2021年2月5日,國家航天局公布了“天問一號”傳回的首幅火星圖像,微博熱評第一就是:火星上能種菜嗎?火星大氣中的CO2占95.3%,N2占2.7%,O2占0.1%,大氣密度約是地球1%。(地球大氣中CO2占0.03%,N2占78%,O2占21%)。美國和中國都極為重視人工光合作用,期待這方面的突破能給移民火星帶來契機。
(1)據(jù)此分析,自然條件下火星上不可以種菜,為什么?
火星上沒有充足的氧氣供植物在夜晚進行呼吸作用
火星上沒有充足的氧氣供植物在夜晚進行呼吸作用
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(2)為此有人工光合研究者從菠菜中分離類囊體膜(TEM),并將其與16種酶(類似卡爾文循環(huán)中的酶)一起包裹在油包水液滴中構(gòu)成人工光合系統(tǒng)。光照后,該系統(tǒng)中AIP增加,NADPH減少,并且生成了有機物,證明了該系統(tǒng)的有效性。從細胞代謝的角度分析,該系統(tǒng)與葉肉細胞相比主要優(yōu)點是:無呼吸作用,能夠更有效的積累有機物
無呼吸作用,能夠更有效的積累有機物
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(3)下圖是驗證該系統(tǒng)有效性的一個實驗環(huán)節(jié)。實驗目的是通過觀察中間產(chǎn)物NADPH的濃度變化,從而間接地檢測TEM驅(qū)動16種酶中的G酶所催化的反應的有效性。
上述實驗分四組,在同等條件下在油包水液滴中分別加入等量有機物1和圖所示物質(zhì)。組1和組2的作用分別是:組1 組1起對照作用,排除無關(guān)變量對實驗結(jié)果的干擾
組1起對照作用,排除無關(guān)變量對實驗結(jié)果的干擾
;組2 組2起空白對照作用,和組3、組4對照,觀察加入G酶對NADPH變化的影響
組2起空白對照作用,和組3、組4對照,觀察加入G酶對NADPH變化的影響
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