Question

【题目】研究人员以蓝细菌的光合作用(下图实线途径)为研究模型，通过引入NADPH依赖型的脱氢酶，创建了只消耗NADPH而不消耗ATP的异丙醇生物合成途径(下图虚线所示)，并测量对比改造后的蓝细菌(SM7)和野生蓝细菌(WT)NADPH和ATP的浓度变化，如下表。请回答：

细胞内NADPH和ATP的浓度
品系	NADPH(pmol/OD730)	ATP(pmol/OD730)
WT	193.5	39.28
SM7	112.83	62.53

(1)蓝细菌的光反应场所是________，当光照较弱时，水解产生的O2主要用于____________。

(2)卡尔文循环是从一个________开始的，循环后形成的第一个糖是__________。

(3)光反应产物中，能为卡尔文循环提供氢的能量物质是________；据上表分析，SM7与野生蓝细菌(WT)相比，该能量物质消耗量________(选填“增加”“减少”或“不变”)，结合图示可知，造成这一结果的原因是____________________________________。

Answer 1

【答案】 质膜 细胞呼吸(或需氧呼吸) RuBP(或五碳糖) 三碳糖 NADPH 增加 SM7的NADPH除用于卡尔文循环外，还用于异丙醇的形成

【解析】试题分析：本题以图文和表格信息为情境，综合考查学生对光合作用、有氧呼吸等相关知识的熟记和理解能力以及对实验结果的分析处理能力。解答此题需从图示中提取信息，准确定位箭头及其两端的文字信息所示细胞代谢过程的含义；同时，对比分析表格中改造后的蓝细菌(SM7)和野生蓝细菌(WT)细胞内NADPH和ATP的浓度变化。在此基础上结合题意对各问题情境进行分析解答

(1) 蓝细菌为原核生物，其细胞内没有叶绿体，与光合作用有关的叶绿素和藻蓝素分布在质膜上，因此蓝细菌的光反应场所是质膜。当光照较弱时，蓝细菌能进行光合作用，此时水解产生的O2主要用于细胞呼吸(或需氧呼吸)。

(2) 卡尔文循环是暗反应的一部分，首先是在有关酶的催化下，CO2与C5 (1,5-二磷酸核酮糖，简写为RuBP)结合生成两分子的三碳酸，进而在ATP和NADPH的参与下被还原成三碳糖，因此卡尔文循环是从一个RuBP(或五碳糖) 开始的，循环后形成的第一个糖是三碳糖。

(3) 光反应为暗反应提供NADPH和ATP，即光反应产物中，能为卡尔文循环提供氢的能量物质是NADPH 。据表分析，改造后的蓝细菌(SM7)和野生蓝细菌(WT)相比，NADPH的消耗量增加；据图分析，造成这一结果的原因是：SM7的NADPH除用于卡尔文循环外，还用于异丙醇的形成。