第三单元 细胞的能量供应和利用（综合训练）（山东专用）2027年高考生物一轮复习讲练测

**基本信息** 以细胞能量代谢为核心，整合光合、呼吸、酶及物质运输等知识点，通过情境化试题构建概念-原理-应用逻辑链条，突出生命观念与科学思维。 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |选择题|20题（单选15+多选5）|新材料/科技前沿情境，图表分析|围绕能量转换主线，衔接光反应与有氧呼吸第三阶段、酶活性调节与代谢效率| |非选择题|5题|实验设计与探究（如Rubisco酶活性、低氧胁迫）|从基础物质（ATP、CO₂）到功能机制（C3/C4光合、光呼吸旁路），体现结构与功能观|

第三单元 细胞的能量供应和利用 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：共15小题，每小题2分，共30分，在每小题给出的四个选项中，只有一个最符合题目要求。 1．（新材料背景）我国科研人员研发出新材料，可利用CO2和H2O在自然光下产生CO和CH4.该材料上能发生水的光解反应。因能积累电子，其能量转换效率高于天然光合作用。下列叙述错误的是（　　） A．人工光合作用能转化光能 B．天然光合作用时电子无法积累 C．新材料可类比为叶绿体内膜 D．新材料可降低环境中CO2的浓度 【答案】C 【详解】A、人工光合作用可利用自然光进行反应，能将光能转化为化学能，A正确； B、由题意可知，新材料因能积累电子，能量转换效率高于天然光合作用，可推知天然光合作用时电子无法积累，B正确； C、水的光解发生在叶绿体的类囊体薄膜上，而非叶绿体内膜，因此新材料应类比为类囊体薄膜，C错误； D、该材料以CO2为反应原料合成产物，可消耗环境中的CO2，降低其浓度，D正确。 2．血管内皮细胞的胱硫醚-β-合酶（CBS）活性显著下降，会导致人体出现高血压。性质稳定的小分子化合物X能够特异性结合CBS酶活性中心（酶与底物结合的位点）以外的某位点，显著增强其活性，缓解血管收缩。下列叙述正确的是（　　） A．化合物X通过提高酶促反应的活化能以提高CBS的活性 B．增加CBS的底物浓度，化合物X的激活效应可能依然存在 C．在探究温度对CBS酶活性影响的实验中，各组均需添加等量的化合物X D．临床上可以口服化合物X以治疗高血压，降压效果与使用剂量呈正相关 【答案】B 【详解】A、化合物X与CBS结合，通过改变空间结构增强其活性，因而可进一步降低酶促反应所需的活化能，A错误； B、化合物X能够特异性结合CBS酶活性中心以外的某位点，与底物结合位点不同，因此，增加CBS的底物浓度，化合物X的激活效应可能依然存在，B正确； C、在探究温度对CBS酶活性影响的实验中，温度是自变量，化合物X是无关变量，各组均添加或均不添加物质X都可以，C错误； D、虽然化合物X是性质稳定的小分子，但临床上不一定可以口服化合物X以治疗高血压，并且降压效果与使用剂量并不呈正相关，应该控制使用剂量，D错误。 3．（自主研发）我国科研团队研发出线粒体胶囊移植技术，将健康线粒体包裹于囊泡中，可安全高效递送至细胞与组织，显著改善帕金森症、利氏综合征等疾病症状。下列相关叙述正确的是（　　） A．线粒体是细胞的“动力车间”，合成的ATP都来自其内膜 B．丙酮酸在线粒体分解释放CO2的过程需要O2的直接参与 C．囊泡与靶细胞膜融合实现线粒体释放，该过程不消耗能量 D．囊泡包裹线粒体进行移植，主要利用了生物膜的流动性 【答案】D 【详解】A、线粒体是细胞的“动力车间”，有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质，也能合成ATP，因此线粒体合成的ATP来自线粒体基质和内膜，并非都来自内膜，A错误； B、丙酮酸在线粒体分解释放CO2属于有氧呼吸第二阶段，该过程不需要O2的直接参与，O2仅在有氧呼吸第三阶段与[H]结合生成水，B错误； C、囊泡与靶细胞膜融合的过程属于胞吐，依赖ATP供能，需要消耗能量，C错误； D、囊泡膜和靶细胞膜都属于生物膜，二者融合实现线粒体释放的过程，主要利用了生物膜具有一定流动性的结构特点，D正确。 4．先向A、B瓶中加入等量不含碳源的培养液，再将等量的丧失繁殖能力的酵母菌分别加入A、B瓶中，其他处理如表。横管中部放入有色液滴（横管部分足够长），当液滴不再移动时停止实验。下列说法正确的是（　　） A（mmol） B（mmol） 氧气 60 0 氮气 0 60 葡萄糖 10 10 注：无氧呼吸分解葡萄糖的速度更快 A．液滴先向左移动再向右移动 B．可在B中添加重铬酸钾实时检测酒精 C．A侧呼吸作用产生的[H]中能量全部转化为ATP中的能量和热能 D．将实验中的酵母菌替换为乳酸菌可得到相似的实验结果 【答案】A 【详解】A、实验开始时A瓶中氧气充足酵母菌进行有氧呼吸，消耗氧气的同时产生等量的二氧化碳，此时瓶内气压不变，B瓶中没有氧气存在，酵母菌进行无氧呼吸，不消耗氧气但产生二氧化碳，此时瓶内气压升高，因此液滴向左移动；无氧呼吸分解葡萄糖的速度更快，B瓶中的葡萄糖先被耗尽，呼吸作用停止，瓶内气压不再发生变化，而A瓶中葡萄糖并没有耗尽，氧气不充足时，酵母菌也会进行无氧呼吸，此时瓶内气压升高，液滴向右移动。故实验过程中液滴先向左移动再向右移动，A正确； B、实验中B瓶是密闭体系，无法在B中“实时”检测，否则会破坏实验装置的气密性，且重铬酸钾检测酒精需要酸性条件（如加入浓硫酸），加酸会杀死酵母菌，影响实验结果，而在B中添加酸性重铬酸钾时，葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，一般实验中需要耗尽溶液中的葡萄糖后才能检测酒精，B错误； C、实验过程中，A侧进行无氧呼吸时，产生的[H]中能量一部分存在于酒精中，C错误； D、乳酸菌是厌氧菌，只能在无氧条件下进行无氧呼吸，且不产生二氧化碳（乳酸菌无氧呼吸产生乳酸），因此液滴不会移动，与酵母菌的实验结果不同，D错误。 5．二氢乳清酸脱氢酶（DHODH）是催化谷氨酰胺和CO2等生成尿苷酸的关键酶。人体细胞中该酶位于线粒体内膜，其催化反应中脱下的电子经有氧呼吸第三阶段的电子传递链传递；而啤酒酵母中的同功能酶（ScURA）位于细胞质，其电子传递不依赖线粒体呼吸链。下列说法正确的是（    ） A．人体细胞中合成尿苷酸所需的CO2来自细胞质基质和线粒体 B．无氧条件下啤酒酵母细胞生成尿苷酸的速率快于人体细胞 C．呼吸链缺陷的人体细胞中导入ScURA基因后ATP的合成速率可恢复至正常水平 D．抑制线粒体呼吸链会导致啤酒酵母无法合成尿苷酸 【答案】B 【详解】A、人体细胞无氧呼吸产物为乳酸，细胞质基质中不会产生CO2，人体细胞的CO2仅来自有氧呼吸第二阶段的线粒体基质，因此合成尿苷酸所需的CO2仅来自线粒体，A错误； B、无氧条件下人体细胞有氧呼吸第三阶段的电子传递链无法正常运行，依赖电子传递链工作的DHODH功能受抑制，尿苷酸合成速率低；而啤酒酵母的ScURA电子传递不依赖线粒体呼吸链，无氧条件下仍可正常催化尿苷酸合成，因此无氧条件下啤酒酵母细胞生成尿苷酸的速率快于人体细胞，B正确； C、人体细胞的ATP主要依赖线粒体呼吸链合成，呼吸链缺陷本身会导致ATP合成受阻，导入ScURA基因仅能恢复尿苷酸的合成过程，无法修复呼吸链的功能，因此ATP合成速率不能恢复至正常水平，C错误； D、啤酒酵母合成尿苷酸依赖的ScURA不依赖线粒体呼吸链，因此抑制线粒体呼吸链不会影响其尿苷酸的合成，D错误。 6．（医疗疾病）铁代谢紊乱与心脏衰竭的发生、发展密切相关。如图为心肌细胞中SLC40A1过度表达导致Fe2+缺乏，诱导心肌细胞损伤的示意图。下列相关叙述错误的是（    ） A．SLC40A1是细胞膜上的载体蛋白，其过度表达导致胞内Fe2+下降，Fe3+转化为Fe2+引起氧化应激等反应 B．氧化应激产生的ROS可作为信号分子，调控心肌细胞凋亡相关基因的表达引起心脏衰竭 C．NADPH含量下降会加剧氧化应激，而线粒体功能障碍可进一步放大ROS的损伤效应 D．铁缺乏直接抑制NADPH的合成，导致NADP+积累，最终引发心肌细胞凋亡和心脏衰竭 【答案】D 【详解】A、SLC40A1位于细胞膜上，负责将心肌细胞内的Fe2+运出细胞，属于载体蛋白；其过度表达会导致胞内Fe2+大量外流，胞内Fe2+下降，促使Fe3+转化为Fe2+，进一步引发后续氧化应激反应，A正确； B、氧化应激产生的ROS（活性氧）可以作为信号分子，调控心肌细胞凋亡相关基因的表达，诱导心肌细胞凋亡，最终引发心脏衰竭，B正确； C、NADPH具有还原活性，NADPH含量下降，清除ROS的能力降低，会加剧氧化应激；题图显示线粒体功能障碍和ROS（氧化应激）为双向促进关系，因此线粒体功能障碍可进一步放大ROS的损伤效应，C正确； D、从示意图可知，铁缺乏（胞内总铁不足）直接作用于线粒体，诱导线粒体功能障碍；NADPH合成减少是胞内Fe2+含量不足，导致NADP+无法转化为NADPH导致的，并非铁缺乏直接抑制NADPH合成，D错误。 