模式生物专项训练2——水稻
水稻为雌雄同花的C3植物，与玉米同属于单子叶（禾本科）植物，具有杂种优势现象。以水稻为情境可考查：①光合作用、细胞呼吸、水盐的吸收与利用、多因素对植物生长的影响等与细胞代谢相关的内容；②植物激素的作用、应用及植物生命活动的调节；③遗传定律、基因表达、变异及育种（包括基因工程等）等。
1.（2025·贵州遵义二模）水稻叶肉细胞核中的LHC Ⅱ基因可指导捕光叶绿素蛋白（LHC Ⅱ）的合成，该蛋白转运到叶绿体内参与光合作用的部分生理过程。下列相关叙述正确的是（ ）
A.根吸收的铵盐可直接作为合成LHC Ⅱ的原料
B.编码LHC Ⅱ合成所需的mRNA来自细胞核
C.LHC Ⅱ合成后转运到叶绿体基质中发挥作用
D.LHC Ⅱ可能参与光合作用过程中CO2的固定
2.水稻（雌雄同花植物）的育性由等位基因M、m控制，只有含有M基因的水稻才表现为雄性可育。通过转基因技术将M基因与A基因、D基因一起导入基因型为mm的个体中，并使其插入一条不含m基因的染色体上，如图所示。D基因表达可使种子呈现蓝色，无D基因的种子呈现白色。不考虑其他变异，下列叙述错误的是（ ）
A.利用基因型为mm的个体进行杂交实验时，无须对母本进行去雄操作
B.可通过让基因型为mmADM与mm的个体多次杂交来获得大量雄性不育个体
C.转基因个体mmADM进行自交时，所获得的种子颜色及比例为蓝色∶白色＝3∶1
D.转基因个体mmADM自交得F1，可根据种子颜色判断F1随机受粉所得后代的育性
3.（2025·河南开封二模）水稻是我国重要的粮食作物之一，开展水稻高产攻关是促进粮食高产优产、筑牢粮食安全根基的关键举措。为获得优质的水稻品种，科学家开展了多项研究。分析回答下列问题。（1）水稻从外界吸收1分子CO2与C5结合，在特定酶作用下形成2分子的C3；在有关酶的作用下，C3接受 释放的能量并被还原，随后在叶绿体基质中转化为 。
（2）为研究水稻对弱光和强光的适应性，科研人员对水稻叶片照光1 h后，通过观察发现强光照射的细胞中叶绿体集中分布在细胞的背光面，生理意义是 。
（3）观察还发现在强光条件下，水稻叶绿体中的RuBP羧化酶（简称R酶）既可催化C5与CO2反应，又可催化C5与O2反应。在高O2浓度、低CO2浓度条件下，水稻细胞中O2与CO2竞争性结合C5，O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸，相关过程如图所示，图中过氧化物酶体也是一种细胞器。
①当水稻叶片中O2/CO2的值 （填“升高”或“降低”）时，光呼吸会显著增强。从物质和能量视角分析光呼吸对水稻光合产物积累的影响 。
②研究人员通过转基因技术使水稻叶绿体表达酶Y，酶Y能催化乙醇酸生成CO2，并抑制叶绿体膜上乙醇酸转运蛋白的合成。该途径提高水稻净光合速率的原因是 。
A.改变了乙醇酸的利用途径
B.减少了叶绿体中碳的损失
C.加速了C3的生成
D.提高了RuBP羧化酶的活性
E.抑制了光呼吸
模式生物专项训练2——水稻
1.B LHC Ⅱ是一种蛋白质，其单体是氨基酸。根吸收的铵盐不能直接作为合成蛋白质的原料，A错误；LHC Ⅱ基因位于细胞核中，基因表达时转录形成mRNA的过程发生在细胞核中，B正确；捕光叶绿素蛋白（LHC Ⅱ）参与光合作用的光反应，水稻的光反应发生在类囊体膜，故LHC Ⅱ合成后需转运到叶绿体的类囊体薄膜上发挥作用，C错误；LHC Ⅱ参与光反应，CO2的固定属于暗反应过程，D错误。
2.C 基因型为mm的个体表现为雄性不育，即只能产生正常的雌配子，因此，利用基因型为mm的个体进行杂交实验时只能作母本，无须对母本进行去雄操作，A正确；mmADM个体表现为雄性可育，其只能产生为m的雄配子，mm的个体表现为雄性不育，只能产生基因型为m的雌配子，因此mmADM与mm的个体多次杂交来获得大量雄性不育个体，B正确；转基因的个体中一条染色体含有ADM，则其基因型为ADMmm，产生雌配子为ADMm∶m＝1∶1，产生雄配子m，自交后，后代基因型及比例为（蓝色）ADMmm∶（白色）mm＝1∶1，C错误；转基因的个体自交产生的后代为雄性可育（ADMmm）∶雄性不育（mm）＝1∶1，F1的个体之间随机交配，ADMmm产生的雌配子ADMm∶m＝1∶1，mm产生的雌配子均为m，则F1的雌配子比例为ADMm∶m＝1∶3；ADMmm产生的雄配子均为m，mm不能产生雄配子，故F2为蓝色（ADMmm）∶白色（mm）＝1∶3，种子颜色为蓝色的表现为雄性可育，白色的表现为不可育，D正确。
