2022届高考生物三轮复习热点猜测——CO2到淀粉的从头合成

这是一份2022届高考生物三轮复习热点猜测——CO2到淀粉的从头合成，共10页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

科研团队乔婧、蔡韬、马延和、朱蕾蕾、孙红兵
知识背景：
2021年9月24日Science报道，中国科学院天津工业生物技术研究所马延和研究员团队从头设计了11步主反应的非自然二氧化碳固定与淀粉合成新途径，在实验室中首次实现了从二氧化碳到淀粉分子的全合成。研究者采用了一种类似"搭积木"的方式，利用化学催化剂将高浓度二氧化碳在高密度氢能作用下还原成碳一化合物，,然后通过设计构建碳一聚合新酶，依据化学聚糖反应原理将碳一化合物聚合成碳三化合物，最后通过生物途径优化。将碳三化合物又聚合成碳六化合物，再进一步合成直链和支链淀粉。
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CO2到到淀粉的从头合成，涉及到一整套完整的酶催化作用下的一系列化学反应，涉及到糖类合成的代谢步骤等有关考点。
全国各地模拟题（部分）
一、单项选择题
1．（2021秋•亭湖区月考）淀粉合成依赖植物的光合作用。近日，中国科学家探索出一项在实验室利用电能人工将无机物合成淀粉的技术，使人类有望摆脱对光合作用的重度依赖。推测人工合成淀粉所需原料含有（ ）
A．CO2 B．O2 C．丙酮酸 D．酒精
2．（2021秋•黄石月考）我国科学家首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成，相关成果于2021年9月24日由国际知名学术期刊《科学》在线发表，自然界中生物从二氧化碳合成淀粉，需要大约60步生化反应，且需要复杂的生理调节。而这个人工合成过程，大概11个步骤。这项技术还对于缓解全球变暖问题也有着巨大意义，甚至在更为遥远的未来，很可能成为人类探索遥远宇宙时的食物来源。下列相关说法错误的是（ ）
A．该项技术可以直接固定二氧化碳，效率高于植物
B．淀粉大量存在于马铃薯、山药、甘薯等植物根或茎中
C．人体内淀粉消化分解的途径是：淀粉→麦芽糖→葡萄糖
D．细胞中的糖类分子氢原子和氧原子之比为2：1
3．（2021秋•成都期末）中国科学家在实验室实现二氧化碳到淀粉的从头合成，人工合成淀粉是从最基本的要素开始，一步步构建生物大分子、生物部件与细胞等零部件，进而组装成有各类用途的人造生命系统。下列说法错误的是（ ）
A．淀粉是以碳链为基本骨架的生物大分子 B．组成淀粉的单体是葡萄糖
C．人工合成淀粉就等于人造生命系统 D．淀粉能被酸水解
4．（2021秋•辽宁月考）2021年9月24日我国科学家首次完成了二氧化碳到淀粉的人工合成，有望节约90%以上的耕地和淡水资源。若淀粉在某生物体内发生如下转化过程：“淀粉→麦芽糖→葡萄糖→糖原”，下列说法正确的是（ ）
A．该生物细胞中除了麦芽糖以外还有其他种类的二糖
B．此生物一定是植物，因为它含有淀粉和麦芽糖
C．多糖均可作为能源物质
D．此生物是动物，因为能将淀粉转化为糖原
5．（2020秋•青岛期中）图1是人工合成的磷脂双分子示意图，图2是人的红细胞膜的部分示意图，图3中A为质量浓度为1ml/L的葡萄糖溶液，B为质量浓度为1ml/L的乳酸溶液，用图1中人工膜作为半透膜。下列说法正确的是（ ）
A．图1所示人工膜在水中磷脂分子排成双层的原因是磷脂分子有亲水的头部和疏水的尾部
B．图2中，葡萄糖和乳酸可以跨膜运输，而有些分子不能通过，体现了膜的结构特点﹣选择透过性
C．如果用图1所示人工膜作为图3中的半透膜，则液面不再变化时，左侧液面低于右侧液面
D．某些药物大分子不容易被细胞吸收，但如果用图1所示人工膜包裹后再注射则更容易进入细胞，此实例可说明细胞膜具有选择透过性
