湖南省益阳市2025年秋季学期普通高中期末质量检测高一生物学试题

2025年秋季学期普通高中期末质量检测高一生物学（试题卷）（时长：75分钟；满分：100分）注意事项：1．答题前，考生务必将自己的姓名、考号等填写在本试题卷和答题卡指定位置，并认真核对答题卡条形码上的姓名、考号和科目；2．选择题和非选择题均需按答题卡的要求在答题卡上作答，在本试题卷和草稿纸上作答无效；3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：本题共12小题，每小题2分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.水华是淡水水体受氮、磷等营养盐污染引发富营养化后，蓝细菌、绿藻等过度繁殖，导致水质恶化的生态污染现象。下列叙述正确的是（）A.蓝细菌为原核生物，其遗传物质为DNAB.蓝细菌中的环状染色体位于细胞内特定区域C.蓝细菌不能制造有机物，属于异养生物D.该池塘中所有蓝细菌构成了一个种群【答案】A【解析】【详解】A、蓝细菌属于原核生物，其遗传物质为DNA（位于拟核区），虽无染色体结构，但DNA携带遗传信息，A正确；B、原核生物无由核膜包被的细胞核，其DNA为环状分子，存在于拟核区域，但无染色体结构，B错误；C、蓝细菌含藻蓝素和叶绿素，可进行光合作用制造有机物，属于自养生物，C错误；D、种群指同一区域同种生物的集合，题干中“所有蓝细菌”包含多种蓝细菌（如颤藻、念珠藻等），并非单一物种，不构成种群，D错误。故选A。2.某兴趣小组用显微镜观察了菠菜叶片、玫瑰花瓣临时装片和人体肌肉组织、神经组织切片，均观察到细胞结构。对观察结果分析正确的是（）A.充分证明所有生物都由细胞构成B.为“新细胞是老细胞分裂产生”提供了证据C.可得出“细胞是一个相对独立的单位”的结论D.无法排除“非生物也有细胞”的可能性【答案】C【解析】【详解】A、实验仅观察了菠菜、玫瑰和人体组织，未涉及病毒、原核生物等，无法证明"所有生物"由细胞构成（如病毒无细胞结构），A错误；B、实验中观察的是静态的细胞形态，未涉及细胞分裂的动态过程，不能为"新细胞由老细胞分裂产生"提供直接证据，B错误；C、实验中观察到不同生物组织的细胞均具有完整边界（如细胞膜/壁）和独立结构，说明细胞是生命活动的基本单位，能独立执行功能，C正确；D、"非生物有细胞"违背生物学基本认知（如细胞是生物体结构和功能的基本单位），且实验中观察对象均为生物组织，D错误。故选C。3.组成细胞的元素常见的有20多种，下列相关说法正确的是（）A.细胞中的元素大多数以离子形式存在B.生物大分子以碳链为基本骨架C.糖类分子中氢原子与氧原子的数目之比均为2：1D.大量元素比微量元素含量高、作用大【答案】B【解析】【详解】A、组成细胞的元素大多数以化合物的形式存在，少部分以离子形式存在，A错误；B、生物大分子（如蛋白质、核酸、多糖）均以碳链为基本骨架，这是"碳是生命的核心元素"的体现，B正确；C、糖类中仅单糖（如葡萄糖C6H12O6）和二糖（如蔗糖C12H22O11）的H/O原子数比接近2:1，但多糖（如纤维素(C6H10O5)n）及脱氧核糖（C5H10O4）不符合该比例，C错误；D、根据元素的含量不同，细胞中的元素分成大量元素和微量元素，大量元素和微量元素的分类不是根据元素的功能，D错误。故选B。4.下列关于线粒体的说法正确的是（）A.线粒体的膜面积之和是线粒体表面积的两倍B.腹肌细胞和心肌细胞中的线粒体数目相当C.线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所D.能进行有氧呼吸的细胞都含有线粒体【答案】C【解析】【详解】A、线粒体为双层膜结构，内膜向内折叠形成嵴，使内膜面积显著增大，实际膜面积之和远大于线粒体外表面积的两倍，A错误；B、心肌细胞因持续收缩需大量能量，线粒体数量远多于间歇性收缩的腹肌细胞，B错误；C、有氧呼吸第二阶段和第三阶段均在线粒体进行，故线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，C正确；D、原核细胞（如醋酸菌）虽能进行有氧呼吸，但无线粒体，其有氧呼吸在细胞膜上进行，D错误。故选C。5.