《2026年理想树图书高考必刷卷42套模拟卷汇编高中生物全一册通用版江苏专版》

20. (12 分)水稻和玉米是两种重要的粮食作物，高光强和高温环境下，水稻的光呼吸高而玉米等 $C_4$ 植物的叶肉细胞中存在 PEP 羧化酶可浓缩 $CO_2$。如图为玉米浓缩 $CO_2$ 的机制及类囊体膜上的电子传递示意图。请回答下列问题。

(1)Rubisco(R 酶)是一种双功能酶，既可催化 $C_5$ 和 $CO_2$ 反应，也可在 $O_2$ 与 $CO_2$ 比值过高时催化光呼吸的发生，即催化 $C_5$ 和 $O_2$ 反应生成 $C_3$ 和 $C_2$，后者最终可在线粒体中转变为 $CO_2$，降低了光合效率。R 酶存在于水稻叶肉细胞的叶绿体基质中，叶肉细胞中产生 $CO_2$ 的生理过程有细胞呼吸和光呼吸。
(2)PEP 羧化酶与 $CO_2$ 的亲和力远高于 R 酶，可催化低浓度的 $CO_2$ 与图中PEP结合生成草酰乙酸，还原为苹果酸后经胞间连丝(填结构名称)进入维管束鞘细胞，再脱羧释放 $CO_2$ 参与卡尔文循环。通过 PEP 羧化酶的固定作用，将低浓度的 $CO_2$ 泵至维管束鞘细胞中富集，造成 $O_2$ 与 $CO_2$ 比值降低，减少了光呼吸的发生。
(3)类囊体上电子传递链有线性电子传递链(图中实线所示)和环式电子传递链(图中虚线所示)两类。线性电子传递链传递的电子最初来自H₂O，最终传递给NADP⁺。环式电子传递链的传递路径为 PSⅠ →Fd→PQ→Cytb6f→PC→ PSⅠ。通过环式电子传递链，实现了 $H^+$ 的跨膜运输，增大了膜两侧 $H^+$ 的浓度差，促进了ATP的合成；该过程中，ATP 合酶的作用有催化和运输。
(4)据图分析，维管束鞘细胞的类囊体上无 PSⅡ，其生理学意义是不发生水的光解，降低O₂与CO₂的比值，(减少光呼吸)提高光合效率 (2 分)。

答案： 20. (除标注外，每空1分，共12分)
(1)叶绿体基质 细胞呼吸和光呼吸
(2)PEP 胞间连丝 降低
(3)H₂O NADP⁺ Fd→PQ→Cytb6f→PC ATP 催化和运输
(4)不发生水的光解，降低O₂与CO₂的比值，(减少光呼吸)提高光合效率(2分)
重难考点光合作用的原理、光呼吸
[深度解析]
(1)Rubisco(R酶)可催化C₅和CO₂反应，可见R酶存在于叶肉细胞的叶绿体基质中。叶肉细胞进行细胞呼吸时会产生CO₂；由于R酶可催化C₅和CO₂反应，也可在O₂与CO₂比值过高时催化光呼吸的发生，即催化C₅和O₂反应生成C₃和C₂，后者最终可在线粒体中转变为CO₂，因此叶肉细胞中产生CO₂的生理过程还有光呼吸。
(2)由图可知，CO₂被叶肉细胞吸收后形成HCO₃⁻，在PEP羧化酶催化下HCO₃⁻与PEP反应生成草酰乙酸，还原为苹果酸后经胞间连丝进入维管束鞘细胞(常考点:高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用)，再脱羧释放CO₂参与卡尔文循环。由于PEP羧化酶与CO₂的亲和力远高于R酶，因此通过PEP羧化酶的固定作用，将低浓度的CO₂泵至维管束鞘细胞中富集，导致O₂与CO₂的比值降低，减少了光呼吸的发生。
(3)线性电子传递链传递的电子最初来自H₂O的光解，最终传给NADP⁺形成NADPH。由图可知，环式电子传递链的传递路径为PSⅠ→Fd→PQ→Cytb6f→PC→PSⅠ。通过环式电子传递链，实现了H⁺的跨膜运输，增大了膜两侧H⁺的浓度差，促进了ATP的合成；该过程中，ATP合酶既起到了催化ATP合成的作用，又起到运输H⁺的作用。
(4)PSⅡ上可发生水的光解过程，这样会使O₂与CO₂比值升高，当光照增强时，光呼吸增强，光合效率降低，因此维管束鞘细胞的类囊体上无PSⅡ，不发生水的光解，可降低O₂与CO₂的比值，减少光呼吸，提高光合效率

