2023屆高考生物熱點(diǎn)猜測(cè)特訓(xùn)——CO2到淀粉的從頭合成科研團(tuán)隊(duì)喬婧、蔡韜、馬延和、朱蕾蕾、孫紅兵知識(shí)背景：2021年9月24日Science報(bào)道，中國(guó)科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所馬延和研究員團(tuán)隊(duì)從頭設(shè)計(jì)了11步主反應(yīng)的非自然二氧化碳固定與淀粉合成新途徑，在實(shí)驗(yàn)室中首次實(shí)現(xiàn)了從二氧化碳到淀粉分子的全合成。研究者采用了一種類似“搭積木”的方式，利用化學(xué)催化劑將高濃度二氧化碳在高密度氫能作用下還原成碳一化合物，然后通過(guò)設(shè)計(jì)構(gòu)建碳一聚合新酶，依據(jù)化學(xué)聚糖反應(yīng)原理將碳一化合物聚合成碳三化合物，最后通過(guò)生物途徑優(yōu)化。將碳三化合物又聚合成碳六化合物，再進(jìn)一步合成直鏈和支鏈淀粉。熱點(diǎn)鏈接：CO2到到淀粉的從頭合成，涉及到一整套完整的酶催化作用下的一系列化學(xué)反應(yīng)，涉及到糖類合成的代謝步驟等有關(guān)考點(diǎn)。全國(guó)各地模擬題（部分）一、單項(xiàng)選擇題1．（2021秋?亭湖區(qū)月考）淀粉合成依賴植物的光合作用。近日，中國(guó)科學(xué)家探索出一項(xiàng)在實(shí)驗(yàn)室利用電能人工將無(wú)機(jī)物合成淀粉的技術(shù)，使人類有望擺脫對(duì)光合作用的重度依賴。推測(cè)人工合成淀粉所需原料含有（）A．CO2B．O2C．丙酮酸D．酒精2．（2021秋?黃石月考）我國(guó)科學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)了二氧化碳到淀粉的從頭合成，相關(guān)成果于2021年9月24日由國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》在線發(fā)表，自然界中生物從二氧化碳合成淀粉，需要大約60步生化反應(yīng)，且需要復(fù)雜的生理調(diào)節(jié)。而這個(gè)人工合成過(guò)程，大概11個(gè)步驟。這項(xiàng)技術(shù)還對(duì)于緩解全球變暖問(wèn)題也有著巨大意義，甚至在更為遙遠(yuǎn)的未來(lái)，很可能成為人類探索遙遠(yuǎn)宇宙時(shí)的食物來(lái)源。下列相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．該項(xiàng)技術(shù)可以直接固定二氧化碳，效率高于植物 B．淀粉大量存在于馬鈴薯、山藥、甘薯等植物根或莖中 C．人體內(nèi)淀粉消化分解的途徑是：淀粉→麥芽糖→葡萄糖 D．細(xì)胞中的糖類分子氫原子和氧原子之比為2：13．（2021秋?成都期末）中國(guó)科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)二氧化碳到淀粉的從頭合成，人工合成淀粉是從最基本的要素開(kāi)始，一步步構(gòu)建生物大分子、生物部件與細(xì)胞等零部件，進(jìn)而組裝成有各類用途的人造生命系統(tǒng)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．淀粉是以碳鏈為基本骨架的生物大分子 B．組成淀粉的單體是葡萄糖 C．人工合成淀粉就等于人造生命系統(tǒng) D．淀粉能被酸水解4．（2021秋?遼寧月考）2021年9月24日我國(guó)科學(xué)家首次完成了二氧化碳到淀粉的人工合成，有望節(jié)約90%以上的耕地和淡水資源。若淀粉在某生物體內(nèi)發(fā)生如下轉(zhuǎn)化過(guò)程：“淀粉→麥芽糖→葡萄糖→糖原”，下列說(shuō)法正確的是（）A．該生物細(xì)胞中除了麥芽糖以外還有其他種類的二糖 B．此生物一定是植物，因?yàn)樗械矸酆望溠刻?C．多糖均可作為能源物質(zhì) D．此生物是動(dòng)物，因?yàn)槟軐⒌矸坜D(zhuǎn)化為糖原5．（2020秋?青島期中）圖1是人工合成的磷脂雙分子示意圖，圖2是人的紅細(xì)胞膜的部分示意圖，圖3中A為質(zhì)量濃度為1mol/L的葡萄糖溶液，B為質(zhì)量濃度為1mol/L的乳酸溶液，用圖1中人工膜作為半透膜。下列說(shuō)法正確的是（）A．圖1所示人工膜在水中磷脂分子排成雙層的原因是磷脂分子有親水的頭部和疏水的尾部 B．圖2中，葡萄糖和乳酸可以跨膜運(yùn)輸，而有些分子不能通過(guò)，體現(xiàn)了膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)﹣選擇透過(guò)性 C．如果用圖1所示人工膜作為圖3中的半透膜，則液面不再變化時(shí)，左側(cè)液面低于右側(cè)液面 D．