Question

20．回答下列有關(guān)光合作用的問(wèn)題．
研究人員以藍(lán)細(xì)菌的光合作用（如圖1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而不額外消耗ATP的異丙醇生物合成途徑（如圖1虛線途徑），并測(cè)量對(duì)比改造后的藍(lán)細(xì)菌（SM7）和野生藍(lán)細(xì)菌（WT）一系列的生理變化．

（1）下列不屬于藍(lán)細(xì)菌與植物光合作用相同過(guò)程的是A．
A．在葉綠體中發(fā)生水的光解                             C．CO₂的固定
C．光反應(yīng)生成的ATP和NADPH供暗反應(yīng)所用     D．釋放氧氣
（2）據(jù)表分析，改造后的藍(lán)細(xì)菌（SM7）和野生藍(lán)細(xì)菌（WT）相比NADPH的消耗量增加．（選填“增加”“減少”“不變”），結(jié)合如圖可知造成這一結(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途徑．
（3）藍(lán)細(xì)菌內(nèi)ATP的來(lái)源除圖1中所示外，還來(lái)自于呼吸作用這一生理過(guò)程．
（4）結(jié)合表和圖2分析，下列說(shuō)法正確的是AD（多選）
A．SM7光反應(yīng)速率的飽和值約是WT的2倍
B．當(dāng)光反應(yīng)速率達(dá)到飽和點(diǎn)后，就不再隨著光照強(qiáng)度的增加而改變
C．SM7的ATP的消耗量增加，光合作用的效率提高
D．SM7相比WT更適應(yīng)自然界中光強(qiáng)的劇烈變化．

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

Answer 1

分析 光反應(yīng)和暗反應(yīng)：

比較項(xiàng)目	光反應(yīng)	暗反應(yīng)
場(chǎng)所	基粒類囊體膜上	葉綠體的基質(zhì)
條件	色素、光、酶、水、ADP	多種酶、CO2、ATP、[H]
反應(yīng)產(chǎn)物	[H]、O2、ATP	有機(jī)物、ADP、Pi、水
物質(zhì)變化	2H2O$\stackrel{光}{→}$ [H]+O2↑ ADP+Pi+能量 $\stackrel{酶}{→}$ATP	①CO2的固定： CO2+C5$\stackrel{酶}{→}$2C3 ②C3的還原：（CH2O）+C5+H2O
能量變化	光能→電能→ATP 中活躍的化學(xué)能	ATP中活躍的化學(xué)能→糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能
實(shí)質(zhì)	光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，水光解產(chǎn)生O2和[H]	同化CO2形成 （CH2O）
聯(lián)系	①光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]（以NADPH形式存在）和ATP ②暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)合成ATP提供原料 ③沒(méi)有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行，沒(méi)有暗反應(yīng)，有機(jī) 物無(wú)法合成．

解答 解：（1）藍(lán)藻是原核生物，無(wú)葉綠體，因此選A．
（2）據(jù)表分析，改造后的藍(lán)細(xì)（SM7）和野生藍(lán)細(xì)菌（WT）相比NADPH的消耗量增加．據(jù)圖分析可知：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途徑．
（3）藍(lán)細(xì)菌內(nèi)ATP的來(lái)源除圖1中所示光合作用外，還來(lái)自于呼吸作用這一生理過(guò)程．
（4）A、SM7光反應(yīng)速率的飽和值約為40，WT的飽和值約為20，A正確；
B．據(jù)圖分析可知：當(dāng)光反應(yīng)速率達(dá)到飽和點(diǎn)后，隨著光照強(qiáng)度的增加，WT飽和值有所降低，B錯(cuò)誤；
C．SM7的ATP的消耗量增加，三碳化合物的還原有所提高，C錯(cuò)誤；
D．SM7的ATP和NADPH的值相比WT較多，因此更適應(yīng)自然界中光強(qiáng)的劇烈變化，D正確．
故選：AD．
故答案為：
（1）A
（2）增加      SM7的NADPH除用于卡爾文循環(huán)外，還用于異丙醇的形成途徑
（3）呼吸作用
（4）AD

點(diǎn)評(píng) 本題難度適中，以圖象的形式考查光合作用的過(guò)程及其影響因素，旨在考查考生的識(shí)圖、析圖及知識(shí)的遷移能力，為高頻考點(diǎn)．