6．（2022•上饶模拟）2021年，我国科研成果显著。继二氧化碳人工合成淀粉后，又突破了一氧化碳合成蛋白质技术，创造了22秒工业化一步生物合成蛋白质获得率最高85%的世界奇迹。以下有关细胞物质的叙述，正确的是（ ）
A．核酸依据含氮碱基的不同分为DNA和RNA
B．抗体、激素和核酸都是由含氮的单体连接而成的多聚体
C．糖类、脂质、蛋白质、核酸都是生物大分子
D．无机盐和蛋白质都会影响细胞内外的渗透压
7．（2022•徐汇区学业考试）我国科学家利用CO2人工合成淀粉获得成功。该技术分为三个阶段：阶段Ⅰ由CO2在一定的条件下生成CⅠ（甲醇），CⅠ经过缩合反应依次生成三碳中间体；阶段Ⅱ由GAP（三碳中间体）通过缩合反应生成六碳化合物；阶段Ⅲ由六碳化合物经过生物聚合反应生成淀粉，下列说法错误的是（ ）
A．绿色植物叶肉细胞内类似于阶段Ⅰ的过程发生在叶绿体基质
B．叶肉细胞内类似于阶段Ⅱ的过程发生在类囊体膜上
C．叶肉细胞内类似于阶段Ⅱ的过程需光反应提供NADPH和ATP
D．研究该过程中淀粉的合成途径可以利用14C同位素标记追踪
8．（2021秋•如皋市期末）我国科学家利用CO2人工合成淀粉获得成功。该技术分为三个阶段：阶段Ⅰ由CO2在一定的条件下生成CⅠ（甲醇），CⅠ经过缩合反应依次生成DHA（二羟丙酮）、DHAP（磷酸二羟丙酮）、GAP等三碳中间体；阶段Ⅱ由GAP通过缩合反应生成六碳化合物；阶段Ⅲ由六碳化合物经过生物聚合反应生成淀粉，下列说法错误的是（ ）
A．绿色植物叶肉细胞内类似于阶段Ⅰ的过程发生在叶绿体基质
B．叶肉细胞内类似于阶段Ⅱ的过程需光反应提供NADPH和ATP
C．叶肉细胞内类似于阶段Ⅱ的过程需要相关酶催化并提供活化能
D．研究该过程中淀粉的合成途径利用14C同位素标记比13O更合适
9．（2021秋•西城区期末）2021年，中国科学家在人工合成淀粉方面取得突破性进展，首次实现CO2→C1→C3→C6→淀粉过程，合成淀粉的速率是玉米的8.5倍。下列叙述错误的是（ ）
A．淀粉是植物细胞的储能物质
B．玉米合成淀粉的能量来自CO2和H2O
C．人工合成淀粉为解决粮食危机提供了新思路
D．酶用于人工合成淀粉体现了生物的直接价值
10．（2021秋•邯郸期末）2021年，我国科学家设计了一种如图所示的人造淀粉合成代谢路线（ASAP），成功将CO2和H2转化为淀粉。ASAP由11个核心反应组成，依赖许多不同生物来源的工程重组酶。科学家表示：“按照目前的技术参数，在不考虑能量输入的情况下，1立方米生物反应器的年淀粉产量，理论上相当于种植公顷玉米的淀粉年产量。”下列叙述错误的是（ ）
A．该反应器的能量输入需要人工提供高能氢和ATP
B．人工合成淀粉同样需要CO2的固定和C5的再生，最终将C6合成淀粉
C．ASAP代谢路线有助于减少农药、化肥等对环境造成的负面影响
D．大量工程重组酶的制备是该项技术走向工业化最可能面临的难题
11．（2021秋•永州期末）2021年9月24日，中国科学院天津工业生物技术研究所所长马延和在国际学术期刊《科学》上发表重大成果，我国率先实现在细胞外将二氧化碳合成淀粉。该技术可以不依赖植物光合作用，直接用二氧化碳作为原料，在车间生产淀粉。下列相关叙述正确的是（ ）
A．“碳是生命的核心元素”，因为细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动物的食物，有利于解决粮食危机和缓解全球变暖
C．植物合成淀粉、人工合成淀粉都是以葡萄糖为原料
D．人体将米饭中的淀粉水解成麦芽糖后才能被小肠细胞吸收
12．（2021秋•烟台期中）自然条件下，淀粉由植物通过光合作用固定二氧化碳产生。2021年9月我国科研人员首次在实验室中实现从二氧化碳到淀粉分子的人工合成过程，且人工合成的淀粉与天然淀粉的分子结构一致。下列叙述错误的是（ ）