某些藥物大分子不容易被細(xì)胞吸收，但如果用圖1所示人工膜包裹后再注射則更容易進(jìn)入細(xì)胞，此實(shí)例可說(shuō)明細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性6．（2022?上饒模擬）2021年，我國(guó)科研成果顯著。繼二氧化碳人工合成淀粉后，又突破了一氧化碳合成蛋白質(zhì)技術(shù)，創(chuàng)造了22秒工業(yè)化一步生物合成蛋白質(zhì)獲得率最高85%的世界奇跡。以下有關(guān)細(xì)胞物質(zhì)的敘述，正確的是（）A．核酸依據(jù)含氮堿基的不同分為DNA和RNA B．抗體、激素和核酸都是由含氮的單體連接而成的多聚體 C．糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸都是生物大分子 D．無(wú)機(jī)鹽和蛋白質(zhì)都會(huì)影響細(xì)胞內(nèi)外的滲透壓7．（2022?徐匯區(qū)學(xué)業(yè)考試）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)依次生成三碳中間體；階段Ⅱ由GAP（三碳中間體）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)類似于階段Ⅱ的過(guò)程發(fā)生在類囊體膜上 C．葉肉細(xì)胞內(nèi)類似于階段Ⅱ的過(guò)程需光反應(yīng)提供NADPH和ATP D．研究該過(guò)程中淀粉的合成途徑可以利用14C同位素標(biāo)記追蹤8．（2021秋?如皋市期末）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)類似于階段Ⅱ的過(guò)程需光反應(yīng)提供NADPH和ATP C．葉肉細(xì)胞內(nèi)類似于階段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9．（2021秋?西城區(qū)期末）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H2O C．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10．（2021秋?邯鄲期末）2021年，我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種如圖所示的人造淀粉合成代謝路線（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，依賴許多不同生物來(lái)源的工程重組酶。科學(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ATP B．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11．（2021秋?永州期末）2021年9月24日，中國(guó)科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所所長(zhǎng)馬延和在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上發(fā)表重大成果，我國(guó)率先實(shí)現(xiàn)在細(xì)胞外將二氧化碳合成淀粉。該技術(shù)可以不依賴植物光合作用，直接用二氧化碳作為原料，在車間生產(chǎn)淀粉。下列相關(guān)敘述正確的是（）A．“碳是生命的核心元素”，因?yàn)榧?xì)胞干重中含量最多的元素是碳 B．若人工合成淀粉用于人和動(dòng)物的食物，有利于解決糧食危機(jī)和緩解全球變暖 C．植物合成淀粉、人工合成淀粉都是以葡萄糖為原料 D．人體將米飯中的淀粉水解成麥芽糖后才能被小腸細(xì)胞吸收12．（2021秋?煙臺(tái)期中）自然條件下，淀粉由植物通過(guò)光合作用固定二氧化碳產(chǎn)生。2021年9月我國(guó)科研人員首次在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)從二氧化碳到淀粉分子的人工合成過(guò)程，且人工合成的淀粉與天然淀粉的分子結(jié)構(gòu)一致。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．人工合成的淀粉與天然淀粉的基本單位都是葡萄糖 B．淀粉與幾丁質(zhì)均為多糖，可作為細(xì)胞中的儲(chǔ)能物質(zhì) C．該研究為利用無(wú)機(jī)物合成有機(jī)物提供了新的思路 D．該研究有利于解決資源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題13．（2021秋?