7．科研人员发现，肿瘤细胞即使在氧气充足时也主要依赖无氧呼吸产能。为探究药物X的作用，将相同肿瘤细胞随机均分为对照组和实验组（加入药物X），且在实验开始10 min后实验组与对照组均添加等量寡霉素，实时测量两组细胞的O2消耗速率和乳酸生成速率，结果如图。下列分析错误的是（　　） A．与对照组相比，0~10 min，药物X处理后肿瘤细胞的有氧呼吸减弱 B．10 min后，两组细胞的O2消耗速率均下降，说明寡霉素抑制肿瘤细胞的有氧呼吸 C．10 min后，实验组的乳酸生成速率上升幅度小于对照组，说明药物X促进无氧呼吸，寡霉素抑制无氧呼吸 D．若要探究药物X的剂量对肿瘤细胞呼吸作用的影响，可通过检测O2消耗速率和乳酸生成速率的比值变化来分析 【答案】C 【详解】A、加入药物X后，0~10min，实验组O2消耗速率下降，说明有氧呼吸减弱，A正确； B、10min后添加寡霉素导致两组O2消耗速率均大幅下降，说明寡霉素对有氧呼吸有抑制作用，B正确； C、加入药物X后，0~10min，实验组乳酸生成速率上升（40→78），说明药物X可促进无氧呼吸，加入寡霉素后，实验组乳酸生成速率从78升至85（上升了7），对照组从42升至95（上升了53），说明寡霉素也可促进无氧呼吸，C错误； D、O2消耗速率反映有氧呼吸强度，乳酸生成速率反映无氧呼吸强度，两者比值变化可反映细胞呼吸方式的转变，是探究药物作用机制的常用指标，D正确。 8．（科技前沿）我国科研人员开发了一种新型纳米探针，与传统的离体线粒体分析技术相比，该探针能够实时监测活细胞中的ATP和氧气浓度，并同步计算细胞产生ATP和消耗氧气的比值（P/O值），揭秘活细胞线粒体中的产能效率。下列叙述错误的是（　　） A．线粒体中产生ATP和消耗氧气的场所有所不同，[H]参与氧气消耗 B．该方法测得的P/O值可在一定程度上反映有氧呼吸第三阶段的产能效率 C．离体线粒体分析技术可能无法实时捕捉细胞内能量代谢的动态变化 D．若线粒体功能障碍，则P/O值升高，线粒体中的物质氧化分解速率降低 【答案】D 【详解】A．线粒体中产生ATP的场所是线粒体基质和线粒体内膜，消耗氧气的场所仅为线粒体内膜，二者场所不同；有氧呼吸第三阶段[H]与氧气结合生成水，A正确； B、氧气仅在有氧呼吸第三阶段被消耗，且该阶段会生成大量ATP，因此P/O值可在一定程度上反映有氧呼吸第三阶段的产能效率，B正确； C、由题干可知，新型探针相较于传统离体线粒体分析技术可实时监测活细胞的代谢，说明离体线粒体分析技术脱离了活细胞的真实环境，无法实时捕捉细胞内能量代谢的动态变化，C正确； D、若线粒体功能障碍，相同氧气消耗量下，产生的ATP量减少，因此P/O值会降低，D错误。 9．造血干细胞（HSC）在体内主要存在于骨髓低氧微环境中，其线粒体代谢模式与其分化状态密切相关。研究人员分别在常氧（21%O2）和低氧（3%O2）条件下培养小鼠骨髓HSC，测定相关生理指标，结果如下表： 培养条件 耗氧率（OCR，相对值） 无氧呼吸速率（ECAR，相对值） 线粒体膜电位（相对值） 常氧组（21%O2） 1.00 0.32 1.00 低氧组（3%O2） 0.45 0.68 0.51 注：OCR反映有氧呼吸强度，ECAR 反映无氧呼吸强度；线粒体膜电位是线粒体功能活性的指标下列说法正确的是（　　） A．低氧条件下，葡萄糖中的能量更多以热能形式散失 B．常氧条件下，有氧呼吸增强更有利于维持HSC 的未分化状态 C．HSC 在低氧下通过代谢转向无氧呼吸维持能量供应 D．实验数据说明低氧条件损伤了线粒体结构 【答案】C 【详解】A、低氧条件下无氧呼吸占比升高，无氧呼吸中葡萄糖分解不彻底，大部分能量储存在无氧呼吸产物乳酸中，释放的能量较少，因此葡萄糖中的能量并非更多以热能形式散失，A错误； B、由题干可知，造血干细胞在体内主要存在于骨髓低氧微环境，说明低氧更有利于维持HSC的未分化状态，常氧下有氧呼吸增强会促进HSC分化，B错误； C、低氧组的耗氧率（有氧呼吸强度）显著低于常氧组，无氧呼吸速率显著高于常氧组，说明HSC在低氧下代谢转向无氧呼吸，以此维持能量供应，C正确； D、线粒体膜电位是线粒体功能活性的指标，实验仅能说明低氧条件下线粒体功能活性降低，无法证明线粒体结构被损伤，D错误。 10．科研团队研究了C4植物（如玉米）和C3植物（如小麦）在三种环境条件下的光合速率（μmol CO2·m-2·s-1），结果如表所示。已知玉米的叶肉细胞和维管束鞘细胞通过“CO2泵（CO2浓缩”）机制（将空气中的CO2“泵”到植物细胞一个局部高浓度CO2的环境中）协同完成光合作用，其PEP羧化酶对CO2亲和力极高。下列叙述错误的是（　　） 植物类型 适宜条件（25℃，正常光） 高温、强光（40℃，强光） 低CO2浓度（150ppm） 玉米 35 32 30 小麦 30 15 10 A．玉米光合速率高于小麦，与C4植物高效转运和固定CO2的机制有关 B．高温、强光下小麦光合速率下降，与其气孔开度减小导致CO2吸收受阻有关 C．与适宜条件比，低CO2浓度下，小麦叶绿体基质中C3含量增加，C5含量减少 D．低CO2浓度下玉米光合速率变化不大，体现了PEP羧化酶高亲和力维持碳固定的优势 【答案】C 【详解】A、玉米为C4植物，存在CO2浓缩机制，PEP羧化酶对CO2亲和力极高，可高效转运、固定CO2，因此光合速率高于C3植物小麦，A正确； B、高温、强光环境下，小麦为降低蒸腾作用减少水分散失，气孔开度减小，导致CO2吸收量减少，光合速率下降，B正确； C、低CO2浓度下，暗反应中CO2固定（CO2与C5结合生成C3）速率减慢，C3生成量减少，而短时间内C3还原速率基本不变，因此叶绿体基质中C3含量减少，C5含量增加，C错误； D、玉米的PEP羧化酶对CO2亲和力极高，低CO2浓度下仍可固定足量CO2维持碳反应进行，因此光合速率变化不大，体现了该酶的优势，D正确。 11．在高光照及高O2低CO2的条件下，植物进行光呼吸造成水稻大量光合产物损失，科研人员通过导入GDH酶与MS酶的相关基因构建人工光呼吸旁路，以减少碳损失、提高光合效率。下列相关叙述正确的是（　　） 注：实线为天然光呼吸和光合作用生理过程，虚线为人工光呼吸旁路。 A．干旱频发时，胞间CO2/O2比值升高，Rubisco更易催化①过程，光呼吸增强 B．在该细胞中，卡尔文循环利用的CO2来自外界环境和人工光呼吸旁路代谢释放 C．导入GDH酶与MS酶基因后，乙醇酸进入人工光呼吸旁路，减少光呼吸过程中的碳损失 D．人工光呼吸旁路技术会降低水稻光合固碳效率，不利于我国实现“碳达峰、碳中和”目标 【答案】C 【详解】A、干旱频发时植物气孔关闭，胞间CO2浓度下降，胞间CO2/O2比值降低，Rubisco更易催化①过程使光呼吸增强，A错误； B、卡尔文循环利用的CO2除来自外界环境、人工光呼吸旁路外，还来自天然光呼吸过程线粒体释放的CO2以及细胞有氧呼吸释放的CO2，B错误； C、导入GDH酶与MS酶基因后，乙醇酸进入人工光呼吸旁路，直接在叶绿体中释放CO2供给卡尔文循环利用，减少了天然光呼吸过程中的碳损失，C正确； D、人工光呼吸旁路技术减少了光合产物损失，提高了水稻光合固碳效率，可吸收更多大气CO2，有利于实现“碳达峰、碳中和”目标，D错误。 12．研究者在实验室条件下培养铁皮石斛，除黑暗和恒定光强相互交替外，其他环境条件相同。测定一天中不同时刻的CO2吸收速率，结果如下图。 下列叙述错误的是（    ） A．ab段吸收CO2与光反应无关 B．b点释放的CO2来自细胞呼吸 C．气孔开闭可能会引起be段变化 D．ad段有机物积累量接近于零 【答案】D 【详解】A、ab段处于黑暗期（0：00~8：00），铁皮石斛没有光反应，无法进行光合作用，ab段吸收CO₂与光反应无关，A正确； B、b点是8：00，刚进入光照期，此时CO₂吸收速率为0，此时光合速率为0，释放的CO₂全部来自细胞呼吸，B正确； C、be段处于光照期，曲线出现波动（先升后降再升），这与光照、温度变化引起的气孔开闭直接相关：气孔开度影响CO₂吸收量，进而影响光合速率，导致CO₂吸收速率出现波动，C正确； D、ad段从0时到16时，ab段就已经吸收了较多CO2贮存，光照阶段进一步合成有机物，整个ad段CO2吸收总量大于0，有机物积累量大于0，不是接近于零，D错误。 13．