學(xué)習(xí)以下材料，回答（1）～（5）題。
逆向TCA循環(huán)
在絕大部分生物體內(nèi)，三羧酸循環(huán)（TCA循環(huán)）是能量代謝的主要途徑，其不僅為生命活動(dòng)提供能量，而且是聯(lián)系糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝和轉(zhuǎn)化的樞紐。糖類等物質(zhì)分解生成的丙酮酸在一些列酶的作用下生成乙酰輔酶A，進(jìn)入TCA循環(huán)。TCA循環(huán)首先由乙酰輔酶A與草酰乙酸縮合生成檸檬酸，經(jīng)過脫氫等復(fù)雜過程，最終生成CO2、少量ATP等物質(zhì)，釋放少量能量，并且重新生成草酰乙酸的循環(huán)反應(yīng)過程。但在某些細(xì)菌體內(nèi)這一過程可以反向進(jìn)行，即逆向TCA循環(huán)，其過程如下圖所示，在能量及ATP參與下通過逆向TCA循環(huán)將CO2等物質(zhì)合成氨基酸、糖類和脂質(zhì)分子。
研究發(fā)現(xiàn)細(xì)菌H生存所用的資源取決于環(huán)境。如果環(huán)境中存在豐富的蛋白質(zhì)，細(xì)菌H便會(huì)將其加以利用，作為生長(zhǎng)所需的原料。生活在深海熱液噴口的細(xì)菌H可從氫氣與硫的反應(yīng)中獲取能量。深海熱液噴口能夠釋放大量CO2，細(xì)菌H可以特殊的方式調(diào)控一些關(guān)鍵酶的水平，因而在CO2供應(yīng)充足（比大氣中的CO2濃度高1000倍）的情況下可優(yōu)先使用CO2作為碳源。細(xì)菌H細(xì)胞中含有大量的檸檬酸合酶，高水平的檸檬酸合酶推動(dòng)化學(xué)反應(yīng)生成乙酰輔酶A分子，后者形成丙酮酸進(jìn)而退出逆向TCA循環(huán)，而丙酮酸會(huì)進(jìn)一步被轉(zhuǎn)化為脂質(zhì)、糖類和氨基酸（如圖所示）。通過這種方式，環(huán)境中高濃度的CO2推動(dòng)循環(huán)向CO2轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A的方向進(jìn)行，從而產(chǎn)生逆向TCA循環(huán)。如果CO2濃度不夠高，將導(dǎo)致循環(huán)中乙酰輔酶A生成階段受阻。因此，只要環(huán)境條件許可，細(xì)胞可持續(xù)利用高水平的CO2。
研究還發(fā)現(xiàn)細(xì)菌H不是唯一能夠進(jìn)行逆向TCA循環(huán)的細(xì)菌，逆向TCA循環(huán)可能在富含CO2的原始大氣環(huán)境中發(fā)揮著固定CO2的作用。此項(xiàng)研究展示了萬(wàn)物之源的微生物如何在曾經(jīng)充滿CO2的地球大氣之下維持生存，為物種起源提供了新的線索。
（1）對(duì)照?qǐng)D中細(xì)菌H的逆向TCA循環(huán)，推知丙酮酸在真核細(xì)胞的 線粒體基質(zhì)線粒體基質(zhì)中經(jīng)TCA循環(huán)被分解，產(chǎn)生的 【H】【H】參與有氧呼吸第三階段。
（2）據(jù)文中信息，細(xì)菌H屬于生態(tài)系統(tǒng)組成成分中的 生產(chǎn)者和分解者生產(chǎn)者和分解者，下列關(guān)于細(xì)菌H及逆向TCA循環(huán)的敘述中，合理的是 BDBD（選填下列選項(xiàng)字母）。
A．細(xì)菌H沒有線粒體，因此不能進(jìn)行TCA循環(huán)
B．細(xì)菌H體內(nèi)逆向TCA循環(huán)中物質(zhì)合成的能量來(lái)源于氫氣與硫的反應(yīng)
C．逆向TCA循環(huán)中一些關(guān)鍵酶催化乙酰輔酶A合成，導(dǎo)致檸檬酸積累
D．地球上最初的微生物可能類似細(xì)菌H具有逆向TCA循環(huán)的能力
E．逆向TCA循環(huán)所產(chǎn)生的用于各種生命活動(dòng)的ATP多于TCA循環(huán)
（3）為研究逆向TCA循環(huán)過程，科研人員為細(xì)菌H供給不同比例的 未標(biāo)記的氨基酸（糖類、脂質(zhì)）未標(biāo)記的氨基酸（糖類、脂質(zhì)）和13C（一種穩(wěn)定同位素）標(biāo)記的CO2，通過檢測(cè)產(chǎn)物中 13C的比例13C的比例，進(jìn)而明確細(xì)菌使用何種碳源。
