淀粉是糧食的主要成分,也是重要的工業(yè)原料。2021年9月24日《科學(xué)》發(fā)表了中國科學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)了以二氧化碳為原料,直接人工合成淀粉,被認(rèn)為是一項里程碑式突破。與種植玉米等植物獲得淀粉相比,人工合成淀粉不用依靠植物細(xì)胞結(jié)構(gòu),還提高了光能到化學(xué)能的轉(zhuǎn)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,對太陽能的利用效率也是玉米的3.5倍。這項研究成果使淀粉生產(chǎn)從傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)種植模式向工業(yè)生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變成為可能。結(jié)合所學(xué)知識,回答下列問題:
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(1)玉米植株是依靠其細(xì)胞中的 葉綠體葉綠體,通過光合作用,以 二氧化碳二氧化碳和水作為原料合成淀粉,并把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存在淀粉中。
(2)中國科學(xué)家研究人工合成淀粉是在實(shí)驗室中,利用 二氧化碳二氧化碳和電解產(chǎn)生的氫氣為原料,經(jīng)過C1(二氧化碳)→C3→C6,最終合成Cn(淀粉)。整個系統(tǒng)中,通過光伏發(fā)電將太陽能轉(zhuǎn)化為電能來獲取能量。
(3)玉米種植需要大量土地,因為如果種植過密將光照不足,導(dǎo)致產(chǎn)量減少;玉米生長需要大量水,因為絕大部分水主要用于玉米的 蒸騰蒸騰作用,只有極小部分水用于玉米生長。
(4)與傳統(tǒng)種植玉米等植物來獲得淀粉相比,人工合成淀粉有許多優(yōu)勢,人工合成淀粉的速率比玉米合成淀粉的速率高,對太陽能的利用效率也更高,請進(jìn)一步分析人工合成淀粉這一研究成果的意義:解決糧食危機(jī)(或大大節(jié)約土地和淡水資源、減少農(nóng)藥使用、促進(jìn)碳中和等,合理即可)解決糧食危機(jī)(或大大節(jié)約土地和淡水資源、減少農(nóng)藥使用、促進(jìn)碳中和等,合理即可)。
【考點(diǎn)】光合作用的概念、過程和實(shí)質(zhì);光合作用原理在生產(chǎn)上的應(yīng)用.
【答案】葉綠體;二氧化碳;二氧化碳;蒸騰;解決糧食危機(jī)(或大大節(jié)約土地和淡水資源、減少農(nóng)藥使用、促進(jìn)碳中和等,合理即可)
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:20引用:2難度:0.5
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1.2021年,馬延和研究團(tuán)隊在人工合成淀粉方面取得重大突破性進(jìn)展,國際上首次在實(shí)驗室實(shí)現(xiàn)了從二氧化碳到淀粉的全合成。綠色植物通過光合作用制造淀粉涉及60余步代謝反應(yīng)以及復(fù)雜的生理調(diào)控;而馬延和團(tuán)隊的人工合成淀粉技術(shù)只需11步,其技術(shù)路線如圖所示;綠色植物(以玉米為例)光合作用和使用馬延和團(tuán)隊的人工合成淀粉技術(shù)合成等量淀粉的對比如表所示?;卮饐栴}:
玉米淀粉 人工合成淀粉 能量轉(zhuǎn)化效率 2% 7% 生產(chǎn)條件與方式 陽光、灌溉、施肥施藥、收割 全天候車間生產(chǎn) 生產(chǎn)周期 4-6個月 1-2天 占地面積 5畝地 1米3反應(yīng)器
階段1:從x能→電能→氫能→甲醇:
階段2:以甲醇為原料通過“C1→Cy→C6→淀粉”的策略,多步酶催化合成淀粉。
據(jù)圖分析,在階段1中,x能為
(2)馬延和團(tuán)隊的人工合成淀粉過程與綠色植物光合作用過程均需多種
(3)馬延和團(tuán)隊的人工合成淀粉技術(shù)雖處于實(shí)驗室階段,但對解決糧食危機(jī)和減少碳排放有著重大意義。據(jù)表分析,該技術(shù)相較于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè),在解決糧食危機(jī)問題上的優(yōu)勢是發(fā)布:2025/1/6 8:0:1組卷:18引用:0難度:0.4 -
2.綠色植物進(jìn)行光合作用的原料是( )
①二氧化碳 ②氧氣 ③水 ④淀粉(有機(jī)物)發(fā)布:2025/1/6 8:0:1組卷:1引用:1難度:0.9 -
3.請把下列光合作用的相應(yīng)項找出來
發(fā)布:2025/1/6 8:0:1組卷:2引用:1難度:0.5
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