专题03 光合作用和细胞呼吸-【新题速递】2023届江苏高三生物模拟试卷分类汇编（5月刊）

专题03 光合作用和细胞呼吸 （江苏省新高考基地学校2022-2023学年高三下学期重点热点测试生物试题）玉米是一种生活在高温、高光强环境的农作物，存在于其叶肉细胞中的PEP羧化酶（PEPC）具有高CO2亲和力，可在低浓度CO2条件下高效固定CO2．玉米的光合作用需要叶肉细胞和维管束鞘细胞共同完成，下图1为两类细胞在叶片中的位置示意图，图2为相关物质转化示意图。请回答下列问题。 （1）图1中的维管束鞘的外侧紧密连接一层环状的叶肉细胞，组成了花环型结构。该特殊结构的意义在于叶肉细胞中______对CO2具有很强的亲和力，可以把大气中含量很低的CO2以C4的形式固定下来，进而维持______细胞内的叶绿体中高CO2状态。科学家把这种独特作用，形象地比喻成“二氧化碳泵”。 （2）在玉米的叶肉细胞内的苹果酸通过______（填结构p的名称）进入维管束鞘细胞释放出丙酮酸和CO2．叶肉细胞和维管束鞘细胞间具有大量结构p的意义是______。经浓缩后释放的CO2在Rubisco的催化下经过程①被固定成______，在______（填场所）中进一步被还原生成磷酸丙糖。 （3）综上分析，玉米光合作用需要叶肉细胞和维管束鞘细胞共同完成，固定CO2的受体有______。 （4）热休克蛋白（HSPs）是植物对逆境胁迫短期适应的必需组分，对减轻逆境胁迫引起的伤害起着重要的作用。为研究小热休克蛋白（sHSPs）降低干旱胁迫对玉米生长的影响机制，科研人员采用下表中的实验步骤和操作过程开展研究，请完成表格： 实验目的 简要操作过程 材料处理及分组编号 供试玉米种子在28℃培养箱中发芽1天后，选取①_____的种子置于相同营养液中培养。待幼苗第二片叶子完全展开，随机分成甲、乙两组。 自变量处理 甲组植株根系置于PEG溶液中，在40%的空气相对湿度中培养，模拟②_____条件；乙组植株根系置于等量蒸馏水中，在75%的相对湿度培养。 控制无关变量 将甲、乙两组置于温度、光照等条件适宜且相同的环境中培养8h，之后剪取两组叶片放在液氮中储存。 指标检测及结果分析 对叶片研磨、离心后，取总RNA，以sHSPs和β-action基因③______为依据设计引物，进行RT-PCR扩增，其中β-action（一种蛋白质骨架）为内参。扩增产物用1%的④_____电泳检测，EB（溴化乙锭）染色照相。 【答案】（1） ①. PEP羧化酶（PPEPC） ②. 维管束鞘 （2） ①. 胞间连丝 ②. 提高物质运输效率 ③. C3 ④. 叶绿体基质 （3）C5和PEP（磷酸烯醇式丙酮酸） （4） ①. 萌发一致 ②. 干旱胁迫 ③. 两端脱氧核苷酸序列 ④. 琼脂糖凝胶 【解析】 【分析】 光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。 【小问1详解】 结合题意可知，维管束鞘的外侧紧密连接一层环状的叶肉细胞，组成了花环型结构，该特殊结构的意义在于叶肉细胞中PEP羧化酶（PPEPC）对CO2具有很强的亲和力；进而维持维管束鞘细胞内的叶绿体中高CO2状态。 【小问2详解】 高等植物细胞中进行物质运输和信息交流可以通过胞间连丝，从图2可知，结构P是胞间连丝，叶肉细胞和维管束鞘细胞间具有大量该结构可以提高物质运输的效率；CO2在Rubisco的催化下经过程①二氧化碳的固定被固定成C3，在叶绿体基质中进一步被还原生成磷酸丙糖。 小问3详解】 玉米光合作用需要叶肉细胞和维管束鞘细胞共同完成，固定CO2的受体有C5（暗反应过程与二氧化碳生成C3）和PEP（磷酸烯醇式丙酮酸）。 【小问4详解】 分析题意，本实验目的是研究小热休克蛋白（sHSPs）降低干旱胁迫对玉米生长的影响机制，在选材上面，应该保持无关变量的一致，选取萌发状态一致的种子置于培养液中，待幼苗第二片叶子完全展开，随机分成甲、乙两组；实验设计应遵循单一变量原则，其中甲组植株根系置于PEG溶液中，在40%的空气相对湿度中培养，模拟干旱胁迫的条件，乙组植株根系置于等量蒸馏水中，在75%的相对湿度培养；引物的设计需要目的基因两端的脱氧核苷酸序列，电泳时通常采取琼脂糖凝胶进行检测。 （江苏省新高考基地学校2022-2023学年高三下学期重点热点测试生物试题）细胞呼吸过程中，丙酮酸进入线粒体后，被丙酮酸脱氢酶（PDH）催化生成二氧化碳和NADH。PDH的活性受代谢物