第三单元 细胞的能量供应和利用（综合训练）（湖南专用）2026年高考生物一轮复习讲练测

第三单元 细胞的能量供应和利用 时间：75分钟 分值：100分 一、单项选择题（本题共12个小题，每小题2分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。） 1．约1亿年前固氮蓝细菌 UCYN-A 与贝氏布拉藻（真核生物）形成稳定共生体，UCYN-A逐渐失去独立生存能力，最终演化为贝氏布拉藻的特化细胞器——硝化质体。固氮蓝细菌UCYN-A和贝氏布拉藻具有的共同点是（    ） A．DNA的主要载体都是染色体 B．核糖体的形成均与核仁有关 C．都能通过有氧呼吸产生 ATP D．光合作用均在叶绿体中进行 2．对于高等植物来说，叶片是进行光合作用的主要器官，正常状态多数是绿色的，某些情况下也会出现黄化或白化现象，下列相关分析错误的是（    ） A．黑暗中生长的植物叶片会发黄，说明光是叶绿素形成的重要条件 B．贫瘠土壤生长的绿色植物叶片发黄，可能与Mg、N等元素缺乏有关 C．冬季植物叶片发黄，可能是因为低温提升了类胡萝卜素的合成速率 D．某些绿色植物的部分叶片出现白化现象，可能是基因突变造成的 3．萤火虫发光的原理如图所示。在荧光素酶的作用下，荧光素分子经过一系列变化后转变成激发态的氧化荧光素，氧化荧光素衰变回荧光素时，以光子的形式释放能量，产生可见光。图中PPi（焦磷酸：P~P）由两个磷酸基团连接构成，AMP是腺苷一磷酸。下列叙述正确的是（    ） A．ATP需要断裂两个特殊化学键后才能生成PPi B．AMP可用于合成萤火虫细胞中的脱氧核糖核酸 C．PPi挟能量与荧光素结合形成荧光素酰腺苷酸 D．萤火虫的发光既涉及吸能反应又包含放能反应 4．呼吸性碱中毒是由于过快的呼吸导致身体排出过多的CO2造成的，患者可能出现眩晕、手足麻木、抽搐等症状。下列相关叙述错误的是（    ） A．人体细胞产生CO2的场所有细胞质基质和线粒体基质 B．患者因机体排出过多CO2使血浆H2CO3浓度降低，导致pH升高 C．患者出现抽搐症状，可能是因为呼吸性碱中毒会影响血浆Ca2+浓度 D．一些药物能够刺激呼吸中枢，使呼吸频率加快，可能诱发碱中毒 5．土壤肥力是指土壤能够满足作物生长发育所必需的水分、养分、空气、热量的能力总称，是一切农业特别是种植业的基础。下列提升土壤肥力的措施及相关作用描述错误的是（    ） A．人工补灌，能够缓解干旱季节土壤中水分的不足，保障作物生长 B．秸秆还田，能增加土壤中有机物的含量，可被作物直接吸收利用 C．中耕松土，可以增加土壤中空气的含量，有助于作物根系的生长 D．地膜覆盖，可以减少土壤热量的散失，有利于土壤微生物的活动 6．（2025·重庆·三模）在有氧呼吸中，葡萄糖分解产生的丙酮酸先转化成乙酰CoA，再氧化分解生成（和。人体缺乏营养时，脂滴自噬分解脂肪产生的脂肪酸，进一步在线粒体中氧化分解供能。脂肪酸产生和代谢过程如图所示，下列叙述错误的是（    ） A．乙酰CoA 来源于丙酮酸、脂肪酸等，将糖类和脂质代谢联系起来 B．脂滴自噬过程中，细胞中溶酶体功能较为活跃 C．糖类和脂肪氧化分解的相同代谢过程是③，其场所为线粒体 D．细胞中葡萄糖分解成丙酮酸和脂酰CoA分解过程中有[H]生成，但不释放能量 7．（2025·云南·高考真题）云南省是著名的鲜花产地，所产鲜花花色鲜艳与其独特的自然环境息息相关。花青素苷是决定被子植物色彩呈现的主要色素物质，花冠中糖类或被紫外光激活的紫外光受体均可促进相关基因表达，从而增加花青素苷的合成。下列说法错误的是（　　） A．云南平均海拔高，紫外光强，能够促进花青素苷的合成 B．鲜切花中花青素苷会缓慢降解，在浸泡液中添加适量糖可延缓鲜花褪色 C．云南平均海拔高，昼夜温差大，有利于呈色 D．鲜花中花青素苷的含量，与紫外光受体基因表达水平呈负相关 8．下图是在不同温度下，测定光照强度相同时植物幼苗CO2吸收速率的变化曲线和黑暗条件下CO2释放速率的变化曲线，下列说法正确的是（    ） A．光照条件下，植物体内ATP的产生场所是叶绿体和线粒体 B．光合作用的最适温度高于细胞呼吸的最适温度 C．为使该植物生长最快，白天应将其置于25℃环境中 D．35℃时，该植物细胞呼吸强度和光合作用强度相等 9．科研人员想探究病毒性感染对细胞呼吸和ATP产生的影响，选择用某种病毒感染宿主细胞，培养一段时间后检测产生的乳酸和ATP的量，结果如图所示。下列相关分析错误的是（    ） A．从图中可以看出，对照组的氧气消耗量大于实验组 B．实验组乳酸含量较高，说明了细胞被病毒感染后无氧呼吸加强 C．无论对照组还是实验组，细胞代谢产生的能量都主要用于ATP的合成 D．人体感染病毒后会觉得肌肉酸痛、浑身无力，这与乳酸增加和ATP减少有关 10．（2025·重庆·高考真题）在T细胞凋亡和坏死过程中，ATP生成速率和氧气消耗速率如图1、2所示，下列说法错误的是（    ） A．可根据氧气的消耗速率计算ATP生成的总量 B．有氧呼吸中氧气的消耗发生在线粒体的内膜 C．在t1时，凋亡组产生的乳酸比坏死组多 D．在t2时，凋亡组产生的CO2比坏死组多 11．图为ATP合酶结构，包括F1头部和F0跨膜H载体两部分构成，相关叙述错误的是（　　） A．除线粒体内膜、叶绿体类囊体膜外，ATP合酶还可分布于细胞膜 B．F0跨膜部分为疏水基团，运输H+的方式为协助扩散 C．F1头部为亲水基团，能够给ATP的合成提供能量 D．在人体细胞中，ATP合酶工作时一般伴随着放能反应的发生 12．（2025·四川·高考真题）D-阿洛酮糖是一种低热量多功能糖，有助于肥胖人群的体重管理。Co2+可协助酶Y催化D-果糖转化为D-阿洛酮糖。有人在相同体积、相同酶量且最适反应条件（含Co2+条件）下，测定不同浓度D-果糖的转化率（转化率=产物量/底物量×100%），其变化趋势如下图。下列叙述正确的是（    ） A．