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菁優(yōu)網(wǎng)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
NADPH
NADPH
、
ATP
ATP
、C5、多種酶等。
(2)根據(jù)文中信息,下列敘述正確的是
ACD
ACD
。
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】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:12引用:1難度:0.5
相似題
  • 1.20世紀(jì)60年代,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)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(huán)(固定CO2的初產(chǎn)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(chǎn)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(fā)現(xiàn)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:
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)在C植物光合作用中,CO2中的碳轉(zhuǎn)化成有機(jī)物(CH2O)中碳的轉(zhuǎn)移途徑是
     
    (利用箭頭符號(hào)表示),維管束鞘細(xì)胞內(nèi)的CO2濃度比葉肉細(xì)胞內(nèi)
     
    (填“高”或“低”)。
    (2)甲、乙兩種植物光合速率與CO2濃度的關(guān)系如圖2。請據(jù)圖分析,植物
     
    更可能是C4植物,作出此判斷的依據(jù)是
     
    。
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    (3)Rubisco酶是一種雙功能酶,當(dāng)CO2/O2比值高時(shí),可催化C5固定CO2合成有機(jī)物;當(dāng)CO2/O2比值低時(shí),可催化C5結(jié)合O2發(fā)生氧化分解,消耗有機(jī)物,此過程稱為光呼吸,結(jié)合題意分析,在炎熱干旱環(huán)境中,C4植物的生長一般明顯優(yōu)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(xué)家正在研究如何利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將“C4途徑”轉(zhuǎn)移到水稻中去,這項(xiàng)研究的意義是
     
    。

    發(fā)布:2025/1/16 8:0:1組卷:46引用:1難度:0.6
  • 2.研究不同濃度CO2對紅掌幼苗各項(xiàng)生理指標(biāo)的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。
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    請回答以下問題
    (1)完善實(shí)驗(yàn)步驟:
    材料用具:盆栽紅掌幼苗100株,設(shè)施相同的塑料薄膜溫室及供氣的CO2鋼瓶若干。
    第一步:取長勢相似的紅掌幼苗90盆,平均分為3組,編號(hào)A、B、C,各置于一個(gè)溫室中。
    第二步:A組溫室保持原大氣CO2濃度,
     
    。
    第三步:在光照強(qiáng)度、溫度和濕度等相同且適宜的條件下培養(yǎng)30天。
    第四步:從每組選取相同部位、相同數(shù)量的葉片測量各生理指標(biāo),求平均值。
    (2)還原糖可用
     
    試劑檢測。隨著CO2濃度升高,紅掌幼苗還原糖的含量也有所增加,主要原因是
     
    。
    (3)較高CO2濃度有利于紅掌幼苗度過干旱環(huán)境,據(jù)圖分析原因:
     
    。
    (4)Rubisco酶催化光合作用中CO2的固定過程,該酶的活性可用
     
    指標(biāo)來衡量。

    發(fā)布:2025/1/16 8:0:1組卷:8引用:1難度:0.7
  • 3.在強(qiáng)光環(huán)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(shí)間后測定其葉綠素和Rubisco酶(該酶催化CO2和C5反應(yīng))的含量,結(jié)果如圖所示。下列敘述不正確的是( ?。?br />菁優(yōu)網(wǎng)

    發(fā)布:2025/1/16 8:0:1組卷:19引用:2難度:0.7
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