A．人工合成的淀粉与天然淀粉的基本单位都是葡萄糖
B．淀粉与几丁质均为多糖，可作为细胞中的储能物质
C．该研究为利用无机物合成有机物提供了新的思路
D．该研究有利于解决资源短缺和环境污染问题
13．（2021秋•湖南期中）2021年9月24日，中国科学院天津工业生物技术研究所所长马延和在国际学术期刊《科学》上发表重大成果，我国率先实现从二氧化碳到淀粉的全部合成。马所长介绍，我们所需要的淀粉，可以不依赖植物光合作用，直接用二氧化碳作为原料，在车间生产出来。下列有关叙述正确的是（ ）
A．植物细胞中合成淀粉的细胞器为叶绿体，该细胞器能独立合成某些蛋白质，但不含核糖体
B．若人工合成淀粉用于人和动物的食物，有利于解决粮食危机和缓解全球变暖
C．植物合成淀粉、人工合成淀粉都是以葡萄糖为原料
D．人体将米饭中的淀粉水解成麦芽糖后才能被小肠细胞吸收
14．（2021秋•梁园区期末）2021年中国科学家在国际上首次实现了无细胞条件下二氧化碳到淀粉的人工合成，这项技术在解决粮食问题、碳中和等方面具有重要意义。人工淀粉合成代谢途径（ASAP）如图所示。下列有关说法正确的是（ ）
A．C3中间体脱水缩合形成肽键构成C6中间体
B．该代谢途径中所需的酶是在细胞内合成的
C．人工合成淀粉需在高温高压装置中进行
D．不同反应所用多种酶体现出酶的专一性和高效性
二、非选择题
15．（2022•罗甸四模）我国科学家利用CO2人工合成淀粉，该项技术被认为是影响世界的重大颠覆性技术，这一成果于2021年9月24日在国际学术期刊《科学》发表，这项技术未来在能源充足的情况下可能会解决全球粮食危机及改善全球气温等问题。但人工合成淀粉的灵感及部分原理来源于植物光合作用的过程，依据植物的光合作用回答下列问题。
（1）人工合成淀粉时，将CO2通过电氢还原及单碳缩合两个过程转变为C3中间体，植物光合作用中通过 过程获得C3，若将强光下的植物移到黑暗环境中，短时间内C3的含量将 （填“减少”、“不变”、“增多”）。
（2）农作物根尖细胞白天光照时，合成ATP的场所有 ；在雨季来临前，农田需要做好排水措施，原因是 。
（3）农业中，施加工业肥料时，需要将肥料与根部保持一定的距离，请你做出合理的解释 。
（4）若某植物早上9点时到达光补偿点时，其光合反应所需的CO2来源于 。原因是 。
16．（2021秋•南安市月考）如图所示，图甲为人工合成的膜结构示意图，图乙为人的成熟红细胞膜的结构示意图及葡萄糖和乳酸的跨膜运输情况，图丙中A为1 ml/L的葡萄糖溶液，B为1 ml/L的乳酸溶液，请据图回答以下问题：
（1）图甲所示为生物膜的基本支架 ，成熟植物细胞的 结构相当于图丙中的半透膜。
（2）图乙中，葡萄糖和乳酸跨膜运输的共同点是都需要 ，如果将图乙所示细胞放在无氧环境中，图中葡萄糖的跨膜运输 （填“会”或“不会”）受到影响。将图乙所示细胞置于蒸馏水中，该细胞会涨破，可以得到纯净的 ，因为该细胞 。
（3）如果用图甲所示人工膜作为图丙中的半透膜，葡萄糖和乳酸 （填“不能”或“能”）透过半透膜，所以丙中左侧液面 （填“高于”“低于”或“等于”）右侧液面；如果在图丙的半透膜上贯穿图乙的蛋白质①，则液面不再变化时，左侧液面 右侧液面（填“高于”“低于”或“等于”）。
（4）图甲所示人工膜两侧的离子存在浓度差，离子不能通过该膜。在人工膜中加入少量缬氨霉素，K+即可从高浓度一侧通过该膜到达低浓度一侧，而其他离子不能通过，则K+通过该膜的方式是 ，K+能通过，而其他离子不能，这体现了生物膜具有一定的
功能特点。
17．（2021秋•九龙坡期中）2021年9月24日在国际权威杂志《科学》发表了有关中国科学家人工合成淀粉的重大科技突破成果论文，引起全球关注。科研团队设计出11步反应的人工合成淀粉新途径，光合作用（A）和人工合成淀粉过程（B）的简单表述如图。