升高反应温度，可进一步提高D-果糖转化率 B．D-果糖的转化率越高，说明酶Y的活性越强 C．若将Co2+的浓度加倍，酶促反应速率也加倍 D．2h时，三组中500g·L-1果糖组产物量最高 二、不定项选择题（本题共4个小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有一项或多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 13．单位时间内细胞呼吸产生的CO2量和消耗的O2量的比值被称为呼吸熵（RQ），同种生物在不同环境或利用不同底物进行细胞呼吸时的RQ并不相同。取甜菜新鲜的叶片和块根分别在不同环境中进行测试，测得的RQ分别为a和b。下列叙述正确的是（    ） A．若在O2充足的环境下，a<1，则细胞呼吸的底物中有脂肪 B．若在O2充足的环境下，b=1，则细胞呼吸的底物是葡萄糖 C．若在低氧环境下，细胞呼吸的底物只有葡萄糖，则a>1 D．若在低氧环境下，细胞呼吸的底物只有葡萄糖，则b>1 14．如图所示，某同学用薄层层析硅胶板对菠菜绿叶中的色素进行分离。薄层层析硅胶板板面纯白平整，均匀细密，层析所得色素斑点清晰，分离效果好。下列叙述正确的是（　　）    A．可以使用体积分数95%的乙醇加入适量无水碳酸钠提取色素 B．分离色素时为减少层析液挥发，应该关闭门窗，减少空气流动 C．若提取时没有添加碳酸钙，硅胶板上可能只出现上方两个色素斑点 D．四种色素斑点从上往下颜色顺序为橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色 15．光合作用与细胞呼吸相互依存、密不可分，各自又具有相对的独立性。如图是某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图，其中I-VII代表物质，①-⑤代表过程。下列叙述正确的是（    ） A．图中VII被相邻细胞利用至少需要穿过6层生物膜 B．图中①-⑤均伴随着ATP的合成或水解，其中③合成的ATP可被②利用 C．图中II和V、III和VII分别是同一种物质，I和IV是不同物质 D．光合作用的产物脂肪、糖类、蛋白质的合成或分解都可通过细胞呼吸联系起来 16．（24-25高三下·湖南长沙·阶段练习）某生物体内苏氨酸通过一系列酶促反应合成异亮氨酸。当异亮氨酸浓度升高时，会结合酶1的调节位点抑制其活性。研究人员将野生型菌株（WT）和酶。1调节位点突变的菌株（MUT）分别培养在含过量异亮氨酸的培养基中，检测苏氨酸的消耗速率。下列叙述正确的是（　　） A．WT组中酶1活性被抑制，苏氨酸消耗速率显著低于MUT组 B．WT组因反馈抑制解除，苏氨酸消耗速率高于MUT组 C．MUT组因酶1持续失活，苏氨酸无法进入后续反应 D．两组苏氨酸消耗速率相同，因异亮氨酸直接抑制所有酶活性 三、非选择题题（共5小题，共60分） 17．（11分，除标注外每空2分）下面是某植物叶肉细胞进行光合作用和细胞呼吸的物质变化示意简图，其中①~⑤为生理过程，a~h为物质名称，请回答： (1)物质a分布在叶绿体的 （1分）。 (2)过程②和③发生的场所分别是 （1分）和 （1分）。 (3)上述①~⑤过程中，能产生ATP的生理过程是 （填图中序号）。 (4)在光合作用过程中，二氧化碳被还原成糖类等有机物时，既要接受 （1分）（填图中字母）释放的能量，又要被 （1分）还原（填图中字母）。 (5)假如白天突然中断二氧化碳的供应，则在短时间内f量的变化是 ；假如该植物从光下移到暗处，e量的变化是 。 18．（12分，每空2分）（2025·河南·高考真题）光质和土壤中的盐含量是影响作物生理状态的重要因素。为探究不同光质对高盐含量（盐胁迫）下某作物生长的影响，将作物分组处理一段时间后，结果如图所示（光补偿点指当总光合速率等于呼吸速率时的光照强度）。    回答下列问题： (1)光对植物生长发育的作用有 和 两个方面。 (2)上述实验需控制变量，为探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响，至少应选用上述 组（填组别）进行对比分析，该实验中的无关变量有 （答出2点即可）。 (3)在光照强度达到光补偿点之前（CO2消耗量与光照强度视为正比关系），④组的总光合速率 （填“始终大于”“始终小于”“先大于后等于”或“先小于后等于”）③组的总光合速率，判断依据是 。 19．（12分，每空2分）水稻是我国重要的粮食作物之一，开展水稻高产攻关是促进粮食高产优产、筑牢粮食安全根基的关键举措。为获得优质的水稻品种，科学家开展了多项研究。分析回答下列问题。 (1)水稻将H2O分解为NADPH和氧气的场所是叶绿体的 ，发生的能量转换是 。科研人员将水稻植株置于透明且密闭的容器内，给予适宜强度的光照，并通入一定比例的18O2和CO2，结果在光合作用产生的有机物中检测到了18O，请写出该过程中氧元素的转移途径： 。 (2)为研究水稻对弱光和强光的适应性，科研人员对水稻叶片照光1h后，通过观察发现弱光照射的细胞中叶绿体集中分布在细胞的受光面，生理意义是 。 (3)在强光条件下，叶肉细胞气孔关闭使CO2吸收受阻，此时过高的O2会在R酶的作用下氧化C5，生成CO2，被称为光呼吸，研究人员通过研究光呼吸拟通过在植物体内构建人工代谢途径进一步提高植物的固碳能力。光呼吸与光合作用相伴发生，其过程如图所示：    ①已知R酶具有双重催化功能，既可催化CO2与C5结合，生成C3；又能催化O2与C5结合，生成C3和乙醇酸（C2）。实际生产中，可以通过适当升高CO2浓度达到增产的目的，请从光合作用原理和R酶的作用特点两个方面解释其原理： 。 ②研究人员利用水稻自身的基因成功构建了一条新的光呼吸支路，简称GOC支路，并成功将支路导入水稻叶绿体，该支路的作用是使光呼吸的中间产物C2直接在叶绿体内代谢释放CO2，请分析该支路能显著提高水稻产量的原因： 。 