研究發(fā)現(xiàn)光合作用光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP與NADPH數(shù)量比是2.57：2，而暗反應(yīng)消耗的ATP與NADPH數(shù)量比是3：2，NADPH積累成為光合作用限速因素之一。我國科學(xué)家向藍細(xì)菌中導(dǎo)入合成異丙醇（一種工業(yè)原料）的三種關(guān)鍵酶基因輔酶A轉(zhuǎn)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(xì)胞光合速率，相關(guān)機理如圖1。

（1）藍細(xì)菌光反應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為

ATP和NADPH中的化學(xué)能

ATP和NADPH中的化學(xué)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(jù)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(xì)菌SM6、SM7，提取兩種藍細(xì)菌的總RNA利用RT-PCR（逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)）對SM6、SM7細(xì)胞中三種關(guān)鍵酶基因進行擴增，對擴增產(chǎn)物進行電泳得到圖2所示結(jié)果。與野生型藍細(xì)菌相比SM6細(xì)胞中積累的物質(zhì)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

SM7

SM7

，原因是

SM7導(dǎo)入了CTFAB基因、ADC基因、sADH基因，可消耗NADPH

SM7導(dǎo)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(yǎng)，測定一段時間內(nèi)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(nèi)裝置中氧氣的減少量

一段時間內(nèi)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

。