非选择题-解答题 适中0.65 引用2 组卷150
我国某科学家团队根据自然光合作用的化学本质设计并创建了从二氧化碳到淀粉合成的非自然途径(ASAP),颠覆了自然光合作用固定二氧化碳合成淀粉的复杂生化过程,使淀粉生产从传统种植模式向工业车间生产模式转变成为可能,取得原创性突破。该途径首先通过光伏发电将光能转变为电能,光伏电解水产生氢气,然后通过催化剂利用氢气将二氧化碳还原成甲醇,最终合成淀粉,相关过程如图所示。据图回答下列问题:
(1)人工合成淀粉的系统通过光伏发电技术实现光能的捕获,那么绿色植物是通过____________ (相关结构)上光合素色捕获光能,叶绿体中ATP的移动方向是____________ 。若CO2供应不足,则短时间内,叶肉细胞中C5的含量将____________ (填“增加”“减少”或“不变”)。
(2)图中模块二模拟的是绿色植物光合作用的____________ 过程,暗反应为光反应提供的物质条件有____________ 。
(3)与植物光合作用淀粉积累量相等的情况下,该系统消耗的CO2量要____________ (填“高于”“低于”或“等于”)植物,原因是____________ 。
(4)实验室人工合成淀粉技术的成功是一项重大突破,若该技术未来能够大面积推广应用,你认为可解决当前人类面临的哪些生态环境问题?(至少写出两项)_____________ 。
(1)人工合成淀粉的系统通过光伏发电技术实现光能的捕获,那么绿色植物是通过
(2)图中模块二模拟的是绿色植物光合作用的
(3)与植物光合作用淀粉积累量相等的情况下,该系统消耗的CO2量要
(4)实验室人工合成淀粉技术的成功是一项重大突破,若该技术未来能够大面积推广应用,你认为可解决当前人类面临的哪些生态环境问题?(至少写出两项)
21-22高二下·广东茂名·期末
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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_____________ 阶段合成的,该反应阶段需要的条件还包括_____________ 、_____________ 、C5、多种酶等。
(2)根据文中信息,下列叙述正确的是_____________。
(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___________ (填“高于”“低于”或“等于”)植物,其原因可能是___________ 。
(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____ 。
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
(2)根据文中信息,下列叙述正确的是_____________。
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 |
(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
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