（1）绿色植物能通过光合作用合成糖类，反应场所在 。图中人工固定CO2合成糖类的反应过程与卡尔文循环相似，可以推测人工合成淀粉过程中应加入 ，反应才能高效完成，加入该类物质的优化是人工合成淀粉的核心技术。
（2）人工合成淀粉的反应途径与植物光合作用不同，但研究者也是利用了太阳能，首先利用太阳能发电，然后利用电能制 ，再用于合成反应。植物光合作用利用 吸收太阳能，光反应阶段将太阳能转变为 。
（3）若在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，人工合成淀粉的积累量 （填：高于、低于或等于）植物，原因是 。
（4）按照目前技术参数，在能量供给充足条件下，理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于5亩土地玉米种植的淀粉产量（按中国玉米淀粉平均亩产量计算）。人工合成途径由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。由此推测该技术对我国农业生产的重要意义： 。
18．（2021秋•濠江区期中）近期，中国科学家宣布在国际上首次实现了实验室内中利用无细胞系统，完成了从二氧化碳到淀粉的从头合成。该人工合成途径的淀粉合成速率是玉米的8.5倍。玉米作为粮食作物，目前是我国种植面积最大的农作物。图1表示玉米光合作用利用CO2合成（CH2O）的过程，玉米叶肉细胞通过“CO2泵”内的一些化学反应，将空气中的CO2泵入维管束鞘细胞，使维管束鞘细胞积累较高浓度的CO2，保证（CH2O）的合成顺利进行；图2为玉米光合作用中卡尔文循环的部分代谢途径示意图。回答下列问题：
（1）图1中过程①是 ，如果在玉米叶肉细胞中注入某种抑制剂使“CO2泵”的活性降低，则在短时间内，维管束鞘细胞中C5的含量将 （填“增加”“减少”或“不变”）。
（2）将玉米置于较弱光照下一段时间后取其叶片进行色素分离，与适宜光照下分离的色素带进行比较，发现弱光下滤纸条下端两条色素带明显加宽，推测该植物可通过 以增强对弱光的适应能力。研究发现玉米缺锌会使苗期新叶脉间失绿，特别是叶基部三分之二处明显发白导致白苗病，严重影响光合作用强度，说明无机盐有 的生理功能。
（3）图2中的载体将1分子磷酸丙糖转运出叶绿体的同时转运进1分子Pi。若蔗糖合成受阻，则在短时间内，卡尔文循环会减速，原因是进入叶绿体的Pi减少， 。随后，淀粉的合成量将 ，以维持卡尔文循环运行。
（4）实验室人工合成淀粉技术是一项重大突破，若该技术未来能够大面积推广应用，你认为可解决当前哪些人类面临的生态环境等问题？（至少写出两项） 。
19．（2021秋•香坊区期中）2021年9月《Science》刊登中科院的最新突破，天津工业生物所联合中科院大连化学物理研究所的研究者，设计了一条利用二氧化碳和电解产生的氢气合成淀粉的人工路线。整个系统中，通过光伏发电将太阳能转化为电能获取能量，然后用电能电解水得到氢气，如模块一所示。氢气和二氧化碳在催化剂的作用下合成淀粉，如模块二所示。
（1）绿色植物光合作用的场所是 ，它内部巨大的膜结构上，分布着与光合作用有关的 。
（2）该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是 ，模块二中的①②步骤，模拟的是光合作用的 过程。模块二中③和④步骤要顺利完成，需要提供的条件有 。
（3）在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该体系淀粉的积累量要 （填：高于、低于或等于）植物，原因是 。
