Question

【題目】閱讀下面的材料，完成（1）～（4）題。

《Science》發(fā)表的這項新發(fā)現(xiàn)會導(dǎo)致教科書重寫嗎？

據(jù)報道，研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新型的光合作用——利用近紅外光進行的光合作用，研究成果于2018年6月在《科學(xué)》雜志網(wǎng)站發(fā)表。

地球上絕大多數(shù)的放氧光合生物在光合作用過程中利用的都是可見光，但這種新類型光合作用利用的是近紅外光，它廣泛存在于藍（藻）細菌（cyanobacteria，blue-green algae)中。研究人員在澳大利亞赫倫島海灘巖石表面之下幾毫米處發(fā)現(xiàn)了含有葉綠素f的藍（藻）細菌，它們在缺少可見光的條件下也可以借助近紅外光生長。

常見的光合作用利用來自紅光的能量驅(qū)動。這一特征存在于我們已知的所有植物、藻類中，因此人們認為紅光的能量為光合作用設(shè)定了“紅色極限”。

然而，當(dāng)一些藍（藻）細菌在近紅外光下生長時，常見的工作系統(tǒng)關(guān)閉了，取而代之的是葉綠素f（chlorophyll-f）的系統(tǒng)。在此研究成果公布之前，人們一直認為植物中的葉綠素f只起捕獲光能的作用。新的研究表明，在蔭蔽或者光線較暗的條件下，葉綠素f在光合作用中起著關(guān)鍵作用，利用低能量的近紅外光來進行復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，這就是“超越紅色極限”的光合作用。在新的光合作用工作系統(tǒng)中，通常被稱為“輔助色素”的葉綠素f，實際上是在執(zhí)行關(guān)鍵的化學(xué)步驟，而不是教科書所描述的發(fā)揮輔助作用。

研究人員彼得·伯林森評價：這是光合作用的一個重要發(fā)現(xiàn)，它突破了我們對生命的理解，比爾·盧瑟福教授和英國倫敦帝國理工學(xué)院的研究團隊?wèi)?yīng)該得到祝賀，因為他們揭示了光合作用基礎(chǔ)過程的一個新途徑。

這一發(fā)現(xiàn)改變了我們對光合作用基本機制的認識，教科書中的相關(guān)內(nèi)容應(yīng)該重寫；它擴大了我們尋找外星生命存在的范圍，并為培育更有效利用光能的作物新品種提供了參考。

（1）將你學(xué)過的光合作用知識與本文中介紹的新知識進行比較，將不同之處填入下表。

	葉綠素種類	相應(yīng)的功能
教材知識
本文知識

________

（2）請解釋上述材料中“超越紅色極限”的含義：___________。

（3）本項研究最重要的發(fā)現(xiàn)是：___________________________________。

A． 存在一種新的葉綠素——葉綠素f

B． 具有葉綠素f的生物中沒有其他葉綠素

C． 葉綠素f具有吸收近紅外光的作用

D． 葉綠素f在光合作用中起輔助作用

E． 葉綠素f可作為關(guān)鍵色素轉(zhuǎn)換光能

（4）請結(jié)合本文撰寫一段文字，介紹藍（藻）細菌的光合作用。（120字以內(nèi)）_________________

Answer 1

【答案】

	葉綠素種類	相應(yīng)的功能
教材知識	葉綠素a、葉綠素b	吸收、利用紅光、藍光
本文知識	葉綠素f	吸收、利用近紅外光

葉綠素f利用低能量的近紅外光來驅(qū)動光合作用 E 藍（藻）細菌沒有葉綠體，但其內(nèi)部的光合片層上具有參與光合作用的色素和酶類。藍（藻）細菌中除含有葉綠素a外，某些還含有葉綠素f，可吸收、利用近紅外光的能量，合成有機物

【解析】

光合作用分為兩個階段進行，在這兩個階段中，第一階段是直接需要光的稱為光反應(yīng)，第二階段不需要光直接參加，是二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)樘堑姆催^程稱為暗反應(yīng)。光合作用在葉綠體中進行，光反應(yīng)的場所位于類囊體膜，暗反應(yīng)的場所在葉綠體基質(zhì)。光反應(yīng)的發(fā)生需要葉綠體類囊體膜上的色素、酶參與。

（1）課本中的葉綠素包含葉綠素a和葉綠素b，而本文知識提到的葉綠素為葉綠素f。相應(yīng)的功能：教材中葉綠素有吸收和轉(zhuǎn)化光能的作用，主要吸收紅光和藍紫光，而本文中的葉綠素f可以利用近紅外光。
（2）上述材料中“紅色極限”的含義：波長大于紅光的光波無法驅(qū)動光合作用（能量低于紅光的光無法驅(qū)動光合作用）。
（3）本項研究最重要的發(fā)現(xiàn)是葉綠素f可作為關(guān)鍵色素轉(zhuǎn)換光能，故選E。
（4）通過分析文章，葉綠素是進行光合作用的主要色素。在高等植物和綠藻細胞中含有葉綠素a、b，能吸收、利用可見光中的紅光和藍光的能量，合成有機物。某些藍（藻）細菌中除含有葉綠素a外，還含有葉綠素f，可吸收、利用近紅外光的能量，合成有機物。