熱點(diǎn)01-二氧化碳到淀粉的轉(zhuǎn)化(原卷版)

熱點(diǎn)01-二氧化碳到淀粉的轉(zhuǎn)化第I卷（選擇題）一、單選題1．2021年9月24日，一篇重磅研究論文登上了國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》，中國(guó)科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所研究員馬延和帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，采用一種類(lèi)似“搭積木”的方式，從頭設(shè)計(jì)、構(gòu)建了11步反應(yīng)的非自然固碳與淀粉合成途徑，在實(shí)驗(yàn)室中首次實(shí)現(xiàn)從二氧化碳到淀粉分子的全合成。該途徑使用了從自然界動(dòng)物、植物、微生物等31種不同物種分離出來(lái)的62種生物酶催化劑。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．構(gòu)成淀粉的元素只有C、H、O三種B．該技術(shù)使淀粉生產(chǎn)從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植模式向工業(yè)車(chē)間生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變成為可能C．該技術(shù)能高效地合成淀粉，主要原因是科學(xué)家設(shè)計(jì)合成了全新的更加高效的酶D．該技術(shù)的機(jī)制可能包括利用催化劑將二氧化碳通過(guò)一系列的化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為六碳化合物，再將六碳化合物連接成淀粉2．人工光合作用系統(tǒng)可利用太陽(yáng)能合成糖類(lèi)，相關(guān)裝置及過(guò)程如圖所示，其中甲、乙表示物質(zhì)，模塊3中的反應(yīng)過(guò)程與葉綠體基質(zhì)內(nèi)糖類(lèi)的合成過(guò)程相同。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（）A．模塊1相當(dāng)于葉綠體內(nèi)膜，模塊2相當(dāng)于類(lèi)囊體薄膜B．模塊3為模塊2提供的物質(zhì)有ADP、Pi和NADP+等C．甲、乙兩種物質(zhì)分別是三碳化合物和五碳化合物D．在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，該系統(tǒng)糖類(lèi)的積累量相等3．我國(guó)科學(xué)家利用CO2人工合成淀粉獲得成功。該技術(shù)分為三個(gè)階段：階段I由CO2在一定的條件下生成CI（甲醇），CI經(jīng)過(guò)縮合反應(yīng)依次生成DHA（二羥丙酮）、DHAP（磷酸二羥丙酮）、GAP等三碳中間體；階段II由GAP通過(guò)縮合反應(yīng)生成六碳化合物；階段III由六碳化合物經(jīng)過(guò)生物聚合反應(yīng)生成淀粉，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．綠色植物葉肉細(xì)胞內(nèi)類(lèi)似于階段I的過(guò)程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)B．葉肉細(xì)胞內(nèi)類(lèi)似于階段II的過(guò)程需光反應(yīng)提供NADPH和ATPC．葉肉細(xì)胞內(nèi)類(lèi)似于階段II的過(guò)程需要相關(guān)酶催化并提供活化能D．研究該過(guò)程中淀粉的合成途徑利用14C同位素標(biāo)記比13O更合適4．2021年，我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種下圖所示的人造淀粉合成代謝路線(xiàn)（ASAP），成功將CO2和H2轉(zhuǎn)化為淀粉。ASAP由11個(gè)核心反應(yīng)組成，依賴(lài)許多不同生物來(lái)源的工程重組酶?？茖W(xué)家表示∶按照目前的技術(shù)參數(shù)，在不考慮能量輸入的情況下，1立方米生物反應(yīng)器的年淀粉產(chǎn)量，理論上相當(dāng)于種植1/3公頃玉米的淀粉年產(chǎn)量。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．該反應(yīng)器的能量輸入需要人工提供高能氫和ATPB．人工合成淀粉同樣需要CO2的固定和C5的再生，最終將C6合成淀粉C．ASAP代謝路線(xiàn)有助于減少農(nóng)藥、化肥等對(duì)環(huán)境造成的負(fù)面影響D．大量工程重組酶的制備是該項(xiàng)技術(shù)走向工業(yè)化最可能面臨的難題5．Rubisco酶是綠色植物光合作用過(guò)程中的關(guān)鍵酶，當(dāng)CO2濃度較高時(shí)，該酶催化CO2與C5反應(yīng)進(jìn)行光合作用。當(dāng)O2濃度較高時(shí)，該酶催化C5與O2反應(yīng)，最后在線(xiàn)粒體內(nèi)生成CO2，植物這種在光下吸收O2產(chǎn)生CO2的現(xiàn)象稱(chēng)為光呼吸。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．綠色植物進(jìn)行光呼吸的場(chǎng)所有葉綠體基質(zhì)和線(xiàn)粒體B．