【題目】在化石燃料日趨耗竭的未來,清潔、豐富的太陽能轉(zhuǎn)化成“液態(tài)陽光”將成為人類的重要能量來源,這為人工光合系統(tǒng)的研究提供了發(fā)展方向。2019年4月,我國科學(xué)家設(shè)計了一種可以基因編碼的光敏蛋白(PSP),成功模擬了自然光合系統(tǒng)的部分過程。回答問題:

(1)光合作用是整個生物圈的物質(zhì)基礎(chǔ)和能量基礎(chǔ)。在自然光合系統(tǒng)的光反應(yīng)中所發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化是______________________________________。

(2)卡爾文循環(huán)是指____________________________________________________,其發(fā)生的場所是_______________,影響它的主要環(huán)境因素有___________________。該循環(huán)在黑暗中不能正常進行的原因是________________________________________________

(3)向培養(yǎng)某植物的溫室內(nèi)通入14CO2光照一段時間后,發(fā)現(xiàn)CO2轉(zhuǎn)化成多種化合物。欲探究CO2轉(zhuǎn)化成的第一種產(chǎn)物是什么物質(zhì),簡要寫出實驗的設(shè)計思路及結(jié)果分析。

____________________________________________________。

(4)人工設(shè)計的光敏蛋白是引入光敏劑二苯甲酮和CO2光還原劑三聯(lián)吡啶鎳配合物改造而成的雜合蛋白質(zhì),不像自然光合系統(tǒng)那樣只能還原__________,而是在光照條件下能夠?qū)?/span>______________直接還原成CO,使電子傳遞效率和CO2還原效率明顯提高。由此推測,光敏蛋白與自然光合系統(tǒng)中____________________等物質(zhì)的功能相似。

【答案】光能→ATP和[H]中活躍的化學(xué)能 光合作用中CO2中的碳轉(zhuǎn)化成有機物中碳的途徑 葉綠體基質(zhì) CO2濃度、光照強度和溫度 沒有光反應(yīng)提供的ATP和[H],吸收的CO2不能持續(xù)被還原 將該植物分成不同的實驗組,逐漸縮短光照時間分別照射,停止光照后迅速殺死植物并提取細胞產(chǎn)物進行分析 當(dāng)只檢測到一種含14C的轉(zhuǎn)化物時,說明該物質(zhì)是CO2轉(zhuǎn)化成的第一種產(chǎn)物 三碳化合物(C3 CO2 光合色素、NADPH和ATP

【解析】

1、光合作用的過程:

2、影響光合作用的因素有:(1)環(huán)境因素:光照的影響、溫度的影響、CO2濃度的影響、水分含量的影響和礦質(zhì)元素的影響;(2)內(nèi)部因素的影響:葉綠素的含量、酶的含量以及C5的含量。

3、從題中可知,實驗采用同位素標(biāo)記法,發(fā)現(xiàn)短時間內(nèi)CO2就已轉(zhuǎn)化為許多種類的化合物,如縮短光照時間,CO2轉(zhuǎn)化的化合物的種類就少,因此,逐漸縮短光照時間,當(dāng)只檢測到一種含 14C的轉(zhuǎn)化物時,該物質(zhì)即是CO2轉(zhuǎn)化成的第一個產(chǎn)物。

1)在自然光合系統(tǒng)的光反應(yīng)中發(fā)生了水的光解和ATP的合成,在光反應(yīng)過程中的能量轉(zhuǎn)化是:光能→ATP[H]中活躍的化學(xué)能。

(2)在光合作用的暗反應(yīng)過程中,COC5結(jié)合生成C3,C3還原成有機物以及C5的途徑稱為卡爾文循環(huán)反應(yīng),發(fā)生的場所是葉綠體基質(zhì)中,由于暗反應(yīng)需要光反應(yīng)提供ATP[H],因此影響光反應(yīng)的因素也會影響暗反應(yīng), 暗反應(yīng)過程中需要多種酶的參與,故CO濃度、光照強度和溫度都會影響暗反應(yīng)的發(fā)生。因為暗反應(yīng)發(fā)生需要光反應(yīng)提供ATP[H],因此在黑暗中光反應(yīng)不能進行,無法提供ATP[H],導(dǎo)致暗反應(yīng)也不能正常進行。

3)暗反應(yīng)中碳循環(huán)是二氧化碳三碳化合物有機物,如果向培養(yǎng)該植物的溫室內(nèi)通入14CO2,光照一定時間(數(shù)分鐘)后殺死該植物,同時提取產(chǎn)物并分析。實驗發(fā)現(xiàn),短時間內(nèi)CO2就已經(jīng)轉(zhuǎn)化為許多種類的化合物,說明含有放射性二氧化碳已經(jīng)形成多種中間產(chǎn)物、最終有機物,可以通過逐漸縮短光照時間,當(dāng)只檢測到一種含14C的轉(zhuǎn)化物時,該物質(zhì)即是CO2轉(zhuǎn)化成的第一個產(chǎn)物。因此思路是:將該植物分成不同的實驗組,逐漸縮短光照時間分別照射,停止光照后迅速殺死植物并提取細胞產(chǎn)物進行分析。

4)在自然光合系統(tǒng)中,暗反應(yīng)先發(fā)生CO2C5結(jié)合生成C3,再發(fā)生C3的還原反應(yīng),根據(jù)題意人工設(shè)計的光敏蛋白使電子傳遞效率和CO2還原效率明顯提高,則該蛋白可以直接將CO2還原成CO,此時該蛋白相當(dāng)于是ATP[H]的作用,且該蛋白還能提高電子傳遞效率,則該蛋白還能起到光合色素的作用,吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能。

練習(xí)冊系列答案
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該小組同學(xué)認為,根據(jù)上述實驗結(jié)果不能確定哪個性狀是顯性性狀,需重新設(shè)計雜交組合,以確定這對性狀的顯隱性。請選出最合理的實驗方案()

A. 讓①與⑥雜交,③與⑧雜交,觀察后代體色情況

B. 讓⑤與⑧雜交,⑥與⑦雜交,觀察后代體色情況

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甲產(chǎn)生的是次級精母細胞

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乙產(chǎn)生的是體細胞

丙產(chǎn)生的是體細胞

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1)要使放大倍數(shù)最大,顯微鏡的目鏡、物鏡組合為__________(用標(biāo)號作答),此時放大倍數(shù)為__________。

2)一個細小物體若被顯微鏡放大50倍,這里被放大50是指該細小物體的__________

A.體積 B.表面積

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4)若在低倍鏡下發(fā)現(xiàn)有一異物,當(dāng)移動裝片時,異物不動,轉(zhuǎn)換高倍鏡后,異物仍可觀察到,此異物可能存在于__________。

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【題目】下圖中的A圖表示溫度對植物吸收鉀離子和銨根離子的影響;B圖表示氧分壓對大麥根吸收鉀離子和銨根離子的影響。請據(jù)圖分析回答:

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