学习以下材料，回答（1）～（4）题。
NTUs—动植物跨界医疗新模式
细胞内物质（如氨基酸、核苷酸）的合成代谢需要消耗足够的细胞内能量（ATP）和还原当量（NADPH），ATP被认为是所有细胞通用的“能量货币”，NADPH则是细胞生物反应的关键电子供体。细胞内合成代谢反应需要消耗大量的ATP 和NADPH，从而将简单的分子转化为生命活动所需的复杂物质。这些关键因子（ATP 和NADPH，）在病理条件下往往严重缺乏，因此在相关疾病的治疗中，一个关键的技术难题是如何向退变损伤细胞输送有效的能量和电子供体，以重塑损伤退变细胞的合成代谢。
绿色植物通过捕获光能实现ATP和NADPH的自主合成，为各类生命活动提供所需的能量和物质。这种能量转换的方式，启发了科学家，那是否可以将类囊体装配到哺乳动物损伤退变的细胞中，调节细胞内ATP和NADPH含量和浓度来达到能量代谢平衡，从而改善病理状态下细胞的合成代谢障碍呢？
浙江大学的科研团队以骨关节炎小鼠为材料进行了相关实验（如右图）。骨关节炎一种常见的衰老退行性疾病，是损伤退变的软骨细胞由于
ATP、NADPH 的耗竭以及胶原蛋白、蛋白聚糖等蛋白合成减少而导致的。研究团队提取了菠菜叶绿体中的类囊体，利用某种特殊的方法获得了纳米类囊体单元（NTUs），用小鼠的软骨细胞膜封装NTUs,并将其注射到软骨受损部位。这些封装后的NTUs 能迅速穿透细胞膜，NTUs具有类似于类囊体的独立光合功能，能够在光照下有效的合成ATP 和NADPH，帮助损伤退变的细胞完成正常的合成代谢等生理活动，小鼠的关节健康状况得到明显改善。
（1）生物体内存在大量的合成反应如光合作用。绿色植物在 叶绿体基质叶绿体基质（场所）将CO2和水合成糖类等有机物。根据文中信息请再举一例合成反应 呼吸作用呼吸作用。
（2）文章中ATP和NADPH是NTUs模拟了植物的光合作用而产生的，此过程需要在 光照光照条件下将 腺苷腺苷和磷酸合成为ATP。
（3）NUT被膜包封后，通过识别作用与靶细胞的膜发生融合，以 胞吞胞吞方式进入靶细胞内，体现了细胞膜的 具有一定的流动性具有一定的流动性特点。
（4）根据文章信息，分析利用NTU治疗骨关节炎的说法正确的是 CDCD。
A.NTU在动物细胞中模拟了植物光合作用的暗反应阶段
B.NTU不需要特殊处理就可以注射到需要治疗的动物细胞
C.该技术实现了类囊体的跨物种的转移和应用
D.该研究开辟了治疗人类代谢疾病的全新策略
【答案】叶绿体基质；呼吸作用；光照；腺苷；胞吞；具有一定的流动性；CD
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：4引用：1难度：0.7
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1．研究发现，Rubisco酶是绿色植物细胞中含量最丰富的蛋白质，由核基因控制合成的小亚基和叶绿体基因控制合成的大亚基组成，功能上属于双功能酶。当CO2浓度较高时，该酶催化C5与CO2反应，完成光合作用；当O2浓度较高时，该酶却错误的催化C5与O2反应，产物经一系列变化后到线粒体中生成CO2，这种植物在光下吸收O2产生CO2的现象称为光呼吸。回答下列问题：
（1）Rubisco酶在细胞的中的核糖体上合成。在较高CO2浓度环境中，Rubisco酶所催化的反应产物是，其发挥作用的场所是。
（2）当胞间CO2与O2浓度的比值减小时，有利于植物进行光呼吸而不利于光合作用有机物的积累。请从C5的角度分析，原因是。
（3）为纠正Rubisco酶的错误反应，光合植物创造了多种高代价的补救机制，如有的细胞中产生一种特殊蛋白质微室，将CO2浓缩在Rubisco酶周围。该机制形成的意义是。发布：2025/1/16 8:0:1组卷：50引用：5难度：0.6 -
2．光呼吸可使水稻和小麦等作物的光合效率降低20%至50%，造成减产。
光呼吸现象存在的根本原因在于Rubisco,酶是一个双功能的酶，具有催化羧化反应和加氧反应两种功能，其催化方向取决于CO2和O2的浓度。当CO2浓度高而O2浓度低时，RuBP（1，5-二磷酸核酮糖，C5）与进入叶绿体的CO2结合，经Rubisco酶催化生成2分子的PGA（3-磷酸甘油酸，C3），进行光合作用；当CO2浓度低而O2浓度高时，RuBP与O2在Rubisco酶催化下生成1分子PGA和1分子PG（2-磷酸乙醇酸，C2），后者在相关酶的作用下生成乙醇酸（光呼吸的底物），乙醇酸通过光呼吸代谢循环合成PGA，重新加入卡尔文循环，而1/4的PG则以CO2的形式释放，具体过程如图1所示。请回答下列问题：
（1）在红光照射条件下，参与光反应的主要色素是；据图1可推知，Rubisco酶主要分布在叶绿体基质中，催化CO2与C5结合，生成2分子C3，影响该反应的内部因素有（写出2点即可）。在光照条件下，Rubisco酶可以催化RuBP与CO2生成PGA，再利用光反应产生的NADPH将其还原，也可以催化RuBP与O2反应；推测O2与CO2比值时，有利于光呼吸而不利于光合作用。
（2）从图1看出，正常光合作用的叶片，突然停止光照后叶片会出现快速释放CO2的现象（CO2猝发），试解释这一现象产生的原因：。从能量代谢分析，光呼吸与有氧呼吸最大的区别是。
（3）水稻、小麦属于C3植物，而高粱、玉米属于C4植物，其特有的C4途径如图2所示。根据图2中信息推测，PEP羧化酶比Rubisco酶对CO2的亲和力。叶肉细胞包围在维管束鞘细胞四周，形成花环状结构，根据此结构特点，进一步推测C4植物光呼吸比C3植物的。发布：2025/1/16 8:0:1组卷：21引用：3难度：0.5 -
3．如图是某植物叶肉细胞的部分生理过程示意图。已知该植物叶肉细胞在适宜光照、较高的氧气浓度条件下由于Rubisco酶既能催化过程①，也能催化过程②，可同时进行光合作用和光呼吸。光呼吸是指在O2浓度高，CO2浓度低时，Rubisco酶可催化C5（RuBp）加O2形成1个C3、1个C2，2个C2在线粒体等结构中再经一系列转化形成1个C3、1个CO2，C3再进入卡尔文循环。回答下列问题：
（1）图中，过程②发生的场所是。
（2）该植物叶肉细胞光合作用产生的糖类物质，在氧气充足的条件下，可被氧化为（填物质名称）后进入线粒体，继而在（填场所）彻底氧化分解成CO2。
（3）据图推测，当CO2浓度与O2浓度的比值（填“高”或“低”）时，有利于水稻进行光呼吸而不利于光合作用中有机物的积累，从C5的角度分析，其原因是。
（4）科学研究发现，在一些蓝藻中存在CO2浓缩机制：蓝藻中产生一种特殊的蛋白质微室，能将CO2浓缩在Rubisco酶周围。该机制的意义是。发布：2025/1/16 8:0:1组卷：21引用：1难度：0.7