（4）文中提及決定細(xì)菌H能夠完成逆向TCA循環(huán)的關(guān)鍵酶是 檸檬酸合酶檸檬酸合酶，該酶能夠催化TCA循環(huán)向兩個(gè)相反方向進(jìn)行的環(huán)境條件是 CO2濃度高低CO2濃度高低。
（5）若將逆向TCA循環(huán)應(yīng)用于微生物工業(yè)生產(chǎn)，提出可能的方法 將逆向TCA循環(huán)中的關(guān)鍵酶基因?qū)氪竽c桿菌等工程菌中，利用CO2合成有機(jī)物，生產(chǎn)工業(yè)原料、飼料、食品等。（或“培養(yǎng)細(xì)菌H控制溫度、CO2氣體濃度等條件，通過發(fā)酵工程獲得相關(guān)產(chǎn)物將逆向TCA循環(huán)中的關(guān)鍵酶基因?qū)氪竽c桿菌等工程菌中，利用CO2合成有機(jī)物，生產(chǎn)工業(yè)原料、飼料、食品等。（或“培養(yǎng)細(xì)菌H控制溫度、CO2氣體濃度等條件，通過發(fā)酵工程獲得相關(guān)產(chǎn)物。
【考點(diǎn)】有氧呼吸的過程和意義；生態(tài)系統(tǒng)的組成成分．
【答案】線粒體基質(zhì)；【H】；生產(chǎn)者和分解者；BD；未標(biāo)記的氨基酸（糖類、脂質(zhì)）；13C的比例；檸檬酸合酶；CO2濃度高低；將逆向TCA循環(huán)中的關(guān)鍵酶基因?qū)氪竽c桿菌等工程菌中，利用CO2合成有機(jī)物，生產(chǎn)工業(yè)原料、飼料、食品等。（或“培養(yǎng)細(xì)菌H控制溫度、CO2氣體濃度等條件，通過發(fā)酵工程獲得相關(guān)產(chǎn)物
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/6/11 8:0:9組卷：58引用：1難度：0.3
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1．將生長(zhǎng)發(fā)育狀況相同的某經(jīng)濟(jì)作物分為兩組，Ⅰ組用遮光網(wǎng)處理以降低光照強(qiáng)度，Ⅱ組不做處理，分別測(cè)定凈光合速率的日變化情況，結(jié)果如圖．
（1）在ab段，Ⅰ組植株葉肉細(xì)胞內(nèi)合成[H]的場(chǎng)所有；該植株在點(diǎn)時(shí)體內(nèi)有機(jī)物總量最少；若增加Ⅰ組的透光量，c點(diǎn)應(yīng)向移．
（2）與e點(diǎn)相比，f點(diǎn)時(shí)葉綠體內(nèi)ATP的含量（填“高”或“低”）．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出在大棚栽種該作物時(shí)提高產(chǎn)量的一項(xiàng)具體措施．
（4）若Ⅱ組植株在d點(diǎn)時(shí)植物線粒體中產(chǎn)生的CO2更多，則此時(shí)Ⅱ組植株的總光合速率（填“大于”、“等于”或“小于”）Ⅰ組植株，判斷的理由是．發(fā)布：2025/1/5 8:0:1組卷：7引用：3難度：0.5 -
2．研究表明，癌細(xì)胞和正常分化細(xì)胞在有氧條件下產(chǎn)生的ATP總量沒有明顯差異，但癌細(xì)胞從內(nèi)環(huán)境中攝取并用于細(xì)胞呼吸的葡萄糖是正常細(xì)胞的若干倍。如圖是癌細(xì)胞在有氧條件下葡萄糖的部分代謝過程，據(jù)圖分析回答問題：
（1）圖中A代表細(xì)胞膜上的。葡萄糖進(jìn)入癌細(xì)胞后，在代謝過程中可合成非必需氨基酸，此過程一定需要元素，也可通過形成五碳糖進(jìn)而合成作為DNA復(fù)制的原料。
（2）在有氧條件下，癌細(xì)胞呼吸作用的方式為。與正常細(xì)胞相比，①～④過程在癌細(xì)胞中明顯增強(qiáng)的有（填編號(hào)）。
（3）細(xì)胞在致癌因子的影響下，基因的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而被激活，進(jìn)而調(diào)控的合成來(lái)改變代謝途徑。若要研制藥物來(lái)抑制癌癥患者細(xì)胞中的異常代謝途徑，圖中的過程（填編號(hào)）不宜選為作用位點(diǎn)。發(fā)布：2025/1/15 8:0:2組卷：2引用：1難度：0.7 -
