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学习下面的资料,完成(1)~(4)题。
淀粉人工合成从“0”到“1”
淀粉是粮食的主要成分,也是重要的工业原料。2021年,我国科学家在人工合成淀粉方面取得了重大颠覆性和独创性的突破,第一次在实验室里实现二氧化碳到淀粉的从头合成。
我国科学家模拟和借鉴了植物的光合作用过程,从动物、植物、微生物等31个物种中选择合适的酶,在无细胞系统中构建了一条只有11步反应的人工淀粉合成途径(ASAP),利用太阳能成功实现了淀粉的人工合成,大致流程如图所示。
简单来说,首先将二氧化碳还原成甲醇(C1),然后将甲醇转化为三碳化合物(C3),再转化为六碳化合物(C6),最后聚合成淀粉。ASAP途径合成的淀粉与天然淀粉在结构上是基本一致的。自然界中淀粉的合成过程涉及60多个化学反应及复杂的调控机制,ASAP显著降低了合成淀粉的复杂度。初步测试显示,人工合成淀粉的效率约为传统农业生产淀粉的8.5倍。在充足能量供给的条件下,按照目前的技术参数,理论上1立方米大小的生物反应器的淀粉年产量相当于中国五亩玉米田的淀粉年产量。这条路线使淀粉生产方式从传统的农业种植向工业制造转变成为可能,也为从CO2合成复杂分子开辟了新的技术路线。
在实现了从“0”到“1”的突破后,这项科学成果还需要尽快实现从“1”到“10”和“10”到“100”的转换,最终成为解决人类发展面临重大问题的有效手段和工具!
(1)在植物体内,淀粉储存于植物种子、块茎或根等部位,是CO2参与光合作用
暗反应
暗反应
阶段合成的,该反应阶段需要的条件还包括
NADPH
NADPH
ATP
ATP
、C5、多种酶等。
(2)根据文中信息,下列叙述正确的是
ACD
ACD

A.适合的酶是确保ASAP有序进行的关键
B.ASAP过程与细胞内一样能循环进行
C.ASAP中碳的转移途径为CO2→C1→C3→C6→淀粉
D.ASAP过程中CO2转变为淀粉储存了能量
(3)假设在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下,人工合成过程中糖类的积累量
高于
高于
(填“高于”低于”或“等于”)植物,其原因可能是
与人工合成糖类的过程相比,植物进行呼吸作用会消耗一部分糖类
与人工合成糖类的过程相比,植物进行呼吸作用会消耗一部分糖类

(4)请从资源利用、生态环境保护等方面提出本研究可能的应用前景。

【答案】暗反应;NADPH;ATP;ACD;高于;与人工合成糖类的过程相比,植物进行呼吸作用会消耗一部分糖类
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:12引用:1难度:0.5
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  • 1.在强光环境下,将某突变型植株与野生型植株均分别施低氮肥和高氮肥,一段时间后测定其叶绿素和Rubisco酶(该酶催化CO2和C5反应)的含量,结果如图所示。下列叙述不正确的是(  )

    发布:2025/1/16 8:0:1组卷:19引用:2难度:0.7
  • 2.20世纪60年代,科学家发现有些起源于热带的植物如甘蔗、玉米等,除了和其他C3植物一样具有卡尔文循环(固定CO2的初产物是三碳化合物(C3),简称C3途径)外,还存在另一条固定CO2的途径,固定CO2的初产物是四碳化合物(C4),简称C4途径,这种植物称为C4植物,其光合作用过程如图1所示。研究发现C4植物中PEP羧化酶对CO2的亲和力约是Rubisco酶的60倍。请回答下列问题:

    (1)在C植物光合作用中,CO2中的碳转化成有机物(CH2O)中碳的转移途径是
     
    (利用箭头符号表示),维管束鞘细胞内的CO2浓度比叶肉细胞内
     
    (填“高”或“低”)。
    (2)甲、乙两种植物光合速率与CO2浓度的关系如图2。请据图分析,植物
     
    更可能是C4植物,作出此判断的依据是
     


    (3)Rubisco酶是一种双功能酶,当CO2/O2比值高时,可催化C5固定CO2合成有机物;当CO2/O2比值低时,可催化C5结合O2发生氧化分解,消耗有机物,此过程称为光呼吸,结合题意分析,在炎热干旱环境中,C4植物的生长一般明显优于C3植物的原因是
     

    (4)水稻是世界上最重要的粮食作物。目前,科学家正在研究如何利用转基因技术将“C4途径”转移到水稻中去,这项研究的意义是
     

    发布:2025/1/16 8:0:1组卷:46引用:1难度:0.6
  • 3.干旱胁迫是因为土壤水分亏缺,植物吸收水分少于叶片蒸腾作用损耗的水分,从而无法维持植物正常水分状况而对植物的生长发育造成影响。如图是其他条件适宜且不变时干旱胁迫(即处理组)对吊兰光合作用相关指标影响的结果。

    回答下列问题
    (1)干旱胁迫会影响吊兰光合作用过程中[H]和ATP的产生,与[H]和ATP元素组成相同的化合物有
     
    (写出2种)。
    (2)由图可知:12d-24d期间CO2浓度
     
    (是/不是)影响吊兰光合作用的主要限制因素,原因是
     
     
    (能/不能)确定处理组吊兰的总光合速率小于对照组,原因是
     

    (3)另有研究表明,12d后吊兰光合作用强度下降主要是因为叶绿素破坏导致,推测吸收
     
    光的能力减弱。欲对此结果进行验证,可取叶片作色素的提取和分离实验。实验中提取色素用的试剂是
     
    。预期结果是:
     
    两种颜色的色素带比对照组变窄或没有。

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:6引用:1难度:0.6
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