湖南期中）2021年9月24日，中國(guó)科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所所長(zhǎng)馬延和在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上發(fā)表重大成果，我國(guó)率先實(shí)現(xiàn)從二氧化碳到淀粉的全部合成。馬所長(zhǎng)介紹，我們所需要的淀粉，可以不依賴植物光合作用，直接用二氧化碳作為原料，在車間生產(chǎn)出來(lái)。下列有關(guān)敘述正確的是（）A．植物細(xì)胞中合成淀粉的細(xì)胞器為葉綠體，該細(xì)胞器能獨(dú)立合成某些蛋白質(zhì)，但不含核糖體B．若人工合成淀粉用于人和動(dòng)物的食物，有利于解決糧食危機(jī)和緩解全球變暖 C．植物合成淀粉、人工合成淀粉都是以葡萄糖為原料 D．人體將米飯中的淀粉水解成麥芽糖后才能被小腸細(xì)胞吸收14．（2021秋?梁園區(qū)期末）2021年中國(guó)科學(xué)家在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了無(wú)細(xì)胞條件下二氧化碳到淀粉的人工合成，這項(xiàng)技術(shù)在解決糧食問(wèn)題、碳中和等方面具有重要意義。人工淀粉合成代謝途徑（ASAP）如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（）A．C3中間體脫水縮合形成肽鍵構(gòu)成C6中間體 B．該代謝途徑中所需的酶是在細(xì)胞內(nèi)合成的 C．人工合成淀粉需在高溫高壓裝置中進(jìn)行 D．不同反應(yīng)所用多種酶體現(xiàn)出酶的專一性和高效性二、非選擇題15．（2022?羅甸四模）我國(guó)科學(xué)家利用CO2人工合成淀粉，該項(xiàng)技術(shù)被認(rèn)為是影響世界的重大顛覆性技術(shù)，這一成果于2021年9月24日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表，這項(xiàng)技術(shù)未來(lái)在能源充足的情況下可能會(huì)解決全球糧食危機(jī)及改善全球氣溫等問(wèn)題。但人工合成淀粉的靈感及部分原理來(lái)源于植物光合作用的過(guò)程，依據(jù)植物的光合作用回答下列問(wèn)題。（1）人工合成淀粉時(shí)，將CO2通過(guò)電氫還原及單碳縮合兩個(gè)過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)镃3中間體，植物光合作用中通過(guò)過(guò)程獲得C3，若將強(qiáng)光下的植物移到黑暗環(huán)境中，短時(shí)間內(nèi)C3的含量將（填“減少”、“不變”、“增多”）。（2）農(nóng)作物根尖細(xì)胞白天光照時(shí)，合成ATP的場(chǎng)所有；在雨季來(lái)臨前，農(nóng)田需要做好排水措施，原因是。（3）農(nóng)業(yè)中，施加工業(yè)肥料時(shí)，需要將肥料與根部保持一定的距離，請(qǐng)你做出合理的解釋。（4）若某植物早上9點(diǎn)時(shí)到達(dá)光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，其光合反應(yīng)所需的CO2來(lái)源于。原因是。16．（2021秋?南安市月考）如圖所示，圖甲為人工合成的膜結(jié)構(gòu)示意圖，圖乙為人的成熟紅細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)示意圖及葡萄糖和乳酸的跨膜運(yùn)輸情況，圖丙中A為1mol/L的葡萄糖溶液，B為1mol/L的乳酸溶液，請(qǐng)據(jù)圖回答以下問(wèn)題：（1）圖甲所示為生物膜的基本支架，成熟植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于圖丙中的半透膜。（2）圖乙中，葡萄糖和乳酸跨膜運(yùn)輸?shù)墓餐c(diǎn)是都需要，如果將圖乙所示細(xì)胞放在無(wú)氧環(huán)境中，圖中葡萄糖的跨膜運(yùn)輸（填“會(huì)”或“不會(huì)”）受到影響。將圖乙所示細(xì)胞置于蒸餾水中，該細(xì)胞會(huì)漲破，可以得到純凈的，因?yàn)樵摷?xì)胞。（3）如果用圖甲所示人工膜作為圖丙中的半透膜，葡萄糖和乳酸（填“不能”或“能”）透過(guò)半透膜，所以丙中左側(cè)液面（填“高于”“低于”或“等于”）右側(cè)液面；如果在圖丙的半透膜上貫穿圖乙的蛋白質(zhì)①，則液面不再變化時(shí)，左側(cè)液面右側(cè)液面（填“高于”“低于”或“等于”）。（4）圖甲所示人工膜兩側(cè)的離子存在濃度差，離子不能通過(guò)該膜。在人工膜中加入少量纈氨霉素，K+即可從高濃度一側(cè)通過(guò)該膜到達(dá)低濃度一側(cè)，而其他離子不能通過(guò)，則K+通過(guò)該膜的方式是，K+能通過(guò)，而其他離子不能，這體現(xiàn)了生物膜具有一定的

