結(jié)合圖可知造成這一結(jié)果的原因是SM7的NADPH除用于卡爾文循環(huán)外，還用于異丙醇的形成．

Answer 1

分析 1、光合作用的光反應(yīng)階段（場(chǎng)所是葉綠體的類囊體膜上）：水的光解產(chǎn)生[H]與氧氣，以及ATP的形成．光合作用的暗反應(yīng)階段（場(chǎng)所是葉綠體的基質(zhì)中）：CO₂被C₅固定形成C₃，C₃在光反應(yīng)提供的ATP和[H]的作用下還原生成糖類等有機(jī)物．
2、分析圖示，表示光合作用的過(guò)程，其中光反應(yīng)系統(tǒng)發(fā)生在類囊體薄膜上；為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH．RuBP與CO₂固定生成的三碳酸，會(huì)進(jìn)一步生成三碳糖．三碳糖運(yùn)至葉綠體外，轉(zhuǎn)變成蔗糖．

解答 解：（1）藍(lán)細(xì)菌是原核生物，光反應(yīng)和暗反應(yīng)場(chǎng)所都在細(xì)胞質(zhì)中，只不過(guò)光反應(yīng)是在細(xì)胞質(zhì)的光合片層（質(zhì)膜）上進(jìn)行，而暗反應(yīng)則在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行．當(dāng)光照較弱時(shí)，光合作用強(qiáng)度較弱，水裂解產(chǎn)生的O₂主要用于細(xì)胞呼吸（或需氧呼吸）．
（2）卡爾文循環(huán)就是指光合作用中的暗反應(yīng)過(guò)程，從1分子CO₂與進(jìn)1分子C₅合成2分子C₃．卡爾文循環(huán)后形成的第一個(gè)糖是二磷酸核酮糖，即三碳糖．
（3）光反應(yīng)產(chǎn)物NADPH和ATP，能為卡爾文循環(huán)提供能量，但是NADPH還為卡爾文循環(huán)提供氫．據(jù)表分析，SM7與野生藍(lán)細(xì)菌（WT）相比，細(xì)胞內(nèi)NADPH的濃度較少，推測(cè)：該能量物質(zhì)消耗量增加．結(jié)合圖可知：SM7的NADPH 除用于卡爾文循環(huán)外，還用于異丙醇的形成．
故答案為：
（1）質(zhì)膜      細(xì)胞呼吸（或需氧呼吸）
（2）RuBP（或五碳糖）    三碳糖
（3）NADPH和ATP     增加    SM7的NADPH 除用于卡爾文循環(huán)外，還用于異丙醇的形成

點(diǎn)評(píng) 本題考查了光合作用的過(guò)程以及影響光合作用的環(huán)境因素等方面的知識(shí)，要求考生能夠識(shí)記光合作用光反應(yīng)和暗反應(yīng)過(guò)程中的物質(zhì)變化，進(jìn)而識(shí)別圖中標(biāo)號(hào)所示結(jié)構(gòu)和物質(zhì)；能夠根據(jù)光合作用過(guò)程圖解分析光照、二氧化碳濃度對(duì)光合作用物質(zhì)變化的影響．