科研人员在探究叶绿体中光系统Ⅰ（PS Ⅰ）和光系统Ⅱ（PS Ⅱ）的功能时，发现某突变体的PS Ⅱ反应中心色素（叶绿素a，吸收、传递光能）结构异常，导致水的光解受阻；PS Ⅰ的结构未发生改变，但NADP+还原效率显著下降。由此可推断（　　） A．PS Ⅱ不影响NADP+还原过程 B．该突变体的O2释放速率下降 C．NADPH在PS Ⅱ上合成 D．PS Ⅱ的功能不受PS Ⅰ影响 【答案】B 【详解】A、PSⅡ结构异常导致水的光解受阻，电子传递到PSⅠ的量减少，最终使NADP⁺还原效率下降，说明PSⅡ会影响NADP⁺还原过程，A错误； B、O₂是水的光解的产物，突变体PSⅡ结构异常导致水的光解受阻，因此O₂释放速率下降，B正确； C、NADPH是PSⅠ接受传递来的电子后，催化NADP⁺与H⁺结合形成的，合成场所是PSⅠ，C错误； D、分析题意可知，PSⅠ结构正常但NADP⁺还原效率下降，没有信息表明PSⅡ的功能是否受PSⅠ影响，无法得出该结论，D错误。 14．天津小站稻是我国著名优质稻种，科研人员对小站稻的光合作用特性进行研究，发现其光合速率受光照强度、CO2浓度等因素影响。下列相关叙述正确的是（　　） A．类囊体薄膜上的光合色素吸收光能后，可直接将CO2固定为C3 B．适当提高田间CO2浓度，可使小站稻光饱和点对应的光照强度升高 C．夏季正午光照过强时，小站稻光合速率下降是因气孔关闭导致水分解受阻 D．遮光处理会使小站稻叶绿体中ATP和NADPH的合成速率持续增加 【答案】B 【详解】A、CO₂固定属于暗反应过程，发生在叶绿体基质中，类囊体薄膜上光合色素吸收的光能需先用于光反应合成ATP和NADPH，无法直接用于固定CO₂，A错误； B、适当提高田间CO₂浓度，暗反应速率提升，需要光反应提供更多的ATP和NADPH，因此小站稻可利用更高强度的光照，光饱和点对应的光照强度升高，B正确； C、夏季正午光照过强时，小站稻光合速率下降是因为气孔关闭导致CO₂吸收不足，暗反应速率受限制，水的光解属于光反应过程，光照充足时不会受阻，C错误； D、遮光处理会使光照强度降低，光反应速率下降，叶绿体中ATP和NADPH的合成速率随之下降，不会持续增加，D错误。 15．在大肠杆菌中，可以通过基团移位的方式运输葡萄糖，如下图所示。细胞内的高能化合物——磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）的磷酸基团通过酶I的作用将HPr激活；而膜外环境中的葡萄糖分子先与细胞膜中的底物特异蛋白——酶Ⅱc结合，接着被图中所示过程传递来的磷酸基团激活，形成磷酸糖（可被细胞迅速利用），最后释放到细胞质中。下列叙述错误的是（    ）    A．图示运输方式中，葡萄糖需要经过磷酸化修饰才可以进入细胞质 B．酶Ⅱc是转运葡萄糖的载体，转运过程中其结构不发生变化 C．若葡萄糖移位过程消耗ATP，则该运输葡萄糖的方式属于主动运输 D．以这种方式运输葡萄糖，可避免细胞中葡萄糖积累过多而影响代谢 【答案】B 【分析】基团移位是另一种类型的主动运输，它与主动运输方式的不同之处在于它有一个复杂的运输系统来完成物质的运输，而物质在运输过程中发生化学变化。基团转移主要存在于厌氧型和兼性厌氧型细胞中，主要用于糖的运输，脂肪酸、核苷、碱基等也可以通过这种方式运输。 【详解】A 、膜外环境中的葡萄糖分子先与细胞膜中的底物特异蛋白—酶Ⅱc结合，接着被酶Ⅱb传递来的磷酸基团激活，形成磷酸糖（可被细胞迅速利用），最后释放到细胞质中，所以葡萄糖在基团移位的方式中，需要经过磷酸化修饰才可以进入细胞质，A正确； B、细胞内的高能化合物—磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）的磷酸基团通过酶I的作用将HPr激活，并通过酶Ⅱa、酶Ⅱb，接着与结合葡萄糖的酶Ⅱc结合，形成磷酸糖，最后释放到细胞质中，此过程需要消耗能量，属于主动运输，因此酶Ⅱc做为转运葡萄糖的载体，转运过程中其结构发生变化，B错误， C、小分子物质主要通过主动运输和被动运输进出细胞，若葡萄糖移位过程消耗ATP，则该运输葡萄糖的方式属于主动运输，C正确； D、通过基团移位的方式运输葡萄糖，进入细胞质的为磷酸化的葡萄糖，可直接参与糖酵解，被细胞迅速利用，因此可避免细胞中葡萄糖积累过多而影响代谢，D正确。 故选B。 二、选择题：共5小题，每小题3分，共15分，在每小题给出的四个选项中，至少有一个最符合题目要求。 16．蓝细菌可通过CO2浓缩机制主动富集无机碳提高光合效率如图1所示。研究人员利用该机制改造了水稻等农作物(如图2)，对比二者CO2浓缩机制，下列叙述正确的是（　　） A．两者的碳酸酐酶(CA)合成场所可能相同 B．两者糖类的合成均在羧酶体内完成 C．两者均依赖类囊体膜上的光合色素捕获光能 D．两者转运HCO3-所需的ATP来源相同 【答案】A 【详解】A、碳酸酐酶（CA）的本质是蛋白质，蛋白质的合成场所为核糖体。蓝细菌是原核生物，细胞内含有核糖体；水稻是真核生物，细胞质基质、叶绿体中都存在核糖体，因此二者CA的合成场所可能均为核糖体，A正确； B、蓝细菌的糖类合成可依赖羧酶体的反应完成，但改造后的水稻中羧酶体仅释放CO2，糖类是在叶绿体基质中经暗反应多步合成，并非在羧酶体内完成，B错误； C、类囊体是真核生物叶绿体特有的结构，蓝细菌为原核生物，无叶绿体和类囊体，其光合色素分布在光合片层上，不依赖类囊体膜捕获光能，C错误； D、蓝细菌转运HCO3-的ATP可来自细胞呼吸和光合作用光反应；水稻叶绿体转运HCO3-的ATP仅来自叶绿体光反应，二者ATP来源不同，D错误。 17．交替氧化酶（AOX）是植物线粒体抗氰呼吸途径的关键酶。干旱、低温、盐胁迫等诱导时，电子从细胞色素途径的泛醌（Q）处分叉，直接传递到AOX，将O2还原为H2O，但不合成ATP，能量主要以热能散失。下列说法错误的是（    ） A．抗氰呼吸的电子传递途径比细胞色素途径短 B．AOX主要催化来自NADPH的H+与O2结合生成H2O C．AOX途径增强时，单位葡萄糖释放的能量增加 D．AOX途径不会阻止细胞呼吸中间代谢产物的产生 【答案】BC 【详解】A、抗氰呼吸的电子从泛醌（Q）直接传递到 AOX，再到 O₂，不经过复合体 Ⅲ、Ⅳ，电子传递途径比细胞色素途径短，A正确； B、AOX 位于线粒体内膜，催化的是来自 NADH（呼吸链复合体 Ⅰ 产生）的电子，而非 NADPH（主要在光合作用中产生），B错误； C、细胞呼吸中葡萄糖的能量最终全部释放（部分储存在 ATP，部分以热能散失），AOX 途径只是改变了能量的分配比例（ATP 减少，热能增加），总能量不变，C错误； D、AOX 途径仅影响电子传递链的末端，不影中间代谢过程，不会阻止中间代谢产物的产生，D正确。 18．激酶是一类催化高能供体分子(如ATP)转移磷酸基团到特定底物的酶。在糖酵解过程中(如下图，每个箭头代表一个步骤)，HK、PFK-1两种激酶分别催化不可逆的反应①③，最终1分子葡萄糖净产生2分子ATP 和2分子丙酮酸下列说法正确的是（　　） A．①~⑩过程均发生于细胞质基质中 B．图中甲、乙两处的物质均可能含有腺苷三磷酸 C．降低环境温度，人体内催化糖酵解的酶的活性会下降 D．经糖酵解，葡萄糖中的能量主要储存在丙酮酸中 【答案】ABD 【详解】A、糖酵解过程是细胞呼吸第一阶段，整个过程均发生于细胞质基质中，图中①~⑩代表糖酵解的各个步骤，所以①~⑩过程均发生于细胞质基质中，A正确； B、因为激酶能催化高能供体分子（如ATP）转移磷酸基团到特定底物，在糖酵解过程中，甲处是反应①的底物等相关物质，乙处是反应③的底物等相关物质，它们都可能接受ATP转移的磷酸基团，所以甲、乙两处的物质均可能含有腺苷三磷酸（ATP），B正确； C、人是恒温动物，体温能保持相对稳定，即使降低环境温度，人体内酶的活性也不会下降，C错误； D、经糖酵解，葡萄糖中的能量一部分释放出来，一部分储存在丙酮酸中，主要储存在丙酮酸中，D正确。 故选ABD。 19．细胞糖酵解产生的某些物质会向细胞外释放H+，因此，H+流出细胞速率常用于评估糖酵解的强度。已知P基因编码糖酵解过程中的一种关键酶，N蛋白是一种RNA甲基转移酶，在多种癌细胞中表达上调，P基因转录的mRNA是N蛋白作用对象。科研人员利用癌细胞进行了相关实验，结果如下图。下列叙述正确的有（　　） A．加入2-DG的目的是确认阶段二H+流出速率的变化是由糖酵解引起的 B．推测N蛋白对P基因转录产生的mRNA的甲基化能提高其稳定性 C．阶段二的实验结果说明增加N蛋白的表达能提高ATP的产生效率 D．添加鱼藤酮和寡霉素A能直接抑制丙酮酸在线粒体内氧化分解为CO2的过程 【答案】AB 【详解】A、2-DG是糖酵解抑制剂。