功能特點(diǎn)。17．（2021秋?九龍坡期中）2021年9月24日在國(guó)際權(quán)威雜志《科學(xué)》發(fā)表了有關(guān)中國(guó)科學(xué)家人工合成淀粉的重大科技突破成果論文，引起全球關(guān)注。科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出11步反應(yīng)的人工合成淀粉新途徑，光合作用（A）和人工合成淀粉過(guò)程（B）的簡(jiǎn)單表述如圖。（1）綠色植物能通過(guò)光合作用合成糖類，反應(yīng)場(chǎng)所在。圖中人工固定CO2合成糖類的反應(yīng)過(guò)程與卡爾文循環(huán)相似，可以推測(cè)人工合成淀粉過(guò)程中應(yīng)加入，反應(yīng)才能高效完成，加入該類物質(zhì)的優(yōu)化是人工合成淀粉的核心技術(shù)。（2）人工合成淀粉的反應(yīng)途徑與植物光合作用不同，但研究者也是利用了太陽(yáng)能，首先利用太陽(yáng)能發(fā)電，然后利用電能制，再用于合成反應(yīng)。植物光合作用利用吸收太陽(yáng)能，光反應(yīng)階段將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)椤＃?）若在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，人工合成淀粉的積累量（填：高于、低于或等于）植物，原因是。（4）按照目前技術(shù)參數(shù)，在能量供給充足條件下，理論上1立方米大小的生物反應(yīng)器年產(chǎn)淀粉量相當(dāng)于5畝土地玉米種植的淀粉產(chǎn)量（按中國(guó)玉米淀粉平均畝產(chǎn)量計(jì)算）。人工合成途徑由于對(duì)環(huán)境中水的依賴程度較低，在沙漠等缺水地區(qū)有廣闊的應(yīng)用前景。由此推測(cè)該技術(shù)對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要意義：。18．（2021秋?濠江區(qū)期中）近期，中國(guó)科學(xué)家宣布在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室內(nèi)中利用無(wú)細(xì)胞系統(tǒng)，完成了從二氧化碳到淀粉的從頭合成。該人工合成途徑的淀粉合成速率是玉米的8.5倍。玉米作為糧食作物，目前是我國(guó)種植面積最大的農(nóng)作物。圖1表示玉米光合作用利用CO2合成（CH2O）的過(guò)程，玉米葉肉細(xì)胞通過(guò)“CO2泵”內(nèi)的一些化學(xué)反應(yīng)，將空氣中的CO2泵入維管束鞘細(xì)胞，使維管束鞘細(xì)胞積累較高濃度的CO2，保證（CH2O）的合成順利進(jìn)行；圖2為玉米光合作用中卡爾文循環(huán)的部分代謝途徑示意圖。回答下列問(wèn)題：（1）圖1中過(guò)程①是，如果在玉米葉肉細(xì)胞中注入某種抑制劑使“CO2泵”的活性降低，則在短時(shí)間內(nèi)，維管束鞘細(xì)胞中C5的含量將（填“增加”“減少”或“不變”）。（2）將玉米置于較弱光照下一段時(shí)間后取其葉片進(jìn)行色素分離，與適宜光照下分離的色素帶進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)弱光下濾紙條下端兩條色素帶明顯加寬，推測(cè)該植物可通過(guò)以增強(qiáng)對(duì)弱光的適應(yīng)能力。研究發(fā)現(xiàn)玉米缺鋅會(huì)使苗期新葉脈間失綠，特別是葉基部三分之二處明顯發(fā)白導(dǎo)致白苗病，嚴(yán)重影響光合作用強(qiáng)度，說(shuō)明無(wú)機(jī)鹽有的生理功能。（3）圖2中的載體將1分子磷酸丙糖轉(zhuǎn)運(yùn)出葉綠體的同時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)1分子Pi。若蔗糖合成受阻，則在短時(shí)間內(nèi)，卡爾文循環(huán)會(huì)減速，原因是進(jìn)入葉綠體的Pi減少，。隨后，淀粉的合成量將，以維持卡爾文循環(huán)運(yùn)行。（4）實(shí)驗(yàn)室人工合成淀粉技術(shù)是一項(xiàng)重大突破，若該技術(shù)未來(lái)能夠大面積推廣應(yīng)用，你認(rèn)為可解決當(dāng)前哪些人類面臨的生態(tài)環(huán)境等問(wèn)題？（至少寫出兩項(xiàng)）。19．（2021秋?香坊區(qū)期中）2021年9月《Science》刊登中科院的最新突破，天津工業(yè)生物所聯(lián)合中科院大連化學(xué)物理研究所的研究者，設(shè)計(jì)了一條利用二氧化碳和電解產(chǎn)生的氫氣合成淀粉的人工路線。整個(gè)系統(tǒng)中，通過(guò)光伏發(fā)電將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能獲取能量，然后用電能電解水得到氫氣，如模塊一所示。氫氣和二氧化碳在催化劑的作用下合成淀粉，如模塊二所示。（1）綠色植物光合作用的場(chǎng)所是，它內(nèi)部巨大的膜結(jié)構(gòu)上，分布著與光合作用有關(guān)的。（2）該系統(tǒng)中執(zhí)行相當(dāng)于葉綠體中光反應(yīng)功能的模塊是，模塊二中的①②步驟，模擬的是光合作用的過(guò)程。模塊二中③和④步驟要順利完成，需要提供的條件有。（3）在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，該體系淀粉的積累量要（填：高于、低于或等于）植物，原因是。（4）干旱條件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是。而該系統(tǒng)直接以二氧化碳為原料，不依賴植物光合作用，直接人工合成淀粉，不受環(huán)境的限制，可能成為影響世界的重大顛覆性技術(shù)。20．（2021秋?南陽(yáng)期末）中國(guó)科研人員在實(shí)驗(yàn)室中首次實(shí)現(xiàn)了從二氧化碳到淀粉分子的非自然人工全合成。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。（1）真核細(xì)胞中能同時(shí)進(jìn)行多種化學(xué)反應(yīng)而不會(huì)相互干擾，從結(jié)構(gòu)上來(lái)看是因?yàn)?/p>