21. (12 分)胰高血糖素样肽 -1(GLP -1)是由肠道 L 细胞分泌的一种激素，图甲为其促进胰岛素合成和分泌的作用机制示意图。请回答下列问题。

(1)GLP -1 与图甲中GLP-1R结合后可激活腺苷酸环化酶(AC)，进而激活蛋白激酶 A(PKA)，该过程中 ATP 的作用为作为合成cAMP的原料。
(2)PKA 激活后，一方面可促使 $Ca^{2+}$ 通道开放，内流的 $Ca^{2+}$ 可促进含胰岛素的囊泡和质膜融合，释放胰岛素；另一方面，可促使 PDX -1 经核孔进入细胞核与胰岛素基因的启动子结合，在RNA聚合酶的催化下启动胰岛素基因转录，经翻译合成胰岛素。
(3)二肽基肽酶 -Ⅳ(DPP -Ⅳ)能促进 GLP -1 的降解。导入外源小干扰 RNA(siRNA)可通过与 mRNA 特异性结合，抑制翻译过程，进而实现基因沉默。科研人员利用 siRNA 开展了靶向抑制 DPP -Ⅳ 基因对糖尿病小鼠降糖作用效果和机理的研究。下表为部分实验步骤，请完成下表。

(4)综上所述，siRNA 类药物对糖尿病模型小鼠有明显的降血糖作用的原因是 siRNA 进入细胞后能与 DPP -Ⅳ mRNA 结合，使DPP-Ⅳ的合成量减少，进而减少了GLP-1的降解 (2 分)，促进了胰岛素的合成和分泌。

答案： 21. (除标注外，每空1分，共12分)
(1)GLP-1R cAMP
(2)含胰岛素的囊泡(只答囊泡不给分) 核孔 RNA聚合酶
(3)①DPP-Ⅳ基因的碱基序列 ②相同剂量的非靶向siRNA溶液 ③血糖含量测定和记录 ④1 ⑤siRNA在体内发生降解，无法发挥作用
(4)使DPP-Ⅳ的合成量减少，进而减少了GLP-1的降解(2分)
热门考点血糖调节、探究性实验
[深度解析]
(1)由图甲可知，GLP-1可与GLP-1R结合后激活腺苷酸环化酶(AC)，AC可催化ATP形成cAMP，进而激活蛋白激酶A(PKA)。
(2)PKA激活后，一方面可促使Ca²⁺通道开放，引起Ca²⁺内流，内流的Ca²⁺可促进含胰岛素的囊泡和质膜融合，释放胰岛素；另一方面，可促使PDX-1经核孔进入细胞核与胰岛素基因的启动子结合，在RNA聚合酶的催化下启动胰岛素基因转录，经翻译合成胰岛素。
(3)由题意可知，实验的自变量是有无DPP-Ⅳ的siRNA，因此第1步先根据DPP-Ⅳ基因的碱基序列设计合成3条DPP-Ⅳ的siRNA，另设计一条非靶向siRNA作为对照。依据单一变量原则，R1、R2、R3组为实验组，给予适量的靶向siRNA溶液，CK组给予相同剂量的非靶向siRNA溶液。分别于给药后第1、2、4、7、10天取血测定4组小鼠的空腹血糖含量，并记录，此步骤的目的是进行血糖含量测定和记录。由图乙可知，R1、R2和R3给药组均出现不同程度的降糖作用，且在第1天效果最明显，后期血糖含量有所回升的原因最可能是siRNA在体内发生降解，无法发挥作用。
(4)外源小干扰RNA(siRNA)可通过与mRNA特异性结合，抑制翻译过程，进而实现基因沉默。可见siRNA类药物对糖尿病模型小鼠有明显的降血糖作用的原因是siRNA进入细胞后能与DPP-ⅣmRNA结合使DPP-Ⅳ的合成量减少，进而减少了GLP-1的降解，促进了胰岛素的合成和分泌