阶段二时呼吸链已被鱼藤酮和寡霉素A抑制，细胞主要依赖糖酵解供能，此时H⁺流出速率显著升高；加入2-DG后，糖酵解被抑制，H⁺流出速率骤降。这一实验设计可确认阶段二H⁺流出速率的变化是由糖酵解增强引起的，A正确； B、H⁺流出速率反映糖酵解强度，图中N蛋白过表达组的H⁺流出速率始终高于对照组，说明N蛋白过表达可增强糖酵解。已知P基因编码糖酵解关键酶，且P基因的mRNA是N蛋白（RNA甲基转移酶）的作用对象。由此可推测，N蛋白对P基因mRNA的甲基化修饰能提高其稳定性，使mRNA翻译出更多的糖酵解关键酶，从而增强糖酵解，B正确； C、阶段二添加了呼吸链抑制剂，细胞只能通过无氧呼吸（糖酵解）产生ATP。无氧呼吸每分子葡萄糖仅产生2个ATP，远低于有氧呼吸的30-32个，因此ATP的产生效率（单位葡萄糖的ATP产量） 是降低的。N蛋白过表达仅提高了糖酵解的速率，并未提高ATP的产生效率，C错误； D、鱼藤酮和寡霉素A抑制的是有氧呼吸第三阶段（电子传递链和氧化磷酸化），而丙酮酸在线粒体内氧化分解为CO₂是有氧呼吸第二阶段的反应。呼吸链抑制剂不会直接抑制第二阶段，而是通过抑制第三阶段导致NADH和FADH₂积累，间接抑制第二阶段，D错误。 20．拟南芥叶肉细胞的叶绿体与线粒体间的A酸—B酸循环途径参与了叶绿体、线粒体中[H]的氧化还原调节。M基因编码叶绿体脂肪酸合成的关键酶，A酸、B酸会通过载体蛋白双向转运。过量的NADH被复合物Ⅰ氧化后产生活性氧，最终引发活性氧爆发导致细胞凋亡。下列说法正确的是（    ） A．长时间光照，M基因突变株可能会因细胞凋亡出现叶片黄化 B．脂肪酸也是光合产物之一，可以作为脂肪合成的单体 C．过多的NADPH中的能量，最终可能用于细胞内的多种吸能反应 D．A酸—B酸循环途径维持了细胞间[H]的稳态与平衡 【答案】AC 【详解】A、 长时间光照会促进叶绿体产生大量NADPH，M基因编码叶绿体合成脂肪酸的关键酶，该过程会消耗NADPH。若M基因突变，脂肪酸合成受阻，NADPH无法被消耗而大量积累，多余的还原力通过A酸-B酸循环转运到线粒体，产生过量NADH，最终引发活性氧爆发导致叶肉细胞凋亡，叶绿素减少，叶片出现黄化，A正确； B、单体是用来描述多聚体（多糖、蛋白质、核酸等生物大分子）的组成单位，脂肪不属于多聚体，且脂肪由甘油和脂肪酸共同组成，B错误； C、过多NADPH中的化学能（还原力）通过A-B循环转移到线粒体生成NADH，NADH参与有氧呼吸第三阶段，通过氧化磷酸化将能量转移到ATP中；ATP是细胞的直接能源物质，水解释放的能量可以供给细胞内所有需要能量的吸能反应，因此过多NADPH的能量，最终会用于细胞内的多种吸能反应，C正确； D、结合题意和图文，叶绿体内氧化还原稳态的维持对叶绿体行使正常功能非常重要，叶绿体和线体协调配合，维持细胞的稳态与平衡：线粒体与叶绿体之间通过A酸-B酸循环协同合作，将叶绿体中的[H]运输到线粒体氧化，以维持叶绿体内氧化还原稳态，不是细胞间的稳态平衡，D错误。 三、非选择题：共5小题，55分。 21．（12分，除标记外，每空1分）Rubisco酶是光合作用中固定CO2的关键酶，但其催化特性具有双重性，在O2浓度高、CO2浓度低时会催化光呼吸，消耗有机物，降低作物产量。为探究Rubisco酶活性对番茄产量的影响，科研人员进行了相关研究。请回答下列问题： (1)Rubisco酶能催化CO2的固定，该过程发生在叶绿体的________，该过程属于光合作用的________阶段。 (2)为研究高温对Rubisco酶活性的影响，科研人员将生长状况相同的番茄植株随机分为两组，甲组在适宜温度（25℃）下培养，乙组在高温（40℃）下培养，其他条件相同且适宜。培养一段时间后，分别测定两组植株的净光合速率（Pn）和胞间CO2浓度（Ci），结果如图所示： 实验结果表明，高温导致净光合速率________，出现该结果的原因________（填“是”或“不是”）气孔因素导致的。请说明判断依据：________。（2分） (3)为进一步验证“Rubisco酶活性降低是高温导致光合速率下降的关键原因”，请利用上述实验中的甲、乙两组植株材料，采用同位素标记法，补充实验设计思路。 实验步骤： ①取等量的甲、乙两组番茄植株的叶片，分别用相同体积的缓冲液制备叶绿体提取液 ②向两份提取液中加入等量且足量的Rubisco酶催化的底物：________，（2分） 在25℃、适宜光照下反应一段时间。 ③检测并比较________。（2分） 预期结果：________。（2分） 【答案】(1) 基质中 暗反应 (2) 下降（或降低） 不是 若主要是气孔因素（气孔关闭）导致，则高温组Ci（胞间CO2浓度）应下降；而实验结果中高温（乙）组的Ci显著高于适宜温度（甲）组，说明CO2供应充足，因此主要原因不是气孔因素 (3) RuBP（五碳化合物，核酮糖-1，5-二磷酸，C5）和14C标记的NaHCO3溶液（或者CO2或者放射性同位素标记的CO2） 两组反应液中放射性有机物（或固定CO2的速率）的生成量 乙组（高温处理植株）叶绿体提取液中放射性有机物生成量（或CO2固定速率）显著低于甲组 【详解】（1）CO₂的固定是暗反应（卡尔文循环）的第一步，暗反应的发生场所是叶绿体基质，因此该过程属于光合作用的暗反应阶段。 （2）实验结果表明，高温导致净光合速率下降，可能的原因有高温条件下，酶活性降低，因此净光合速率降低；气孔因素导致光合下降的特征是，气孔关闭导致CO₂进入叶肉细胞减少，胞间CO₂浓度（Ci）降低；但实验中高温组的Ci 反而高于对照组，说明CO₂供应充足，因此不是气孔因素导致的光合下降。 （3）Rubisco 酶的功能是催化 CO₂与 C₅（RuBP）结合生成 C₃，实验目的是验证“Rubisco酶活性降低是高温导致光合速率下降的关键原因”，自变量是不同的温度的不同，因变量为两组反应液中放射性有机物（或固定CO2的速率）的生成量，Rubisco酶催化的底物有RuBP（五碳化合物，核酮糖-1，5-二磷酸，C5）和14C标记的NaHCO3溶液（或者CO2或者放射性同位素标记的CO2）， 检测并比较两组反应液中放射性有机物（或固定CO2的速率）的生成量，若乙组（高温处理植株）叶绿体提取液中放射性有机物生成量（或CO2固定速率）显著低于甲组，以此验证酶活性是光合下降的关键原因。 22．（10分，每空1分）磷是细胞中不可或缺的元素，以磷酸基团形式参与构成ATP、核酸及多种化合物。海洋中的浮游植物吸收磷酸盐(Pi)用于合成这些物质。在磷匮乏的寡营养海域，浮游植物常表现出光合速率下降、细胞膜结构重组等适应现象。 (1)磷元素参与合成的ATP是直接能源物质，其结构简式可表示为___________。 (2)磷元素参与合成浮游植物中的RuBP(核酮糖-1，5-二磷酸)，这是一种含磷的五碳化合物，其功能是与CO2结合生成___________分子。当磷供应不足时，RuBP的再生受阻，这将直接抑制暗反应中的___________过程。 (3)植物细胞在磷饥饿状态下，可降解自身膜结构中的___________以获取Pi。降解产生的甘油可转化为___________进入线粒体参与有氧呼吸第二阶段。 (4)根据以下信息和图1，回答下列问题： 注：图中为线粒体内膜电子传递链及ATP合成示意图，复合物Ⅰ～Ⅳ为转运质子及传递电子的蛋白质复合物、CoQ及Cytc是电子传递所需的结构、已注明H+泵出方向。 细胞有氧呼吸过程中，除产生还原型辅酶Ⅰ(NADH)外，第二阶段同时还产生另一种还原型黄素辅酶(FADH2)。这两种辅酶携带的高能电子进入如图电子传递链时，复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ都能如图中转运H+，形成质子梯度，但复合物Ⅱ不能泵出H+、H+经ATP合酶回流驱动ADP和Pi合成ATP。通常，1分子NADH经电子传递链可驱动合成约3分子ATP，而1分子FADH2仅能驱动合成约2分子ATP。 ①电子传递链的最终电子受体是___________(填化学式)。 ②用鱼藤酮(特异性抑制复合物Ⅰ的药物)处理线粒体后，以___________为主要电子供体的电子传递链仍能正常运行，但氧气消耗速率会___________(填“升高”“降低”或“不变”)。 ③在磷匮乏的海洋环境中，某些浮游植物线粒体内复合物Ⅱ的表达量上调，而复合物Ⅰ的表达量下调。从能量效率和磷利用的角度分析，这种变化的意义是：与依赖复合物Ⅰ途径相比，依赖复合物Ⅱ途径时，细胞通过___________(填“增强”或“减弱”)质子梯度来改变ATP合成效率，从而减少因___________而加剧磷匮乏，这是一种节磷的生存策略。 