。（2）人工合成淀粉依賴于光合作用過(guò)程碳原子轉(zhuǎn)移途徑的研究，該研究過(guò)程運(yùn)用方法。碳原子轉(zhuǎn)移途徑大致分為和兩個(gè)階段，該過(guò)程（需要/不需要）光。（3）小麥灌漿期麥穗的生長(zhǎng)主要依賴于旗葉（小麥植株同一莖上葉片，自下而上倒數(shù)第一葉）光合作用過(guò)程中產(chǎn)生的淀粉等有機(jī)物的運(yùn)輸。為驗(yàn)證旗葉光合作用速率會(huì)受到淀粉等產(chǎn)物抑制，科學(xué)家設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，首先測(cè)量一定光照、溫度、二氧化碳條件下旗葉在1h釋放氧氣的量X（作為對(duì)照組）。請(qǐng)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)組，并預(yù)測(cè)結(jié)果與結(jié)論。

參考答案與解析1．A

A.淀粉是植物細(xì)胞光合作用的產(chǎn)物之一，是植物利用二氧化碳和水合成的，A正確；B.植物細(xì)胞光合作用合成有機(jī)物的過(guò)程會(huì)釋放氧氣，B錯(cuò)誤；C.丙酮酸是細(xì)胞呼吸作用過(guò)程的中間產(chǎn)物，植物細(xì)胞合成淀粉不需要丙酮酸，C錯(cuò)誤；D.酒精是無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物之一，植物細(xì)胞合成淀粉不需要酒精，D錯(cuò)誤。2．D

A.植物需進(jìn)行光合作用才能將CO2合成淀粉等有機(jī)物，光合作用的暗反應(yīng)階段經(jīng)過(guò)CO2的固定、C3的還原等過(guò)程合成有機(jī)物。該技術(shù)可人工合成淀粉，故該項(xiàng)技術(shù)可以直接固定二氧化碳，效率高于植物，A正確；B.淀粉是植物特有的多糖，馬鈴薯、山藥、甘薯等植物根或莖中淀粉含量豐富，B正確；C.淀粉屬于多糖，其需要水解成單糖才能被人體吸收利用，故淀粉先水解成二糖，即麥芽糖，然后麥芽糖再水解成葡萄糖，C正確；D.糖類分子中氫原子和氧原子之比不都是2：1，如脫氧核糖（C5H10O4），D錯(cuò)誤。3．C

A.淀粉是有機(jī)物，是以碳鏈為基本骨架的生物大分子，A正確；B.淀粉是多糖，組成淀粉的單體是葡萄糖，B正確；C.淀粉等生物大分子不屬于生命系統(tǒng)，人工合成淀粉不等于人造生命系統(tǒng)，C錯(cuò)誤；D.酸能使淀粉水解，D正確。4．D

A.此生物能將淀粉轉(zhuǎn)化為糖原，所以是動(dòng)物，動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有麥芽糖和蔗糖，A錯(cuò)誤；B.此生物能將淀粉轉(zhuǎn)化為糖原，所以是動(dòng)物，B錯(cuò)誤；C.多糖中纖維素組成植物的細(xì)胞壁，不能作為能源物質(zhì)，C錯(cuò)誤；D.此生物能將淀粉轉(zhuǎn)化為糖原，所以是動(dòng)物，D正確。5．A

A.組成細(xì)胞膜的磷脂分子是兩層，它的親水性“頭部”和疏水性尾部分別是磷酸基和脂肪酸，所以在水中磷脂分子排成雙層，A正確；B.圖2中，葡萄糖和乳酸可以跨膜運(yùn)輸，而有些分子不能通過(guò)，體現(xiàn)了膜的功能特點(diǎn)﹣選擇透過(guò)性，B錯(cuò)誤；C.若用圖1所示人工膜替換圖3中的半透膜，由于沒(méi)有載體蛋白，兩側(cè)濃度相等，所以左側(cè)液面等于右側(cè)液面，C錯(cuò)誤；D.某些藥物大分子不容易被細(xì)胞吸收，但如果用圖1所示人工膜包裹后再注射則更容易進(jìn)入細(xì)胞，此實(shí)例可說(shuō)明細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性，D錯(cuò)誤。6．D