（4）干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是 。而该系统直接以二氧化碳为原料，不依赖植物光合作用，直接人工合成淀粉，不受环境的限制，可能成为影响世界的重大颠覆性技术。
20．（2021秋•南阳期末）中国科研人员在实验室中首次实现了从二氧化碳到淀粉分子的非自然人工全合成。请回答下列问题。
（1）真核细胞中能同时进行多种化学反应而不会相互干扰，从结构上来看是因为
。
（2）人工合成淀粉依赖于光合作用过程碳原子转移途径的研究，该研究过程运用 方法。碳原子转移途径大致分为 和 两个阶段，该过程 （需要/不需要）光。
（3）小麦灌浆期麦穗的生长主要依赖于旗叶（小麦植株同一茎上叶片，自下而上倒数第一叶）光合作用过程中产生的淀粉等有机物的运输。为验证旗叶光合作用速率会受到淀粉等产物抑制，科学家设计实验装置，首先测量一定光照、温度、二氧化碳条件下旗叶在1h释放氧气的量X（作为对照组）。请补充实验组 ，并预测结果与结论 。
参考答案与解析
1．A
A、淀粉是植物细胞光合作用的产物之一，是植物利用二氧化碳和水合成的，A正确；
B、植物细胞光合作用合成有机物的过程会释放氧气，B错误；
C、丙酮酸是细胞呼吸作用过程的中间产物，植物细胞合成淀粉不需要丙酮酸，C错误；
D、酒精是无氧呼吸的产物之一，植物细胞合成淀粉不需要酒精，D错误。
2．D
A、植物需进行光合作用才能将CO2合成淀粉等有机物，光合作用的暗反应阶段经过CO2的固定、C3的还原等过程合成有机物。该技术可人工合成淀粉，故该项技术可以直接固定二氧化碳，效率高于植物，A正确；
B、淀粉是植物特有的多糖，马铃薯、山药、甘薯等植物根或茎中淀粉含量丰富，B正确；
C、淀粉属于多糖，其需要水解成单糖才能被人体吸收利用，故淀粉先水解成二糖，即麦芽糖，然后麦芽糖再水解成葡萄糖，C正确；
D、糖类分子中氢原子和氧原子之比不都是2：1，如脱氧核糖（C5H10O4），D错误。
3．C
A、淀粉是有机物，是以碳链为基本骨架的生物大分子，A正确；
B、淀粉是多糖，组成淀粉的单体是葡萄糖，B正确；
C、淀粉等生物大分子不属于生命系统，人工合成淀粉不等于人造生命系统，C错误；
D、酸能使淀粉水解，D正确。
4．D
A、此生物能将淀粉转化为糖原，所以是动物，动物细胞内没有麦芽糖和蔗糖，A错误；
B、此生物能将淀粉转化为糖原，所以是动物，B错误；
C、多糖中纤维素组成植物的细胞壁，不能作为能源物质，C错误；
D、此生物能将淀粉转化为糖原，所以是动物，D正确。
5．A
A、组成细胞膜的磷脂分子是两层，它的亲水性“头部”和疏水性尾部分别是磷酸基和脂肪酸，所以在水中磷脂分子排成双层，A正确；
B、图2中，葡萄糖和乳酸可以跨膜运输，而有些分子不能通过，体现了膜的功能特点﹣选择透过性，B错误；
C、若用图1所示人工膜替换图3中的半透膜，由于没有载体蛋白，两侧浓度相等，所以左侧液面等于右侧液面，C错误；
D、某些药物大分子不容易被细胞吸收，但如果用图1所示人工膜包裹后再注射则更容易进入细胞，此实例可说明细胞膜具有一定的流动性，D错误。
6．D
A、核酸依据五碳糖的不同分为DNA和RNA，A错误；
B、性激素属于脂质，属于小分子化合物，B错误；
C、糖类中的单糖和二糖不是大分子物质，脂质不是生物大分子物质，C错误；
D、无机盐和蛋白质都会影响细胞内外的渗透压，D正确。
7．B
A、阶段Ⅰ由CO2在一定的条件下生成三碳中间体，绿色植物叶肉细胞内类似于阶段Ⅰ的过程是二氧化碳的固定，发生在叶绿体基质，A正确；
B、由分析可知，叶肉细胞内类似于阶段Ⅱ的过程发生在叶绿体基质，B错误；
C、阶段Ⅱ由GAP通过缩合反应生成六碳化合物，叶肉细胞内类似于阶段Ⅱ的过程是C3的还原，需光反应提供NADPH和ATP，C正确；