【答案】(1)A—P～P～P (2) C3 CO2固定 (3) 磷脂 丙酮酸 (4) O2 FADH2 降低 减弱 ATP合成过快消耗Pi(合理即可) 【详解】（1）ATP是三磷酸腺苷，它的结构简式是A—P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表特殊化学键。 （2）RuBP（核酮糖-1，5-二磷酸）是光合作用暗反应中固定CO₂的关键物质，它与CO₂结合生成C₃（三碳化合物）分子，这个过程就是CO₂的固定。当磷供应不足时，RuBP的再生受阻，而RuBP是CO₂固定的反应物，所以会直接抑制暗反应中的CO₂固定过程。 （3）植物细胞在缺磷状态下，会分解自身膜结构来获取磷元素，生物膜的主要成分是磷脂和蛋白质，其中磷脂含有磷元素，所以可以降解自身膜结构中的磷脂以获取Pi。 有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和水反应生成CO₂和[H]，同时释放少量能量，降解磷脂产生的甘油可以转化为丙酮酸，进入线粒体参与有氧呼吸第二阶段。 （4）①在有氧呼吸的电子传递链中，电子最终传递给O₂，O₂和H⁺结合生成水，所以最终电子受体是O₂；根据题干信息，FADH₂携带的高能电子进入电子传递链时，复合物II不能泵出H⁺，所以用鱼藤酮（特异性抑制复合物I的药物）处理线粒体后，FADH₂为电子供体的电子传递链仍能正常运行。 ②鱼藤酮抑制了复合物I，而复合物I可以转运H⁺形成质子梯度，抑制后质子梯度的形成减少，ATP合成减少，氧气的消耗速率会降低，因为电子传递链的速率减慢，对氧气的需求减少。 ③在磷匮乏的环境中，复合物II的表达量上调，复合物I的表达量下调。与依赖复合物I途径相比，依赖复合物II途径时，复合物II不能泵出H⁺，所以细胞通过减弱质子梯度来改变ATP合成效率，这样可以减少因ATP合成过快消耗Pi，避免磷元素被快速消耗，从而适应磷匮乏的环境，是一种节磷的生存策略。 23．（7分，除标记外，每空1分）聚球藻PCC 7942(蓝细菌)是研究葡萄糖工业化生产的重要材料，下图为聚球藻细胞内与葡萄糖相关的部分代谢过程。回答下列问题。 (1)图中PSII为光合色素和蛋白质的复合体，其含有的光合色素有___________，水光解产生的e最终受体是___________。 (2)为监测PCC 7942中葡萄糖的积累量，用含的培养基培养PCC 7942，一段时间后其光合产物葡萄糖中含有的原因是___________。 (3)据图分析，酶①在聚球藻葡萄糖代谢中的作用是___________。适宜条件下，酶①、酶②基因敲除的某藻株与野生型相比，短时间内其胞内葡萄糖积累量显著增加(期间葡萄糖外泌量基本不变)，推测原因是___________。 (4)胞内葡萄糖积累增多，可能对PCC 7942产生的不利影响有___________(答出一条即可)。为减轻该不利影响PCC 7942可通过增加细胞膜上___________的数量以增加葡萄糖外泌量。利用此过程可构建生产葡萄糖的细胞工厂。 【答案】(1) 叶绿素、藻蓝素 NADP+ (2)参与光反应产生了含的NADPH，进一步用于暗反应合成含的葡萄糖 (3) 催化葡萄糖生成葡萄糖-6-磷酸 光合作用产生的葡萄糖量基本不变，酶①催化生成葡萄糖-6-磷酸所消耗的葡萄糖量远大于酶②催化蔗糖生成葡萄糖的量，因此敲除后突变体细胞内葡萄糖积累增多) (4) 葡萄糖作为光合作用的产物大量积累会抑制光合作用(葡萄糖大量积累会增大细胞内渗透压干扰细胞代谢；其他合理答案即可) DMT(葡萄糖转运蛋白) 【详解】（1）聚球藻是蓝细菌（原核生物），无叶绿体，其光合色素为叶绿素和藻蓝素；水光解产生的电子经光系统传递，最终与NADP+、H+结合生成NADPH，因此电子的最终受体是NADP+。 （2）培养基中的3H2O被聚球藻吸收后，在光反应阶段发生水光解，产生含3H的H+和电子，最终参与生成NADPH；NADPH在卡尔文循环中还原C3化合物，将3H转移到光合产物(CH2O)中，最终合成的葡萄糖中就会带有3H。 （3）从代谢路径可知，酶①是葡萄糖参与呼吸作用的关键酶，可催化葡萄糖生成葡萄糖-6-磷酸，酶②催化蔗糖生成葡萄糖，敲除两个基因后，光合作用产生的葡萄糖量基本不变，酶①催化生成葡萄糖-6-磷酸所消耗的葡萄糖量远大于酶②催化蔗糖生成葡萄糖的量，因此敲除后突变体细胞内葡萄糖积累增多。 （4）葡萄糖作为光合作用的产物大量积累会抑制光合作用。图中DMT是细胞膜上负责将葡萄糖转运出细胞的载体蛋白，增加其数量可提升葡萄糖的外泌量，缓解胞内葡萄糖积累的不利影响。 24．（12分，除标记外，每空2分）低氧胁迫是指生物体所处环境中的氧气浓度低于其正常生理需求，从而导致其代谢、生长、发育和生存受到不利影响的一种胁迫状态。人进入高原环境时，可能会发生低氧胁迫，细胞内会发生如图所示的生命活动，其中①②为不同反应过程。水淹、灌溉不均匀或化学肥料造成的土壤板结均是引起植物低氧胁迫的因素。回答下列问题： (1)糖酵解指的是细胞内葡萄糖分解为丙酮酸的过程，因此糖酵解发生的具体场所是___________，该过程___________(填“生成”或“不生成”)ATP。 (2)当环境缺氧时，过程①和②会加快，这对于生命活动的意义是___________。 (3)若长期处于低氧或无氧环境，植物根部细胞会出现乙醇积累现象，这会毒害根部细胞。某实验小组利用水培技术探究低氧对甲、乙两个水稻品种根部细胞呼吸的影响，实验设计及相关生理指标如表所示。 实验组别 对照组 低氧组 水稻品种 甲 乙 甲 乙 丙酮酸含量/(μmol·L⁻¹) 17.0 18.0 19.2 28.9 乙醇含量/(μmol·L⁻¹) 23.0 23.5 54.1 34.2 a．结合表中数据分析，上述两个品种中，品种___________适应低氧环境的能力相对更强，理由是___________。 b．结合题意，针对农作物的低氧胁迫，请提出一项补救或改进措施：___________。 【答案】(1) 细胞质基质 生成 (2)GLUT（葡萄糖转运蛋白）增多，可促进葡萄糖进入细胞；糖酵解酶增多，可加速糖酵解（无氧呼吸），在氧气不足时，通过无氧呼吸为细胞生命活动提供更多能量，维持细胞正常代谢，适应低氧环境。 (3) 乙 与对照组相比，低氧组乙品种的乙醇积累量（34.2μmol・L⁻¹）远低于甲品种（54.1μmol・L⁻¹），说明乙品种根部细胞的无氧呼吸强度更低，乙醇（有毒物质）积累更少，对根部细胞的毒害更小，因此适应低氧环境的能力更强 定期松土，改善土壤通气性，增加土壤氧气含量 【详解】（1）糖酵解指的是细胞内葡萄糖分解为丙酮酸的过程为细胞呼吸第一阶段，场所在细胞质基质中进行；糖酵解是葡萄糖分解为丙酮酸的过程，会产生少量ATP。 （2）当环境缺氧时，过程①和②会加快，GLUT（葡萄糖转运蛋白）增多，可促进葡萄糖进入细胞；糖酵解酶增多，可加速糖酵解（无氧呼吸），在氧气不足时，通过无氧呼吸为细胞生命活动提供更多能量，维持细胞正常代谢，适应低氧环境。 （3） a.与对照组相比，低氧组乙品种的乙醇积累量（34.2μmol・L⁻¹）远低于甲品种（54.1μmol・L⁻¹），说明乙品种根部细胞的无氧呼吸强度更低，乙醇（有毒物质）积累更少，对根部细胞的毒害更小，因此适应低氧环境的能力更强。 b. 农作物低氧胁迫的补救 / 改进措施（任选其一即可） 定期松土，改善土壤通气性，增加土壤氧气含量；合理灌溉，避免田间积水，防止根部缺氧；采用滴灌、渗灌等节水灌溉方式，避免土壤板结 中耕松土，破除土壤板结，促进根部氧气供应；增施有机肥，改善土壤结构，提高土壤透气性。 25．（14分，除标记外，每空2分）水稻气孔受光照调节，夜间关闭，日间开放。为提高水稻产量，我国研究人员敲除了水稻中的Os基因并导入兼性CAM旁路构建了CBP水稻。Os基因是控制夜间气孔关闭的重要基因。CAM旁路可在夜间开放气孔吸收CO2，经系列酶促反应将CO2固定为苹果酸储存在液泡中；白天苹果酸分解释放CO2，在细胞中形成高CO2微环境。苹果酸还可以进入线粒体，反应产生NADH和CO2。研究人员在相同且适宜的条件下分别培养野生型水稻和CBP水稻并测定了相关指标，CBP水稻代谢机制及部分实验数据如下图： 指标 野生型 CBP 净光合速率（μmol・m⁻²・s⁻¹） 22.3 27.0 夜间相对呼吸速率 1.00 1.50 夜间液泡中苹果酸相对含量 1.00 1.31 (1)在CBP水稻中，CO2固定的场所有_____；光合作用中C3需在光反应提供的_____的作用下完成还原，最终生成糖类等有机物。 (2)在夜间CBP水稻液泡的PH相对野生型水稻_____（填“更高”、“更低”或“相等”），此时CBP水稻呼吸速率更高的原因是：_____，你认为此时苹果酸在线粒体中参与的反应是有氧呼吸第_____阶段。 (3)田间实验发现，CBP水稻干旱处理后存活率远低于野生型水稻，结合材料分析，可能的原因是：_____。 (4)有研究人员认为CBP水稻是导入了CAM旁路而提高了的光合速率，与敲除Os基因无关，请你在上述实验的基础再补充一组实验以验证该猜想。实验设计：_____。 【答案】(1) 细胞质基质、叶绿体基质 NADPH和ATP (2) 更低 固定CO2生成的苹果酸为呼吸作用提供了充足的原料 有氧呼吸第二阶段 (3)敲除Os基因后气孔长期开放，大量水分因蒸腾作用散失 (4)仅敲除水稻的Os基因，在相同条件下培养，记录该水稻的净光合速率，与野生型水稻和CBP水稻进行对比 【详解】（1）CBP水稻导入了CAM旁路，夜间气孔开放吸收CO₂，在细胞质基质中被固定为苹果酸储存在液泡中，这一步是CO₂的初次固定，场所为细胞质基质。白天气孔关闭，液泡中的苹果酸分解释放CO₂，CO₂进入叶绿体基质，参与卡尔文循环（暗反应），被C₅固定生成C₃，这一步的场所为叶绿体基质，因此，CBP水稻中CO₂固定的场所有两处。光合作用暗反应阶段，C₃的还原需要光反应提供的NADPH（还原氢）作为还原剂和ATP提供能量，最终生成糖类等有机物。 （2）夜间CBP水稻吸收CO₂并转化为苹果酸储存在液泡中，苹果酸是酸性物质，液泡内酸性增强，因此pH比野生型水稻更低。表格数据显示CBP水稻夜间液泡中苹果酸相对含量更高。苹果酸可进入线粒体，为呼吸作用提供充足的反应原料，因此夜间相对呼吸速率更高。有氧呼吸第二阶段在线粒体基质中进行，丙酮酸和水反应生成CO₂和NADH；材料提到苹果酸进入线粒体可反应产生NADH和CO₂，与有氧呼吸第二阶段的产物一致，因此苹果酸参与的是有氧呼吸第二阶段。 （3）野生型水稻的Os基因控制夜间气孔关闭，减少水分散失。CBP水稻敲除了Os基因，夜间气孔无法正常关闭，即使在干旱条件下，气孔仍长期开放。气孔开放会导致蒸腾作用持续增强，水稻体内水分大量散失，无法应对干旱环境，因此存活率远低于野生型水稻。 （4）本实验的自变量为“是否导入CAM旁路”，需要排除“敲除Os基因”的干扰，因此设置仅敲除Os基因、未导入CAM旁路的水稻作为新的实验组。实验思路：若CBP水稻净光合速率高是因为导入了CAM旁路，那么仅敲除Os基因的水稻净光合速率应与野生型水稻相近，且远低于CBP水稻；若敲除Os基因本身会提高光合速率，则该组水稻的净光合速率应高于野生型。通过三组数据对比，即可验证猜想。 1 / 17 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 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：共15小题，每小题2分，共30分，在每小题给出的四个选项中，只有一个最符合题目要求。 1．（新材料背景）我国科研人员研发出新材料，可利用CO2和H2O在自然光下产生CO和CH4.该材料上能发生水的光解反应。因能积累电子，其能量转换效率高于天然光合作用。下列叙述错误的是（　　） A．人工光合作用能转化光能 B．天然光合作用时电子无法积累 C．新材料可类比为叶绿体内膜 D．新材料可降低环境中CO2的浓度 2．血管内皮细胞的胱硫醚-β-合酶（CBS）活性显著下降，会导致人体出现高血压。性质稳定的小分子化合物X能够特异性结合CBS酶活性中心（酶与底物结合的位点）以外的某位点，显著增强其活性，缓解血管收缩。下列叙述正确的是（　　） A．化合物X通过提高酶促反应的活化能以提高CBS的活性 B．增加CBS的底物浓度，化合物X的激活效应可能依然存在 C．在探究温度对CBS酶活性影响的实验中，各组均需添加等量的化合物X D．临床上可以口服化合物X以治疗高血压，降压效果与使用剂量呈正相关 3．（自主研发）我国科研团队研发出线粒体胶囊移植技术，将健康线粒体包裹于囊泡中，可安全高效递送至细胞与组织，显著改善帕金森症、利氏综合征等疾病症状。下列相关叙述正确的是（　　） A．线粒体是细胞的“动力车间”，合成的ATP都来自其内膜 B．丙酮酸在线粒体分解释放CO2的过程需要O2的直接参与 C．囊泡与靶细胞膜融合实现线粒体释放，该过程不消耗能量 D．囊泡包裹线粒体进行移植，主要利用了生物膜的流动性 4．先向A、B瓶中加入等量不含碳源的培养液，再将等量的丧失繁殖能力的酵母菌分别加入A、B瓶中，其他处理如表。横管中部放入有色液滴（横管部分足够长），当液滴不再移动时停止实验。下列说法正确的是（　　） A（mmol） B（mmol） 氧气 60 0 氮气 0 60 葡萄糖 10 10 注：无氧呼吸分解葡萄糖的速度更快 A．液滴先向左移动再向右移动 B．可在B中添加重铬酸钾实时检测酒精 C．A侧呼吸作用产生的[H]中能量全部转化为ATP中的能量和热能 D．将实验中的酵母菌替换为乳酸菌可得到相似的实验结果 5．二氢乳清酸脱氢酶（DHODH）是催化谷氨酰胺和CO2等生成尿苷酸的关键酶。人体细胞中该酶位于线粒体内膜，其催化反应中脱下的电子经有氧呼吸第三阶段的电子传递链传递；而啤酒酵母中的同功能酶（ScURA）位于细胞质，其电子传递不依赖线粒体呼吸链。下列说法正确的是（    ） A．人体细胞中合成尿苷酸所需的CO2来自细胞质基质和线粒体 B．无氧条件下啤酒酵母细胞生成尿苷酸的速率快于人体细胞 C．呼吸链缺陷的人体细胞中导入ScURA基因后ATP的合成速率可恢复至正常水平 D．抑制线粒体呼吸链会导致啤酒酵母无法合成尿苷酸 6．（医疗疾病）铁代谢紊乱与心脏衰竭的发生、发展密切相关。如图为心肌细胞中SLC40A1过度表达导致Fe2+缺乏，诱导心肌细胞损伤的示意图。下列相关叙述错误的是（    ） A．SLC40A1是细胞膜上的载体蛋白，其过度表达导致胞内Fe2+下降，Fe3+转化为Fe2+引起氧化应激等反应 B．氧化应激产生的ROS可作为信号分子，调控心肌细胞凋亡相关基因的表达引起心脏衰竭 C．NADPH含量下降会加剧氧化应激，而线粒体功能障碍可进一步放大ROS的损伤效应 D．铁缺乏直接抑制NADPH的合成，导致NADP+积累，最终引发心肌细胞凋亡和心脏衰竭 7．科研人员发现，肿瘤细胞即使在氧气充足时也主要依赖无氧呼吸产能。为探究药物X的作用，将相同肿瘤细胞随机均分为对照组和实验组（加入药物X），且在实验开始10 min后实验组与对照组均添加等量寡霉素，实时测量两组细胞的O2消耗速率和乳酸生成速率，结果如图。下列分析错误的是（　　） A．与对照组相比，0~10 min，药物X处理后肿瘤细胞的有氧呼吸减弱 B．10 min后，两组细胞的O2消耗速率均下降，说明寡霉素抑制肿瘤细胞的有氧呼吸 C．10 min后，实验组的乳酸生成速率上升幅度小于对照组，说明药物X促进无氧呼吸，寡霉素抑制无氧呼吸 D．若要探究药物X的剂量对肿瘤细胞呼吸作用的影响，可通过检测O2消耗速率和乳酸生成速率的比值变化来分析 8．（科技前沿）我国科研人员开发了一种新型纳米探针，与传统的离体线粒体分析技术相比，该探针能够实时监测活细胞中的ATP和氧气浓度，并同步计算细胞产生ATP和消耗氧气的比值（P/O值），揭秘活细胞线粒体中的产能效率。下列叙述错误的是（　　） A．线粒体中产生ATP和消耗氧气的场所有所不同，[H]参与氧气消耗 B．该方法测得的P/O值可在一定程度上反映有氧呼吸第三阶段的产能效率 C．离体线粒体分析技术可能无法实时捕捉细胞内能量代谢的动态变化 D．若线粒体功能障碍，则P/O值升高，线粒体中的物质氧化分解速率降低 9．造血干细胞（HSC）在体内主要存在于骨髓低氧微环境中，其线粒体代谢模式与其分化状态密切相关。研究人员分别在常氧（21%O2）和低氧（3%O2）条件下培养小鼠骨髓HSC，测定相关生理指标，结果如下表： 培养条件 耗氧率（OCR，相对值） 无氧呼吸速率（ECAR，相对值） 线粒体膜电位（相对值） 常氧组（21%O2） 1.00 0.32 1.00 低氧组（3%O2） 0.45 0.68 0.51 注：OCR反映有氧呼吸强度，ECAR 反映无氧呼吸强度；线粒体膜电位是线粒体功能活性的指标下列说法正确的是（　　） A．低氧条件下，葡萄糖中的能量更多以热能形式散失 B．常氧条件下，有氧呼吸增强更有利于维持HSC 的未分化状态 C．HSC 在低氧下通过代谢转向无氧呼吸维持能量供应 D．实验数据说明低氧条件损伤了线粒体结构 10．科研团队研究了C4植物（如玉米）和C3植物（如小麦）在三种环境条件下的光合速率（μmol CO2·m-2·s-1），结果如表所示。已知玉米的叶肉细胞和维管束鞘细胞通过“CO2泵（CO2浓缩”）机制（将空气中的CO2“泵”到植物细胞一个局部高浓度CO2的环境中）协同完成光合作用，其PEP羧化酶对CO2亲和力极高。