學(xué)習(xí)下面的資料,完成(1)~(4)題。
淀粉人工合成從“0”到“1”
淀粉是糧食的主要成分,也是重要的工業(yè)原料。2021年,我國(guó)科學(xué)家在人工合成淀粉方面取得了重大顛覆性和獨(dú)創(chuàng)性的突破,第一次在實(shí)驗(yàn)室里實(shí)現(xiàn)二氧化碳到淀粉的從頭合成。
我國(guó)科學(xué)家模擬和借鑒了植物的光合作用過程,從動(dòng)物、植物、微生物等31個(gè)物種中選擇合適的酶,在無細(xì)胞系統(tǒng)中構(gòu)建了一條只有11步反應(yīng)的人工淀粉合成途徑(ASAP),利用太陽能成功實(shí)現(xiàn)了淀粉的人工合成,大致流程如圖所示。
簡(jiǎn)單來說,首先將二氧化碳還原成甲醇(C1),然后將甲醇轉(zhuǎn)化為三碳化合物(C3),再轉(zhuǎn)化為六碳化合物(C6),最后聚合成淀粉。ASAP途徑合成的淀粉與天然淀粉在結(jié)構(gòu)上是基本一致的。自然界中淀粉的合成過程涉及60多個(gè)化學(xué)反應(yīng)及復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制,ASAP顯著降低了合成淀粉的復(fù)雜度。初步測(cè)試顯示,人工合成淀粉的效率約為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)淀粉的8.5倍。在充足能量供給的條件下,按照目前的技術(shù)參數(shù),理論上1立方米大小的生物反應(yīng)器的淀粉年產(chǎn)量相當(dāng)于中國(guó)五畝玉米田的淀粉年產(chǎn)量。這條路線使淀粉生產(chǎn)方式從傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)種植向工業(yè)制造轉(zhuǎn)變成為可能,也為從CO2合成復(fù)雜分子開辟了新的技術(shù)路線。
在實(shí)現(xiàn)了從“0”到“1”的突破后,這項(xiàng)科學(xué)成果還需要盡快實(shí)現(xiàn)從“1”到“10”和“10”到“100”的轉(zhuǎn)換,最終成為解決人類發(fā)展面臨重大問題的有效手段和工具!
(1)在植物體內(nèi),淀粉儲(chǔ)存于植物種子、塊莖或根等部位,是CO2參與光合作用 暗反應(yīng)暗反應(yīng)階段合成的,該反應(yīng)階段需要的條件還包括 NADPHNADPH、ATPATP、C5、多種酶等。
(2)根據(jù)文中信息,下列敘述正確的是 ACDACD。
A.適合的酶是確保ASAP有序進(jìn)行的關(guān)鍵
B.ASAP過程與細(xì)胞內(nèi)一樣能循環(huán)進(jìn)行
C.ASAP中碳的轉(zhuǎn)移途徑為CO2→C1→C3→C6→淀粉
D.ASAP過程中CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榈矸蹆?chǔ)存了能量
(3)假設(shè)在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下,人工合成過程中糖類的積累量 高于高于(填“高于”低于”或“等于”)植物,其原因可能是 與人工合成糖類的過程相比,植物進(jìn)行呼吸作用會(huì)消耗一部分糖類與人工合成糖類的過程相比,植物進(jìn)行呼吸作用會(huì)消耗一部分糖類。
(4)請(qǐng)從資源利用、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面提出本研究可能的應(yīng)用前景。
【答案】暗反應(yīng);NADPH;ATP;ACD;高于;與人工合成糖類的過程相比,植物進(jìn)行呼吸作用會(huì)消耗一部分糖類
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:12引用:1難度:0.5
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1.氫氣是一種清潔能源。低氧時(shí)萊茵衣藻葉綠體中的產(chǎn)氫酶活性提高,使[H]轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃?。已知CCCP(一種化學(xué)物質(zhì))能抑制萊茵衣藻的光合作用,誘導(dǎo)其產(chǎn)生氡氣,而缺硫也能抑制萊茵衣藻的光合作用。請(qǐng)分析回答下列問題:
(1)為探究CCCP、缺硫兩種因素對(duì)萊茵衣藻產(chǎn)氫的影響及其相互關(guān)系。現(xiàn)提供生長(zhǎng)狀況相同的萊茵衣藻、CCCP、完全培養(yǎng)液、缺硫培養(yǎng)液等實(shí)驗(yàn)材料。請(qǐng)完善如下實(shí)驗(yàn)步驟(提示:CCCP的使用量不作要求,其可溶解在培養(yǎng)液中)。
第一步 將生長(zhǎng)狀況相同的萊茵衣藻隨機(jī)均分為
第二步 對(duì)照組中加入適量的完全培養(yǎng)液,實(shí)驗(yàn)組分別加入
第三步
(2)萊茵衣藻在產(chǎn)生氫氣時(shí),會(huì)表現(xiàn)出生長(zhǎng)不良的現(xiàn)象,請(qǐng)從光合作用物質(zhì)轉(zhuǎn)化的角度分析其原因發(fā)布:2025/1/3 8:0:1組卷:28引用:3難度:0.4 -
2.如圖表示將某綠色植物置于密閉透明的容器中,給予一定的光照后相關(guān)參數(shù)隨著時(shí)間的變化曲線,圖中實(shí)線表示二氧化碳的吸收速率,虛線表示線粒體釋放二氧化碳的速率。
請(qǐng)回答下列問題:
(1)T1時(shí)刻,植物線粒體產(chǎn)生的二氧化碳的釋放途徑為
(2)隨著光照的進(jìn)行,植物的凈光合作用速率下降,其原因是
(3)T3時(shí)刻之后,密閉容器中的二氧化碳濃度將發(fā)布:2025/1/5 8:0:1組卷:3引用:1難度:0.7 -
3.有人以水綿為實(shí)驗(yàn)材料,研究某些因素對(duì)水綿光合作用的影響,通過實(shí)驗(yàn)獲得如下數(shù)據(jù),請(qǐng)分析回答問題:
組別 光照強(qiáng)度
(klx)Nn2+濃度
(mg/L)氧氣釋放速率
(mmol/h)紅光吸收率
(%)藍(lán)紫光吸收率(%) 1 0 0 -4 0 0 2 0 10 -4 0 0 3 0 20 -4 0 0 4 5 0 -4 40 50 5 5 10 0 40 50 6 5 20 6 40 50 7 10 0 -4 80 70 8 10 10 2 80 70 9 10 20 10 80 70
(1)在葉綠體色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)中,常用
(2)本實(shí)驗(yàn)的自變量是
(3)當(dāng)光照強(qiáng)度為5kx、Nn2+濃度為10mg/L時(shí),水綿的真光合速率發(fā)布:2025/1/8 8:0:1組卷:7引用:2難度:0.6
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