Question

【題目】研究人員以藍細菌的光合作用(下圖實線途徑)為研究模型，通過引入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(下圖虛線所示)，并測量對比改造后的藍細菌(SM7)和野生藍細菌(WT)NADPH和ATP的濃度變化，如下表。請回答：

細胞內(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)藍細菌的光反應(yīng)場所是________，當光照較弱時，水解產(chǎn)生的O2主要用于____________。

(2)卡爾文循環(huán)是從一個________開始的，循環(huán)后形成的第一個糖是__________。

(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________；據(jù)上表分析，SM7與野生藍細菌(WT)相比，該能量物質(zhì)消耗量________(選填“增加”“減少”或“不變”)，結(jié)合圖示可知，造成這一結(jié)果的原因是____________________________________。

Answer 1

【答案】 質(zhì)膜 細胞呼吸(或需氧呼吸) RuBP(或五碳糖) 三碳糖 NADPH 增加 SM7的NADPH除用于卡爾文循環(huán)外，還用于異丙醇的形成

【解析】試題分析：本題以圖文和表格信息為情境，綜合考查學生對光合作用、有氧呼吸等相關(guān)知識的熟記和理解能力以及對實驗結(jié)果的分析處理能力。解答此題需從圖示中提取信息，準確定位箭頭及其兩端的文字信息所示細胞代謝過程的含義；同時，對比分析表格中改造后的藍細菌(SM7)和野生藍細菌(WT)細胞內(nèi)NADPH和ATP的濃度變化。在此基礎(chǔ)上結(jié)合題意對各問題情境進行分析解答

(1) 藍細菌為原核生物，其細胞內(nèi)沒有葉綠體，與光合作用有關(guān)的葉綠素和藻藍素分布在質(zhì)膜上，因此藍細菌的光反應(yīng)場所是質(zhì)膜。當光照較弱時，藍細菌能進行光合作用，此時水解產(chǎn)生的O2主要用于細胞呼吸(或需氧呼吸)。

(2) 卡爾文循環(huán)是暗反應(yīng)的一部分，首先是在有關(guān)酶的催化下，CO2與C5 (1,5-二磷酸核酮糖，簡寫為RuBP)結(jié)合生成兩分子的三碳酸，進而在ATP和NADPH的參與下被還原成三碳糖，因此卡爾文循環(huán)是從一個RuBP(或五碳糖) 開始的，循環(huán)后形成的第一個糖是三碳糖。

(3) 光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP，即光反應(yīng)產(chǎn)物中，能為卡爾文循環(huán)提供氫的能量物質(zhì)是NADPH 。據(jù)表分析，改造后的藍細菌(SM7)和野生藍細菌(WT)相比，NADPH的消耗量增加；據(jù)圖分析，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。