如图为生物膜亚显微结构模式图，下列叙述错误的是（）A.①构成了生物膜的基本支架，②以不同方式镶嵌在①中B.③与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系C.细胞膜的选择透过性与②有关，与①无关D.①可以侧向自由移动，②大多也能运动【答案】C【解析】【详解】A、①磷脂双分子层构成了生物膜的基本支架，②蛋白质以不同方式镶嵌在①中，A正确；B、③糖蛋白与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系，B正确；C、细胞膜的选择透过性与②有关，与①也有关，离不开磷脂双分子层的流动性，C错误；D、①磷脂双分子层可以侧向自由移动，②蛋白质大多也能运动，因此细胞膜具有一定的流动性，D正确。故选C。6.科学家用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半，中间只有很少的细胞质相连，结果无核的一半停止分裂，有核的一半能继续分裂；当有核部分分裂到16～32个细胞时，将一个细胞核挤入无核部分，结果无核部分也能发育成胚胎。下列叙述正确的是（）A.无核部分作为空白对照组，有核部分是实验组B.无核部分不能分裂，说明细胞分裂只与细胞核有关C.细胞核在蝾螈受精卵正常分裂过程中起关键作用D.实验验证了细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心【答案】C【解析】【详解】A、实验中无核部分作为实验组，有核部分作为对照组，A错误；B、无核部分不能分裂，说明细胞核是细胞分裂的必要条件，但细胞分裂还需细胞质提供物质和能量（如ATP、蛋白质等），B错误；C、有核部分可正常分裂，且将核移入无核部分后，无核部分恢复分裂能力，说明细胞核对受精卵的分裂起关键调控作用，C正确；D、实验仅观察到细胞分裂现象（代谢活动），未涉及遗传物质的传递或基因表达，故不能直接验证“遗传的控制中心”，D错误。故选C。7.将某种植物细胞分别浸入蒸馏水、0.4mol/L的蔗糖溶液及0.5mol/L的尿素溶液中，测得液泡的体积变化如图所示。下列有关说法错误的是（）A.A曲线表示蒸馏水中细胞液泡体积变化B.B曲线表示细胞发生质壁分离后又自动复原C.发生质壁分离时，细胞膜和细胞壁之间充满外界溶液D.在质壁分离过程中，植物细胞的吸水能力逐渐变小【答案】D【解析】【详解】A、A曲线中液泡体积一直在变大，说明液泡一直在吸水膨胀，A曲线符合在蒸馏水中的表现，A正确；B、B曲线中液泡体积先变小后恢复原状，表示细胞发生质壁分离后又自动复原，尿素分子可以进入细胞，初期细胞失水质壁分离，随后尿素进入细胞使细胞液浓度升高，细胞吸水，发生质壁分离复原，B曲线符合在尿素溶液中的表现，B正确；C、发生质壁分离时，因为细胞壁是全透性的，所以细胞膜和细胞壁之间充满外界溶液，C正确；D、在质壁分离过程中，细胞失水，细胞液浓度增加，细胞的吸水能力逐渐增强，D错误。故选D。8.淀粉酶有多种类型，如α淀粉酶可使淀粉内部随机水解，β淀粉酶则使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解。如图表示两种酶的活性随pH的变化。下列叙述错误的是（）A.由图可知，测定α淀粉酶的相对活性时共设置了11个组别B.与α淀粉酶相比，β淀粉酶更适合酸性条件下发挥作用C.不能通过使用斐林试剂鉴定水解产物来区分这两种淀粉酶D.将某组溶液的pH从3.0升高到7.0的过程中，淀粉酶活性先升高后下降【答案】D【解析】【详解】A、由pH变化曲线可知，测定α淀粉酶相对活性的pH梯度为3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0共11个组别，A正确；B、观察曲线可知，β淀粉酶的最适pH偏酸性（约4.05.0），在碱性条件下活性极低甚至失活；而α淀粉酶的最适pH偏中性至弱碱性，故β淀粉酶更适合在酸性条件下发挥作用，B正确；C、α淀粉酶可使淀粉内部随机水解，其产物含有葡萄糖等，β淀粉酶则使淀粉从末端开始以两个单糖为单位进行水解，其产物是麦芽糖，葡萄糖和麦芽糖均有还原性，与斐林试剂反应均有砖红色沉淀生成，因此，不能通过使用斐林试剂鉴定水解产物来区分这两种淀粉酶，C正确；D、pH=3.0时淀粉酶已失活，即使pH升高到7.0，活性也不会恢复，D错误。