A.核酸依據(jù)五碳糖的不同分為DNA和RNA，A錯(cuò)誤；B.性激素屬于脂質(zhì)，屬于小分子化合物，B錯(cuò)誤；C.糖類中的單糖和二糖不是大分子物質(zhì)，脂質(zhì)不是生物大分子物質(zhì)，C錯(cuò)誤；D.無(wú)機(jī)鹽和蛋白質(zhì)都會(huì)影響細(xì)胞內(nèi)外的滲透壓，D正確。7．B

A.階段Ⅰ由CO2在一定的條件下生成三碳中間體，綠色植物葉肉細(xì)胞內(nèi)類似于階段Ⅰ的過(guò)程是二氧化碳的固定，發(fā)生在葉綠體基質(zhì)，A正確；B.由分析可知，葉肉細(xì)胞內(nèi)類似于階段Ⅱ的過(guò)程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)，B錯(cuò)誤；C.階段Ⅱ由GAP通過(guò)縮合反應(yīng)生成六碳化合物，葉肉細(xì)胞內(nèi)類似于階段Ⅱ的過(guò)程是C3的還原，需光反應(yīng)提供NADPH和ATP，C正確；D.研究該過(guò)程中淀粉的合成途徑可以利用14C同位素標(biāo)記CO2進(jìn)行追蹤，D正確。8．C

A.階段Ⅰ由CO2在一定的條件下生成三碳中間體，綠色植物葉肉細(xì)胞內(nèi)類似于階段Ⅰ的過(guò)程是二氧化碳的固定，發(fā)生在葉綠體基質(zhì)，A正確；B.階段Ⅱ由GAP通過(guò)縮合反應(yīng)生成六碳化合物，葉肉細(xì)胞內(nèi)類似于階段Ⅱ的過(guò)程是C3的還原，需光反應(yīng)提供NADPH和ATP，B正確；C.酶的催化是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，不能提供活化能，C錯(cuò)誤；D.該過(guò)程中淀粉的合成途徑與卡爾文循環(huán)反應(yīng)過(guò)程相似，用14C標(biāo)記二氧化碳，探究二氧化碳中的碳如何轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中的碳，D正確。9．B

A.淀粉是植物細(xì)胞的儲(chǔ)能物質(zhì)，A正確；B.玉米合成淀粉的能量來(lái)自光能，B錯(cuò)誤；C.不管是人工合成的還是天然的淀粉，都是由葡萄糖經(jīng)過(guò)脫水縮合形成的多聚體，都能儲(chǔ)存能量，為解決糧食危機(jī)提供了新思路，C正確；D.酶用于人工合成淀粉體現(xiàn)了生物的直接價(jià)值，D正確。10．B

A.該反應(yīng)器需要高能氫以及ATP還原C3，故該反應(yīng)器的能量輸入需要人工提供高能氫和ATP，A正確；B.人工合成淀粉同樣需要CO2的固定，但不需要C5的再生，B錯(cuò)誤；C.ASAP代謝路線有助于減少農(nóng)藥、化肥等對(duì)環(huán)境造成的負(fù)面影響，C正確；D.該反應(yīng)器需要酶，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，D正確。11．B

A.由于碳原子在組成生物大分子中的重要作用，因此才被稱為是生命的核心元素，A錯(cuò)誤；B.若人工合成淀粉用于人和動(dòng)物的食物，可以降低大氣中的二氧化碳濃度，有利于解決糧食危機(jī)和緩解全球變暖，B正確；C.人工合成淀粉是以二氧化碳為原料，在車間生成出來(lái)的，C錯(cuò)誤；D.人體將米飯中的淀粉水解成葡萄糖后才能被小腸細(xì)胞吸收，麥芽糖是二糖，不能被直接吸收，D錯(cuò)誤。12．B

A.不管是人工合成的還是天然的淀粉，都是由葡萄糖經(jīng)過(guò)脫水縮合形成的多聚體，A正確；B.幾丁質(zhì)屬于結(jié)構(gòu)物質(zhì)，不能提供能量，分布在甲殼類動(dòng)物的外殼以及真菌細(xì)胞壁中，B錯(cuò)誤；C.由題中信息可知，人工以二氧化碳合成淀粉是利用無(wú)機(jī)物合成有機(jī)物儲(chǔ)存能量的過(guò)程，C正確；D.淀粉中儲(chǔ)存有大量的能量，可以解決資源短缺，同時(shí)減少了二氧化碳的排放，D正確。13．B

