高级中学名校试题
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上海市三校2024-2025学年高三下学期开学联考
一、莱茵衣藻（18分）
1.莱茵衣藻是一种自养型的单细胞真核生物。它可进行光合作用将太阳能转化为氢能，其光合电子传递和产氢过程如下图1所示，PSI、PSII、Cytb6f表示结构。请回答下列问题：
（1）下列关于莱茵衣藻的叙述正确的是_____（多选）。
A.莱茵衣藻有蛋白质构成细胞骨架
B.莱茵衣藻质膜的脂质中含有胆固醇
C.莱茵衣藻有核膜包被的细胞核
D.在有丝分裂前期，其中心体复制并移向细胞两极
（2）据图1分析，Cytb6f、PC在光合作用中的主要作用是______（单选）。
A.传递电子 B.传递H+（质子）
C.传递光合色素 D.传递光能
（3）光反应产物NADPH参与卡尔文循环中的具体环节是______（编号选填）。
①CO2的固定②C3的还原③C5的再生
（4）氢酶对氧气极其敏感，当氧分压达到2%时即可迅速失活。下列有关叙述正确的是______（多选）。
A.莱茵衣藻产生的H+与水的光解有关
B.莱茵衣藻细胞中氢酶的失活与光反应有关
C.莱茵衣藻产生氢气的场所是叶绿体基质
D.莱茵衣藻产生的氢气会促进其细胞中有机物的积累
研究人员用TAP培养液和TAP-S培养液（缺硫）及优化培养条件，来研究莱因衣藻的光合产氢量，结果如图2所示。
（5）分析图2的实验数据，阐述TAP-S培养液对莱茵衣藻产氢的影响：________。
（6）结合图2的实验结果，可推测硫对PSII或Cytb6f的功能的影响为________（促进/抑制/无法判断），从而使类囊体腔中的H+浓度________（升高/降低/不变）。
研究发现：在弱光及黑暗条件下，莱茵衣藻通过无氧呼吸产生的弱酸会进入类囊体腔并解离出氢离子，由于氢离子无法直接穿过类囊体膜导致腔内氢离子不断积累，出现酸化。
（7）在弱光及黑暗条件下，莱茵衣藻进行无氧呼吸的场所为________。
（8）结合题干信息，下列有关类囊体腔酸化的相关叙述正确的是________（多选）。
A.黑暗条件下，莱茵衣藻细胞质基质中PH低于类囊体腔
B.与H+相比，弱酸更易穿过类囊体膜
C.类囊体腔酸化可能有利于莱茵衣藻的光合作用
D.类囊体腔内的酸化程度可能与无氧呼吸产生的弱酸总积累量呈成正相关
【答案】（1）AC（2）A
（3）②（4）ABC
（5）TAP-S培养液可使莱茵衣藻产氢量增多且产氢的持续时间长
（6）①.抑制②.降低
（7）细胞质基质（8）BCD
〖祥解〗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。
【解析】（1）A、莱茵衣藻属于真核生物，有由蛋白质构成的细胞骨架，A正确；
B、莱茵衣藻更类似于植物细胞，其质膜的脂质中含磷脂分子。而动物细胞细胞膜中才含有胆固醇，B错误；
C、莱茵衣藻是一种自养型的单细胞真核生物，所以有核膜包被的细胞核，C正确；
D、中心体复制发生在分裂间期，D错误。
故选AC。
（2）据图1分析，Cytb6f可以传递电子给PC，PC传递电子给NADP+,生成NADPH。
故选A。
（3）NADPH和ATP直接促进的反应过程是②C3物质的还原。
（4）A、莱茵衣藻可以进行光合作用，其光反应阶段中水的光解可以产生H+，A正确；
B、分析题意，氢酶对氧气极其敏感，当氧分压达到2%时即可迅速失活，光合作用的光反应阶段会产生氧气，氧气浓度升高使氢酶失活而不能生成氢气，B正确；
C、由题图可知，类囊体腔内建立了高浓度的H，H+除了来源于水的光解，还来源于Cytb6f的传递，图上方表示叶绿体基质，因此衣藻光合作用产生氢气的场所是叶绿体基质，C正确；
D、莱茵衣藻产生的氢气时会消耗暗反应的原料H+,从而减弱了光合作用速率，抑制其细胞中有机物的积累，D错误。
故选ABC。
（5）由题图2可知，TAP-S培养液对莱困衣藻产氢的影响是持续产氢时间长，产氢量多。
（6）由于H+除了来源于水的光解，还来源于Cytb6f的传递，推测硫可能抑制了PSⅡ或Cytb6f的功能，使类囊体腔中的H+浓度降低，从而使叶绿体基质中的H+浓度降低。
（7）莱茵衣藻为真核生物，无氧呼吸的场所为细胞质基质。
（8）A、在弱光及黑暗条件下莱茵衣藻会逐渐积累H+，导致叶绿体类囊体腔酸化，所以黑暗条件下莱茵衣藻细胞质基质内的pH高于类囊体腔，