D、研究该过程中淀粉的合成途径可以利用14C同位素标记CO2进行追踪，D正确。
8．C
A、阶段Ⅰ由CO2在一定的条件下生成三碳中间体，绿色植物叶肉细胞内类似于阶段Ⅰ的过程是二氧化碳的固定，发生在叶绿体基质，A正确；
B、阶段Ⅱ由GAP通过缩合反应生成六碳化合物，叶肉细胞内类似于阶段Ⅱ的过程是C3的还原，需光反应提供NADPH和ATP，B正确；
C、酶的催化是降低化学反应的活化能，不能提供活化能，C错误；
D、该过程中淀粉的合成途径与卡尔文循环反应过程相似，用14C标记二氧化碳，探究二氧化碳中的碳如何转化成有机物中的碳，D正确。
9．B
A、淀粉是植物细胞的储能物质，A正确；
B、玉米合成淀粉的能量来自光能，B错误；
C、不管是人工合成的还是天然的淀粉，都是由葡萄糖经过脱水缩合形成的多聚体，都能储存能量，为解决粮食危机提供了新思路，C正确；
D、酶用于人工合成淀粉体现了生物的直接价值，D正确。
10．B
A、该反应器需要高能氢以及ATP还原C3，故该反应器的能量输入需要人工提供高能氢和ATP，A正确；
B、人工合成淀粉同样需要CO2的固定，但不需要C5的再生，B错误；
C、ASAP代谢路线有助于减少农药、化肥等对环境造成的负面影响，C正确；
D、该反应器需要酶，大量工程重组酶的制备是该项技术走向工业化最可能面临的难题，D正确。
11．B
A、由于碳原子在组成生物大分子中的重要作用，因此才被称为是生命的核心元素，A错误；
B、若人工合成淀粉用于人和动物的食物，可以降低大气中的二氧化碳浓度，有利于解决粮食危机和缓解全球变暖，B正确；
C、人工合成淀粉是以二氧化碳为原料，在车间生成出来的，C错误；
D、人体将米饭中的淀粉水解成葡萄糖后才能被小肠细胞吸收，麦芽糖是二糖，不能被直接吸收，D错误。
12．B
A、不管是人工合成的还是天然的淀粉，都是由葡萄糖经过脱水缩合形成的多聚体，A正确；
B、几丁质属于结构物质，不能提供能量，分布在甲壳类动物的外壳以及真菌细胞壁中，B错误；
C、由题中信息可知，人工以二氧化碳合成淀粉是利用无机物合成有机物储存能量的过程，C正确；
D、淀粉中储存有大量的能量，可以解决资源短缺，同时减少了二氧化碳的排放，D正确。
13．B
A、植物细胞合成淀粉的细胞器为叶绿体，该细胞器能独立合成某些蛋白质，而合成蛋白质的场所为核糖体，说明叶绿体含有核糖体，A错误；
B、若人工合成淀粉用于人和动物的食物，可以降低大气中的二氧化碳浓度，有利于解决粮食危机和缓解全球变暖，B正确；
C、人工合成淀粉是以二氧化碳为原料的，在车间生产出来，不是以葡萄糖为原料，C错误；
D、米饭中的淀粉水解成葡萄糖后才能被小肠细胞吸收，麦芽糖是二糖，不能直接被小肠细胞吸收，D错误。
14．B
A、合成淀粉分子的C3应该是单糖，不是氨基酸，因此C3到C6不会形成肽键，A错误；
B、根据酶的概念及现实情况，酶是活细胞产生的，该代谢途径中所需的酶是来自于生物体内，在细胞内合成的，B正确；
C、人工合成淀粉需要多种酶参与，而酶的作用条件温和，因此人工合成淀粉无需在高温高压装置进行，C错误；
D、不同反应中参与催化反应所用酶是不同的，这体现出酶具有专一性，D错误。
15．【分析】：（1）植物光合作用中通过暗反应阶段中二氧化碳固定过程获得C3；若将强光下的植物移到黑暗环境中，光反应停止，产生ATP和[H]的量减少，C3还原过程受阻，C3消耗量减少，此时二氧化碳固定速率暂时不变，C3生成量不变，因此短时间内C3的含量将增多。
（2）白天光照时，农作物根尖细胞只能进行呼吸作用，故合成ATP的场所有细胞质基质和线粒体；在雨季来临前，农田需要做好排水措施，避免农田中积水过多，营造出缺氧环境，使根部细胞缺氧，细胞进行无氧呼吸产生酒精，导致农作物根部腐烂，影响经济收益。