A.植物細(xì)胞合成淀粉的細(xì)胞器為葉綠體，該細(xì)胞器能獨(dú)立合成某些蛋白質(zhì)，而合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所為核糖體，說(shuō)明葉綠體含有核糖體，A錯(cuò)誤；B.若人工合成淀粉用于人和動(dòng)物的食物，可以降低大氣中的二氧化碳濃度，有利于解決糧食危機(jī)和緩解全球變暖，B正確；C.人工合成淀粉是以二氧化碳為原料的，在車間生產(chǎn)出來(lái)，不是以葡萄糖為原料，C錯(cuò)誤；D.米飯中的淀粉水解成葡萄糖后才能被小腸細(xì)胞吸收，麥芽糖是二糖，不能直接被小腸細(xì)胞吸收，D錯(cuò)誤。14．B

A.合成淀粉分子的C3應(yīng)該是單糖，不是氨基酸，因此C3到C6不會(huì)形成肽鍵，A錯(cuò)誤；B.根據(jù)酶的概念及現(xiàn)實(shí)情況，酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的，該代謝途徑中所需的酶是來(lái)自于生物體內(nèi)，在細(xì)胞內(nèi)合成的，B正確；C.人工合成淀粉需要多種酶參與，而酶的作用條件溫和，因此人工合成淀粉無(wú)需在高溫高壓裝置進(jìn)行，C錯(cuò)誤；D.不同反應(yīng)中參與催化反應(yīng)所用酶是不同的，這體現(xiàn)出酶具有專一性，D錯(cuò)誤。15．【分析】：（1）植物光合作用中通過(guò)暗反應(yīng)階段中二氧化碳固定過(guò)程獲得C3；若將強(qiáng)光下的植物移到黑暗環(huán)境中，光反應(yīng)停止，產(chǎn)生ATP和[H]的量減少，C3還原過(guò)程受阻，C3消耗量減少，此時(shí)二氧化碳固定速率暫時(shí)不變，C3生成量不變，因此短時(shí)間內(nèi)C3的含量將增多。（2）白天光照時(shí)，農(nóng)作物根尖細(xì)胞只能進(jìn)行呼吸作用，故合成ATP的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體；在雨季來(lái)臨前，農(nóng)田需要做好排水措施，避免農(nóng)田中積水過(guò)多，營(yíng)造出缺氧環(huán)境，使根部細(xì)胞缺氧，細(xì)胞進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精，導(dǎo)致農(nóng)作物根部腐爛，影響經(jīng)濟(jì)收益。（3）農(nóng)業(yè)中，施加工業(yè)肥料時(shí)，需要將肥料與根部保持一定的距離，因?yàn)槿羰┓蕰r(shí)離根部較近，肥料溶于水時(shí)可能濃度較大，根部細(xì)胞不能吸水甚至失水死亡，植株萎蔫，出現(xiàn)燒苗現(xiàn)象。（4）光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，植物凈光合速率為0，光合速率等于呼吸速率，所以此時(shí)光合反應(yīng)所需的CO2全部來(lái)源于植物自身細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2，不需要從外界環(huán)境吸收。【答案】：（1）CO2固定增多（2）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體避免農(nóng)田中積水過(guò)多，使根部細(xì)胞缺氧，進(jìn)行無(wú)氧呼吸，導(dǎo)致農(nóng)作物根部腐爛（3）肥料溶于水時(shí)可能濃度較大，若離根部較近可能會(huì)導(dǎo)致根部細(xì)胞失水死亡（4）自身細(xì)胞呼吸此時(shí)呼吸速率等于光合速率，光合所需的CO2剛好被細(xì)胞呼吸所彌補(bǔ)16．【分析】：（1）由圖甲分析可知，甲表示磷脂雙分子層磷脂雙分子層。成熟植物細(xì)胞中的原生質(zhì)層與圖丙中的半透膜結(jié)構(gòu)相當(dāng)。（2）從圖乙可知葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞的方式為協(xié)助擴(kuò)散，乳酸進(jìn)入細(xì)胞的方式為主動(dòng)運(yùn)輸，二者都需要載體蛋白的參與；因此如果將圖乙所示細(xì)胞放在無(wú)氧環(huán)境中，圖中葡萄糖的跨膜運(yùn)輸不會(huì)受到影響。