20．（12分，除标注外每空2分）Fe₃O₄纳米酶是一类具有类酶催化活性的四氧化三铁(Fe₃O₄)纳米材料。 Fe3 O4纳米酶具有催化 H2 O2分解的能力，可用于环境中除草剂草甘膦(GLY)浓度的定量测定。研究人员对纳米酶的功能特性展开研究，结果如图所示，图中“△DO”表示加入 H2 O2 5min后反应体系中溶氧量的变化。 (1)活细胞产生的具有催化作用的天然酶的化学本质是 ，相比于天然酶，Fe3 O4纳米酶这种无机催化剂具有的优越性是： (答出一点即可)。 (2)图甲为探究 的实验结果。图乙为探究草甘膦(GLY)对纳米酶作用影响的实验结果，以添加草甘膦的△DO(GLY)与不添加草甘膦的△DO(0)的比值为纵坐标，GLY 浓度为横坐标，绘制标准曲线如图乙。由此图可知GLY (填“促进”“抑制”或“不影响”)纳米酶的作用。使用该实验体系测得某土壤样品△DO(GLY)/△DO(0)的比值为0.3，则该土壤样品的草甘膦浓度约为 。 (3)当常温且pH=7时，反应体系中不同能量的H2 O2分子数量呈正态分布，其分布规律如图中“钟”形实线所示，阴影部分表示底物分子能量达到活化能，可以发生反应。若反应体系原本没有酶，则加入纳米酶之后的活化能可以用 （1分）表示(选填序号“①”“②”“③”)；若反应体系原本没有酶，则加热之后的活化能可以用 （1分）(选填序号“①”  “②” “③”)表示。 21．（13分，除标注外每空2分）2025年，科研团队发现热胁迫抑制植物光合作用的新机制。请结合信息回答问题： 研究表明，叶绿体中的MORF8蛋白（与RNA编辑有关）在热胁迫下会形成固态凝聚体，招募PPR等RNA编辑因子进入其中。PPR蛋白能识别并结合靶标RNA，但进入凝聚体后结合能力下降，导致RNA编辑效率降低。这使得光合膜蛋白复合体活性受损，最终降低光合作用效率。此外，水稻、大豆等作物中类似的MORF8蛋白在热胁迫下也有相同表现，机制如下图所示（左右最小字是磷酸戊糖途径，右侧箭头下方是固体凝聚体）：    (1)若叶绿体中RNA编辑异常，导致光合膜蛋白某氨基酸改变，推测是RNA编辑影响了 （1分）过程，使mRNA的 （1分）发生变化。 (2)补全热胁迫下光合效率降低的过程： MORF8凝聚体→ （1分）→RNA编辑效率下降→ （1分）→光合效率降低 (3)为验证“MORF8蛋白凝聚体是热胁迫抑制光合作用的关键”，现有野生型拟南芥、MORF8基因缺失突变体、抑制MORF8凝聚的小分子化合物X，请完善实验： ①将野生型分为A、B两组，突变体为C组； ②A组不处理，B组施加 （1分），C组 （1分）； ③热胁迫培养后，测定三组植株的 （1分）。 预期结果： 。 (4)请基于研究，提出一种培育抗热作物的育种策略及原理： 策略： ； 原理： 。 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第三单元 细胞的能量供应和利用 时间：75分钟 分值：100分 一、单项选择题（本题共12个小题，每小题2分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。） 1．约1亿年前固氮蓝细菌 UCYN-A 与贝氏布拉藻（真核生物）形成稳定共生体，UCYN-A逐渐失去独立生存能力，最终演化为贝氏布拉藻的特化细胞器——硝化质体。固氮蓝细菌UCYN-A和贝氏布拉藻具有的共同点是（    ） A．DNA的主要载体都是染色体 B．核糖体的形成均与核仁有关 C．都能通过有氧呼吸产生 ATP D．光合作用均在叶绿体中进行 【答案】C 【详解】A、蓝细菌（原核生物）无染色体，其DNA位于拟核区，而贝氏布拉藻（真核生物）的DNA主要载体是染色体，A错误； B、蓝细菌无核仁，其核糖体形成与核仁无关；贝氏布拉藻的核糖体形成与核仁有关，B错误； C、蓝细菌通过细胞膜进行有氧呼吸，贝氏布拉藻通过线粒体进行有氧呼吸，两者均能产生ATP，C正确； D、蓝细菌无叶绿体，光合作用依赖细胞膜上的光合结构；贝氏布拉藻的光合作用在叶绿体中进行，D错误。 故选C。 2．对于高等植物来说，叶片是进行光合作用的主要器官，正常状态多数是绿色的，某些情况下也会出现黄化或白化现象，下列相关分析错误的是（    ） A．黑暗中生长的植物叶片会发黄，说明光是叶绿素形成的重要条件 B．贫瘠土壤生长的绿色植物叶片发黄，可能与Mg、N等元素缺乏有关 C．冬季植物叶片发黄，可能是因为低温提升了类胡萝卜素的合成速率 D．某些绿色植物的部分叶片出现白化现象，可能是基因突变造成的 【答案】C 【详解】A、叶绿素合成需要光照，黑暗中无法形成叶绿素，叶片因类胡萝卜素显现而发黄，A正确； B、Mg是叶绿素的组成元素，N参与叶绿素和酶的合成，缺乏会导致叶绿素减少，B正确； C、低温会破坏叶绿素结构，使其分解加快，而类胡萝卜素较稳定，并非低温提升其合成速率，C错误； D、基因突变可能导致叶绿体发育异常，无法合成叶绿素，出现白化叶片，D正确。 故选C。 3．萤火虫发光的原理如图所示。在荧光素酶的作用下，荧光素分子经过一系列变化后转变成激发态的氧化荧光素，氧化荧光素衰变回荧光素时，以光子的形式释放能量，产生可见光。图中PPi（焦磷酸：P~P）由两个磷酸基团连接构成，AMP是腺苷一磷酸。下列叙述正确的是（    ） A．ATP需要断裂两个特殊化学键后才能生成PPi B．AMP可用于合成萤火虫细胞中的脱氧核糖核酸 C．PPi挟能量与荧光素结合形成荧光素酰腺苷酸 D．萤火虫的发光既涉及吸能反应又包含放能反应 【答案】D 【详解】A、观察可知，ATP 生成 PPi 时，只断裂了一个特殊化学键，A 错误； B、AMP 是腺苷一磷酸，它是合成核糖核酸（RNA）的原料，而不是脱氧核糖核酸（DNA）的原料，B 错误； C、从图中可以看出，是 ATP 与荧光素结合形成荧光素酰腺苷酸，同时产生 PPi，而不是 PPi 挟能量与荧光素结合，C 错误； D、萤火虫发光过程中，ATP 水解释放能量（放能反应），用于荧光素转化为激发态的氧化荧光素（吸能反应），激发态的氧化荧光素衰变回荧光素时以光子形式释放能量产生可见光，所以既涉及吸能反应又包含放能反应，D 正确。 