2021年9月24日《科学》发表了中国科学家首次实现了以二氧化碳为原料,直接人工合成淀粉的成果被认为是一项里程碑式突破。与种植玉米等植物获得淀粉相比,人工合成淀粉不用依靠植物细胞结构,还提高了光能到化学能的转化效率。人工合成淀粉的速率是玉米合成淀粉速率的8.5倍,对太阳能的利用效率也是玉米的3.5倍。这项研究成果使淀粉生产从传统的农业种植模式向工业生产模式的转变成为可能。结合所学知识,回答下列问题:
(1)玉米植株通过光合作用,以二氧化碳和水为原料合成淀粉,并把光能转化为 化学能化学能储存在淀粉中。
(2)中国科学家研究人工合成淀粉是在实验室中,利用 二氧化碳二氧化碳和氢气(电解产生)为原料,经过一系列变化最终合成淀粉。
(3)大面积栽种玉米需要 合理密植合理密植,因为如果种植过密或过稀会导致玉米产量下降。玉米生长繁殖需水量较小,但生活过程中需水量较大,原因是绝大部分水用于玉米的 蒸腾蒸腾作用。
(4)与传统种植玉米等植物来获得淀粉相比,人工合成淀粉有许多优势。请分析人工合成淀粉这一研究成果的意义:节约土地资源、节约淡水资源、减少农药使用、促进碳中和、解决粮食危机等节约土地资源、节约淡水资源、减少农药使用、促进碳中和、解决粮食危机等。
【答案】化学能;二氧化碳;合理密植;蒸腾;节约土地资源、节约淡水资源、减少农药使用、促进碳中和、解决粮食危机等
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:16引用:1难度:0.5
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1.2021年,马延和研究团队在人工合成淀粉方面取得重大突破性进展,国际上首次在实验室实现了从二氧化碳到淀粉的全合成。绿色植物通过光合作用制造淀粉涉及60余步代谢反应以及复杂的生理调控;而马延和团队的人工合成淀粉技术只需11步,其技术路线如图所示;绿色植物(以玉米为例)光合作用和使用马延和团队的人工合成淀粉技术合成等量淀粉的对比如表所示。回答问题:
玉米淀粉 人工合成淀粉 能量转化效率 2% 7% 生产条件与方式 阳光、灌溉、施肥施药、收割 全天候车间生产 生产周期 4-6个月 1-2天 占地面积 5亩地 1米3反应器
阶段1:从x能→电能→氢能→甲醇:
阶段2:以甲醇为原料通过“C1→Cy→C6→淀粉”的策略,多步酶催化合成淀粉。
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