1. 线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。下图示叶肉细胞中部分代谢途径,虚线框内示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”,请据图回答下列问题。

 

(1) 叶绿体在上将光能转变成化学能,参与这一过程的两类色素是
(2) 光合作用时,CO2与C5结合产生三碳酸,继而还原成三碳糖(C3),为维持光合作用持续进行,部分新合成的C3必须用于再生;运到细胞质基质中的C3可合成蔗糖,运出细胞。每运出一分子蔗糖相当于固定了个CO2分子。
(3) 在光照过强时,细胞必须耗散掉叶绿体吸收的过多光能,避免细胞损伤。草酸乙酸/苹果酸穿梭可有效地将光照产生的中的还原能输出叶绿体,并经线粒体转化为中的化学能。
(4) 为研究线粒体对光合作用的影响,用寡霉素(电子传递链抑制剂)处理大麦,实验方法是:取培养10~14d大麦苗,将其茎漫入添加了不同浓度寡霉素的水中,通过蒸腾作用使药物进入叶片。光照培养后,测定,计算光合放氧速率(单位为µmolO2•mg-1chl•h-1 , chl为叶绿素)。请完成下表。

实验步骤的目的

简要操作过程

配制不同浓度的寡霉素丙酮溶液

寡霉素难溶于水,需先溶于丙酮,配制高浓度母液,并用丙酮稀释成不同药物浓度,用于加入水中

设置寡霉素为单一变量的对照组

对照组和各实验组均测定多个大麦叶片

光合放氧测定

用氧电极测定叶片放氧

称重叶片,加乙醇研磨,定容,离心,取上清液测定

【考点】
叶绿体结构及色素的分布和作用; 光合作用的过程和意义; 有氧呼吸的过程和意义; 光合作用和呼吸作用的区别与联系;
【答案】

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2. 近百年来,随着大气CO2浓度不断增加,全球变暖加剧。为减缓全球变暖,我国政府提出了“碳达峰”和“碳中和”的CO2排放目标,彰显了大国责任。利用蓝细菌将CO2转化为工业原料,有助于实现“双碳”目标。请据此回答下列问题:
(1) 蓝细菌是原核生物,细胞质中同时含有ATP、NADPH、NADH和丙酮酸等中间代谢物。ATP来源于等生理过程,为各项生命活动提供能量。
(2) 蓝细菌可通过D-乳酸脱氢酶(Ldh),利用NADH将丙酮酸还原为D-乳酸这种重要的工业原料。研究者构建了大量表达外源Ldh基因的工程蓝细菌,以期提高D-乳酸产量,但结果并不理想。分析发现,是由于细胞质中的NADH被大量用于作用产生ATP,无法为Ldh提供充足的NADH。
(3) 研究者在赫伦岛海滩岩表面之下发现了含有叶绿素f的蓝细菌,它们在缺少可见光的条件下也可以借助近红外光生长。在高等植物中含有叶绿素a、b,能吸收、利用可见光中的能量,合成有机物。光还可以作为一种,影响、调控植物生长发育的全过程。
(4) 蓝细菌还存在一种只产生ATP不参与水光解的光合作用途径。研究者构建了该途径被强化的工程菌K,以补充ATP产量,使更多NADH用于生成D-乳酸。测定初始蓝细菌、工程菌K中细胞质ATP、NADH和NADPH含量,结果如下表。

注:数据单位为pmol/OD730(光密度)

菌株

ATP

NADH

NADPH

初始蓝细菌

626

32

49

工程菌K

829

62

49

由表可知,与初始蓝细菌相比,工程菌K的ATP含量升高,且有氧呼吸第三阶段(被抑制/被促进/不受影响),光反应中的水光解(被抑制/被促进/不受影响)。

(5) 研究人员进一步把Ldh基因引入工程菌K中,构建工程菌L,与初始蓝细菌相比,工程菌L能积累更多D-乳酸,是因为其____(双选)。 A. 光合作用产生了更多ATP B. 光合作用产生了更多NADPH C. 有氧呼吸第三阶段产生了更多ATP D. 有氧呼吸第三阶段节省了更多NADH
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