生活在干旱地区的一些植物（如植物甲）具有特殊的CO2固定方式

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更新 2022-09-04
科目生物
题型实验题
难度中等
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生活在干旱地区的一些植物（如植物甲）具有特殊的 $C O_{2}$ 固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收 $C O_{2}$ ，吸收的 $C O_{2}$ 通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的 $C O_{2}$ 可用于光合作用。回答下列问题：

（1）白天叶肉细胞产生 $ATP$ 的场所有　　。光合作用所需的 $C O_{2}$ 来源于苹果酸脱羧和　　释放的 $C O_{2}$ 。

（2）气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止　　，又能保证　　正常进行。

（3）若以 $pH$ 作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的 $C O_{2}$ 固定方式。（简要写出实验思路和预期结果）

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糖尿病显著增加认知障碍发生的风险。研究团队发现在胰岛素抵抗（ $I R$ ）状态下脂肪组织释放的外必囊泡（ $A T ﹣ E V$ ）中有高含量的 $m i R ﹣ 9 ﹣ 3 p$ （一种 $m i R N A$ ），使神经细胞结构功能改变，导致认知水平降低。图1示 $I R$ 鼠脂肪组织与大脑信息交流机制。

请回答下列问题：

（1）当神经冲动传导至①时，轴突末梢内的＿＿＿＿＿＿移至突触前膜处释放神经递质，与突触后膜的受体结合，使＿＿＿＿＿＿打开，突触后膜电位升高。若突触间隙 $K^{+}$ 浓度升高，则突触后膜静息电位绝对值＿＿＿＿＿＿。

（2）脂肪组织参与体内血糖调节，在胰岛素调控作用下可以通过＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿降低血糖浓度， $I R$ 状态下由于脂肪细胞的胰岛素受体＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，降血糖作用被削弱。图1中由②释放的③经体液运输至脑部， $m i R ﹣ 9 ﹣ 3 p$ 进入神经细胞，抑制细胞内＿＿＿＿＿＿。

（3）为研究 $m i R ﹣ 9 ﹣ 3 p$ 对突触的影响，采集正常鼠和 $I R$ 鼠的 $A T ﹣ E V$ 置于缓冲液中，分别注入 $b 、 c$ 组实验鼠， $a$ 组的处理是＿＿＿＿＿＿。 $2$ 周后检测实验鼠海马突触数量，结果如图2。分析图中数据并给出结论：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）为研究抑制 $m i R ﹣ 9 ﹣ 3 p$ 可否改善 $I R$ 引起的认知障碍症状，运用腺病毒载体将 $m i R ﹣ 9 ﹣ 3 p$ 抑制剂导入实验鼠。导入该抑制剂后，需测定对照和实验组 $m i R ﹣ 9 ﹣ 3 p$ 含量，还需通过实验检测＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

题型：未知
难度：未知

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帕金森综合征是一种神经退行性疾病，神经元中 $α ﹣ S y n u c l e i n$ 蛋白聚积是主要致病因素。研究发现患者普遍存在溶酶体膜蛋白 $T M E M 175$ 变异，如图所示。为探究 $T M E M 175$ 蛋白在该病发生中的作用，进行了一系列研究。请回答下列问题：

（1）帕金森综合征患者 $T M E M 175$ 蛋白的第 $41$ 位氨基酸由天冬氨酸突变为丙氨酸，说明 $T M E M 175$ 基因发生＿＿＿＿＿＿而突变，神经元中发生的这种突变＿＿＿＿＿＿（从“能”“不能”“不一定”中选填）遗传。

（2）突变的 $T M E M 175$ 基因在细胞核中以＿＿＿＿＿＿为原料，由 $R N A$ 聚合酶催化形成＿＿＿＿＿＿键，不断延伸合成 $m R N A$ 。

（3） $m R N A$ 转移到细胞质中，与＿＿＿＿＿＿结合，合成一段肽链后转移到粗面内质网上继续合成，再由囊泡包裹沿着细胞质中的＿＿＿＿＿＿由内质网到达高尔基体。突变的 $T M E M 175$ 基因合成的肽链由于氨基酸之间作用的变化使肽链的＿＿＿＿＿＿改变，从而影响 $T M E M 175$ 蛋白的功能。

（4）基因敲除等实验发现 $T M E M 175$ 蛋白参与溶酶体内酸碱稳态调节。如图1所示，溶酶体膜的＿＿＿＿＿＿对 $H^{+}$ 具有屏障作用，膜上的 $H^{+}$ 转运蛋白将 $H^{+}$ 以＿＿＿＿＿＿的方式运入溶酶体，使溶酶体内 $p H$ 小于细胞质基质。 $T M E M 175$ 蛋白可将 $H^{+}$ 运出，维持溶酶体内 $p H$ 约为 $4.6$ 。据图2分析， $T M E M 175$ 蛋白变异将影响溶酶体的功能，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（5）综上推测， $T M E M 175$ 蛋白变异是引起 $α ﹣ S y n u c l e i n$ 蛋白聚积致病的原因，理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

题型：未知
难度：未知

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气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要，气孔运动具有复杂的调控机制。图1所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中部分的结构和物质代谢途径。①～④表示场所。请回答下列问题：

