研究發現光合作用光反應產生的ATP與NADPH數量比是2.57：2，而暗反應消耗的ATP與NADPH數量比是3：2，NADPH積累成為光合作用限速因素之一。我國科學家向藍細菌中導入合成異丙醇（一種工業原料）的三種關鍵酶基因輔酶A轉移酶（CTFAB）基因、乙酰乙酸脫羧酶（ADC）基因、仲醇脫氫酶（sADH）基因，以期提高細胞光合速率，相關機理如圖1。
（1）藍細菌光反應將光能轉化為 ATP和NADPH中的化學能ATP和NADPH中的化學能，完成這一過程需要光合片層上附著的 光合色素、酶光合色素、酶等參與。根據圖示引入異丙醇合成途徑可能提高光合速率，原因是 在此途徑中消耗了NADPH，降低NADPH的積累，提高光合速率在此途徑中消耗了NADPH，降低NADPH的積累，提高光合速率。
（2）研究人員培育出了兩種藍細菌SM6、SM7，提取兩種藍細菌的總RNA利用RT-PCR（逆轉錄-聚合酶鏈反應）對SM6、SM7細胞中三種關鍵酶基因進行擴增，對擴增產物進行電泳得到圖2所示結果。與野生型藍細菌相比SM6細胞中積累的物質最可能是 丙酮丙酮。野生型、SM6、SM7三種菌株在適宜條件下，光合速率最快的可能是 SM7SM7，原因是 SM7導入了CTFAB基因、ADC基因、sADH基因，可消耗NADPHSM7導入了CTFAB基因、ADC基因、sADH基因，可消耗NADPH。
（3）挑選出符合要求的菌株后，需進一步探究引入異丙醇合成途徑對其光合速率的影響。取等量的野生型和符合要求的菌株分別置于兩個密閉的透明裝置中，在適宜光照條件下培養，測定一段時間內裝置中氧氣的增加量再將裝置進行 遮光遮光處理，測定 一段時間內裝置中氧氣的減少量一段時間內裝置中氧氣的減少量，通過計算得出 不同菌株的光合速率不同菌株的光合速率。
【答案】ATP和NADPH中的化學能；光合色素、酶；在此途徑中消耗了NADPH，降低NADPH的積累，提高光合速率；丙酮；SM7；SM7導入了CTFAB基因、ADC基因、sADH基因，可消耗NADPH；遮光；一段時間內裝置中氧氣的減少量；不同菌株的光合速率
【解答】
【點評】
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發布：2024/7/29 8:0:9組卷：3引用：3難度：0.6
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1．20世紀60年代，科學家發現有些起源于熱帶的植物如甘蔗、玉米等，除了和其他C3植物一樣具有卡爾文循環（固定CO2的初產物是三碳化合物（C3），簡稱C3途徑）外，還存在另一條固定CO2的途徑，固定CO2的初產物是四碳化合物（C4），簡稱C4途徑，這種植物稱為C4植物，其光合作用過程如圖1所示。研究發現C4植物中PEP羧化酶對CO2的親和力約是Rubisco酶的60倍。請回答下列問題：
（1）在C植物光合作用中，CO2中的碳轉化成有機物（CH2O）中碳的轉移途徑是（利用箭頭符號表示），維管束鞘細胞內的CO2濃度比葉肉細胞內（填“高”或“低”）。
（2）甲、乙兩種植物光合速率與CO2濃度的關系如圖2。請據圖分析，植物更可能是C4植物，作出此判斷的依據是。
（3）Rubisco酶是一種雙功能酶，當CO2/O2比值高時，可催化C5固定CO2合成有機物；當CO2/O2比值低時，可催化C5結合O2發生氧化分解，消耗有機物，此過程稱為光呼吸，結合題意分析，在炎熱干旱環境中，C4植物的生長一般明顯優于C3植物的原因是。
（4）水稻是世界上最重要的糧食作物。目前，科學家正在研究如何利用轉基因技術將“C4途徑”轉移到水稻中去，這項研究的意義是。發布：2025/1/16 8:0:1組卷：46引用：1難度：0.6 -
2．在強光環境下，將某突變型植株與野生型植株均分別施低氮肥和高氮肥，一段時間后測定其葉綠素和Rubisco酶（該酶催化CO2和C5反應）的含量，結果如圖所示。下列敘述不正確的是（ ）
發布：2025/1/16 8:0:1組卷：19引用：2難度：0.7 -
3．干旱脅迫是因為土壤水分虧缺，植物吸收水分少于葉片蒸騰作用損耗的水分，從而無法維持植物正常水分狀況而對植物的生長發育造成影響。如圖是其他條件適宜且不變時干旱脅迫（即處理組）對吊蘭光合作用相關指標影響的結果。
回答下列問題
（1）干旱脅迫會影響吊蘭光合作用過程中[H]和ATP的產生，與[H]和ATP元素組成相同的化合物有（寫出2種）。
（2）由圖可知：12d-24d期間CO2濃度（是/不是）影響吊蘭光合作用的主要限制因素，原因是。（能/不能）確定處理組吊蘭的總光合速率小于對照組，原因是。
（3）另有研究表明，12d后吊蘭光合作用強度下降主要是因為葉綠素破壞導致，推測吸收光的能力減弱。欲對此結果進行驗證，可取葉片作色素的提取和分離實驗。實驗中提取色素用的試劑是。預期結果是：兩種顏色的色素帶比對照組變窄或沒有。發布：2025/1/19 8:0:1組卷：6引用：1難度：0.6