Question

【题目】阅读下面的材料，完成（1）～（4）题。

《Science》发表的这项新发现会导致教科书重写吗？

据报道，研究人员发现了一种新型的光合作用——利用近红外光进行的光合作用，研究成果于2018年6月在《科学》杂志网站发表。

地球上绝大多数的放氧光合生物在光合作用过程中利用的都是可见光，但这种新类型光合作用利用的是近红外光，它广泛存在于蓝（藻）细菌（cyanobacteria，blue-green algae)中。研究人员在澳大利亚赫伦岛海滩岩石表面之下几毫米处发现了含有叶绿素f的蓝（藻）细菌，它们在缺少可见光的条件下也可以借助近红外光生长。

常见的光合作用利用来自红光的能量驱动。这一特征存在于我们已知的所有植物、藻类中，因此人们认为红光的能量为光合作用设定了“红色极限”。

然而，当一些蓝（藻）细菌在近红外光下生长时，常见的工作系统关闭了，取而代之的是叶绿素f（chlorophyll-f）的系统。在此研究成果公布之前，人们一直认为植物中的叶绿素f只起捕获光能的作用。新的研究表明，在荫蔽或者光线较暗的条件下，叶绿素f在光合作用中起着关键作用，利用低能量的近红外光来进行复杂的化学反应，这就是“超越红色极限”的光合作用。在新的光合作用工作系统中，通常被称为“辅助色素”的叶绿素f，实际上是在执行关键的化学步骤，而不是教科书所描述的发挥辅助作用。

研究人员彼得·伯林森评价：这是光合作用的一个重要发现，它突破了我们对生命的理解，比尔·卢瑟福教授和英国伦敦帝国理工学院的研究团队应该得到祝贺，因为他们揭示了光合作用基础过程的一个新途径。

这一发现改变了我们对光合作用基本机制的认识，教科书中的相关内容应该重写；它扩大了我们寻找外星生命存在的范围，并为培育更有效利用光能的作物新品种提供了参考。

（1）将你学过的光合作用知识与本文中介绍的新知识进行比较，将不同之处填入下表。

	叶绿素种类	相应的功能
教材知识
本文知识

________

（2）请解释上述材料中“超越红色极限”的含义：___________。

（3）本项研究最重要的发现是：___________________________________。

A． 存在一种新的叶绿素——叶绿素f

B． 具有叶绿素f的生物中没有其他叶绿素

C． 叶绿素f具有吸收近红外光的作用

D． 叶绿素f在光合作用中起辅助作用

E． 叶绿素f可作为关键色素转换光能

（4）请结合本文撰写一段文字，介绍蓝（藻）细菌的光合作用。（120字以内）_________________

Answer 1

【答案】

	叶绿素种类	相应的功能
教材知识	叶绿素a、叶绿素b	吸收、利用红光、蓝光
本文知识	叶绿素f	吸收、利用近红外光

叶绿素f利用低能量的近红外光来驱动光合作用 E 蓝（藻）细菌没有叶绿体，但其内部的光合片层上具有参与光合作用的色素和酶类。蓝（藻）细菌中除含有叶绿素a外，某些还含有叶绿素f，可吸收、利用近红外光的能量，合成有机物

【解析】

光合作用分为两个阶段进行，在这两个阶段中，第一阶段是直接需要光的称为光反应，第二阶段不需要光直接参加，是二氧化碳转变为糖的反过程称为暗反应。光合作用在叶绿体中进行，光反应的场所位于类囊体膜，暗反应的场所在叶绿体基质。光反应的发生需要叶绿体类囊体膜上的色素、酶参与。

（1）课本中的叶绿素包含叶绿素a和叶绿素b，而本文知识提到的叶绿素为叶绿素f。相应的功能：教材中叶绿素有吸收和转化光能的作用，主要吸收红光和蓝紫光，而本文中的叶绿素f可以利用近红外光。
（2）上述材料中“红色极限”的含义：波长大于红光的光波无法驱动光合作用（能量低于红光的光无法驱动光合作用）。
（3）本项研究最重要的发现是叶绿素f可作为关键色素转换光能，故选E。
（4）通过分析文章，叶绿素是进行光合作用的主要色素。在高等植物和绿藻细胞中含有叶绿素a、b，能吸收、利用可见光中的红光和蓝光的能量，合成有机物。某些蓝（藻）细菌中除含有叶绿素a外，还含有叶绿素f，可吸收、利用近红外光的能量，合成有机物。