故选D。9.蛋白质的磷酸化与去磷酸化是生物体内普遍存在的转化过程，如图Rb蛋白质在蛋白激酶与蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化与去磷酸化，进而参与生命活动的调控，下列叙述正确的是（）A.ATP中的腺苷包括脱氧核糖与腺嘌呤B.Rb蛋白的磷酸化过程是一个吸能反应C.蛋白磷酸酶为Rb蛋白的去磷酸化过程提供活化能D.Rb蛋白的磷酸化与去磷酸化过程不受温度的影响【答案】B【解析】【详解】A、ATP中的腺苷包括核糖与腺嘌呤，A错误；B、Rb蛋白的磷酸化过程伴随着ATP的水解，是一个吸能反应，B正确；C、蛋白磷酸酶为为Rb蛋白的去磷酸化过程降低活化能，C错误；D、蛋白质磷酸化和去磷酸化的过程需要酶的作用，酶的活性受温度的限制，D错误。故选B。10.某同学将三块边长分别为1cm、2cm、3cm的含酚酞的立方体琼脂块制作成细胞模型，浸没于0.1%的NaOH溶液中3min后，把每一琼脂块切成两半，测量每一块琼脂上NaOH扩散的深度（记为Q），计算紫红色区域的体积与整个琼脂块的体积之比（记为R）。下列叙述不正确的是（）A.边长为1cm的琼脂块的Q值最大B.边长为3cm的琼脂块的R值最小C.用琼脂块制作的细胞模型，属于物理模型D.该实验从物质交换效率的角度解释了细胞不能无限长大的原因【答案】A【解析】【详解】A、Q表示NaOH扩散的深度，其大小取决于扩散时间和速率，与琼脂块体积无关。在相同时间内，不同体积琼脂块的Q值应相等，A错误；B、R表示紫红色区域体积与整体体积之比。边长越大，未扩散到的中心区域占比越高，R值越小。边长为3cm的琼脂块R值最小，B正确；C、琼脂块通过物理结构模拟细胞，属于物理模型，C正确；D、该实验通过R值（物质交换效率）随体积增大而降低的现象，解释细胞体积不能无限增大的原因，D正确。故选A。11.科学家利用血液中的细胞诱导产生了多能干细胞（iPS细胞），并利用该细胞培育出的角膜组织进行自体移植。关于该过程的说法不正确的是（）A.发生了细胞分裂、分化 B.发生了基因的选择性表达C.说明细胞具有全能性 D.遗传物质没有改变【答案】C【解析】【详解】A、在诱导血液细胞形成iPS细胞及分化为角膜组织的过程中，细胞需通过有丝分裂增加数量，并通过分化形成特定组织，故该过程发生了细胞分裂和分化，A正确；B、细胞分化的本质是基因的选择性表达，iPS细胞分化为角膜组织时必然涉及基因表达的调控，B正确；C、细胞全能性是指细胞发育成完整个体的潜能。iPS细胞虽能分化为多种组织（体现多能性），但角膜组织移植仅形成特定结构而非完整个体，未体现全能性，C错误；D、iPS细胞由体细胞诱导而来，其遗传物质与供体一致，移植后亦无改变，D正确。故选C。12.在人体细胞凋亡过程中，存在这样的调控机制：细胞内的蛋白C（凋亡因子）与蛋白F（蛋白酶激活因子）结合形成的复合物可特异性激活核酸酶Caspase，进而降解细胞核内的DNA，该复合物的活性受细胞外信号分子Livin（一种抑制性因子）和FasL（一种膜结合型激活配体）共同调控。下列叙述错误的是（）A.细胞凋亡是由基因控制的程序性死亡过程B.信号分子FasL可能通过与细胞膜上的受体结合来调控复合物活性C.若去除细胞外信号分子Livin，细胞凋亡速率可能会减慢D.细胞凋亡对人体抵御外界因素的干扰起着非常关键的作用【答案】C【解析】【详解】A、细胞凋亡是由基因控制的细胞自动结束生命的过程，属于程序性死亡，A正确；B、FasL为膜结合型激活配体，需与细胞膜上的特异性受体结合传递信号，从而调控复合物活性，B正确；C、Livin是抑制性因子，可抑制复合物活性。若去除Livin，则对凋亡的抑制作用减弱，复合物活性增强，细胞凋亡速率应加快，而非减慢，C错误；D、细胞凋亡可清除受损、衰老或异常细胞，维持内环境稳定，对人体抵御外界干扰（如病原体感染）至关重要，D正确。故选C。二、选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，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.