故选D。 4．呼吸性碱中毒是由于过快的呼吸导致身体排出过多的CO2造成的，患者可能出现眩晕、手足麻木、抽搐等症状。下列相关叙述错误的是（    ） A．人体细胞产生CO2的场所有细胞质基质和线粒体基质 B．患者因机体排出过多CO2使血浆H2CO3浓度降低，导致pH升高 C．患者出现抽搐症状，可能是因为呼吸性碱中毒会影响血浆Ca2+浓度 D．一些药物能够刺激呼吸中枢，使呼吸频率加快，可能诱发碱中毒 【答案】A 【详解】A、人体细胞无氧呼吸在细胞质基质中产生乳酸，不生成CO2；有氧呼吸的CO2仅在线粒体基质中产生（丙酮酸分解阶段）。因此，CO2的生成场所仅为线粒体基质，A错误； B、CO2过度排出会减少血浆中H2CO3（碳酸）的浓度，导致HCO3⁻/H2CO3缓冲对的比值升高，血浆pH上升，B正确； C、碱中毒时，血浆pH升高会使Ca2+与血浆蛋白结合增加，游离Ca2+浓度下降，导致神经肌肉兴奋性异常（如抽搐），C正确； D、药物刺激呼吸中枢加快呼吸频率，CO2排出过量会引发呼吸性碱中毒，D正确。 故选A。 5．土壤肥力是指土壤能够满足作物生长发育所必需的水分、养分、空气、热量的能力总称，是一切农业特别是种植业的基础。下列提升土壤肥力的措施及相关作用描述错误的是（    ） A．人工补灌，能够缓解干旱季节土壤中水分的不足，保障作物生长 B．秸秆还田，能增加土壤中有机物的含量，可被作物直接吸收利用 C．中耕松土，可以增加土壤中空气的含量，有助于作物根系的生长 D．地膜覆盖，可以减少土壤热量的散失，有利于土壤微生物的活动 【答案】B 【详解】A、人工补灌直接补充土壤水分，缓解干旱，保障作物正常生长所需水分，A正确； B、秸秆还田虽增加土壤有机物，但有机物需经分解者分解为无机物后才能被植物吸收，作物无法直接吸收有机物，B错误； C、中耕松土增强土壤通气性，促进根细胞有氧呼吸，利于根系生长和矿质吸收，C正确； D、地膜覆盖减少热量散失，维持土壤温度，促进微生物分解有机物，释放养分，D正确。 故选B。 6．（2025·重庆·三模）在有氧呼吸中，葡萄糖分解产生的丙酮酸先转化成乙酰CoA，再氧化分解生成（和。人体缺乏营养时，脂滴自噬分解脂肪产生的脂肪酸，进一步在线粒体中氧化分解供能。脂肪酸产生和代谢过程如图所示，下列叙述错误的是（    ） A．乙酰CoA 来源于丙酮酸、脂肪酸等，将糖类和脂质代谢联系起来 B．脂滴自噬过程中，细胞中溶酶体功能较为活跃 C．糖类和脂肪氧化分解的相同代谢过程是③，其场所为线粒体 D．细胞中葡萄糖分解成丙酮酸和脂酰CoA分解过程中有[H]生成，但不释放能量 【答案】D 【详解】A、在有氧呼吸中葡萄糖分解产生的丙酮酸可转化为乙酰CoA，人体缺乏营养时脂滴自噬分解脂肪产生的脂肪酸也能转化为乙酰CoA，所以乙酰CoA来源于丙酮酸、脂肪酸等，将糖类和脂质代谢联系起来，A正确； B、溶酶体含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器以及吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌等，脂滴自噬过程中需要溶酶体中的水解酶发挥作用，所以细胞中溶酶体功能较为活跃，B正确； C、依据题图信息可知，糖类和脂肪氧化分解的相同代谢过程是③，产物中CO2是有氧呼吸第二阶段的产物，产生场所为线粒体基质，H2O是有氧呼吸第三阶段的产物，产生场所为线粒体内膜，所以③过程的场所是线粒体，C正确； D、细胞中葡萄糖分解成丙酮酸的过程中有[H]（NADH）生成，同时释放少量能量，脂酰CoA分解过程中有[H]（NADH）生成，也会释放能量，D错误。 故选D。 7．（2025·云南·高考真题）云南省是著名的鲜花产地，所产鲜花花色鲜艳与其独特的自然环境息息相关。花青素苷是决定被子植物色彩呈现的主要色素物质，花冠中糖类或被紫外光激活的紫外光受体均可促进相关基因表达，从而增加花青素苷的合成。下列说法错误的是（　　） A．云南平均海拔高，紫外光强，能够促进花青素苷的合成 B．鲜切花中花青素苷会缓慢降解，在浸泡液中添加适量糖可延缓鲜花褪色 C．云南平均海拔高，昼夜温差大，有利于呈色 D．鲜花中花青素苷的含量，与紫外光受体基因表达水平呈负相关 【答案】D 【详解】A、云南海拔高紫外光强，紫外光激活的紫外光受体可促进相关基因表达，增加花青素苷合成，A正确； B、鲜切花褪色与花青素苷降解相关，糖类可促进相关基因表达，增加花青素苷合成，从而延缓褪色，B正确； C、昼夜温差大时，白天高温促进光合作用积累糖类，夜间低温减少呼吸消耗，积累更多糖类，糖类可促进相关基因表达，从而增加花青素苷的合成，花青素苷是决定被子植物色彩呈现的主要色素物质，所以昼夜温差大，有利于呈色，C正确； D，紫外光受体被激活后，可促进相关基因表达，增加花青素苷合成，所以紫外光受体基因表达水平越高，花青素苷合成量应越多，两者应为正相关，D错误。 故选D。 8．下图是在不同温度下，测定光照强度相同时植物幼苗CO2吸收速率的变化曲线和黑暗条件下CO2释放速率的变化曲线，下列说法正确的是（    ） A．光照条件下，植物体内ATP的产生场所是叶绿体和线粒体 B．光合作用的最适温度高于细胞呼吸的最适温度 C．为使该植物生长最快，白天应将其置于25℃环境中 D．35℃时，该植物细胞呼吸强度和光合作用强度相等 【答案】C 【详解】A、光照条件下，植物细胞呼吸（细胞质基质、线粒体）和光合作用（叶绿体）均产生ATP，不仅是叶绿体和线粒体，A错误； B、光合作用最适温度（CO₂吸收速率峰值，约25℃）低于细胞呼吸最适温度（CO₂释放速率峰值，约40℃），B错误； C、植物生长最快需净光合速率最大。