3.（1）ATP和NADPH C5和（CH2O） （2）避免被强光灼伤，以适应强光环境 （3）①升高 光呼吸与暗反应争夺C5，使暗反应对ATP和NADPH的利用减少，光合产物合成减少 ②ABCE
解析：（1）在酶的作用下，C3接受ATP和NADPH释放的能量并被还原，随后在叶绿体基质中转化为C5和（CH2O）。（2）对水稻叶片照光1 h后，给予强光照射的叶绿体集中分布在细胞的背光面，生理意义是避免被强光灼伤，以适应强光环境。（3）①当水稻叶片中O2/CO2的比值升高时，光呼吸会显著增强。据图可知，在高O2浓度、低CO2浓度条件下，O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的光呼吸过程会增强，故当O2相对含量增加、CO2相对含量减少，O2/CO2比值升高时，光呼吸会显著增强；光呼吸与暗反应争夺C5，减少了暗反应对ATP和NADPH中能量的利用，使光合产物合成减少。②酶Y能催化乙醇酸生成CO2，改变了乙醇酸原本的代谢途径，使其将乙醇酸转化为CO2重新参与光合作用，加速了C3的生成，即改变了乙醇酸的利用途径，A、C正确；抑制叶绿体膜上乙醇酸转运蛋白的合成，可减少乙醇酸从叶绿体中转运出去，可减少叶绿体中碳以乙醇酸形式损失，使更多的碳能留在叶绿体中参与光合作用，B正确；题干中没有信息表明该途径能提高RuBP羧化酶的活性，D错误；酶Y能催化乙醇酸生成CO2，提高了CO2的浓度，O2/CO2的值降低，抑制了光呼吸，提高净光合速率，E正确。
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模式生物专项训练2——水稻
水稻为雌雄同花的C3植物，与玉米同属于单子叶（禾本科）植物，具
有杂种优势现象。以水稻为情境可考查：①光合作用、细胞呼吸、水盐的
吸收与利用、多因素对植物生长的影响等与细胞代谢相关的内容；②植物
激素的作用、应用及植物生命活动的调节；③遗传定律、基因表达、变异
及育种（包括基因工程等）等。
1. （2025·贵州遵义二模）水稻叶肉细胞核中的LHC Ⅱ基因可指导捕光叶
绿素蛋白（LHC Ⅱ）的合成，该蛋白转运到叶绿体内参与光合作用的部分
生理过程。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 根吸收的铵盐可直接作为合成LHC Ⅱ的原料
B. 编码LHC Ⅱ合成所需的mRNA来自细胞核
C. LHC Ⅱ合成后转运到叶绿体基质中发挥作用
D. LHC Ⅱ可能参与光合作用过程中CO2的固定
1
2
3
√
解析： LHC Ⅱ是一种蛋白质，其单体是氨基酸。根吸收的铵盐不能直接作为合成蛋白质的原料，A错误；LHC Ⅱ基因位于细胞核中，基因表达时转录形成mRNA的过程发生在细胞核中，B正确；捕光叶绿素蛋白（LHC Ⅱ）参与光合作用的光反应，水稻的光反应发生在类囊体膜，故LHC Ⅱ合成后需转运到叶绿体的类囊体薄膜上发挥作用，C错误；LHC Ⅱ参与光反应，CO2的固定属于暗反应过程，D错误。
1
2
3
2. 水稻（雌雄同花植物）的育性由等位基因M、m控制，只有含有M基因
的水稻才表现为雄性可育。通过转基因技术将M基因与A基因、D基因一起
导入基因型为mm的个体中，并使其插入一条不含m基因的染色体上，如图
所示。D基因表达可使种子呈现蓝色，无D基因的种子呈现白色。不考虑其
他变异，下列叙述错误的是（ ）
1
2
3
A. 利用基因型为mm的个体进行杂交实验时，无须对母本进行去雄操作
B. 可通过让基因型为mmADM与mm的个体多次杂交来获得大量雄性不育
个体
C. 转基因个体mmADM进行自交时，所获得的种子颜色及比例为蓝色∶白
色＝3∶1
D. 转基因个体mmADM自交得F1，可根据种子颜色判断F1随机受粉所得后
代的育性
√
1
2
3
解析： 基因型为mm的个体表现为雄性不育，即只能产生正常的雌配子，因此，利用基因型为mm的个体进行杂交实验时只能作母本，无须对母本进行去雄操作，A正确；mmADM个体表现为雄性可育，其只能产生为m的雄配子，mm的个体表现为雄性不育，只能产生基因型为m的雌配子，因此mmADM与mm的个体多次杂交来获得大量雄性不育个体，B正确；转基因的个体中一条染色体含有ADM，则其基因型为ADMmm，产生雌配子为ADMm∶m＝1∶1，产生雄配子m，自交后，后代基因型及比例为（蓝色）ADMmm∶（白色）mm＝1∶1，C错误；转基因的个体自交产生的后代为雄性可育（ADMmm）∶