为了探究湖南某品种水稻的最佳收获时期，某生物兴趣小组对不同时期稻谷含水量进行了测定，结果如下表所示，相关叙述正确的是（）日期6月18日6月25日7月2日7月9日7月16日含水量/%45.331.526.421.8202A.6月18日左右是稻谷的最佳收获时期B.与7月2日相比，6月25日的稻谷细胞代谢更旺盛C.与6月25日相比，7月16日稻谷细胞抗旱能力较高D.7月9日左右，稻谷细胞中的水主要以结合水的形式存在【答案】BC【解析】【详解】A、6月18日左右含水量最高，细胞代谢旺盛，不是水稻的最佳收获时期，A错误；B、一般而言，自由水含量高，细胞代谢旺盛，故与7月2日相比，6月25日细胞代谢更旺盛，B正确；C、一般而言，结合水含量高，抗逆性越强，与6月25日相比，7月16日水稻抗旱能力较高，C正确；D、细胞中的水主要以自由水形式存在，D错误。故选BC。14.下图中甲、乙、丙表示小分子物质，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示相应的生物大分子，X表示物质的主要功能。下列说法正确的是（）A.甲的种类和空间结构的多样性决定了Ⅰ功能的多样性B.植物细胞中的物质乙为葡萄糖或果糖C.X表示细胞中良好的储能物质D.植物根尖细胞中的Ⅲ彻底水解的产物有8种【答案】CD【解析】【详解】A、甲为氨基酸，Ⅰ为蛋白质，Ⅰ功能的多样性取决于Ⅰ的结构多样性，Ⅰ的结构多样性直接取决于甲的种类、数量和排列顺序不同及形成的肽链盘曲折叠和形成的空间结构不同，A错误；B、Ⅱ是生物大分子且属于能源物质，因此Ⅱ是淀粉或糖原，由此可分析出乙是葡萄糖，B错误；C、X表示脂肪的主要功能，脂肪的主要功能是细胞中良好的储能物质，C正确；D、Ⅲ是遗传信息的携带者，所以Ⅲ是核酸，根尖细胞的核酸有DNA和RNA，彻底水解后形成磷酸，2种五碳糖，5种含氮碱基共8种产物，D正确。故选CD。15.积水会影响农作物根细胞呼吸，下图为与细胞呼吸相关的甲、乙两种酶的活性随水淹天数变化的情况。第3d时根细胞的O2消耗量为CO2释放量的一半（底物为葡萄糖）。下列叙述正确的是（）A.甲、乙两种酶分别参与无氧呼吸和有氧呼吸B.水淹0～3d，影响呼吸速率的主要外界因素是氧气含量C.水淹3～4d，无氧呼吸产生的酒精可能对细胞造成了损伤D.第3d时，根细胞有氧呼吸消耗的葡萄糖是无氧呼吸消耗的一半【答案】ABC【解析】【详解】A、据图分析，随着水淹天数的增多，甲酶的活性增强，乙酶的活性减弱，根据水淹后由于氧气不足，有氧呼吸逐渐减弱，酶的活性逐渐减弱；同时根部细胞开始无氧呼吸并逐渐增强，酶的活性逐渐增强，所以甲酶可能是无氧呼吸有关的酶，主要分布在细胞质基质中，乙酶是与有氧呼吸有关的酶，主要分布在线粒体中，A正确；B、由于水可以隔绝空气进入根部细胞，所以在水淹0~3d内，随着水淹天数的增加，根部细胞O2含量减少，有氧呼吸减弱，无氧呼吸增强，氧气成为影响呼吸速率的主要环境因素，B正确；C、由图可知，水淹4d后，无氧呼吸有关的酶活性也显著降低，可能是无氧呼吸产生的酒精破坏了细胞结构，造成了损伤，C正确；D、水淹第3d时，根细胞的氧气消耗量为二氧化碳释放量的一半，设有氧呼吸消耗的葡萄糖的量为x，无氧呼吸消耗的葡萄糖的量为y，根据有氧呼吸反应式可知，消耗x葡萄糖需要消耗6x氧气，产生6x二氧化碳；根据无氧呼吸反应式可知，消耗y葡萄糖会产生2y二氧化碳，6x=（6x+2y）/2，x/y=1/3，所以根细胞有氧呼吸消耗的葡萄糖是无氧呼吸消耗的1/3，D错误。故选ABC。16.土壤中的亚硝酸细菌能将氨氧化成亚硝酸，硝酸细菌能将亚硝酸氧化成硝酸，如图所示。下列叙述错误的是（）A.两种细菌都能利用氧化无机物释放的化学能合成有机物B.亚硝酸细菌合成有机物的过程、场所与黑藻相同C.硝酸细菌合成有机物不需要色素吸收和转化光能D.NH3被氧化后形成亚硝酸盐和硝酸盐，可提高土壤肥力【答案】B【解析】【详解】A、由图示可知，两种细菌能分别利用氨氧化成亚硝酸和亚硝酸氧化成硝酸释放的化学能合成有机物，A正确；B、亚硝酸细菌为原核生物，无叶绿体结构，其通过化能合成作用合成有机物的过程在细胞质中；黑藻是真核生物，有叶绿体结构，其通过光合作用合成有机物的场所在叶绿体内，场所不同，B错误；C、硝酸细菌合成有机物是利用的是亚硝酸氧化成硝酸过程中释放的能量，不需要色素吸收和转化光能，C正确；D、NH3被氧化后形成亚硝酸盐和硝酸盐，提高了土壤中无机盐的含量，提高了土壤肥力，D正确。