要得到純凈的細(xì)胞膜，需要將圖乙所示細(xì)胞置于蒸餾水中，使其漲破，因?yàn)樵摷?xì)胞無(wú)細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器。（3）在單位體積的1mol/L的葡萄糖溶液和1mol/L的乳酸溶液中，溶質(zhì)分子數(shù)相等，水分子數(shù)也相等，葡萄糖分子和乳酸分子都不能通過(guò)以磷脂雙分子層構(gòu)成的半透膜，因此如果用圖甲所示人工膜作為圖丙中的半透膜，則液面不再變化時(shí)，左側(cè)液面等于右側(cè)液面。圖乙在的蛋白質(zhì)①是運(yùn)輸葡萄糖的載體，如果在圖甲所示人工膜上貫穿上圖乙的蛋白質(zhì)①，再用作圖丙的半透膜，則A側(cè)溶液濃度下降，B側(cè)溶液濃度上升，則水分從左側(cè)運(yùn)輸?shù)接覀?cè)，則左側(cè)液面將低于右側(cè)液面。（4）由題意可知，人工脂質(zhì)雙層膜中不具有載體蛋白，若在人工膜中加入少量纈氨霉素，鉀離子可以從高濃度一側(cè)到低濃度一側(cè)，屬于協(xié)助擴(kuò)散過(guò)程。K+能通過(guò)，而其他離子不能，這體現(xiàn)了生物膜具有一定的選擇透過(guò)性功能特點(diǎn)。【答案】：（1）磷脂雙分子層原生質(zhì)層（2）載體蛋白不會(huì)細(xì)胞膜無(wú)細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器（3）不能等于低于（4）協(xié)助擴(kuò)散選擇透過(guò)性17．【分析】：（1）葉綠體是綠色植物通過(guò)光合作用合成糖類的場(chǎng)所。光合作用的卡爾文循環(huán)需要多種酶的催化作用下才能高效完成，圖中人工固定CO2合成糖類的反應(yīng)過(guò)程與卡爾文循環(huán)相似，因此人工合成淀粉過(guò)程中應(yīng)加入各種相應(yīng)的催化酶。（2）從圖中可以看出，人工合成淀粉利用了太陽(yáng)能發(fā)電，然后利用電能將水分解成O2和H2，再用于合成反應(yīng)。植物光合作用的光反應(yīng)階段利用光合色素吸收太陽(yáng)能，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?chǔ)存在ATP中的活躍化學(xué)能。（3）在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，光合作用、人工合成淀粉兩種途徑合成糖類相同，而人工光合作用系統(tǒng)沒(méi)有呼吸作用消耗糖類（或：植物呼吸作用消耗糖類），因此人工合成淀粉的積累量更多。（4）在能量供給充足條件下，人工合成淀粉途徑由于產(chǎn)量高，對(duì)環(huán)境中水的依賴程度較低，可節(jié)約耕地和淡水；此外有可能徹底解決糧食危機(jī)，提高糧食安全水平；避免農(nóng)藥、化肥等對(duì)環(huán)境的污染等。【答案】：（1）葉綠體各種相應(yīng)的催化酶（2）氫（H2）光合色素儲(chǔ)存在ATP中的活躍化學(xué)能（3）高于兩種途徑合成糖類相同，而人工光合作用系統(tǒng)沒(méi)有呼吸作用消耗糖類（或：植物呼吸作用消耗糖類），因此積累量更多（4）節(jié)約耕地和淡水；（徹底解決糧食危機(jī)，提高糧食安全水平；避免農(nóng)藥、化肥等對(duì)環(huán)境的污染）18．【分析】：（1）由分析可知，圖1中過(guò)程①是CO2的固定。如果在玉米葉肉細(xì)胞中注入某種抑制劑使“CO2泵”的活性降低，會(huì)導(dǎo)致過(guò)程①減慢，則在短時(shí)間內(nèi)，維管束鞘細(xì)胞中C5的含量將增加。（2）分析題意可知，弱光下濾紙條下端兩條色素帶明顯加寬，說(shuō)明色素含量增加，則該植物可通過(guò)增加葉綠素含量以增強(qiáng)對(duì)弱光的適應(yīng)能力。玉米缺鋅會(huì)使苗期新葉脈間失綠，嚴(yán)重影響光合作用強(qiáng)度，說(shuō)明無(wú)機(jī)鹽能維持（細(xì)胞或）生物體的正常生命活動(dòng)。（3）分析圖2可知，若蔗糖合成受阻，導(dǎo)致磷酸丙糖的轉(zhuǎn)運(yùn)受到抑制，進(jìn)入葉綠體的Pi減少，同時(shí)磷酸丙糖因轉(zhuǎn)運(yùn)受抑制而在葉綠體基質(zhì)中大量積累，進(jìn)一步抑制了暗反應(yīng)和光反應(yīng)的進(jìn)行，使得ATP的合成數(shù)量下降。此時(shí)積累在葉綠體中的磷酸丙糖將轉(zhuǎn)化為