3.藍(lán)細(xì)菌是一類(lèi)光能自養(yǎng)型細(xì)菌,其光合作用的原理與高等植物相似,但具有一種特殊的CO
2濃縮機(jī)制,如圖所示,其中羧化體具有蛋白質(zhì)外殼,CO
2無(wú)法進(jìn)出?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)據(jù)圖分析,CO
2依次以
和
方式通過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜和光合片層膜。藍(lán)細(xì)菌的光合片層膜上含
等色素及相關(guān)的酶,可進(jìn)行光反應(yīng)過(guò)程。
(2)過(guò)程X中,C
3接收
釋放的能量,并且被
還原,再經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)化成糖類(lèi)和C
5。
(3)水體中CO
2濃度低,擴(kuò)散速度慢,但藍(lán)細(xì)菌能通過(guò)CO
2濃縮機(jī)制高效進(jìn)行光合作用,據(jù)圖分析CO
2濃縮的機(jī)制有
。
(4)研究發(fā)現(xiàn)光合作用光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH積累是光合作用限速因素之一。我國(guó)科學(xué)家向藍(lán)細(xì)菌中導(dǎo)入合成異丙醇的三種關(guān)鍵酶基因CTFAB基因、ADC基因、sADH基因,以期提高細(xì)胞光合速率,相關(guān)機(jī)理如圖2。
①圖2中sADH酶催化異丙醇生成的反應(yīng)機(jī)理是
。
②研究人員培育出兩種藍(lán)細(xì)菌SM6、SM7,提取兩種藍(lán)細(xì)菌的總RNA利用RT-PCR對(duì)SM6、SM7細(xì)胞中三種關(guān)鍵酶基因進(jìn)行擴(kuò)增,對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行電泳得到圖3所示結(jié)果。與野生型藍(lán)細(xì)菌相比SM6細(xì)胞中積累的物質(zhì)最可能是
。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
,原因是
。