故选B。三、非选择题（本题共5小题，共60分）17.下图为动、植物细胞亚显微结构局部拼接模式图，请回答下列问题。（1）动、植物细胞中有多种细胞器，分离这些细胞器可以用_______法，细胞质中的细胞器并不是漂浮于细胞质中，而是有着锚定和支持它们的结构——_______。（2）图示结构下半部分为_______细胞，因为其含有_______（填序号）等结构。（3）在分泌蛋白合成、加工与分泌的过程中，依次经过的细胞结构是_______（用序号和箭头表示）。为了研究该过程，常采用同位素标记法，能否用18O标记的亮氨酸来观察分泌蛋白的合成及分泌过程？_______，理由是_______。【答案】（1）①.差速离心法②.细胞骨架（2）①.植物②.①⑥⑦（3）①.⑩→⑧→⑤→②②.不能③.18O2不具有放射性，无法追踪物质去向【解析】【分析】题图分析：图示是动、植物细胞亚显微结构局部拼接模式图，①为细胞壁，②为细胞膜，③为线粒体，④为中心体，⑤为高尔基体，⑥为叶绿体，⑦为液泡，⑧为内质网，⑨为细胞核，⑩为核糖体。【小问1详解】差速离心主要是利用不同细胞器的密度不同，采取逐渐升高离心速率来分离不同大小颗粒的方法。因此分离这些细胞器可以用差速离心法；细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。【小问2详解】图示结构下半部分含有①细胞壁、⑥叶绿体、⑦液泡，可知为植物细胞。【小问3详解】研究分泌蛋白的合成与分泌过程常用放射性同位素标记法，分泌蛋白依次经过⑩核糖体合成→⑧内质网加工→⑤高尔基体进一步加工→最后通过②细胞膜分泌到细胞外。18O不具有放射性，无法追踪物质去向，因此不能用18O标记的亮氨酸来观察分泌蛋白的合成及分泌过程。18.我国中科院上海生化所合成了一种具有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物——脑啡肽，结构简式如下图，请回答下列问题。（1）组成脑啡肽的基本单位是氨基酸，其结构通式是_______，X表示的基团是_______。（2）脑啡肽由_______种氨基酸脱水缩合而成，脱去的水分子中的氧原子来自_______。（3）病人使用脑啡肽时_______（填“能”或“不能”）口服，请简述原因_______。【答案】（1）①.②.氨基（或NH2）（2）①.4②.羧基（或COOH）（3）①.不能②.脑啡肽属于多肽类物质，口服时会被消化道内的酶水解成氨基酸，不能发挥其生理作用（合理即可）【解析】【分析】氨基酸先通过互相结合的方式进行连接：一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子水，以此类推，多个氨基酸缩合形成多肽，肽链盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。【小问1详解】由图可知，构成脑啡肽基本组成单位称为氨基酸，构成蛋白质的每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，其结构通式如图所示：。X表示的基团是NH2。【小问2详解】氨基酸的区别在于R基不同，脑啡肽由4种氨基酸组成。氨基酸脱水缩合的时候，其中H2O中的H来自NH2和COOH，氧原子来自COOH中的羟基。【小问3详解】口服脑啡肽没有镇痛效果，原因之一是脑啡肽属于多肽类物质，口服时会被消化道内的酶水解成氨基酸，不能发挥其生理作用。19.研究发现，某些植物能在盐碱地这种逆境中正常生长，相关机制如图所示，请回答下列问题。（1）与一般不耐盐碱植物相比，耐盐碱植物细胞的细胞液浓度_______（填“较高”或“较低”）。（2）据图分析，Na+出植物细胞的方式是_______，该过程_______（填“是”或“不是”）直接由ATP供能。