1. 科研人员发现植物的细胞呼吸除具有与动物细胞相同的途径外,还包含另一条借助交替氧化酶(AOX)的途径。
(1) 交替氧化酶(AOX)分布在植物细胞线粒体内膜上,它可以催化O2与[H]结合生成,并释放大量能量。
(2) 进一步研究表明,AOX途径可能与光合作用有关,科研人员对此进行深入研究。

①光合作用过程中,光能被分布于叶绿体类囊体薄膜上的吸收,并转变为中的活跃的化学能,经过暗反应,能量最终被储存在中。

②科研人员将正常光照下发育的叶片均分为A、B两侧,用AOX途径抑制剂处理叶片的A侧,然后将叶片离体,叶柄插入盛满水的试管中,两侧均置于正常光照下(图1),40分钟后测量叶片A、B两侧光合色素的光能捕获效率(图2)。

根据实验数据可以推测,在正常光照条件下,AOX途径可(填“促进”或“抑制”)光合作用的进行,原因是

【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;
【答案】

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1. 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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