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01 细胞代谢综合题
1.(2023·浙江·统考高考真题)叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”,果实是储存有机物的“库”。现以某植物为材料研究不同库源比(以果实数量与叶片数量比值表示)对叶片光合作用和光合产物分配的影响,实验结果见表1。
表1
项目
甲组
乙组
丙组
处理
库源比
1/2
1/4
1/6
单位叶面积叶绿素相对含量
78.7
75.5
75.0
净光合速率(μmol·m-2·s-1)
9.31
8.99
8.75
果实中含13C光合产物(mg)
21.96
37.38
66.06
单果重(g)
11.81
12.21
19.59
注:①甲、乙、丙组均保留枝条顶部1个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6片成熟叶,用13CO2供应给各组保留的叶片进行光合作用。②净光合速率:单位时间单位叶面积从外界环境吸收的13CO2量。
回答下列问题:
(1)叶片叶绿素含量测定时,可先提取叶绿体色素,再进行测定。提取叶绿体色素时,选择乙醇作为提取液的依据是__________。
(2)研究光合产物从源分配到库时,给叶片供应13CO2,13CO2先与叶绿体内的__________结合而被固定,形成的产物还原为糖需接受光反应合成的__________中的化学能。合成的糖分子运输到果实等库中。在本实验中,选用13CO2的原因有__________(答出2点即可)。
(3)分析实验甲、乙、丙组结果可知,随着该植物库源比降低,叶净光合速率__________(填“升高”或“降低”)、果实中含13C光合产物的量__________(填“增加”或“减少”)。库源比降低导致果实单果重变化的原因是__________。
(4)为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验,库源处理如图所示,用13CO2供应给保留的叶片进行光合作用,结果见表2。
果实位置
果实中含13C光合产物(mg)
单果重(g)
第1果
26.91
12.31
第2果
18.00
10.43
第3果
2.14
8.19
根据表2实验结果,从库与源的距离分析,叶片光合产物分配给果实的特点是__________。
(5)综合上述实验结果,从调整库源比分析,下列措施中能提高单枝的合格果实产量(单果重10g以上为合格)的是哪一项?__________A.除草 B.遮光 C.疏果 D.松土
2.(2022·天津·高考真题)利用蓝细菌将CO2转化为工业原料,有助于实现“双碳”目标。
(1)蓝细菌是原核生物,细胞质中同时含有ATP、NADPH、NADH(呼吸过程中产生的[H])和丙酮酸等中间代谢物。ATP来源于__________和__________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)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
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)。
(4)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
3.(2022·重庆·统考高考真题)科学家发现,光能会被类囊体转化为“某种能量形式”,并用于驱动产生ATP(如图I)。为探寻这种能量形式,他们开展了后续实验。
(1)制备类囊体时,提取液中应含有适宜浓度的蔗糖,以保证其结构完整,原因是________;为避免膜蛋白被降解,提取液应保持________(填“低温”或“常温”)。
(2)在图I实验基础上进行图II实验,发现该实验条件下,也能产生ATP。但该实验不能充分证明“某种能量形式”是类囊体膜内外的H+浓度差,原因