25℃时CO₂吸收速率（净光合速率）最高，因此白天置于25℃环境生长最快，C正确； D、35℃时，CO₂吸收速率（净光合速率）为4，CO₂释放速率（呼吸速率）也为4。总光合速率=净光合速率+呼吸速率=8，光合强度大于呼吸强度，D错误。 故选C。 9．科研人员想探究病毒性感染对细胞呼吸和ATP产生的影响，选择用某种病毒感染宿主细胞，培养一段时间后检测产生的乳酸和ATP的量，结果如图所示。下列相关分析错误的是（    ） A．从图中可以看出，对照组的氧气消耗量大于实验组 B．实验组乳酸含量较高，说明了细胞被病毒感染后无氧呼吸加强 C．无论对照组还是实验组，细胞代谢产生的能量都主要用于ATP的合成 D．人体感染病毒后会觉得肌肉酸痛、浑身无力，这与乳酸增加和ATP减少有关 【答案】C 【详解】A、从图中可以看到，对照组的乳酸含量比实验组乳酸含量少0.3，而对照组的ATP含量比实验组ATP含量多0.2，说明对照组有氧呼吸强度大于实验组，这表明对照组的氧气消耗量大于实验组，A正确； B、实验组乳酸含量较高，说明了细胞被病毒感染后无氧呼吸加强，产生了更多的乳酸，B正确； C、有氧呼吸过程中，葡萄糖彻底氧化分解产生的能量大部分以热能的形式散失了，少数储存在ATP中。无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP，葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中，C错误； D、人体感染病毒后，细胞被病毒感染导致无氧呼吸加强，产生大量乳酸，乳酸积累会使人感觉肌肉酸痛；同时，由图可知感染病毒后细胞产生的ATP减少，而ATP是细胞生命活动的直接能源物质，ATP减少会导致浑身无力，所以人体感染病毒后会觉得肌肉酸痛、浑身无力与乳酸增加和ATP减少有关，D正确。 故选C。 10．（2025·重庆·高考真题）在T细胞凋亡和坏死过程中，ATP生成速率和氧气消耗速率如图1、2所示，下列说法错误的是（    ） A．可根据氧气的消耗速率计算ATP生成的总量 B．有氧呼吸中氧气的消耗发生在线粒体的内膜 C．在t1时，凋亡组产生的乳酸比坏死组多 D．在t2时，凋亡组产生的CO2比坏死组多 【答案】A 【详解】A、图乙中凋亡组的氧气消耗速率在t2、t3时显著高于坏死组，且图甲中凋亡组ATP生成速率也更高，说明两者存在关联性。但T细胞是动物细胞，有氧呼吸产生水、二氧化碳、大量ATP，无氧呼吸产生乳酸和少量ATP，在无氧条件下，细胞无氧呼吸也可以产生ATP，因此只根据氧气的消耗速率无法计算ATP 生成的总量，A错误； B、有氧呼吸第三阶段消耗氧气，场所在线粒体内膜，B正确； C、在t1时，凋亡组和坏死组氧气消耗速率相等，凋亡组ATP生成速率大于坏死组， 因此凋亡组无氧呼吸产生的乳酸多，C正确； D、在t2时，凋亡组氧气消耗速率大于坏死组，因此凋亡组产生的CO2比坏死组多，D正确。 故选A。 11．图为ATP合酶结构，包括F1头部和F0跨膜H载体两部分构成，相关叙述错误的是（　　） A．除线粒体内膜、叶绿体类囊体膜外，ATP合酶还可分布于细胞膜 B．F0跨膜部分为疏水基团，运输H+的方式为协助扩散 C．F1头部为亲水基团，能够给ATP的合成提供能量 D．在人体细胞中，ATP合酶工作时一般伴随着放能反应的发生 【答案】C 【详解】A、原核生物有氧呼吸的第三阶段发生在细胞膜上，故除线粒体内膜、叶绿体类囊体膜外，ATP合酶还可分布于细胞膜，A正确； B、生物膜的基本支架为磷脂双分子层，故F0跨膜部分为疏水基团，H+穿过F0跨膜蛋白时，合成了ATP，并未消耗ATP，所以是协助扩散，B正确； C、F1头部为亲水基团，催化合成ATP，所以F1头部可以降低化学反应活化能，不能给ATP的合成提供能量，C错误； D、在人体细胞中，ATP合酶工作时，合成ATP，一般伴随着放能反应的发生，D正确。 故选C。 12．（2025·四川·高考真题）D-阿洛酮糖是一种低热量多功能糖，有助于肥胖人群的体重管理。Co2+可协助酶Y催化D-果糖转化为D-阿洛酮糖。有人在相同体积、相同酶量且最适反应条件（含Co2+条件）下，测定不同浓度D-果糖的转化率（转化率=产物量/底物量×100%），其变化趋势如下图。下列叙述正确的是（    ） A．升高反应温度，可进一步提高D-果糖转化率 B．D-果糖的转化率越高，说明酶Y的活性越强 C．若将Co2+的浓度加倍，酶促反应速率也加倍 D．2h时，三组中500g·L-1果糖组产物量最高 【答案】D 【详解】A、题干中实验是在最适反应条件下进行的，升高温度会使酶的活性降低，从而降低D-果糖转化率，A错误； B、D-果糖的转化率不仅与酶Y的活性有关，还与底物（D-果糖）的浓度、反应时间等因素有关，所以不能仅根据转化率高就说明酶Y的活性强，B错误； C、Co2+可协助酶Y催化反应，但Co2+不是酶，将Co2+的浓度加倍，不一定会使酶促反应速率也加倍，酶促反应速率还受到酶的数量、底物浓度等多种因素影响，C错误； D、 转化率=产物量/底物量×100%，2h时，500g·L-1果糖组的转化率不是最高，但底物量是最多的，且转化率也较高，根据产物量=底物量×转化率，可知其产物量最高，D正确。 故选D。 二、不定项选择题（本题共4个小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有一项或多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 13．单位时间内细胞呼吸产生的CO2量和消耗的O2量的比值被称为呼吸熵（RQ），同种生物在不同环境或利用不同底物进行细胞呼吸时的RQ并不相同。取甜菜新鲜的叶片和块根分别在不同环境中进行测试，测得的RQ分别为a和b。下列叙述正确的是（    ） A．