植物光呼吸的進(jìn)行導(dǎo)致光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物減少C．光合作用過(guò)程中，CO2和C5反應(yīng)需要消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的能量D．植物細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO2的場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)或線(xiàn)粒體基質(zhì)6．研究人員從菠菜中分離類(lèi)囊體，將其與16種酶等物質(zhì)一起用單層脂分子包裹成油包水液滴，從而構(gòu)建半人工光合作用反應(yīng)體系。該反應(yīng)體系在光照條件下可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的CO2固定與還原，并不斷產(chǎn)生有機(jī)物乙醇酸。下列分析錯(cuò)誤的是（）A．產(chǎn)生乙醇酸的場(chǎng)所相當(dāng)于葉綠體基質(zhì)B．該反應(yīng)體系不斷消耗的物質(zhì)主要是CO2和H2OC．類(lèi)囊體產(chǎn)生的ATP和NADPH均參與CO2固定與還原D．與葉綠體相同，該反應(yīng)體系也含有光合作用色素7．人工光合作用系統(tǒng)可利用太陽(yáng)能合成糖類(lèi)，相關(guān)裝置及過(guò)程如下圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)將光能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的化學(xué)能B．模塊1和2的過(guò)程相當(dāng)于葉綠體中光反應(yīng)的過(guò)程C．模塊3中的反應(yīng)相當(dāng)于葉綠體基質(zhì)內(nèi)糖類(lèi)的合成過(guò)程D．該系統(tǒng)與植物在固定等量的CO2后，糖類(lèi)的積累量相同8．2021年，中國(guó)科學(xué)家在人工合成淀粉方面取得突破性進(jìn)展，首次實(shí)現(xiàn)CO2→C1→C3→C6→淀粉過(guò)程，合成淀粉的速率是玉米的8．5倍。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．淀粉是植物細(xì)胞的儲(chǔ)能物質(zhì)B．玉米合成淀粉的能量來(lái)自CO2和H2OC．人工合成淀粉為解決糧食危機(jī)提供了新思路D．酶用于人工合成淀粉體現(xiàn)了生物的直接價(jià)值二、多選題9．在葉綠體中，RuBP羧化酶催化C5和CO2生成2分子C3。該酶由八個(gè)大亞基和八個(gè)小亞基組成，大亞基是酶的催化單位，可結(jié)合CO2和C5，由葉綠體基因編碼；小亞基是調(diào)節(jié)酶活性的單位，能使催化速度增加100倍以上，由細(xì)胞核基因編碼。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．在小球藻細(xì)胞中，RuBP羧化酶發(fā)揮作用的場(chǎng)所是類(lèi)囊體薄膜B．影響該反應(yīng)的內(nèi)部因素有光合色素含量及種類(lèi)、酶的含量及活性等C．大亞基的催化速率可用適宜條件下植物體對(duì)CO2的吸收速率來(lái)表示D．RuBP羧化酶的合成說(shuō)明基因與性狀的關(guān)系不都是一對(duì)一關(guān)系10．大豆與根瘤菌是互利共生的關(guān)系，大豆葉片及根瘤中部分物質(zhì)的代謝及運(yùn)輸途徑如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是（）A．在酶催化下直接參與CO2固定的化學(xué)物質(zhì)是C5B．圖示代謝途徑中，催化固定CO2形成3-磷酸甘油酸（PGA）的酶在葉綠體基質(zhì)中C．圖示根瘤菌可以通過(guò)光合作用將N2轉(zhuǎn)化為NH3D．催化TP合成蔗糖的酶在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，且合成蔗糖時(shí)消耗的能量主要來(lái)自線(xiàn)粒體11．我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種可以基因編碼的光敏蛋白（PSP），成功模擬了光合系統(tǒng)的部分過(guò)程。在光照條件下，PSP能夠?qū)O2直接還原，使電子傳遞效率和CO2還原效率明顯提高。下列說(shuō)法正確的是（）A．自然光合系統(tǒng)只能還原C3，而光敏蛋白可直接還原CO2B．黑暗條件下自然光合系統(tǒng)中的暗反應(yīng)可持續(xù)進(jìn)行，而光敏蛋白發(fā)揮作用離不開(kāi)光照C．光敏蛋白與自然光合系統(tǒng)中光合色素、[H]和ATP等物質(zhì)的功能相似D．該研究為減輕溫室效應(yīng)提供了新思路12．淀粉是糧食最主要的成分，通常由農(nóng)作物通過(guò)自然光合作用固定二氧化碳生產(chǎn)。自然界的淀粉合成與積累，涉及60余步生化反應(yīng)以及復(fù)雜的生理調(diào)控。2021年9月24日，中國(guó)科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所研究員馬延和帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，采用一種類(lèi)似“搭積木”的方式，從頭設(shè)計(jì)、構(gòu)建了11步反應(yīng)的非自然固碳與淀粉合成途徑，在實(shí)驗(yàn)室中首次實(shí)現(xiàn)從二氧化碳到淀粉分子的全合成。