（1）光照下，光驱动产生的 $N A D P H$ 主要出现在＿＿＿＿＿＿（从①～④中选填）； $N A D P H$ 可用于 $C O_{2}$ 固定产物的还原，其场所有＿＿＿＿＿＿（从①～④中选填）。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有 $H_{2} O$ 、＿＿＿＿＿＿（填写2种）等。

（2）研究证实气孔运动需要 $A T P$ ，产生 $A T P$ 的场所有＿＿＿＿＿＿（从①～④中选填）。保卫细胞中的糖分解为 $P E P$ ， $P E P$ 再转化为＿＿＿＿＿＿进入线粒体，经过 $T C A$ 循环产生的＿＿＿＿＿＿最终通过电子传递链氧化产生 $A T P$ 。

（3）蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜上的 $A H A$ ，消耗 $A T P$ 将 $H^{+}$ 泵出膜外，形成跨膜的＿＿＿＿＿＿，驱动细胞吸收 $K^{+}$ 等离子。

（4）细胞中的 $P E P$ 可以在酶作用下合成四碳酸 $O A A$ ，并进一步转化成 $M a l$ ，使细胞内水势下降（溶质浓度提高），导致保卫细胞＿＿＿＿＿＿，促进气孔张开。

（5）保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，为了研究淀粉合成与细胞质中 $A T P$ 的关系，对拟南芥野生型 $W T$ 和 $N T T$ 突变 $n t t l$ （叶绿体失去运入 $A T P$ 的能力）保卫细胞的淀粉粒进行了研究，其大小的变化如图2。下列相关叙述合理的有＿＿＿＿＿＿。

A．	淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供 $A T P$
B．	光照诱导 $W T$ 气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关
C．	光照条件下突变体 $n t t l$ 几乎不能进行光合作用
D．	长时间光照可使 $W T$ 叶绿体积累较多的淀粉

题型：未知
难度：未知

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如图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的 $R u b i s c o$ 酶对 $C O_{2}$ 的 $K_{m}$ 为 $450 μ m o l • L^{﹣ 1}$ （ $K_{m}$ 越小，酶对底物的亲和力越大），该酶既可催化 $R u B P$ 与 $C O_{2}$ 反应，进行卡尔文循环，又可催化 $R u B P$ 与 $O_{2}$ 反应，进行光呼吸（绿色植物在光照下消耗 $O_{2}$ 并释放 $C O_{2}$ 的反应）。该酶的酶促反应方向受 $C O_{2}$ 和 $O_{2}$ 相对浓度的影响。与水稻相比，玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘，其中叶肉细胞叶绿体是水光解的主要场所，维管束鞘细胞的叶绿体主要与 $A T P$ 生成有关。玉米的暗反应先在叶肉细胞中利用 $P E P C$ 酶（ $P E P C$ 对 $C O_{2}$ 的 $K_{m}$ 为 $7 μ m o l • L^{﹣ 1}$ ）催化磷酸烯醇式丙酮酸（ $P E P$ ）与 $C O_{2}$ 反应生成 $C_{4}$ ，固定产物 $C_{4}$ 转运到维管束鞘细胞后释放 $C O_{2}$ ，再进行卡尔文循环。回答下列问题：

（1）玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产物是＿＿＿＿＿＿（填具体名称），该产物跨叶绿体膜转运到细胞质基质合成＿＿＿＿＿＿（填“葡萄糖”“蔗糖”或“淀粉”）后，再通过＿＿＿＿＿＿长距离运输到其他组织器官。

（2）在干旱、高光照强度环境下，玉米的光合作用强度＿＿＿＿＿＿（填“高于”或“低于”）水稻。从光合作用机制及其调控分析，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出三点即可）。

（3）某研究将蓝细菌的 $C O_{2}$ 浓缩机制导入水稻，水稻叶绿体中 $C O_{2}$ 浓度大幅提升，其他生理代谢不受影响，但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化。其原因可能是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出三点即可）。

题型：未知
难度：未知

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乙烯是植物果实成熟所需的激素，阻断乙烯的合成可使果实不能正常成熟，这一特点可以用于解决果实不耐储存的问题，以达到增加经济效益的目的。现有某种植物的3个纯合子（甲、乙、丙），其中甲和乙表现为果实不能正常成熟（不成熟），丙表现为果实能正常成熟（成熟），用这3个纯合子进行杂交实验，F₁自交得F₂，结果见下表。

实验	杂交组合	F₁	F₂
①	甲×丙	不成熟	不成熟：成熟＝3：1
②	乙×丙	成熟	成熟：不成熟＝3：1
③	甲×乙	不成熟	不成熟：成熟＝13：3

回答下列问题。

（1）利用物理、化学等因素处理生物，可以使生物发生基因突变，从而获得新的品种。通常，基因突变是指　　。

（2）从实验①和②的结果可知，甲和乙的基因型不同，判断的依据是　。

（3）已知丙的基因型为aaBB，且B基因控制合成的酶能够催化乙烯的合成，则甲、乙的基因型分别是　　；实验③中，F₂成熟个体的基因型是　　，F₂不成熟个体中纯合子所占的比例为　　。

题型：未知
难度：未知

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