Question

【题目】阅读下列材料，回答问题。

在美国黄石公园的细菌垫、以及澳大利亚的海滩岩等阴暗环境中，存在着一种蓝细菌。最新研究发现，这些细菌的特别之处在于，它们在光合作用过程中可使用“近红外光”，而不仅是我们使用发生在大多数生物中的“可见红光”。光合系统能将太阳能转换成为化学能，从而为生命提供动力。在已知的所有植物、藻类、蓝藻细菌中都存在叶绿素a，几乎所有的有氧光合作用中，都需要依赖叶绿素a来收集可见光、再将可见光转化为化学物质和氧气。

然而，当一些蓝藻细菌在近红外光环境下生长时，含有叶绿素a的标准系统就会失效，而被含另一种叶绿素——叶绿素f的系统接管。在新的研究中，科学家发现，叶绿素f能吸收波长大于760nm的光，是已知能吸收最大波长的光的叶绿素。

当处于荫蔽或者光线较暗的条件下时，叶绿素f就会在光合作用过程中起着关键性的作用，它能利用能量很低的近红外光来进行复杂的化学反应。

（1）下图为光合作用基本过程示意图，请结合图解回答问题。

①代表的生理阶段是______________，②代表的细胞结构是______________，③代表的物质是_______________；①为暗反应阶段提供了___________，暗反应中CO2的作用是___________。

（2）将你学过的光合作用知识并结合本文进行比较，将不同之处填入下表。

	叶绿素种类	叶绿素分布	吸收光的种类
黑藻	①_____	叶绿体类囊体膜	②_____
蓝细菌	③_____	细胞膜	④_____

（3）下列不属于本项研究重要发现的是_____

A. 存在一种新的叶绿素——叶绿素f

B. 具有叶绿素f的生物中无其他叶绿素

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

（4）请结合本文，从生物进化角度，阐述叶绿素a和叶绿素f的出现的可能顺序。_____

Answer 1

【答案】光反应 叶绿体基质 O2 ATP、NADPH 与C5结合形成C3 叶绿素a、叶绿素b 红光、蓝紫光 叶绿素a、叶绿素f 红外光、红光、蓝紫光 B 当处于荫蔽或者光线较暗的条件下时，叶绿素f就会在光合作用过程中起着关键性的作用。所以在地球形成之初时，叶绿素f可能先出现。慢慢随着大气的散开，光照条件转好，生物体为更好地吸收光能，叶绿素a才可能出现

【解析】

光合作用的过程包括光反应和暗反应两个阶段：

①光反应阶段：场所是类囊体薄膜

a．水的光解：2H2O 4[H]+O2

b．ATP的生成：ADP+Pi+光能ATP。

②暗反应阶段：场所是叶绿体基质：

a．CO2的固定：CO2+C52C3

b．三碳化合物的还原：2C3（CH2O）+C5

图示分析：①是光反应，②叶绿体基质，③释放的氧气。

（1）通过分析可知，①代表光反应，②代表叶绿体基质，③代表氧气；①为暗反应阶段提供[H]和NADPH，暗反应中CO2的作用是与C5结合形成两分子的C3。

（2）教材学过的光合作用知识与本文中介绍的新知识进行比较：

	叶绿素种类	叶绿素分布	吸收光的种类
黑藻	叶绿素a、叶绿素b	叶绿体类囊体膜	红光、蓝紫光
蓝细菌	叶绿素a、叶绿素f	细胞膜	红外光、红光、蓝紫光

（3）A、通过资料可知，蓝细菌细胞内存在一种新的叶绿素——叶绿素f，A不符合题意；

B、通过资料可知，蓝细菌细胞内存在叶绿素a和叶绿素f，B符合题意；

C. 通过资料可知，蓝细菌细胞内叶绿素f具有吸收近红外光的作用，C不符合题意；

D. 通过资料可知，蓝细菌细胞内叶绿素f在光合作用中起辅助作用，D不符合题意。

故选B。

（4）当处于荫蔽或者光线较暗的条件下时，叶绿素f就会在光合作用过程中起着关键性的作用。所以在地球形成之初时，叶绿素f可能先出现。慢慢随着大气的散开，光照条件转好，生物体为更好地吸收光能，叶绿素a才可能出现。