3．閱讀下列材料，并回答問題。
線粒體蛋白AOX和UCP在植物開花生熱中的功能
有些植物的花器官在開花期能夠在短期內(nèi)迅速產(chǎn)生并累積大量熱能，使花器官溫度顯著高于環(huán)境溫度，即“開花生熱現(xiàn)象”。開花生熱可以促使植物生殖發(fā)育順利完成。
與高等動(dòng)物相同，高等植物細(xì)胞的有氧呼吸過程能釋放熱量。有氧呼吸的第三階段，有機(jī)物中的電子經(jīng)UQ（泛醌，脂溶性化合物）、蛋白復(fù)合體（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）的作用，傳遞至氧氣生成水，電子傳遞過程中釋放的能量用于建立膜兩側(cè)H+濃度差，使能量轉(zhuǎn)換成H+電化學(xué)勢(shì)能，此過程稱為細(xì)胞色素途徑。最終，H+經(jīng)ATP合成酶運(yùn)回線粒體基質(zhì)時(shí)釋放能量。此能量用于ATP合成酶催化ADP和Pi形成ATP。如圖1所示（“e-”表示電子，“→”表示物質(zhì)運(yùn)輸及方向，“”表示相關(guān)化學(xué)反應(yīng)）。這種情況下生熱緩慢，不是造成植物器官溫度明顯上升的原因。
圖1中的AOX表示交替氧化酶（蛋白質(zhì)），是一種植物細(xì)胞中廣泛存在的氧化酶，在此酶參與下，電子可不通過蛋白復(fù)合體Ⅲ和Ⅳ，而是直接通過AOX傳遞給氧氣生成水，大量能量以熱能的形式釋放。此途徑稱為AOX途徑。相較于細(xì)胞色素途徑，有機(jī)物中電子經(jīng)AOX途徑傳遞后，最終只能產(chǎn)生極少量ATP。
荷花（N.nucifera）在自然生長(zhǎng)的開花階段，具有開花生熱現(xiàn)象?；ㄆ鞴俸粑饔蔑@著增強(qiáng)，氧氣消耗量大幅提高，使得花器官與周圍環(huán)境溫差逐漸增大。研究人員測(cè)定了花器官開花生熱過程中不同途徑的耗氧量，如圖2所示。當(dāng)達(dá)到生熱最高峰時(shí)，AOX途徑的呼吸作用比生熱前顯著增強(qiáng)，可占總呼吸作用耗氧量的70%以上。
線粒體解偶聯(lián)蛋白（UCP）是位于高等動(dòng)、植物線粒體內(nèi)膜上的一類離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（圖1虛線框中所示）。UCP可以將H+通過膜滲漏到線粒體基質(zhì)中，從而驅(qū)散跨膜兩側(cè)的H+電化學(xué)勢(shì)梯度，使能量以熱能形式釋放。有些植物開花生熱時(shí)，UCP表達(dá)量顯著上升，表明UCP蛋白也會(huì)參與調(diào)控植物的開花生熱。
（1）有氧呼吸的第一、二也會(huì)釋放熱量，但不會(huì)引起開花生熱。原因是經(jīng)這兩個(gè)階段，有機(jī)物中的能量大部分。
A.已轉(zhuǎn)移到ATP中
B.儲(chǔ)存在[H]中
C.轉(zhuǎn)移至CO2中
（2）圖1所示膜結(jié)構(gòu)是；圖1中可以運(yùn)輸H+的是。
（3）運(yùn)用文中信息分析，在耗氧量不變的情況下，若圖1所示膜結(jié)構(gòu)上AOX和UCP含量提高，則經(jīng)膜上ATP合成酶催化形成的ATP的量（選填“增加”、“不變”、“減少”）。原因是：。
（4）之前有人認(rèn)為在荷花（N.nucifera）花器官的開花生熱中，經(jīng)UCP產(chǎn)生的熱量不少于AOX途徑產(chǎn)熱。請(qǐng)結(jié)合本文內(nèi)容分析，若上述說法正確，在“總呼吸”曲線仍維持圖2狀態(tài)時(shí)，請(qǐng)判斷細(xì)胞色素途徑和AOX途徑耗氧量應(yīng)有怎樣的變化，并說明理由。
（5）基于本文內(nèi)容，下列敘述能體現(xiàn)高等動(dòng)、植物統(tǒng)一性的是。
A.二者均有線粒體
B.二者均可借助UCP產(chǎn)熱
C.二者均可分解有機(jī)物產(chǎn)生ATP
D.二者均有細(xì)胞色素途徑和AOX途徑發(fā)布：2025/1/5 8:0:1組卷：74引用：1難度：0.7
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