（3）农业中，施加工业肥料时，需要将肥料与根部保持一定的距离，因为若施肥时离根部较近，肥料溶于水时可能浓度较大，根部细胞不能吸水甚至失水死亡，植株萎蔫，出现烧苗现象。
（4）光补偿点时，植物净光合速率为0，光合速率等于呼吸速率，所以此时光合反应所需的CO2全部来源于植物自身细胞呼吸产生的CO2，不需要从外界环境吸收。
【答案】：（1）CO2固定 增多
（2）细胞质基质、线粒体 避免农田中积水过多，使根部细胞缺氧，进行无氧呼吸，导致农作物根部腐烂
（3）肥料溶于水时可能浓度较大，若离根部较近可能会导致根部细胞失水死亡
（4）自身细胞呼吸 此时呼吸速率等于光合速率，光合所需的CO2刚好被细胞呼吸所弥补
16．【分析】：（1）由图甲分析可知，甲表示磷脂双分子层磷脂双分子层。成熟植物细胞中的原生质层与图丙中的半透膜结构相当。
（2）从图乙可知葡萄糖进入细胞的方式为协助扩散，乳酸进入细胞的方式为主动运输，二者都需要载体蛋白的参与；因此如果将图乙所示细胞放在无氧环境中，图中葡萄糖的跨膜运输不会受到影响。要得到纯净的细胞膜，需要将图乙所示细胞置于蒸馏水中，使其涨破，因为该细胞无细胞核和众多的细胞器。
（3）
在单位体积的1ml/L的葡萄糖溶液和1ml/L的乳酸溶液中，溶质分子数相等，水分子数也相等，葡萄糖分子和乳酸分子都不能通过以磷脂双分子层构成的半透膜，因此如果用图甲所示人工膜作为图丙中的半透膜，则液面不再变化时，左侧液面等于右侧液面。图乙在的蛋白质①是运输葡萄糖的载体，如果在图甲所示人工膜上贯穿上图乙的蛋白质①，再用作图丙的半透膜，则A侧溶液浓度下降，B侧溶液浓度上升，则水分从左侧运输到右侧，则左侧液面将低于右侧液面。
（4）由题意可知，人工脂质双层膜中不具有载体蛋白，若在人工膜中加入少量缬氨霉素，钾离子可以从高浓度一侧到低浓度一侧，属于协助扩散过程。K+能通过，而其他离子不能，这体现了生物膜具有一定的选择透过性功能特点。
【答案】：（1）磷脂双分子层 原生质层
（2）载体蛋白 不会 细胞膜 无细胞核和众多的细胞器
（3）不能 等于 低于
（4）协助扩散 选择透过性
17．【分析】：（1）叶绿体是绿色植物通过光合作用合成糖类的场所。光合作用的卡尔文循环需要多种酶的催化作用下才能高效完成，图中人工固定CO2合成糖类的反应过程与卡尔文循环相似，因此人工合成淀粉过程中应加入各种相应的催化酶。
（2）从图中可以看出，人工合成淀粉利用了太阳能发电，然后利用电能将水分解成O2和H2，再用于合成反应。植物光合作用的光反应阶段利用光合色素吸收太阳能，将太阳能转变为储存在ATP中的活跃化学能。
（3）在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，光合作用、人工合成淀粉两种途径合成糖类相同，而人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类（或：植物呼吸作用消耗糖类），因此人工合成淀粉的积累量更多。
（4）在能量供给充足条件下，人工合成淀粉途径由于产量高，对环境中水的依赖程度较低，可节约耕地和淡水；此外有可能彻底解决粮食危机，提高粮食安全水平；避免农药、化肥等对环境的污染等。
【答案】：（1）叶绿体 各种相应的催化酶
（2）氢（H2） 光合色素 储存在ATP中的活跃化学能
（3）高于 两种途径合成糖类相同，而人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类（或：植物呼吸作用消耗糖类），因此积累量更多
（4）节约耕地和淡水；（彻底解决粮食危机，提高粮食安全水平；避免农药、化肥等对环境的污染）
18．【分析】：（1）由分析可知，图1中过程①是CO2的固定。如果在玉米叶肉细胞中注入某种抑制剂使“CO2泵”的活性降低，会导致过程①减慢，则在短时间内，维管束鞘细胞中C5的含量将增加。