若在O2充足的环境下，a<1，则细胞呼吸的底物中有脂肪 B．若在O2充足的环境下，b=1，则细胞呼吸的底物是葡萄糖 C．若在低氧环境下，细胞呼吸的底物只有葡萄糖，则a>1 D．若在低氧环境下，细胞呼吸的底物只有葡萄糖，则b>1 【答案】ABC 【详解】AB、在O2充足的环境下，甜菜新鲜的叶片和块根均进行有氧呼吸，若底物只有葡萄糖，则有氧呼吸消耗的O2量和产生的CO2量相等，RQ＝1；由于脂肪分子中O的含量远远低于糖类，而H的含量更高，当细胞呼吸的底物中含有脂肪时，消耗的O2量较多，因此RQ<1，AB正确； CD、在低氧环境下，若细胞呼吸的底物只有葡萄糖，甜菜新鲜的叶片既进行有氧呼吸，也进行产生酒精和CO2的无氧呼吸，故产生的CO2量大于消耗的O2量，a>1；甜菜的块根既进行有氧呼吸，也进行产生乳酸的无氧呼吸，故产生的CO2量等于消耗的O2量，b＝1，C正确，D错误。 故选ABC。 14．如图所示，某同学用薄层层析硅胶板对菠菜绿叶中的色素进行分离。薄层层析硅胶板板面纯白平整，均匀细密，层析所得色素斑点清晰，分离效果好。下列叙述正确的是（　　）    A．可以使用体积分数95%的乙醇加入适量无水碳酸钠提取色素 B．分离色素时为减少层析液挥发，应该关闭门窗，减少空气流动 C．若提取时没有添加碳酸钙，硅胶板上可能只出现上方两个色素斑点 D．四种色素斑点从上往下颜色顺序为橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色 【答案】ACD 【详解】A、绿叶中的色素溶解在有机溶剂无水乙醇中，可以使用体积分数95%的乙醇加入适量无水碳酸钠提取色素，A正确； B、在分离色素实验中，为减少层析液挥发，应采取密封容器等措施，而关闭门窗，B错误； C、若硅胶板上只出现上方两个色素斑点，即只有胡萝卜素和叶黄素，没有叶绿素，这可能是提取时没有添加碳酸钙，使得叶绿素被破坏，C正确； D、从上到下颜色依次应是橙黄色（胡萝卜素）、黄色（叶黄素）、蓝绿色（叶绿素a）、黄绿色（叶绿素b），D正确。 故选ACD。 15．光合作用与细胞呼吸相互依存、密不可分，各自又具有相对的独立性。如图是某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图，其中I-VII代表物质，①-⑤代表过程。下列叙述正确的是（    ） A．图中VII被相邻细胞利用至少需要穿过6层生物膜 B．图中①-⑤均伴随着ATP的合成或水解，其中③合成的ATP可被②利用 C．图中II和V、III和VII分别是同一种物质，I和IV是不同物质 D．光合作用的产物脂肪、糖类、蛋白质的合成或分解都可通过细胞呼吸联系起来 【答案】ACD 【详解】A、图中VII为二氧化碳产生于线粒体基质，被相邻细胞利用需要穿过2层线粒体膜、2层细胞膜、2层叶绿体膜，共6层生物膜，最终在叶绿体基质被利用，A正确； B、图中①CO2的固定不存在ATP的合成或水解，②C3的还原利用的ATP来自于光合作用光反应，B错误； C、图中II和V均为氧气、III和VII均为二氧化碳，I为NADPH，IV为NADH，C正确； D、呼吸作用一方面能为生物体的生命活动提供能量，另一方面能为体内其它化合物的合成提供原料，光合作用的产物脂肪、糖类、蛋白质的合成或分解都可通过细胞呼吸联系起来，D正确。 故选ACD。 16．（24-25高三下·湖南长沙·阶段练习）某生物体内苏氨酸通过一系列酶促反应合成异亮氨酸。当异亮氨酸浓度升高时，会结合酶1的调节位点抑制其活性。研究人员将野生型菌株（WT）和酶。1调节位点突变的菌株（MUT）分别培养在含过量异亮氨酸的培养基中，检测苏氨酸的消耗速率。下列叙述正确的是（　　） A．WT组中酶1活性被抑制，苏氨酸消耗速率显著低于MUT组 B．WT组因反馈抑制解除，苏氨酸消耗速率高于MUT组 C．MUT组因酶1持续失活，苏氨酸无法进入后续反应 D．两组苏氨酸消耗速率相同，因异亮氨酸直接抑制所有酶活性 【答案】A 【详解】A、在WT组中，异亮氨酸结合酶1的调节位点，抑制其活性，导致苏氨酸消耗速率降低。而在MUT组中，酶1的调节位点发生突变，异亮氨酸无法抑制酶1的活性，因此苏氨酸消耗速率较高，A正确； B、WT组中反馈抑制并未解除，异亮氨酸仍然可以抑制酶1的活性，因此苏氨酸消耗速率应低于MUT组，B错误； C、MUT组中酶1的调节位点突变，导致异亮氨酸无法抑制酶1的活性，因此酶1活性并未失活，苏氨酸可以正常进入后续反应，C错误； D、异亮氨酸只抑制酶1的活性，且MUT组中酶1的调节位点突变，异亮氨酸无法抑制其活性，因此两组的苏氨酸消耗速率不同，D错误。 故选A。 三、非选择题题（共5小题，共60分） 17．（11分，除标注外每空2分）下面是某植物叶肉细胞进行光合作用和细胞呼吸的物质变化示意简图，其中①~⑤为生理过程，a~h为物质名称，请回答： (1)物质a分布在叶绿体的 （1分）。 (2)过程②和③发生的场所分别是 （1分）和 （1分）。 (3)上述①~⑤过程中，能产生ATP的生理过程是 （填图中序号）。 (4)在光合作用过程中，二氧化碳被还原成糖类等有机物时，既要接受 （1分）（填图中字母）释放的能量，又要被 （1分）还原（填图中字母）。 (5)假如白天突然中断二氧化碳的供应，则在短时间内f量的变化是 ；假如该植物从光下移到暗处，e量的变化是 。 【答案】(1)类囊体的薄膜上 (2) 叶绿体基质 细胞质基质 (3)①③④⑤ (4) c e (5) 增加 减少 【详解】（1）物质a为色素，分布在叶绿体的类囊体的薄膜上。 （2）过程②暗反应场所是叶绿体基质，过程③有氧呼吸的第一阶段发生的场所是细胞质基质。 （3）①为光合作用光反应阶段，②为暗反应阶段；③为细胞呼吸的第一阶段，④和⑤分别为有氧呼吸的第二、三阶段，光反应阶段和有氧呼吸的三个阶段都能产生ATP，故图中能够产生ATP的生理过程是①③④⑤。 （4）在光合作用过程中，二氧化碳被还原成糖类等有机物时，既接受c（ATP）释放的能量，又要被e即NADPH还原。 （5）白天突然中断二氧化碳的供应，暗反应CO2的固定消耗C5反应停止，但C3的还原生成C5还在进行，f（C5）的含量增加；假如该植物从光下移到暗处，光反应停止，e（NADPH）的含量将减少。 18．（12分，每空2分）（2025·河南·高考真题）光质和土壤中的盐含量是影响作物生理状态的重要因素。为探究不同光质对高盐含量（盐胁迫）下某作物生长的影响，将作物分组处理一段时间后，结果如图所示（光补偿点指当总光合速率等于呼吸速率时的光照强度）。    回答下列问题： (1)光对植物生长发育的作用有 和 两个方面。 (2)上述实验需控制变量，为探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响，至少应选用上述 组（填组别）进行对比分析，该实验中的无关变量有 （答出2点即可）。 (3)在光照强度达到光补偿点之前（CO2消耗量与光照强度视为正比关系），④组的总光合速率 （填“始终大于”“始终小于”“先大于后等于”或“先小于后等于”）③组的总光合速率，判断依据是 。 【答案】(1) 为光合作用提供能量 作为一种信号调节植物生长发育 (2) ①③④ 温度和二氧化碳浓度 (3) 始终大于 ④组呼吸作用强于③组，但是两组光补偿点相同也就是呼吸速率等于总光合速率时的光照强度相等 ，所以④组达到光补偿点之前的总光合速率也大于③组 【详解】（1）光可以为植物光合作用提供光能；同时光可以作为一种光信号调节植物生长发育，故光对植物生长发育的作用有为光合作用提供能量和作为一种信号调节植物生长发育两个方面。 （2）为探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响，至少应选用上述‌盐胁迫组（③）和盐胁迫加光处理组‌（④）进行对比分析 。①③比较可知盐胁迫对作物生长的影响，①③④比较可判断实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响。实验中除了自变量和因变量，其余变量称为无关变量，该实验中的无关变量有温度和二氧化碳浓度等。 （3）由于④组呼吸作用强于③组，但是两组光补偿点相同也就是呼吸速率等于总光合速率时的光照强度相等，所以④组达到光补偿点之前的总光合速率始终大于③组。 19．（12分，每空2分）水稻是我国重要的粮食作物之一，开展水稻高产攻关是促进粮食高产优产、筑牢粮食安全根基的关键举措。为获得优质的水稻品种，科学家开展了多项研究。分析回答下列问题。 (1)水稻将H2O分解为NADPH和氧气的场所是叶绿体的 ，发生的能量转换是 。科研人员将水稻植株置于透明且密闭的容器内，给予适宜强度的光照，并通入一定比例的18O2和CO2，结果在光合作用产生的有机物中检测到了18O，请写出该过程中氧元素的转移途径： 。 (2)为研究水稻对弱光和强光的适应性，科研人员对水稻叶片照光1h后，通过观察发现弱光照射的细胞中叶绿体集中分布在细胞的受光面，生理意义是 。 (3)在强光条件下，叶肉细胞气孔关闭使CO2吸收受阻，此时过高的O2会在R酶的作用下氧化C5，生成CO2，被称为光呼吸，研究人员通过研究光呼吸拟通过在植物体内构建人工代谢途径进一步提高植物的固碳能力。光呼吸与光合作用相伴发生，其过程如图所示：    ①已知R酶具有双重催化功能，既可催化CO2与C5结合，生成C3；又能催化O2与C5结合，生成C3和乙醇酸（C2）。实际生产中，可以通过适当升高CO2浓度达到增产的目的，请从光合作用原理和R酶的作用特点两个方面解释其原理： 。 ②研究人员利用水稻自身的基因成功构建了一条新的光呼吸支路，简称GOC支路，并成功将支路导入水稻叶绿体，该支路的作用是使光呼吸的中间产物C2直接在叶绿体内代谢释放CO2，请分析该支路能显著提高水稻产量的原因： 。 【答案】(1) 类囊体薄膜 光能转化为ATP和NADPH中的化学能 18O2→H218O→C18O2→（CH218O） (2)最大程度吸收光能，以适应弱光环境 (3) 二氧化碳是光合作用暗反应过程的原料，CO2浓度升高可促进光合作用暗反应的进行，进而提高光合作用强度；同时还可促进 R酶催化更多的C5与CO2结合，减少C5与O2的结合，从而降低光呼吸 光呼吸使一部分碳以 CO2的形式散失，GOC支路使光呼吸产生的CO2直接在叶绿体内释放，提高了CO2的利用率 【详解】（1）将H2O分解为NADPH和氧气是光反应阶段，发生在叶绿体的类囊体薄膜上，其发生的能量转换是光能转化为ATP和NADPH中的化学能。当通入一定量的18O2时，首先氧气中的氧元素会进入线粒体中参与有氧呼吸的第三阶段，转移至H218O中；产生的H218O会参与有氧呼吸的第二阶段，与丙酮酸结合后可转移至C18O2中；从线粒体中释放出的C18O2会进入叶绿体中参与光合作用的暗反应阶段，生成糖类（CH218O），故该过程中氧元素的转移途径为：18O2→H218O→C18O2→（CH218O）。 （2）对水稻叶片照光1h后，给予弱光照射的细胞中叶绿体集中分布在受光面，生理意义是最大程度吸收光能，以适应弱光环境。 （3）①二氧化碳是光合作用暗反应过程的原料，CO2浓度升高可促进光合作用暗反应的进行，进而提高光合作用强度；同时还可促进 R酶催化更多的C5与CO2结合，减少C5与O2的结合，从而降低光呼吸，故生产实际中，可以通过适当升高CO2浓度达到增产的目的。 ②结合题意可知，GOC支路的作用是使光呼吸的中间产物 C2直接在叶绿体内代谢释放CO2，光呼吸使一部分碳以 CO2的形式散失，GOC支路使光呼吸产生的CO2直接在叶绿体内释放，提高了CO2的利用率，故显著提高了水稻的光合速率和产量。 20．（12分，除标注外每空2分）Fe₃O₄纳米酶是一类具有类酶催化活性的四氧化三铁(Fe₃O₄)纳米材料。 