該途徑包含了來(lái)自動(dòng)物、植物、微生物等31種不同物種的62個(gè)生物酶催化劑。以下有關(guān)說(shuō)法不正確的是（）A．構(gòu)成淀粉的元素只有C、H、O三種B．該技術(shù)的11步反應(yīng)是將自然界的60多步刪減得到的C．該技術(shù)之所以能高效地合成淀粉主要是因?yàn)榭茖W(xué)家設(shè)計(jì)合成了全新的更加高效的酶D．該技術(shù)可能的機(jī)制是：首先把二氧化碳用無(wú)機(jī)催化劑還原為甲醇，然后將還原的甲醇轉(zhuǎn)換成為三碳，然后是將三碳合成六碳，最后再將六碳聚合成為淀粉第II卷（非選擇題）三、綜合題13．異戊二烯能清除活性氧，降低高溫、強(qiáng)光等環(huán)境因素對(duì)類(lèi)囊體膜造成的傷害。下圖是葉肉細(xì)胞中合成異戊二烯的有關(guān)過(guò)程，其中A、B代表相關(guān)細(xì)胞器。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)A、B代表的細(xì)胞器分別是____________，A中合成NADPH的場(chǎng)所是____________，B中【H】還原O2的場(chǎng)所是____________。(2)光合作用為異戊二烯的合成提供____________（物質(zhì)）。(3)高溫下呼吸鏈?zhǔn)芤种?，耗氧量下降，異戊二烯合成量增加，?jù)圖分析主要原因是高溫下葉片呼吸作用降低，使____________向葉綠體輸送的數(shù)量增加，增加了異戊二烯的合成。(4)為進(jìn)一步驗(yàn)證高溫使呼吸鏈抑制，導(dǎo)致異戊二烯合成增多，科研人員用呼吸鏈抑制劑等進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，完成下表（在答題紙上①～⑤處填寫(xiě)）。實(shí)驗(yàn)步驟的目的實(shí)驗(yàn)步驟要點(diǎn)配制溶液配制緩沖液，均分為3組，第1組加適量①____________，第2、3組不加。材料選擇切?、赺___________一致的葉片，分為3組。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理將葉片的葉柄浸入相應(yīng)的緩沖液中，第1、2組分別置于③____________下，第3組置于常溫下。測(cè)定相關(guān)數(shù)值一段時(shí)間后，測(cè)定3組葉片的④____________。預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果：⑤____________。14．光敏色素是紅光和遠(yuǎn)紅光的光受體，光刺激可使光敏色素由Pfr型轉(zhuǎn)化為Pr型，從而激活光反應(yīng)基因，紅光/遠(yuǎn)紅光（R/FR）的值可影響光反應(yīng)強(qiáng)度。研究人員以黃瓜為實(shí)驗(yàn)材料，研究不同紅光/遠(yuǎn)紅光的值（R/FR=7和0.7）對(duì)鹽脅迫（80mmol·L-1NaCl）下的黃瓜幼苗凈光合速率（Pn）和氣孔導(dǎo)度（Gs）的影響。實(shí)驗(yàn)中對(duì)各組的具體處理為①L7組（對(duì)照）：0mmol·L-1NaCl，R/FR=7；②L0.7組：0mmol·L-1NaCl，R/FR=0.7；③H7組：80mmol·L-1NaCl，R/FR=7等，結(jié)果如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)光合作用是植物吸收光能并將其最終轉(zhuǎn)化為_(kāi)____________的過(guò)程，對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育起關(guān)鍵作用。光質(zhì)是影響植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要光環(huán)境因素，其中類(lèi)胡蘿卜素主要吸收______________光。(2)實(shí)驗(yàn)中對(duì)H0.7組的處理為_(kāi)____________，H7組和H0.7組的凈光合速率分別低于L7組和L0.7組的，說(shuō)明_____________。(3)由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，實(shí)驗(yàn)中的______________組能說(shuō)明紅光/遠(yuǎn)紅光的值能夠降低鹽脅迫對(duì)黃瓜幼苗凈光合速率的抑制作用，據(jù)圖推測(cè)可能的原因是①_____________；②_____________。15．科學(xué)家發(fā)現(xiàn)低溫(10℃)下，即使進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間光照，植物的氣孔也很難完全張開(kāi)。某科研小組欲探究外源細(xì)胞分裂素處理對(duì)低溫脅迫下小麥幼苗光合作用的影響，共做了四組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題：注：氣孔導(dǎo)度指的是氣孔張開(kāi)的程度。(1)已知a組為空白對(duì)照組，c組表示只進(jìn)行低溫脅迫處理的組別。①b組和d組的處理情況分別為_(kāi)_______、________。②b組的凈光合速率比a組髙，那么，b