（3）植物细胞中Na+浓度过高会对植株有毒害作用，据图分析，植物降低Na+毒害作用的途径包括两方面：一方面，胞外Na+与受体结合，使细胞内H2O2浓度_______（填“升高”或“降低”），进一步_______（填“促进”或“抑制”）转运蛋白B将Ca2+转运到细胞内，间接促进Na+经转运蛋白C出细胞；另一方面，_______。【答案】（1）较高（2）①.主动运输②.不是（3）①.升高②.促进③.胞外Ca2+直接抑制转运蛋白A，使进入细胞内的Na+减少（合理即可）【解析】【分析】主动运输需要消耗能量，通常由载体蛋白协助；被动运输包括自由扩散和协助扩散，不消耗能量。例如，氧气、二氧化碳等气体分子通过自由扩散进出细胞；葡萄糖进入红细胞是协助扩散。【小问1详解】土壤中离子浓度大于细胞液的浓度，使植物根部细胞无法从外界获取水分，在盐碱地上大多数植物无法生存，而耐盐碱植物细胞的细胞液浓度较高。【小问2详解】Na+出植物根部细胞需要转运蛋白C，动力是H+产生的电化学势能，其运输方式是主动运输，该过程不是直接由ATP供能。【小问3详解】据图分析，植物降低Na+毒害作用的途径包括两方面：一方面，通过Na+与根部细胞膜上受体结合，使细胞内H2O2浓度升高，进一步通过促进转运蛋白B将Ca2+转运到细胞内，间接促进Na+经转运蛋白C出细胞；另一方面，Ca2+直接抑制转运蛋白A的活性，使Na+无法进入细胞。20.Rubisco是光合作用中的关键酶。科研人员将Rubisco酶基因转入野生型水稻（WT），获得该酶含量增加的转基因品系（S），并进行相关研究，实验结果表明，这一改良提高了水稻光合速率和产量，请回答下列问题。注：光照强度在曲线②和③中为n，在曲线①中为n×120%（1）Rubisco酶分布在叶绿体的______中，能催化______与CO2结合，其部分产物利用光反应产生的______提供的能量经一系列反应生成糖类。（2）分析图中曲线①和②可知，影响水稻光合速率的外界因素有______。CO2浓度较低时，S品系水稻的光合速率较野生型水稻高的原因是______。（3）研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度条件下，S品系水稻固定CO2生成C3的速率比野生型水稻（WT）更快。使用同位素标记法设计实验直接加以验证，简要写出实验思路：_______。（4）综合以上分析，提高水稻产量的措施有______（答2点即可）。【答案】（1）①.基质②.C5③.ATP、NADPH（2）①.光照强度、CO2浓度②.S品系水稻Rubisco酶含量高，Rubisco酶能催化C5与CO2结合，所以该品系水稻固定CO2的能力强，光合速率高（3）用14C标记CO2，分别将S品系水稻与野生型水稻（WT）置于相同的饱和光照和适宜14CO2浓度条件下，定时检测并比较两组植物中C3的放射性强度（4）增大CO2浓度、适当提高光照强度、改良品种（合理即可）【解析】【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。【小问1详解】Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶，暗反应的场所是叶绿体基质，因此Rubisco在叶绿体基质中催化C5与CO2结合生成C3。在C3的还原过程中需要ATP和NADPH提供能量，部分产物经过一系列反应形成（CH2O）。这一过程中能量转换是ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物（CH2O）中稳定的化学能。【小问2详解】①②曲线的自变量是有无补光，②③曲线的自变量是有无转入Rubisco基因。据图分析，当胞间CO2浓度低于B点时，曲线②高于③，是因为②中Rubisco的含量多，固定CO2的能力强。当胞间CO2浓度高于300时，曲线②与③重合，说明Rubisco的量已经不是限制光合速率的因素，而曲线①的光合速率高于曲线②③，曲线①的有较高的光照强度，因此曲线②与③重合是由于光照强度不足。曲线①的光照强度高于②，但胞间CO2浓度在250之前，曲线①和②重合，光照强度不是限制因素，此时最主要限制因素是CO2浓度。由此得知曲线①和②影响水稻光合速率的外界因素有光照强度、CO2浓度。因为S品系水稻Rubisco酶含量高，Rub