1
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雄性不育（mm）＝1∶1，F1的个体之间随机交配，ADMmm产生的雌配子ADMm∶m＝1∶1，mm产生的雌配子均为m，则F1的雌配子比例为ADMm∶m＝1∶3；ADMmm产生的雄配子均为m，mm不能产生雄配子，故F2为蓝色（ADMmm）∶白色（mm）＝1∶3，种子颜色为蓝色的表现为雄性可育，白色的表现为不可育，D正确。
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3. （2025·河南开封二模）水稻是我国重要的粮食作物之一，开展水稻高
产攻关是促进粮食高产优产、筑牢粮食安全根基的关键举措。为获得优质
的水稻品种，科学家开展了多项研究。分析回答下列问题。
（1）水稻从外界吸收1分子CO2与C5结合，在特定酶作用下形成2分子的
C3；在有关酶的作用下，C3接受 释放的能量并被还原，
随后在叶绿体基质中转化为 。
ATP和NADPH
C5和（CH2O）
解析：在酶的作用下，C3接受ATP和NADPH释放的能量并被还原，随后在叶绿体基质中转化为C5和（CH2O）。
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2
3
（2）为研究水稻对弱光和强光的适应性，科研人员对水稻叶片照光1 h
后，通过观察发现强光照射的细胞中叶绿体集中分布在细胞的背光面，生
理意义是 。
避免被强光灼伤，以适应强光环境
解析：对水稻叶片照光1 h后，给予强光照射的叶绿体集中分布在细胞的背
光面，生理意义是避免被强光灼伤，以适应强光环境。
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（3）观察还发现在强光条件下，水稻叶绿体中的RuBP羧化酶（简称R
酶）既可催化C5与CO2反应，又可催化C5与O2反应。在高O2浓度、低CO2
浓度条件下，水稻细胞中O2与CO2竞争性结合C5，O2与C5结合后经一系列
反应释放CO2的过程称为光呼吸，相关过程如图所示，图中过氧化物酶体
也是一种细胞器。
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①当水稻叶片中O2/CO2的值 （填“升高”或“降低”）时，光呼
吸会显著增强。从物质和能量视角分析光呼吸对水稻光合产物积累的影
响
。
升高
光呼吸与暗反应争夺C5，使暗反应对ATP和NADPH的利用减少，光合
产物合成减少
1
2
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②研究人员通过转基因技术使水稻叶绿体表达酶Y，酶Y能催化乙醇酸生成
CO2，并抑制叶绿体膜上乙醇酸转运蛋白的合成。该途径提高水稻净光合
速率的原因是 。
ABCE
A. 改变了乙醇酸的利用途径
B. 减少了叶绿体中碳的损失
C. 加速了C3的生成
D. 提高了RuBP羧化酶的活性
E. 抑制了光呼吸
1
2
3
解析： ①当水稻叶片中O2/CO2的比值升高时，光呼吸会显著增强。据图可
知，在高O2浓度、低CO2浓度条件下，O2与C5结合后经一系列反应释放
CO2的光呼吸过程会增强，故当O2相对含量增加、CO2相对含量减少，
O2/CO2比值升高时，光呼吸会显著增强；光呼吸与暗反应争夺C5，减少了
暗反应对ATP和NADPH中能量的利用，使光合产物合成减少。②酶Y能催
化乙醇酸生成CO2，改变了乙醇酸原本的代谢途径，使其将乙醇酸转化为
CO2重新参与光合作用，加速了C3的生成，即改变了乙醇酸的利用途径，
A、C正确；抑制叶绿体膜上乙醇酸转运蛋白的合成，可减少乙醇酸从叶绿
体中转运出去，可减少叶绿体中碳以乙醇酸形式损失，使更多的碳能留在
叶绿体中参与光合作用，B正确；题干中没有信息表明该途径能提高RuBP羧化酶的活性，D错误；酶Y能催化乙醇酸生成CO2，提高了CO2的浓度，O2/CO2的值降低，抑制了光呼吸，提高净光合速率，E正确。
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THANKS
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