Fe3 O4纳米酶具有催化 H2 O2分解的能力，可用于环境中除草剂草甘膦(GLY)浓度的定量测定。研究人员对纳米酶的功能特性展开研究，结果如图所示，图中“△DO”表示加入 H2 O2 5min后反应体系中溶氧量的变化。 (1)活细胞产生的具有催化作用的天然酶的化学本质是 ，相比于天然酶，Fe3 O4纳米酶这种无机催化剂具有的优越性是： (答出一点即可)。 (2)图甲为探究 的实验结果。图乙为探究草甘膦(GLY)对纳米酶作用影响的实验结果，以添加草甘膦的△DO(GLY)与不添加草甘膦的△DO(0)的比值为纵坐标，GLY 浓度为横坐标，绘制标准曲线如图乙。由此图可知GLY (填“促进”“抑制”或“不影响”)纳米酶的作用。使用该实验体系测得某土壤样品△DO(GLY)/△DO(0)的比值为0.3，则该土壤样品的草甘膦浓度约为 。 (3)当常温且pH=7时，反应体系中不同能量的H2 O2分子数量呈正态分布，其分布规律如图中“钟”形实线所示，阴影部分表示底物分子能量达到活化能，可以发生反应。若反应体系原本没有酶，则加入纳米酶之后的活化能可以用 （1分）表示(选填序号“①”“②”“③”)；若反应体系原本没有酶，则加热之后的活化能可以用 （1分）(选填序号“①”  “②” “③”)表示。 【答案】(1) 蛋白质或RNA 具有更好的稳定性；能在较宽的温度、pH 范围内保持催化活性 (2) pH对纳米酶活性的影响 抑制 5μmol/L (3) ① ② 【详解】（1）活细胞产生的具有催化作用的天然酶的化学本质是蛋白质或RNA，相比于天然酶，Fe3O4纳米酶这种无机催化剂具有的优越性是：具有更好的稳定性；能在较宽的温度、pH 范围内保持催化活性。 （2）图甲中自变量为pH，因变量为溶液的溶氧量（△DO），因此图甲为探究纳米酶在不同pH下的活性（pH对纳米酶活性的影响）。随着除草剂草甘膦（GLY）的浓度增大，添加草甘膦的△DO(△DO(GLY) ) 与不添加草甘膦的△DO(△DO(0) ) 的比值减小，说明草甘膦对纳米酶活性具有抑制作用。分析图乙中数据可知，△DO(GLY)/△DO(0)比值为0.3时，草甘膦浓度约为5μmol/L。 （3）若反应体系原本没有酶，加入纳米酶之后的活化能进一步降低，应比实线所示的活化能能量更低，不能用②表示，可以用①表示。若反应体系原本没有酶，加热之后的活化能可以用②表示。 21．（13分，除标注外每空2分）2025年，科研团队发现热胁迫抑制植物光合作用的新机制。请结合信息回答问题： 研究表明，叶绿体中的MORF8蛋白（与RNA编辑有关）在热胁迫下会形成固态凝聚体，招募PPR等RNA编辑因子进入其中。PPR蛋白能识别并结合靶标RNA，但进入凝聚体后结合能力下降，导致RNA编辑效率降低。这使得光合膜蛋白复合体活性受损，最终降低光合作用效率。此外，水稻、大豆等作物中类似的MORF8蛋白在热胁迫下也有相同表现，机制如下图所示（左右最小字是磷酸戊糖途径，右侧箭头下方是固体凝聚体）：    (1)若叶绿体中RNA编辑异常，导致光合膜蛋白某氨基酸改变，推测是RNA编辑影响了 （1分）过程，使mRNA的 （1分）发生变化。 (2)补全热胁迫下光合效率降低的过程： MORF8凝聚体→ （1分）→RNA编辑效率下降→ （1分）→光合效率降低 (3)为验证“MORF8蛋白凝聚体是热胁迫抑制光合作用的关键”，现有野生型拟南芥、MORF8基因缺失突变体、抑制MORF8凝聚的小分子化合物X，请完善实验： ①将野生型分为A、B两组，突变体为C组； ②A组不处理，B组施加 （1分），C组 （1分）； ③热胁迫培养后，测定三组植株的 （1分）。 预期结果： 。 (4)请基于研究，提出一种培育抗热作物的育种策略及原理： 策略： ； 原理： 。 【答案】(1) 转录后加工（或RNA修饰） 密码子 (2) 招募PPR蛋白并降低其与靶标RNA结合能力 光合膜蛋白复合体活性受损 (3) 小分子化合物X 不处理 光合效率 B组和C组光合效率无显著差异，且均显著高于A组 (4) 通过基因工程技术降低作物中MORF8蛋白的表达量 减少热胁迫下MORF8固态凝聚体的形成，维持RNA编辑效率和光合膜蛋白复合体的正常活性，从而提高作物在热胁迫下的光合作用效率和抗热性 【详解】（1）mRNA是经转录产的，且可作为翻译的模板，其上三个相邻的碱基可编码一个氨基酸，分析题意可知，若叶绿体中RNA编辑异常，导致光合膜蛋白某氨基酸改变，推测是RNA编辑影响了转录后加工（或RNA修饰）过程，使mRNA的密码子发生变化，从而影响光合膜蛋白的功能。 （2）根据题干，MORF8凝聚体会招募PPR蛋白，但其结合靶标RNA的能力下降，导致RNA编辑效率降低，最终影响光合膜蛋白复合体的活性，故热胁迫下光合效率降低的过程为：MORF8凝聚体→招募PPR蛋白并降低其与靶标RNA结合能力→RNA编辑效率下降→光合膜蛋白复合体活性受损→光合效率降低。 （3）分析题意，本实验目的是验证“MORF8蛋白凝聚体是热胁迫抑制光合作用的关键”，实验的自变量是MORF8蛋白凝聚体的有无，因变量是光合作用情况，结合实验材料可知，MORF8蛋白凝聚体的有无可通过拟南芥类型及小分子化合物X施加进行控制，故可设计实验如下： ①将野生型分为A、B两组，突变体为C组； ②A组不处理，B组施加小分子化合物X，C组不处理； ③热胁迫培养后，测定三组植株的光合效率（测定因变量）； 预期结果：由于本实验是验证实验，则预期突变体C组和B组凝聚体无法形成，其光合速率无显著差异，但明显高于凝聚体形成的A组，即B组和C组光合效率无显著差异，且均显著高于A组。 （4）基于研究，可通过基因工程技术降低作物中MORF8蛋白的表达量，该技术的原理是减少热胁迫下MORF8固态凝聚体的形成，维持RNA编辑效率和光合膜蛋白复合体的正常活性，从而提高作物在热胁迫下的光合作用效率和抗热性。 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$