（2）分析题意可知，弱光下滤纸条下端两条色素带明显加宽，说明色素含量增加，则该植物可通过增加叶绿素含量以增强对弱光的适应能力。玉米缺锌会使苗期新叶脉间失绿，严重影响光合作用强度，说明无机盐能维持（细胞或）生物体的正常生命活动。
（3）分析图2可知，若蔗糖合成受阻，导致磷酸丙糖的转运受到抑制，进入叶绿体的Pi减少，同时磷酸丙糖因转运受抑制而在叶绿体基质中大量积累，进一步抑制了暗反应和光反应的进行，使得ATP的合成数量下降。此时积累在叶绿体中的磷酸丙糖将转化为淀粉，淀粉的合成量将增加，以维持卡尔文循环运行。
（4）利用植物进行光合作用制造有机物需要大量水资源、耕地，同时需要使用化肥和农药，若能推广人工合成淀粉，将能节约大量的耕地和淡水资源；减少农药、化肥的使用等对环境产生的负面影响；提高人类粮食安全水平、缓解粮食短缺；减少温室效应，缓解全球气候变暖。
【答案】：（1）CO2的固定 增加
（2）增加叶绿素含量 维持（细胞或）生物体的正常生命活动
（3）使磷酸丙糖积累于叶绿体（基质）中，同时导致叶绿体中合成的ATP数量下降 增加
（4）能节约大量的耕地和淡水资源；减少农药、化肥的使用等对环境产生的负面影响；提高人类粮食安全水平、缓解粮食短缺；减少温室效应，缓解全球气候变暖
19．【分析】：（1）叶绿体是绿色植物光合作用的场所，它内部巨大的膜结构类囊体上分布着与光合作用有关的色素和酶。
（2）据上分析可知，该系统中模块一吸收光能转化为电能，完成水的光解，相当于叶绿体中光反应，模块二相当于暗反应阶段，其中的①②步骤合成C，模拟的是光合作用的二氧化碳的固定（CO2的固定）过程。模块二中③和④步骤相当于C3的还原，需要提供的条件有[H]和ATP。
（3）淀粉积累量＝产生量﹣消耗量，在植物中光合作用产生淀粉，呼吸作用消耗淀粉，而在人工光合作用系统中没有呼吸作用进行消耗，因此在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统淀粉的积累量要高于植物。
（4）在干旱条件下，植物为了减少水分的散失，会将叶片气孔开放程度降低，导致CO，的吸收量减少，因此光合作用速率降低。
【答案】：（1）叶绿体 色素和酶
（2）模块一 二氧化碳的固定（CO2的固定）[H]和ATP
（3）高于 该系统没有呼吸作用消耗淀粉（植物呼吸作用消耗淀粉）
（4）叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少
20．【分析】：（1）由于真核细胞中生物膜把各种细胞器分隔开，因此细胞中能同时进行多种化学反应而不会相互干扰。
（2）研究人工合成淀粉依赖于光合作用过程碳原子转移，常采用同位素标记方法。碳原子转移途径大致分为 CO2的固定和C3的还原两个阶段，该过程不需要光。
（3）为验证旗叶光合作用速率会受到淀粉等产物抑制，则实验的自变量为淀粉的有无，因变量为旗叶光合速率（单位时间内氧气的释放量），实验设计时应遵循单一变量原则，且无关变量应等量且适宜，故可设计实验如下：
1、首先测量一定光照、温度、二氧化碳条件下旗叶在1h释放氧气的量X（作为对照组）。
2、去除麦穗，在相同条件下重复实验测得等量生理状况一致的灌浆期旗叶在1h释放氧气的量Y（实验组）。
预测结果与结论：
若Y＜X，说明旗叶光合作用速率会受到淀粉等产物的抑制。
【分析】：（1）细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开
（2）同位素标记/示踪 CO2的固定 C3的还原 不需要
（3）补充实验组：去除麦穗，在相同条件下重复实验测得等量生理状况一致的灌浆期旗叶在1h释放氧气的量Y
预测结果及结论：Y＜X（也可不用字母，表示为实验组＜对照组），说明旗叶光合作用速率会受到淀粉等产物的抑制