下列叙述错误的是（　　） 植物类型 适宜条件（25℃，正常光） 高温、强光（40℃，强光） 低CO2浓度（150ppm） 玉米 35 32 30 小麦 30 15 10 A．玉米光合速率高于小麦，与C4植物高效转运和固定CO2的机制有关 B．高温、强光下小麦光合速率下降，与其气孔开度减小导致CO2吸收受阻有关 C．与适宜条件比，低CO2浓度下，小麦叶绿体基质中C3含量增加，C5含量减少 D．低CO2浓度下玉米光合速率变化不大，体现了PEP羧化酶高亲和力维持碳固定的优势 11．在高光照及高O2低CO2的条件下，植物进行光呼吸造成水稻大量光合产物损失，科研人员通过导入GDH酶与MS酶的相关基因构建人工光呼吸旁路，以减少碳损失、提高光合效率。下列相关叙述正确的是（　　） 注：实线为天然光呼吸和光合作用生理过程，虚线为人工光呼吸旁路。 A．干旱频发时，胞间CO2/O2比值升高，Rubisco更易催化①过程，光呼吸增强 B．在该细胞中，卡尔文循环利用的CO2来自外界环境和人工光呼吸旁路代谢释放 C．导入GDH酶与MS酶基因后，乙醇酸进入人工光呼吸旁路，减少光呼吸过程中的碳损失 D．人工光呼吸旁路技术会降低水稻光合固碳效率，不利于我国实现“碳达峰、碳中和”目标 12．研究者在实验室条件下培养铁皮石斛，除黑暗和恒定光强相互交替外，其他环境条件相同。测定一天中不同时刻的CO2吸收速率，结果如下图。 下列叙述错误的是（    ） A．ab段吸收CO2与光反应无关 B．b点释放的CO2来自细胞呼吸 C．气孔开闭可能会引起be段变化 D．ad段有机物积累量接近于零 13．科研人员在探究叶绿体中光系统Ⅰ（PS Ⅰ）和光系统Ⅱ（PS Ⅱ）的功能时，发现某突变体的PS Ⅱ反应中心色素（叶绿素a，吸收、传递光能）结构异常，导致水的光解受阻；PS Ⅰ的结构未发生改变，但NADP+还原效率显著下降。由此可推断（　　） A．PS Ⅱ不影响NADP+还原过程 B．该突变体的O2释放速率下降 C．NADPH在PS Ⅱ上合成 D．PS Ⅱ的功能不受PS Ⅰ影响 14．天津小站稻是我国著名优质稻种，科研人员对小站稻的光合作用特性进行研究，发现其光合速率受光照强度、CO2浓度等因素影响。下列相关叙述正确的是（　　） A．类囊体薄膜上的光合色素吸收光能后，可直接将CO2固定为C3 B．适当提高田间CO2浓度，可使小站稻光饱和点对应的光照强度升高 C．夏季正午光照过强时，小站稻光合速率下降是因气孔关闭导致水分解受阻 D．遮光处理会使小站稻叶绿体中ATP和NADPH的合成速率持续增加 15．在大肠杆菌中，可以通过基团移位的方式运输葡萄糖，如下图所示。细胞内的高能化合物——磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）的磷酸基团通过酶I的作用将HPr激活；而膜外环境中的葡萄糖分子先与细胞膜中的底物特异蛋白——酶Ⅱc结合，接着被图中所示过程传递来的磷酸基团激活，形成磷酸糖（可被细胞迅速利用），最后释放到细胞质中。下列叙述错误的是（    ）    A．图示运输方式中，葡萄糖需要经过磷酸化修饰才可以进入细胞质 B．酶Ⅱc是转运葡萄糖的载体，转运过程中其结构不发生变化 C．若葡萄糖移位过程消耗ATP，则该运输葡萄糖的方式属于主动运输 D．以这种方式运输葡萄糖，可避免细胞中葡萄糖积累过多而影响代谢 二、选择题：共5小题，每小题3分，共15分，在每小题给出的四个选项中，至少有一个最符合题目要求。 16．蓝细菌可通过CO2浓缩机制主动富集无机碳提高光合效率如图1所示。研究人员利用该机制改造了水稻等农作物(如图2)，对比二者CO2浓缩机制，下列叙述正确的是（　　） A．两者的碳酸酐酶(CA)合成场所可能相同 B．两者糖类的合成均在羧酶体内完成 C．两者均依赖类囊体膜上的光合色素捕获光能 D．两者转运HCO3-所需的ATP来源相同 17．交替氧化酶（AOX）是植物线粒体抗氰呼吸途径的关键酶。干旱、低温、盐胁迫等诱导时，电子从细胞色素途径的泛醌（Q）处分叉，直接传递到AOX，将O2还原为H2O，但不合成ATP，能量主要以热能散失。下列说法错误的是（    ） A．抗氰呼吸的电子传递途径比细胞色素途径短 B．AOX主要催化来自NADPH的H+与O2结合生成H2O C．AOX途径增强时，单位葡萄糖释放的能量增加 D．AOX途径不会阻止细胞呼吸中间代谢产物的产生 18．激酶是一类催化高能供体分子(如ATP)转移磷酸基团到特定底物的酶。在糖酵解过程中(如下图，每个箭头代表一个步骤)，HK、PFK-1两种激酶分别催化不可逆的反应①③，最终1分子葡萄糖净产生2分子ATP 和2分子丙酮酸下列说法正确的是（　　） A．①~⑩过程均发生于细胞质基质中 B．图中甲、乙两处的物质均可能含有腺苷三磷酸 C．降低环境温度，人体内催化糖酵解的酶的活性会下降 D．经糖酵解，葡萄糖中的能量主要储存在丙酮酸中 19．细胞糖酵解产生的某些物质会向细胞外释放H+，因此，H+流出细胞速率常用于评估糖酵解的强度。已知P基因编码糖酵解过程中的一种关键酶，N蛋白是一种RNA甲基转移酶，在多种癌细胞中表达上调，P基因转录的mRNA是N蛋白作用对象。科研人员利用癌细胞进行了相关实验，结果如下图。下列叙述正确的有（　　） A．加入2-DG的目的是确认阶段二H+流出速率的变化是由糖酵解引起的 B．推测N蛋白对P基因转录产生的mRNA的甲基化能提高其稳定性 C．阶段二的实验结果说明增加N蛋白的表达能提高ATP的产生效率 D．添加鱼藤酮和寡霉素A能直接抑制丙酮酸在线粒体内氧化分解为CO2的过程 20．拟南芥叶肉细胞的叶绿体与线粒体间的A酸—B酸循环途径参与了叶绿体、线粒体中[H]的氧化还原调节。M基因编码叶绿体脂肪酸合成的关键酶，A酸、B酸会通过载体蛋白双向转运。过量的NADH被复合物Ⅰ氧化后产生活性氧，最终引发活性氧爆发导致细胞凋亡。下列说法正确的是（    ） A．长时间光照，M基因突变株可能会因细胞凋亡出现叶片黄化 B．脂肪酸也是光合产物之一，可以作为脂肪合成的单体 C．过多的NADPH中的能量，最终可能用于细胞内的多种吸能反应 D．A酸—B酸循环途径维持了细胞间[H]的稳态与平衡 三、非选择题：共5小题，55分。 21．（12分，除标记外，每空1分）Rubisco酶是光合作用中固定CO2的关键酶，但其催化特性具有双重性，在O2浓度高、CO2浓度低时会催化光呼吸，消耗有机物，降低作物产量。为探究Rubisco酶活性对番茄产量的影响，科研人员进行了相关研究。请回答下列问题： (1)Rubisco酶能催化CO2的固定，该过程发生在叶绿体的________，该过程属于光合作用的________阶段。 (2)为研究高温对Rubisco酶活性的影响，科研人员将生长状况相同的番茄植株随机分为两组，甲组在适宜温度（25℃）下培养，乙组在高温（40℃）下培养，其他条件相同且适宜。培养一段时间后，分别测定两组植株的净光合速率（Pn）和胞间CO2浓度（Ci），结果如图所示： 实验结果表明，高温导致净光合速率________，出现该结果的原因________（填“是”或“不是”）气孔因素导致的。请说明判断依据：________。（2分） (3)为进一步验证“Rubisco酶活性降低是高温导致光合速率下降的关键原因”，请利用上述实验中的甲、乙两组植株材料，采用同位素标记法，补充实验设计思路。 实验步骤： ①取等量的甲、乙两组番茄植株的叶片，分别用相同体积的缓冲液制备叶绿体提取液 ②向两份提取液中加入等量且足量的Rubisco酶催化的底物：________，（2分）在25℃、适宜光照下反应一段时间。 ③检测并比较________。（2分） 预期结果：________。（2分） 22．（10分，每空1分）磷是细胞中不可或缺的元素，以磷酸基团形式参与构成ATP、核酸及多种化合物。海洋中的浮游植物吸收磷酸盐(Pi)用于合成这些物质。在磷匮乏的寡营养海域，浮游植物常表现出光合速率下降、细胞膜结构重组等适应现象。 (1)磷元素参与合成的ATP是直接能源物质，其结构简式可表示为___________。 (2)磷元素参与合成浮游植物中的RuBP(核酮糖-1，5-二磷酸)，这是一种含磷的五碳化合物，其功能是与CO2结合生成___________分子。当磷供应不足时，RuBP的再生受阻，这将直接抑制暗反应中的___________过程。 (3)植物细胞在磷饥饿状态下，可降解自身膜结构中的___________以获取Pi。降解产生的甘油可转化为___________进入线粒体参与有氧呼吸第二阶段。 (4)根据以下信息和图1，回答下列问题： 注：图中为线粒体内膜电子传递链及ATP合成示意图，复合物Ⅰ～Ⅳ为转运质子及传递电子的蛋白质复合物、CoQ及Cytc是电子传递所需的结构、已注明H+泵出方向。 细胞有氧呼吸过程中，除产生还原型辅酶Ⅰ(NADH)外，第二阶段同时还产生另一种还原型黄素辅酶(FADH2)。这两种辅酶携带的高能电子进入如图电子传递链时，复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ都能如图中转运H+，形成质子梯度，但复合物Ⅱ不能泵出H+、H+经ATP合酶回流驱动ADP和Pi合成ATP。通常，1分子NADH经电子传递链可驱动合成约3分子ATP，而1分子FADH2仅能驱动合成约2分子ATP。 ①电子传递链的最终电子受体是___________(填化学式)。 ②用鱼藤酮(特异性抑制复合物Ⅰ的药物)处理线粒体后，以___________为主要电子供体的电子传递链仍能正常运行，但氧气消耗速率会___________(填“升高”“降低”或“不变”)。 ③在磷匮乏的海洋环境中，某些浮游植物线粒体内复合物Ⅱ的表达量上调，而复合物Ⅰ的表达量下调。从能量效率和磷利用的角度分析，这种变化的意义是：与依赖复合物Ⅰ途径相比，依赖复合物Ⅱ途径时，细胞通过___________(填“增强”或“减弱”)质子梯度来改变ATP合成效率，从而减少因___________而加剧磷匮乏，这是一种节磷的生存策略。 23．（7分，除标记外，每空1分）聚球藻PCC 7942(蓝细菌)是研究葡萄糖工业化生产的重要材料，下图为聚球藻细胞内与葡萄糖相关的部分代谢过程。回答下列问题。 (1)图中PSII为光合色素和蛋白质的复合体，其含有的光合色素有___________，水光解产生的e最终受体是___________。 (2)为监测PCC 7942中葡萄糖的积累量，用含的培养基培养PCC 7942，一段时间后其光合产物葡萄糖中含有的原因是___________。 (3)据图分析，酶①在聚球藻葡萄糖代谢中的作用是___________。适宜条件下，酶①、酶②基因敲除的某藻株与野生型相比，短时间内其胞内葡萄糖积累量显著增加(期间葡萄糖外泌量基本不变)，推测原因是___________。 (4)胞内葡萄糖积累增多，可能对PCC 7942产生的不利影响有___________(答出一条即可)。为减轻该不利影响PCC 7942可通过增加细胞膜上___________的数量以增加葡萄糖外泌量。利用此过程可构建生产葡萄糖的细胞工厂。 24．（12分，除标记外，每空2分）低氧胁迫是指生物体所处环境中的氧气浓度低于其正常生理需求，从而导致其代谢、生长、发育和生存受到不利影响的一种胁迫状态。人进入高原环境时，可能会发生低氧胁迫，细胞内会发生如图所示的生命活动，其中①②为不同反应过程。水淹、灌溉不均匀或化学肥料造成的土壤板结均是引起植物低氧胁迫的因素。回答下列问题： (1)糖酵解指的是细胞内葡萄糖分解为丙酮酸的过程，因此糖酵解发生的具体场所是___________，该过程___________(填“生成”或“不生成”)ATP。 (2)当环境缺氧时，过程①和②会加快，这对于生命活动的意义是___________。 (3)若长期处于低氧或无氧环境，植物根部细胞会出现乙醇积累现象，这会毒害根部细胞。某实验小组利用水培技术探究低氧对甲、乙两个水稻品种根部细胞呼吸的影响，实验设计及相关生理指标如表所示。 实验组别 对照组 低氧组 水稻品种 甲 乙 甲 乙 丙酮酸含量/(μmol·L⁻¹) 17.0 18.0 19.2 28.9 乙醇含量/(μmol·L⁻¹) 23.0 23.5 54.1 34.2 a．结合表中数据分析，上述两个品种中，品种___________适应低氧环境的能力相对更强，理由是___________。 b．结合题意，针对农作物的低氧胁迫，请提出一项补救或改进措施：___________。 25．（14分，除标记外，每空2分）水稻气孔受光照调节，夜间关闭，日间开放。为提高水稻产量，我国研究人员敲除了水稻中的Os基因并导入兼性CAM旁路构建了CBP水稻。Os基因是控制夜间气孔关闭的重要基因。CAM旁路可在夜间开放气孔吸收CO2，经系列酶促反应将CO2固定为苹果酸储存在液泡中；白天苹果酸分解释放CO2，在细胞中形成高CO2微环境。苹果酸还可以进入线粒体，反应产生NADH和CO2。研究人员在相同且适宜的条件下分别培养野生型水稻和CBP水稻并测定了相关指标，CBP水稻代谢机制及部分实验数据如下图： 指标 野生型 CBP 净光合速率（μmol・m⁻²・s⁻¹） 22.3 27.0 夜间相对呼吸速率 1.00 1.50 夜间液泡中苹果酸相对含量 1.00 1.31 (1)在CBP水稻中，CO2固定的场所有_____；光合作用中C3需在光反应提供的_____的作用下完成还原，最终生成糖类等有机物。 (2)在夜间CBP水稻液泡的PH相对野生型水稻_____（填“更高”、“更低”或“相等”），此时CBP水稻呼吸速率更高的原因是：_____，你认为此时苹果酸在线粒体中参与的反应是有氧呼吸第_____阶段。 (3)田间实验发现，CBP水稻干旱处理后存活率远低于野生型水稻，结合材料分析，可能的原因是：_____。 (4)有研究人员认为CBP水稻是导入了CAM旁路而提高了的光合速率，与敲除Os基因无关，请你在上述实验的基础再补充一组实验以验证该猜想。实验设计：_____。 / 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 参考答案 一、选择题：共15小题，每小题2分，共30分，在每小题给出的四个选项中，只有一个最符合题目要求。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B D A B D C D C C 题号 11 12 13 14 15 答案 C D B B B 二、选择题：共5小题，每小题3分，共15分，在每小题给出的四个选项中，至少有一个最符合题目要求。 题号 16 17 18 19 20 答案 A BC ABD AB AC 三、非选择题：共5小题，55分。 21．（12分，除标记外，每空1分） (1) 基质中 暗反应 (2) 下降（或降低） 不是 若主要是气孔因素（气孔关闭）导致，则高温组Ci（胞间CO2浓度）应下降；而实验结果中高温（乙）组的Ci显著高于适宜温度（甲）组，说明CO2供应充足，因此主要原因不是气孔因素（2分） (3) RuBP（五碳化合物，核酮糖-1，5-二磷酸，C5）和14C标记的NaHCO3溶液（或者CO2或者放射性同位素标记的CO2）（2分） 两组反应液中放射性有机物（或固定CO2的速率）的生成量（2分） 乙组（高温处理植株）叶绿体提取液中放射性有机物生成量（或CO2固定速率）显著低于甲组（2分） 22．（10分，每空1分） (1)A—P～P～P (2) C3 CO2固定 (3) 磷脂 丙酮酸 (4) O2 FADH2 降低 减弱 ATP合成过快消耗Pi(合理即可) 23．（7分，除标记外，每空1分） (1) 叶绿素、藻蓝素 NADP+ (2)参与光反应产生了含的NADPH，进一步用于暗反应合成含的葡萄糖 (3) 催化葡萄糖生成葡萄糖-6-磷酸 光合作用产生的葡萄糖量基本不变，酶①催化生成葡萄糖-6-磷酸所消耗的葡萄糖量远大于酶②催化蔗糖生成葡萄糖的量，因此敲除后突变体细胞内葡萄糖积累增多) (4) 葡萄糖作为光合作用的产物大量积累会抑制光合作用(葡萄糖大量积累会增大细胞内渗透压干扰细胞代谢；其他合理答案即可) DMT(葡萄糖转运蛋白) 24．（12分，除标记外，每空2分） (1) 细胞质基质 生成 (2)GLUT（葡萄糖转运蛋白）增多，可促进葡萄糖进入细胞；糖酵解酶增多，可加速糖酵解（无氧呼吸），在氧气不足时，通过无氧呼吸为细胞生命活动提供更多能量，维持细胞正常代谢，适应低氧环境。 (3) 乙 与对照组相比，低氧组乙品种的乙醇积累量（34.2μmol・L⁻¹）远低于甲品种（54.1μmol・L⁻¹），说明乙品种根部细胞的无氧呼吸强度更低，乙醇（有毒物质）积累更少，对根部细胞的毒害更小，因此适应低氧环境的能力更强 定期松土，改善土壤通气性，增加土壤氧气含量 25．（14分，除标记外，每空2分） (1) 细胞质基质、叶绿体基质 NADPH和ATP (2) 更低 固定CO2生成的苹果酸为呼吸作用提供了充足的原料 有氧呼吸第二阶段 (3)敲除Os基因后气孔长期开放，大量水分因蒸腾作用散失 (4)仅敲除水稻的Os基因，在相同条件下培养，记录该水稻的净光合速率，与野生型水稻和CBP水稻进行对比 1 / 17 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $