专题03 细胞的能量供应和利用（4大题型必刷）（黑吉辽蒙专用）2026年高考生物二轮复习讲练测

专题03 细胞的能量供应和利用 目录 第一部分 高考新风向 洞察考向，感知前沿 第二部分 分层巧突破 固本培优，精准提分 A组·保分基础练 题型01 降低化学反应活化能的酶 题型02 ATP的结构、功能 题型03细胞呼吸 题型04光合作用 B组·增分能力练 第三部分 真题刷进阶 对标高考，感悟考法 1．【新情境·多酚氧化酶（PPO）】（2025·黑龙江·一模）红茶中的多酚氧化酶（PPO）活性很强，处理茶叶时通过揉捻，能使细胞中的多酚氧化酶（PPO）催化无色的多酚类物质生成褐色醌类物质，即“酶促褐变”。“酶促褐变”会使茶的鲜度差、味苦；增加氨基酸的含量会提高茶汤的鲜爽度。为提升茶的品质，科研人员探究了不同因素对茶汤中氨基酸含量的影响，结果如图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．上述实验的自变量是酶的种类、酶液浓度和揉捻时间 B．揉捻时间长，有利于提升氨基酸的含量，但会使茶的鲜度差、味苦 C．PPO催化无色物质生成褐色物质的机理是降低了化学反应的活化能 D．酶液浓度较大时使用纤维素酶更能提高茶汤鲜爽度，提升茶叶品质 【答案】B 【分析】酶的作用机理：降低化学反应所需要的活化能；酶的特性：高效性、专一性、作用条件较温和。 【详解】A、据图可知，上述实验的自变量包括酶的种类（纤维素酶和蛋白酶）、酶液浓度（0%到1.5%）以及揉捻时间（15min和25min），A正确； B、据题干信息可知，揉捻时间长，易产生褐色醌类物质使茶的鲜度差、味苦，而增加氨基酸的含量会提高茶汤的鲜爽度，故揉捻时间长不利于提升氨基酸的含量，B错误； C、酶的作用机制是通过降低化学反应的活化能，故PPO（多酚氧化酶）催化无色物质生成褐色物质的机理是降低了化学反应的活化能，C正确； D、据图可知，当酶液浓度较大时（例如1.5%），使用纤维素酶的条件下，氨基酸含量显著高于使用蛋白酶的处理，结合题干信息“增加氨基酸的含量会提高茶汤的鲜爽度”，故更能提高茶汤鲜爽度，提升茶叶品质，D正确。 2．【新载体·可立氏循环】（2025·内蒙古阿拉善盟·一模）可立氏循环是指在剧烈运动时，肌细胞无氧呼吸产生的乳酸经肝细胞转化生成葡萄糖，再被肌细胞利用的过程。据图分析，下列叙述错误的是（    ） A．葡萄糖转化为乳酸时释放的能量大部分以热能形式散失 B．葡萄糖和乳酸转化为丙酮酸的过程中都能够产生[H] C．乳酸脱氢酶在肌细胞中发挥作用的场所是线粒体基质 D．该循环既可防止乳酸的过度积累，又能利用其中的能量 【答案】C 【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH，合成少量ATP；第三阶段是氧气和NADH反应生成水，合成大量ATP。 【详解】A、葡萄糖转化为乳酸时释放的能量大部分以热能形式散失，少量的能量储存在ATP中，A正确； B、[H]是指NADH，葡萄糖在细胞质基质中分解成丙酮酸并生成NADH，据图可知，乳酸在肝细胞中转化为丙酮酸，同时生成NADH，B正确； C、据图可知，LDH是乳酸脱氢酶，在肌细胞中，丙酮酸在LDH催化下转化成乳酸，是无氧呼吸第二阶段的反应，发生在细胞质基质，C错误； D、剧烈运动时，肌细胞产生大量乳酸，通过可立氏循环可防止乳酸过度积累。乳酸在肝细胞中可转化成丙酮酸，再转化成葡萄糖，丙酮酸和葡萄糖都能再参与呼吸作用释放能量，从而使机体利用其中的能量，D正确。 3．【新情境·细胞内活性氧（ROS）】（2025·辽宁沈阳·二模）细胞内活性氧（ROS）增多可引起线粒体内膜上的细胞色素c被释放到细胞质基质中，进而导致细胞质基质中生成更多ROS，最终引起细胞凋亡。ROS可与还原型谷胱甘肽（GSH）反应使其转化为氧化型谷胱甘肽（GSSG）。研究发现土木香内酯通过增加癌细胞中GSH的消耗，起到抗癌作用。下列叙述正确的是（    ） A．ROS增多会使线粒体膜的通透性增加 B．细胞质基质的细胞色素c含量提高会抑制ROS生成 C．细胞中ROS积累更易激活凋亡相关基因程序性表达 D．土木香内酯可通过降低GSH/GSSG比值来促进癌细胞凋亡 【答案】ACD 【知识点】有氧呼吸过程、细胞凋亡 【分析】分析题意可知，细胞色素C位于线粒体内膜上，生物氧化的一个非常重要的电子传递体，在线粒体嵴上与其它氧化酶排列成呼吸链，参与细胞呼吸的第三阶段，使NADH和O2结合，生成水；细胞编程性死亡包括生物发育过程细胞的编程性死亡、细胞的自然更新及被病原体感染的细胞的清除（病毒侵入体细胞，体细胞会启动凋亡程序释放病毒）。 【详解】A、已知细胞内活性氧（ROS）增多可引起线粒体内膜上的细胞色素c被释放到细胞质基质中，这意味着线粒体内的物质能释放出来，说明ROS增多会使线粒体膜的通透性增加，A正确； B、由“细胞质基质中生成更多ROS”可知，细胞质基质的细胞色素c含量提高会促进ROS生成，而不是抑制，B错误； C、因为“最终引起细胞凋亡”，所以细胞中ROS积累更易激活凋亡相关基因程序性表达，从而引发细胞凋亡，C正确； D、土木香内酯通过增加癌细胞中GSH的消耗，使GSH减少，GSSG增多，降低了GSH/GSSG比值，起到抗癌作用，即促进癌细胞凋亡，D正确。 故选ACD。 4．【新考法·天宫课堂】（2025·吉林·二模）航天员叶光富老师在“天宫课堂”展示了太空细胞学研究实验：在荧光显微镜下，叶老师利用心肌细胞自身的生物电激发显微镜中的荧光物质，发出“一闪一闪”的荧光，让大家看到了失重状态下跳动的心肌细胞。下列有关叙述正确的是（　　） A．心肌细胞能维持形态，并有节律性运动，与细胞骨架有关 B．若观察离体的心肌细胞，需将其置于高于细胞质浓度的培养液中培养 C．心肌细胞跳动过程中会产生CO2，部位是细胞质基质和线粒体基质 D．研究心肌细胞在太空中的生理变化，可以帮助人们涉足更远的太空 【答案】AD 【知识点】细胞骨架、细胞的吸水和失水、有氧呼吸过程 【分析】细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。 【详解】A、细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，与心肌细胞形态维持及节律性运动等生命活动的正常进行有关，A正确； B、离体的心肌细胞需要置于与细胞质的浓度相同的培养液中进行观察，若培养液浓度过低，会导致心肌细胞吸水膨胀，若培养液浓度过高，会导致心肌细胞失水皱缩，B错误； C、心肌细胞在有氧呼吸第二阶段产生CO2，故心肌细胞跳动过程中产生CO2的部位是线粒体基质，C错误； D、研究心肌细胞在太空中的生理变化，为人们涉足更远的太空提供理论基础，D正确。 故选AD。 01 降低化学反应活化能的酶 1．【联系生活】抑制胰脂肪酶活性是预防和治疗肥胖、高血脂症及其并发症的重要方法。目前，市场上用于治疗肥胖和高血脂症的临床药物有奥利司他等，但具有一定的副作用。胰脂肪酶抑制剂表没食子儿茶素（EGC）是茶叶中的一种天然儿茶素单体。下图是EGC对胰脂肪酶抑制作用相关实验结果。下列相关分析正确的是（　　） A．EGC作用过程中与底物形成EGC—底物复合物，降低了反应的活化能 B．随着EGC浓度的升高，对胰脂肪酶的抑制效果逐渐减弱 C．EGC对胰脂肪酶的抑制效果比奥利司他好，且副作用较小 D．EGC通过抑制胰脂肪酶作用治疗肥胖 【答案】D 【分析】竞争性抑制剂与底物结构相似，可与底物竞争性结合酶的活性部位，随着底物浓度的增加底物的竞争力增强，酶促反应速率加快，即底物浓度的增加能缓解竞争性抑制剂对 酶的抑制作用。非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合，从而使酶的活性部位功能丧失，即使增加底物浓度也不会改变酶促反应速率。 【详解】A、酶的作用机理是降低反应的活化能，且酶在作用过程中与底物形成酶-底物复合物，而EGC是胰脂肪酶抑制剂，不是酶，它的作用是抑制胰脂肪酶的活性，而不是降低反应的活化能，A错误； B、从柱状图可以看出，随着EGC溶液质量浓度从0.6mg/mL逐渐升高到1.6mg/mL，食物脂肪水解率逐渐降低，因为食物脂肪水解率越低，说明胰脂肪酶活性被抑制得越强，所以随着EGC浓度的升高，对胰脂肪酶的抑制效果是逐渐增强的，而不是减弱，B错误； C、由柱状图可知，在相同溶液质量浓度下，EGC对应的食物脂肪水解率高于奥利司他对应的食物脂肪水解率，说明EGC对胰脂肪酶的抑制效果比奥利司他差，同时，题干中仅表明奥利司他有一定副作用，对于EGC的副作用情况并没有与奥利司他进行对比说明，C错误； D、已知抑制胰脂肪酶活性是预防和治疗肥胖的重要方法，而EGC是胰脂肪酶抑制剂，所以EGC可以通过抑制胰脂肪酶作用来治疗肥胖，D正确。 故选D。 2．【新情境】科研人员发现塔宾曲霉菌可通过分泌塑料降解酶来降解塑料，不同酸碱度、温度条件下塑料降解酶的活性如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A．进行图1实验时，需要保持各组实验时温度相同且在40℃以上 B．塑料降解酶可以降低化学反应的活化能，以增加产物的量 C．塑料降解酶可降解塑料而不能降解纤维素体现了酶的高效性 D．塔宾曲霉菌在pH=5、温度为37℃条件下降解塑料的效果较好 【答案】D 【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；酶的特性：专一性、高效性、作用条件温和；酶促反应的原理：酶能降低化学反应所需的活化能。 【详解】A、由图2分析可知温度为40℃时，酶活性过低，在进行图1实验时，应将温度控制在37℃，此温度下酶活性较高，A错误； B、塑料降解酶可以降低化学反应的活化能，但不能增加产物的量，而只是加快了到达化学反应平衡点的时间，B错误； C、塑料降解酶可降解塑料但不能降解纤维素，体现了酶具有专一性，C错误； D、由图1、图2可知，在pH=5、温度为37℃条件下酶的相对活性较高，故此条件下塔宾曲霉菌降解塑料的效果较好，D正确。 故选D。 3．马铃薯受去皮、切分等外界损伤的刺激后，多酚氧化酶和氧气配合，可催化2-氨基-3-对羟苯基丙酸经一系列反应生成黑色素，使组织发生褐变，影响外观品质。马铃薯经以下处理可降低鲜切组织褐变率，延长货架期。下列分析错误的是（　　） 处理组 处理方法 褐变抑制率/% ① 鲜切马铃薯采用真空30s，封口2s，冷却3s的方法进行真空包装 43.37 ② 马铃薯在低温2~4℃贮藏8个月 36.34 ③ 马铃薯放在45℃培养箱中热空气处理6h 47.5 ④ 采用1.5%柠檬酸浸泡鲜切马铃薯20min 76.69 A．多酚氧化酶与2-氨基-3-对羟苯基丙酸在土豆细胞中的位置可能不同 B．①②③④组均通过降低多酚氧化酶的活性来降低褐变率 C．若处理组②进一步适当降低温度抑制多酚氧化酶的活性，可使褐变抑制率升高 D．③④组处理后的多酚氧化酶与双缩脲试剂反应呈紫色 【答案】B 【分析】本实验目的是探究不同处理方法对马铃薯储存的影响，实验的自变量是不同处理方式，因变量是褐变抑制率。 【详解】A、马铃薯受去皮、切分等外界损伤的刺激后组织发生褐变，多酚氧化酶与2-氨基-3-对羟苯基丙酸在土豆细胞中的位置可能不同，A正确； B、①通过减少底物氧气来降低褐变率，②③④通过降低多酚氧化酶的活性来降低褐变率，B错误； C、②为低温条件，进一步适当降低温度抑制多酚氧化酶的活性，可使得褐变抑制率升高，C正确； D、③④组处理后的多酚氧化酶仍含有肽键，可以与双缩脲试剂反应呈紫色，D正确。 故选B。 4．【新思维】下图所示为测量过氧化氢酶与过氧化氢反应放出O2的实验装置。下列说法正确的是（　　） A．控制水浴温度可探究温度对酶活性的影响 B．改变滤纸圆片的数量可探究酶浓度对酶活性的影响 C．量筒中气泡产生速率不能表示过氧化氢酶的催化能力 D．实验中需用过氧化氢酶溶液浸泡滤纸圆片 【答案】D 【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA。 2、酶的特性：高效性、专一性和作用条件温和的特性。 【详解】A、过氧化氢的分解本身受温度影响，控制水浴温度不能探究温度对酶活性的影响，A错误； B、改变滤纸圆片的数量可以改变酶的浓度，酶浓度不会影响酶活性，B错误； C、量筒中气泡产生速率能表示过氧化氢酶的催化能力，气泡产生越快，说明酶的催化能力越强，C错误； D、实验中需用过氧化氢酶溶液浸泡滤纸圆片，使滤纸片吸附酶，D正确。 故选D。 02 ATP的结构、功能 5．【联系生活】活鱼宰杀后，鱼肉中的ATP会逐步降解并转化为肌苷酸（IMP），IMP在酸性磷酸酶（ACP）等酶作用下降解为次黄嘌呤和核糖，过程如图所示。IMP具有鲜味特性而次黄嘌呤和核糖无鲜味。下列叙述正确的是（　　）    A．ATP、AMP中都含有腺苷和磷酸，都是RNA的基本单位 B．ATP在细胞中含量丰富，能持续为IMP的生成提供能量 C．腺苷脱氨酶、ACP、酶X都能为化学反应提供活化能 D．在IMP降解前有效抑制ACP的活性是鱼肉保持鲜味的思路 【答案】D 【分析】ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写。ATP分子的结构可以简写成A—P~P~P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，~代表一种特殊的化学键。由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。 【详解】A、ATP分子的结构可以简写成A—P~P~P，AMP分子的结构可以简写成A—P，ATP、AMP中都含有腺苷和磷酸基团。ATP水解脱去两个磷酸基团后成为AMP，AMP是RNA的基本单位，A错误； B、细胞内ATP与ADP 之间的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，所以细胞内ATP含量少也能满足细胞对能量的需求。IMP在酸性磷酸酶等酶作用下降解为次黄嘌呤和核糖过程不需要ATP供能，B错误； C、酶起催化作用时，降低化学反应所需活化能，不是为化学反应提供活化能，C错误； D、IMP在ACP等酶作用下降解为次黄嘌呤和核糖，IMP具有鲜味特性而次黄嘌呤和核糖无鲜味，故在IMP降解前有效抑制ACP的活性可使鱼肉保持鲜味，D正确。 故选D。 6．【新载体】蛋白激酶是一类催化蛋白质磷酸化反应的酶，能使ATP上的磷酸基团转移并结合到蛋白质分子中某些特定的氨基酸上，从而改变蛋白质的活性。ADP—Glo是一种检测蛋白激酶活性的方法，其过程如图所示（图中的蛋白质为其部分组成）。下列叙述错误的是（　　）    A．ATP分子中远离腺苷的磷酸基团转移到蛋白质上 B．根据步骤2的检测结果，推测物质X是ATP合成酶 C．步骤2之前，需排除反应剩余的ATP对该实验的干扰 D．ATP可转化为光能，化学冷光强度与蛋白激酶活性成反比 【答案】D 【分析】磷酸化是指蛋白质在蛋白激酶的作用下，其氨基酸的羟基被磷酸基团取代，变成有活性有功能的蛋白质；去磷酸化是指磷酸化的蛋白质在蛋白磷酸酶的作用下去掉磷酸基团，复原成羟基，失去活性的过程。 【详解】A、ATP分子中远离腺苷的磷酸基团转移到蛋白质上，A正确； B、根据步骤2的检测结果，ADP与Pi在X的作用下形成了ATP，推测物质X是ATP合成酶，B正确； C、为了排除ATP对实验的干扰，应该先将实验材料中的ATP消耗掉，C正确； D、化学冷光强度与蛋白激酶活性成正比，蛋白激酶活性越高，催化生成的ADP越多，能合成的ATP越多，化学冷光强度越强，D错误。 故选D。 7．（不定项）为验证质子梯度能够驱动ATP合成的假说，科学家设计了如下实验：分别将细菌紫膜质、ATP合酶、解偶联剂按下图所示加入人工脂质体上，光照处理后结果如下图（光照处理前人工脂质体两侧H+浓度相等且在人工脂质体外提供ADP和Pi）。下列叙述正确的是（    ） A．图甲中H+通过细菌紫膜质逆浓度梯度运输消耗的能量是光能 B．ATP合酶能够将光能直接转化为ATP中的化学能 C．ATP合酶既具有催化作用也具有运输作用 D．图丁实验结果进一步验证了质子梯度对于ATP合成的关键作用 【答案】ACD 【分析】图甲中H+跨膜运输需要细菌紫膜质的协助，且从低浓度向高浓度运输，为主动运输方式；图丙中H+出脂质体的方式为协助扩散、H+进脂质体的方式为主动运输。 【详解】A、观察图甲，在光照条件下，H+通过细菌紫膜质从人工脂质体外侧向内侧运输，是从低浓度向高浓度运输，且利用了光能，所以H+通过细菌紫膜质逆浓度梯度运输消耗的能量是光能，A正确； B、由图可知，ATP合酶是利用质子梯度的势能来催化ATP的合成，而不是将光能直接转化为ATP中的化学能，B错误； C、从图丙可以看出，ATP合酶能够催化ADP和Pi合成ATP，同时还能运输H+，所以ATP合酶既具有催化作用也具有运输作用，C正确； D、图丁中加入了解偶联剂，破坏了质子梯度，结果无ATP产生，与图丙形成对照，进一步验证了质子梯度对于ATP合成的关键作用，D正确。 故选ACD。 8．底物水平去磷酸化是一种产生ATP的机制(如图)，其中磷酸基团被转移到ADP上形成ATP。下列叙述正确的是（    ） A．图中酶和ATP的元素组成相同 B．图中酶是通过为该反应提供化学能而发挥催化作用 C．ADP去掉一个磷酸基团后的结构可直接参与DNA的合成 D．ATP能将磷酸基团转移给载体蛋白并为主动运输供能 【答案】D 【分析】ATP是生物体的直接能源物质，ATP在细胞内数量并不很多，可以和ADP迅速转化形成。人和动物体内产生ATP的生理过程只有呼吸作用，高等植物体内产生ATP的生理过程有光合作用和细胞呼吸，ATP中的能量可用于各种生命活动，可以转变为光能、化学能等，但形成ATP的能量来自呼吸作用释放的能量或植物的光合作用。 【详解】A、催化该反应的酶为蛋白类物质，元素组成为 C、H、O、N，有的蛋白质含有 S，ATP 元素组成为 C、H、O、N、P，A 错误； B、酶的作用机理是降低反应所需的活化能，B错误； C、ADP 中的五碳糖为核糖，DNA 中所含的五碳糖是脱氧核糖，ADP去掉一个磷酸基团后的结构为腺嘌呤核糖核苷酸，不可直接参与DNA的合成，C错误； D、ATP 能将磷酸基团转移给载体蛋白，载体蛋白磷酸化后具有运输功能，该过程消耗的 ATP 为主动运输提供能量，D正确。 故选D。 03 细胞呼吸 9．【联系生活】某肿瘤中存在A型和B型两种癌细胞，两种癌细胞的代谢方式不同，但可以通过MCT4和MCT1载体建立物质上的联系，进而形成协同代谢，促进肿瘤的发生与发展，如图所示（糖酵解指细胞呼吸的第一阶段）。下列叙述错误的是（    ） A．过程①②均发生在细胞质基质 B．过程①③都能产生ATP和NADH C．抑制MCT4载体的活性不影响A型癌细胞的增殖 D．B型癌细胞中的丙酮酸可能是葡萄糖分解产生的 【答案】C 【详解】A、过程①是糖酵解（细胞呼吸第一阶段），过程②是产生乳酸的无氧呼吸第二阶段，二者均发生在细胞质基质，A正确； B、过程①（糖酵解）能产生ATP和NADH；过程③是有氧呼吸第二阶段，也能产生ATP和NADH，B正确； C、MCT4载体参与A型癌细胞乳酸的转运，抑制其活性会影响A型癌细胞的代谢（乳酸排出受阻，可能影响糖酵解持续进行），进而影响A型癌细胞的增殖，C错误； D、由图可知，B型癌细胞中的丙酮酸可能来自葡萄糖分解（糖酵解），也可能来自A型癌细胞转运来的乳酸转化，D正确。 故选C。 10．如图表示大气温度及氧浓度对植物组织内产生CO2的影响，下列相关叙述错误的是（    ） A．可以用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2，现象为由蓝变绿再变黄 B．图乙中DE段有氧呼吸逐渐减弱，EF段有氧呼吸逐渐增强 C．图甲曲线变化的主要原因是温度影响与呼吸作用有关酶的活性 D．和D、F点相比，图乙中E点对应的氧浓度更有利于储藏水果和蔬菜 【答案】B 【分析】根据题意和图示分析可知：图甲中，细胞呼吸最旺盛的温度为B点所对应的温度；图乙中，在一定范围内，呼吸作用的速率随氧气浓度升高而减弱，但达到一定浓度后，再增大氧气浓度，呼吸作用速率又加快。 【详解】A、可用澄清石灰水和溴麝香草酚蓝溶液检测CO2，若利用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2，现象为由蓝变绿再变黄，A正确； B、由D到E，氧气增加，无氧呼吸受到抑制，有氧呼吸加强，由E到F，随着氧气的增加，植物的有氧呼吸加强，B错误； C、图甲曲线变化的主要原因是温度影响与呼吸作用有关的酶的活性，从而影响呼吸作用，C正确； D、贮藏水果和蔬菜主要应该降低植物的呼吸作用，乙图E点时释放的二氧化碳最少，说明此时细胞呼吸最弱，对有机物的消耗最少，因此图乙中E点对应的氧浓度更有利于贮藏水果和蔬菜，D正确。 故选B。 11．【新载体】细胞呼吸是所有细胞生物必需的生命活动。下表为相关物质及能量的对应关系，以体现细胞呼吸底物、生成物及能量之间的对应关系。下列补充不合理的是（    ） 细胞呼吸细胞类型 底物 氧气条件 气体体积关系 能量去向 肌细胞 葡萄糖 Ⅱ CO₂释放量=O₂吸收量 大部分以热能散失 某植物细胞 Ⅰ 充足 CO₂释放量<O₂吸收量 大部分以热能散失 酵母菌细胞 葡萄糖 不充足 Ⅲ 大部分以热能散失 A．若该植物细胞是某种子子叶细胞，底物Ⅰ的种类最可能为脂质 B．据对应关系可知该肌细胞所处的氧气条件Ⅱ一定是O₂充足环境 C．酵母菌在O₂不充足条件下，Ⅲ中气体关系为CO₂释放量>O₂吸收量 D．若酵母菌换成马铃薯块茎，则细胞呼吸的第二阶段可不合成ATP 【答案】B 【详解】A、依题意，细胞进行呼吸作用过程中CO2释放量<O2吸收量，说明其底物可能不为糖类。与糖类不同的是，脂质分子中氧的含量远远低于糖类，而氢的含量更高，消耗氧多，故底物Ⅰ的种类很可能为脂质，补充合理，A不符合题意； B、动物细胞无氧呼吸不消耗O2，不产生CO2，且当底物是葡萄糖时，其有氧呼吸消耗的O2和产生的CO2相等。因此，无法根据对应关系推知该肌细胞所处的氧气条件Ⅱ一定是O2充足环境，补充不合理，B符合题意； C、酵母菌细胞在O2不充足时，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。酵母菌进行无氧呼吸时，产生CO2和酒精；酵母菌利用葡萄糖进行有氧呼吸时，消耗的O2和产生的CO2相等。因此，在Ⅲ中气体关系为CO₂释放量>O₂吸收量，补充合理，C不符合题意； D、马铃薯块茎在O₂不充足时，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，且无氧呼吸产乳酸。若进行无氧呼吸，则第二阶段不合成ATP，补充合理，D不符合题意。 故选B。 12．【新角度】已知酒精的凝固点较低，为适应北极寒冷、低氧的环境，某种金鱼在长期进化过程中形成了一种新的呼吸作用机制，其部分代谢过程如图1所示，其中过程Ⅱ在肌肉细胞中进行，过程Ⅰ在其他细胞中进行，①②表示反应阶段。回答下列问题：    (1)已知图1中的①阶段为呼吸作用的第一阶段，物质X是 ，②阶段发生的具体场所是 。该阶段 （填“会生成”或“不生成”）ATP。 (2)过程 （填“Ⅰ”或“Ⅱ”）可以发生在人体细胞中，若人体细胞消耗了1mol葡萄糖，产生了3.6molCO2，则消耗的葡萄糖中用于无氧呼吸的葡萄糖占比为 。 (3)葡萄糖进入骨骼肌细胞需要载体蛋白，但不消耗ATP，推测其进入骨骼肌细胞的方式是 。 (4)细胞呼吸释放的能量可储存在ATP中，或以热能的形式散失以维持体温。线粒体内膜上的F0-F1复合蛋白可利用膜两侧的H⁺浓度差驱动ATP合成。但在寒冷的冬天，金鱼棕色脂肪组织细胞中相当一部分的H+会直接通过UCP1的运输（机制如图2所示）而消耗，试从细胞呼吸能量利用的角度推测其原因是 。 【答案】(1) 丙酮酸（和NADH） 细胞质基质 不生成 (2) Ⅰ 2/5 (3)协助扩散 (4)通过该运输降低线粒体膜内外的H+浓度差，使ATP的生成相对减少，产生的热量增多，从而适应寒冷环境 【详解】（1）呼吸作用第一阶段是葡萄糖分解产生丙酮酸，所以物质X是丙酮酸。过程I中②阶段是丙酮酸转化为乳酸，这是无氧呼吸第二阶段，发生的具体场所是细胞质基质。无氧呼吸第二阶段不生成 ATP。 （2）人体细胞无氧呼吸产生乳酸，所以过程I可以发生在人体细胞中。人体细胞有氧呼吸时，1mol葡萄糖产生6molCO2，现产生了3.6molCO2，则有氧呼吸消耗的葡萄糖为3.6÷6=0.6mol，那么无氧呼吸消耗的葡萄糖为1-0.6= 0.4mol，所以消耗的葡萄糖中用于无氧呼吸的葡萄糖占比为0.4÷1=2/5。 （3）物质顺浓度梯度，借助载体蛋白但不消耗能量的运输方式是协助扩散，因此葡萄糖进入骨骼肌细胞的方式是协助扩散。 （4）在寒冷的冬天，金鱼棕色脂肪组织细胞中相当一部分的H⁺会直接通过UCP1的运输而消耗，是因为这样可以减少ATP的合成，使更多的能量以热能的形式散失，用于维持体温，从而适应寒冷环境。 04 光合作用 13．【新情境】金叶复叶槭是一种抗寒能力强的彩叶树种, 在我国北方地区广泛种植。其叶片春季呈金黄色 (黄叶), 后逐渐变为黄绿色 (绿叶)。为研究金叶复叶槭叶片的呈色机理, 研究人员对不同叶片的色素含量进行测量, 结果如下。下列说法错误的是（    ） 种类 叶绿素/(mg· ) 类胡萝卜素/(mg· ) 花色素苷/(mg・g ) 黄叶 0.21 0.24 0.12 绿叶 0.35 0.18 0.11 注:花色素苷为花青素的糖苷形式,是一类天然色素。 A．用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止色素被破坏 B．纸层析时滤纸条上无花色素苷条带，原因可能是花色素苷为水溶性色素 C．叶绿素和类胡萝卜素分布在叶绿体类囊体薄膜上，能捕获并转化光能 D．叶片呈金黄色的主要原因是叶绿素含量低，类胡萝卜素/叶绿素的比值高 【答案】C 【分析】叶绿体色素的提取和分离实验： （1）提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素。 （2）分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。 （3）各物质作用：无水乙醇或丙酮：提取色素；层析液：分离色素；二氧化硅：使研磨得充分；碳酸钙：防止研磨中色素被破坏。 （4）结果：滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关。 【详解】A、提取色素时加入碳酸钙是为了中和细胞中的有机酸，防止叶绿素被分解，A正确； B、花色素苷为水溶性色素，而纸层析法使用层析液（有机溶剂），水溶性色素在层析液中溶解度低，无法随层析液扩散形成条带，B正确； C、叶绿素和类胡萝卜素分布在类囊体薄膜上，但只有少数特殊状态的叶绿素a能转化光能，类胡萝卜素仅能吸收和传递光能，C错误； D、黄叶中叶绿素含量（0.21）低于绿叶（0.35），而类胡萝卜素含量（0.24）高于绿叶（0.18），类胡萝卜素/叶绿素的比值高，导致叶片呈金黄色，D正确。 故选C。 14．【新载体】某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。下图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。下列相关叙述错误的是（    ） A．光照强度高于P时，突变型水稻净光合速率继续升高可能是其固定CO2酶的活性更强 B．光照强度低于P时，野生型水稻因叶绿素含量多，利用弱光能力强，光合速率更大 C．光照强度等于P时、野生型水稻光合速率等于突变型水稻光合速率 D．光照强度长期处于a-b之间时，突变型和野生型水稻均不能正常生长 【答案】D 【分析】总光合速率=净光合速率+呼吸速率。净光合速率是指单位时间内氧气释放量、二氧化碳吸收量或者有机物积累量；总光合速率是指单位时间内氧气产生量、二氧化碳固定量或者有机物制造量；呼吸速率指的是单位时间内氧气消耗量、二氧化碳释放量或者有机物消耗量。 【详解】A、 由题干可知突变型水稻固定CO2酶的活性显著高于野生型。当光照强度高于P时，可能由于其固定CO2酶的活性更强，能固定更多的CO2，从而使突变型水稻净光合速率继续升高，A正确； B、 因为突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，光照强度低于P时，野生型水稻因叶绿素含量多，对弱光的吸收、传递和转化能力强，所以利用弱光能力强，光合速率更大，B正确； C、 光照强度等于P时，从图中看到突变型水稻和野生型水稻的净光合速率相等，呼吸速率也相等，光合速率=净光合速率+呼吸速率，所以野生型水稻光合速率等于突变型水稻光合速率，C正确； D、 光照强度长期处于a - b之间时，从图中可知野生型水稻的净光合速率大于0，突变型水稻的净光合速率小于0，野生型水稻可以正常生长，D错误。 故选D。 15．在光合作用过程中，植物以H2O为供氢体而产生O2；而古老的光合细菌——绿硫细菌以H2S为供氢体。如图表示绿硫细菌的光反应过程示意图，下列叙述正确的是（    ） A．菌绿素复合体分布于叶绿体的类囊体薄膜上 B．ATP合酶以协助扩散方式运输H+并驱动ATP合成 C．ATP中的化学能来源于H2S分解时产生的能量 D．绿硫细菌在光合作用的光反应中产生O2和NADPH 【答案】B 【分析】绿硫细菌属于原核生物，其细胞内只有核糖体一种细胞器，含有能够进行光合作用的色素和酶；绿硫细菌在进行光合作用时，光反应需要光能和H2S，合成了NADPH和ATP，也产生了单质硫。 【详解】A、绿硫细菌没有叶绿体，其进行光合作用的色素在细胞质基质中，A错误； B、由图可知，H+从高浓度的一侧通过ATP合酶运输至低浓度的一侧，该运输方式为协助扩散，且驱动ATP合成，B正确； C、绿硫细菌将光能转化成有机物中的化学能，而不是H2S 中的能量，C错误； D、绿硫细菌光合作用过程中产生的是单质硫，不产生O2，D错误。 故选B。 16．物质M能降低高温等环境因素对类囊体膜造成的伤害。下图是叶肉细胞中合成物质M的有关过程，其中A、B代表相关细胞器。请回答下列问题：    (1)A、B代表的细胞器分别是 ，A中合成NADPH的场所是 ，B中[H]代表的物质主要是 。光合作用为物质M的合成提供 （填物质）。 (2)高温下叶肉细胞中B内的反应受抑制，物质M的合成量增加，据图分析主要原因是高温下B内的反应受抑制，使 （填物质）向叶绿体输送的数量增加，从而增加了物质M的合成。 (3)为验证高温使B内的反应受抑制，导致物质M合成增多，科研人员用B内反应抑制剂进行了如下实验，完成下表（在答题纸上①~④处填写）。 实验步骤 实验步骤要点 配制溶液 配制缓冲液，均分为3组，第1组加适量B内反应抑制剂，第2、3组不加。 材料选择 切取生长状况一致的叶片，分为3组。 进行实验处理 将叶片的叶柄浸入相应的缓冲液中，第1组置于① 下，第2组置于② 下，第3组置于常温下。 测定数值 一段时间后，测定3组叶片的③ 。 预期实验结果：④ 。 【答案】(1) 叶绿体、线粒体 类囊体薄膜 还原型辅酶I（NADH） ATP、NADPH、3－磷酸甘油醛 (2)3－磷酸甘油醛、PEP (3) 常温 高温 物质M的含量 第1、2组物质M的含量高于第3组 【分析】由图可知，A中发生二氧化碳和固定的三碳化合物的还原，说明其是叶绿体；B中进行了丙酮酸的彻底氧化分解，是有氧呼吸的第二三阶段，说明其是线粒体。 【详解】（1）A中发生二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，说明其是叶绿体；B中进行了丙酮酸的彻底氧化分解，是有氧呼吸的第二三阶段，说明其是线粒体；线粒体中的[H]为还原型辅酶I（NADH）。由图可知，光合作用为物质M的合成提供ATP、NADPH、3－磷酸甘油醛。 （2）高温下叶片呼吸作用降低，丙酮酸消耗降低，使3－磷酸甘油醛、PEP向叶绿体输送的数量减少，增加了物质M的合成。 （3）该实验的自变量是温度和是否添加反应抑制剂，因变量是物质M的含量，其他为无关变量，无关变量为保持适量且一致。 设计思路如下：配制缓冲液，均分为3组，第1组加适量的反应抑制剂，第2、3组不加。切取生长健壮的长势一致的叶片，分为3组。将叶片的叶柄浸入相应的缓冲液中，第1、2组分别置于常温、高温条件下，第3组置于常温下。一段时间后，测定3组叶片的物质M的含量。 由于高温使叶绿体内的反应受抑制，导致物质M合成增多，故预测实验结果应为第1、2组物质M含量几乎相等，高于第3组。 1. （2025·辽宁·一模）细胞是生物体结构和功能的基本单位，对细胞的深入研究是揭开生命奥秘的关键。下列关于细胞结构和功能的叙述，错误的有（    ） ①性腺细胞的内质网较肌肉细胞的内质网发达 ②细胞膜上附着有ATP水解酶，有利于胞吞某些营养物质 ③有高尔基体的细胞不一定有分泌功能 ④真核细胞中有维持细胞形态的细胞骨架，它与细胞的运动有关 ⑤大肠杆菌的核糖体是T2噬菌体蛋白质外壳的合成场所 ⑥没有液泡的细胞也能通过渗透作用吸水 A．一项 B．两项 C．三项 D．零项 【答案】D 【分析】1、具膜结构的细胞器：单层膜的细胞器有液泡、内质网、高尔基体、溶酶体；双层膜的细胞器有线粒体、叶绿体；不具膜结构的细胞器有核糖体、中心体； 2、与细胞渗透吸水能力直接有关的细胞器是液泡； 3、生物膜的组成：脂质、蛋白质和少量糖类； 4、病毒的复制、转录、和翻译的能力都是在宿主细胞中进行，当它进入宿主细胞后，它就可以利用细胞中的物质和能量完成生命活动，按照它自己的核酸所包含的遗传信息产生和它一样的新一代病毒。 【详解】①性激素的化学本质为脂质中的固醇，而内质网与脂质的合成有关，因此性腺细胞的内质网较肌肉细胞的内质网发达，①正确； ②胞吞消耗ATP，细胞膜上附着的ATP水解酶有利于胞吞某些营养物质，②正确； ③有高尔基体的细胞不一定有分泌功能，如植物细胞中高尔基体与细胞壁的形成有关，③正确； ④细胞骨架具有维持细胞形态的功能，它与细胞的运动有关，④正确； ⑤T2噬菌体是病毒，其蛋白质外壳的合成场所是在大肠杆菌的核糖体中合成的，⑤正确； ⑥动物细胞没有液泡，也能通过渗透作用吸水，⑥正确。 2．（2025·辽宁锦州·一模·不定项）单分子荧光测序技术的原理是：将待测DNA片段固定到一个磁珠上，将磁珠包被在单个油水混合小滴（乳滴）中，在该乳滴里进行独立的DNA复制，放置在四个单独的试剂瓶里的四种脱氧核苷三磷酸（dNTP）依照T、A、C、G的顺序依次进入该乳滴，如果发生碱基配对，就会释放一个焦磷酸盐（PPi），一个PPi经过一系列酶促反应后发出一次荧光。下列说法错误的是（    ） A．测序过程中dNTP不能为反应提供能量 B．当T进入时发出荧光，说明此位置模板链上为A碱基 C．将四种脱氧核苷三磷酸同时加入可以提高测序的效率 D．ATP为细胞生命活动供能时通常也产生焦磷酸 【答案】ACD 【分析】DNA分子的复制时间：有丝分裂和减数分裂间期；条件：模板（DNA的双链）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和DNA聚合酶等）、原料（游离的脱氧核苷酸）；过程：边解旋边复制；结果：一条DNA复制出两条DNA；特点：半保留复制。 【详解】A、测序过程反应中的能量来自dNTP水解放出的能量，A错误； B、分析题意，如果发生碱基配对，就会释放一个焦磷酸盐（PPi），根据A-T、G-C的碱基互补配对原则可知，当T进入时发出荧光，说明此位置模板链上为A碱基，B正确； C、由题意“放置在四个单独的试剂瓶里的四种脱氧核苷三磷酸依照T、A、C、G的顺序依次进入该乳滴”可知，需要将四种脱氧核苷三磷酸依次加入，同时加入会同时产生荧光，无法鉴定碱基种类，降低效率，C错误； D、ATP为细胞生命活动供能时通常是水解为ADP和磷酸，不产生焦磷酸，D错误。 3．（2025·黑龙江吉林·一模·不定项）人们常用淡盐水浸泡菠萝之后再食用，可有效减轻“扎嘴”现象。有研究小组认为淡盐水缓解“扎嘴”现象可能与菠萝蛋白酶有关，并设计了相关实验，实验结果如下（吸光值越大，则酶的活性越高）。有关说法错误的是（    ） A．生活中用盐水浸泡菠萝，浓度越高，口感越佳 B．本实验中温度为无关变量，温度的变化对实验结果无影响 C．适当的盐水浸泡可降低菠萝蛋白酶的活性，加食醋也可能获得相似效果 D．本实验可利用双缩脲试剂检测酶活性，盐水处理后酶与双缩脲试剂的反应减弱或消失 【答案】ABD 【分析】酶具有专一性，菠萝中的蛋白酶能分解口腔黏膜细胞的蛋白质分子，所以直接食用时会“扎嘴”。 【详解】A、与NaCl溶液为0时比较可知，在一定浓度范围内，随着NaCl浓度升高，菠萝蛋白酶的活性逐渐减弱，但无法推测浓度越高，酶活性越低，口感越佳，A错误； B、无关变量是对结果有影响的量，温度属于无关变量，对实验结果有影响，B错误； C、适当的盐水浸泡可改变酶的空间结构，降低菠萝蛋白酶的活性，加食醋也可以改变酶的空间结构，也可能获得相似效果，C正确； D、酶活性减弱是由于空间结构发生改变，但肽键未变，只要有两个及以上的肽键就可以与双缩脲试剂发生紫色反应，因此本实验不可以利用双缩脲试剂检测酶活性，D错误。 4．（2025·内蒙古包头·一模·不定项）在某酶促反应中，产物总量随时间的变化如图。 下列叙述正确的是（    ） A．t2时加入的物质是酶 B．t2时加入的物质是底物 C．t1时酶促反应速率高于t4 D．t1时反应的活化能大于t3 【答案】BC 【分析】酶促反应又称酶催化或酵素催化作用，指的是由酶作为催化剂进行催化的化学反应。 【详解】A、若加入的是酶，反应速率会加快，但产物总量应与未加酶时相同（仅更快达到平衡）。图中t2后产物总量继续上升且最终稳定于更高值，说明补充了底物，而非酶，A错误； B、加入底物后，底物浓度增加，反应速率提高（t2后曲线斜率增大），产物总量进一步上升直至底物耗尽（t4时趋于稳定），符合底物补充的特征，B正确； C、t1时底物浓度高，反应速率快；t4时底物已耗尽，反应速率为零，故t1速率显著高于t4，C正确； D、活化能由酶的特性决定，与底物浓度无关。无论是否补充底物，酶均降低活化能且幅度固定，因此t1与t3的活化能相同，D错误。 5．（2025·内蒙古包头·一模·不定项）为验证质子梯度能够驱动ATP合成的假说，科学家设计了如下实验：分别将细菌紫膜质、ATP合酶、解偶联剂按下图所示加入人工脂质体上，光照处理后结果如下图（光照处理前人工脂质体两侧H+浓度相等且在人工脂质体外提供ADP和Pi）。下列叙述正确的是（    ） A．图甲中H+通过细菌紫膜质逆浓度梯度运输消耗的能量是光能 B．ATP合酶能够将光能直接转化为ATP中的化学能 C．ATP合酶既具有催化作用也具有运输作用 D．图丁实验结果进一步验证了质子梯度对于ATP合成的关键作用 【答案】ACD 【分析】图甲中H+跨膜运输需要细菌紫膜质的协助，且从低浓度向高浓度运输，为主动运输方式；图丙中H+出脂质体的方式为协助扩散、H+进脂质体的方式为主动运输。 【详解】A、观察图甲，在光照条件下，H+通过细菌紫膜质从人工脂质体外侧向内侧运输，是从低浓度向高浓度运输，且利用了光能，所以H+通过细菌紫膜质逆浓度梯度运输消耗的能量是光能，A正确； B、由图可知，ATP合酶是利用质子梯度的势能来催化ATP的合成，而不是将光能直接转化为ATP中的化学能，B错误； C、从图丙可以看出，ATP合酶能够催化ADP和Pi合成ATP，同时还能运输H+，所以ATP合酶既具有催化作用也具有运输作用，C正确； D、图丁中加入了解偶联剂，破坏了质子梯度，结果无ATP产生，与图丙形成对照，进一步验证了质子梯度对于ATP合成的关键作用，D正确。 6．（2025·黑龙江·一模）叶绿素荧光猝灭是光合作用中光能转化的重要指标，包含两种形式，其中光化学猝灭反映PSⅡ反应中心(光反应核心部位)的活性，非光化学猝灭反映植物通过热耗散消耗过剩光能的能力。为探究独脚金内酯类似物CR24对盐胁迫下植物光合作用的影响，实验结果如图所示。下列推断错误的是（    ） A．正常条件下，独脚金内酯对叶绿素的光化学猝灭和非光化学猝灭几乎无影响 B．高盐条件下，PSⅡ反应中心光合活性较低，光反应较弱 C．高盐条件下，独脚金内酯可促进叶绿素吸收转化更多光能，光合作用增强 D．相同光照强度下，非光化学猝灭的叶绿素越多，说明光合作用越强 【答案】D 【分析】1、实验过程中的变化因素称为变量。其中人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量；因自变量改变而变化的变量叫作因变量；除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，叫作无关变量。 2、光合作用分为光反应和暗反应（碳反应）两个阶段，光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP和NADPH的生成； 暗反应场所在叶绿体的基质，发生CO2的固定和C3的还原。 【详解】A、比较CR组与对照组可知，正常条件下单独使用独脚金内酯对光化学猝灭和非光化学猝灭都无影响，A正确； B、高盐条件下，光化学猝灭系数较低，反应了光合活性较低，PSⅡ反应中心开放程度较低，PSⅡ是光反应的主要中心，故光反应较弱，B正确； C、高盐条件下使用独脚金内酯后，光化学猝灭系数升高，非光化学猝灭系数降低，更多的光能被叶绿素利用，而不是转化为热能耗散，说明植物利用的光能更多，光合作用更强，C正确； D、相同光照强度下，非光化学猝灭的叶绿素越多，光能热耗散的就越多，用于光合作用的光能就越少，光合作用减弱，D错误。 7．（2025·辽宁锦州·一模）玉米作为我国重要的粮食作物，其产量受到高温胁迫的显著影响。科研人员对水杨酸（SA）提高玉米耐受高温胁迫的分子机制进行了研究。 (1)SA是一种植物激素，其作为 分子，调节植物的逆境响应。 (2)科研人员选用特定玉米品种进行实验，图1结果表明，SA可缓解高温胁迫导致的净光合速率下降，判断依据是 。 (3)为探究SA影响光合作用的机理，测定了不同条件下Psb0蛋白、D1蛋白（参与光反应的关键蛋白）的相对含量，图2结果表明 。 (4)在高温胁迫下，MDA（丙二醛）的积累会导致细胞膜的氧化损伤，科研人员推测SA可通过提高抗氧化酶活性降低高温胁迫下MDA的含量。图3结果不能完全证实上述推测，请说明理由 。 (5)进一步研究发现，在高温胁迫下，SA能够降低脱落酸（ABA）的含量，已知ABA能够抑制气孔开放。请综合以上信息，阐明SA缓解高温胁迫导致的玉米净光合速率下降的机制 （在方框中以文字和箭头的形式作答）。 【答案】(1)信息/信号 (2)高温-SA组的净光合速率高于高温组，但低于常温组 (3)SA能够缓解高温胁迫下PsbO蛋白、D1蛋白相对含量的下降 (4)图3结果仅能说明在高温胁迫下，SA能提高抗氧化酶活性，能降低MDA含量，不能证明抗氧化酶活性与MDA含量之间的因果关系 (5) 【分析】二氧化碳和光照强度会影响光合作用程度，叶片中的气孔导度会影响叶片对二氧化碳的吸收量进而影响光合作用程度，光合色素含量会影响叶绿体对光能的利用率。 【详解】（1） SA是一种植物激素，作为信息分子，微量高效，调节植物的逆境响应，有利于植物生命活动。 （2） 水杨酸（SA）是一种与植物抗热性有关的植物激素，图1结果表明，SA可缓解高温胁迫导致的净光合速率下降，因为高温-SA组的净光合速率高于高温组，但低于常温组，说明在高温条件下SA起到了一定的作用。 （3） 为探究SA影响光合作用的机理，测定了不同条件下PsbO蛋白、D1蛋白（参与光反应的关键蛋白)的相对含量，图2结果展示高温胁迫下加入SAPsbO蛋白、D1蛋白相对含量有所上升，表明SA能够缓解高温胁迫下PsbO蛋白、D1蛋白相对含量的下降。 （4）在高温胁迫下，MDA(丙二醛)的积累会导致细胞膜的氧化损伤，科研人员推测SA可通过提高抗氧化酶活性降低高温胁迫下MDA的含量。图3结果不能完全证实上述推测，理由是图3结果仅能说明在高温胁迫下，SA能提高抗氧化酶活性，能降低MDA含量，而不能证明抗氧化酶活性与MDA含量之间的因果关系，如果需要证明，还需要增加实验，重复次数进一步验证。 （5） 进一步研究发现，在高温胁迫下，SA能够降低脱落酸(ABA)的含量，已知ABA能够抑制气孔开放，SA能够降低脱落酸含量则会增加气孔开放程度，增加二氧化碳吸收速率，从而使得暗反应速率增加，因为暗反应会进行二氧化碳的固定过程，综合以上信息，并结合本题小问3，阐明SA缓解高温胁迫导致的玉米净光合速率下降的机制可以是两条途径，如图：见答案 8．（2025·辽宁大连·一模）花生的花茎在花落以后钻入泥土（下针）而结果，又称“落花生”。钾是作物必需的大量营养元素之一。某同学研究施用钾肥对花生产量的影响时，得到一份残缺的实验结果记录表。回答下列问题： (1)根据表格信息可知，该实验的自变量是 ，残留的数据说明施钾肥能显著提高 期的花生植株干物质量。 (2)该同学查阅相关资料后确认钾离子在一定程度上有利于气孔导度（气孔打开程度）增大，从而增加花生植株干物质量。气孔增大的部分原理如图：光被受体接收后会激活质膜上氢离子泵，消耗ATP将泵出膜外，形成外正内负的跨质膜电位差，这一电位差驱动以 方式进入保卫细胞，进入液泡使 ，细胞吸水，气孔打开。打开的气孔有利于花生叶肉细胞获得充足的 ，该物质在 （具体场所）中转变为糖类，这些糖类中的能量一部分用于 ，另一部分则用于 。 (3)该实验结果记录表对应的结论为“施用适量钾肥可能提高花生产量”，请补充表格中残缺部分缺少的两项指标 。 【答案】(1) 施用钾肥量 结荚 (2) 主动运输 （细胞液）渗透压增大 CO2 叶绿体基质 呼吸作用（以热能形式）散失 自身的生长、发育和繁殖（等生命活动） (3)花生种子（的干重）（“豆荚干重、生殖器官干重、花生果实的干物质的量”）；植株（总干重） 【分析】物质进出细胞的方式： 1、被动运输：物质进出细胞时，顺浓度梯度的扩散称为被动运输（物质由浓度较高的一侧转运至浓度较低的一侧），包括自由扩散和协助扩散（易化扩散）两种。 ①自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞。  除了水、二氧化碳、氧气外，甘油、乙醇、苯等物质也可以通过自由扩散的方式进出细胞； ②协助扩散（易化扩散）：进出细胞的物质借助载体蛋白或通道蛋白的扩散； 2、主动运输：植物根系所处的土壤中，植物需要的多种离子的浓度总是低于细胞液的浓度，例如，水生植物丽藻的细胞液中K+浓度比它们生活的池水高1065倍，其他多种离子的浓度也比池水高得多。  物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种运输方式叫做主动运输。  主动运输必须有载体蛋白参与，载体蛋白和被运输的物质结合后，其形状发生变化，而这种变化是需要能量的。  主动运输普遍存在于动植物细胞和微生物细胞中，保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质； 3、胞吞、胞吐：载体蛋白对于蛋白质这样的生物大分子没有运输能力，当细胞摄取大分子时，首先是大分子附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部，这种现象叫做胞吞；细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞，这种现象叫做胞吐。 【详解】（1）分析表格可知，表格中不同行对应的是不同钾肥施用量（K2O的量），所以该实验的自变量是钾肥施用量。对比不同时期的数据，结荚期时，随着钾肥施用量的增加，花生植株干物质量增加较为显著，所以残留的数据说明施钾肥能显著提高结荚期的花生植株干物质量； （2）光被受体接收后会激活质膜上氢离子泵，消耗ATP将H+泵出膜外，形成外正内负的跨质膜电位差，这一电位差驱动K+进入保卫细胞，这种运输方式是主动运输；K+进入液泡使（细胞液）渗透压增大，细胞吸水，气孔打开；打开的气孔有利于花生叶肉细胞获得充足的CO2，CO2是光合作用的原料。CO2在叶绿体基质中通过暗反应转变为糖类。这些糖类中的能量一部分用于呼吸作用（以热能形式）散失，另一部分则用于自身的生长、发育和繁殖（等生命活动）； （3）该实验是探究钾肥对花生产量的影响，而表格中已有不同时期花生植株各部位（叶片、茎秆、根系）的干物质积累量，要得出“施用适量钾肥可能提高花生产量”的结论，还需要补充花生种子（的干重）（“豆荚干重、生殖器官干重、花生果实的干物质的量”）或植株（总干重），因为这些指标能更直接地反映花生产量的情况。 9．（2025·辽宁沈阳·一模）早春出现的“倒春寒”易导致植物发生光抑制现象，即植物对光能的吸收量超过利用量，过剩的光能抑制了光合作用。科研人员用低温弱光模拟这种环境胁迫来研究桃树光抑制发生的机制。回答下列问题： (1)如图1所示，高等植物叶肉细胞的叶绿体内含有两个光系统：光系统Ⅰ（PSⅠ）和光系统Ⅱ（PSⅡ），它们位于 。光照下，PSⅡ将电子传递给PSⅠ，促进图中“？” 的合成，进而为暗反应提供了 。 (2)图2为不同实验条件下桃树叶片的相关生理指标。 据图2分析可知： ①仅低温胁迫 （填“会”或“不会”）破坏光系统。 ②低温前提下，弱光导致的光抑制现象可能是由于 （填“PSⅠ”、“PSⅡ”或“PSⅠ和PSⅡ”）被破坏而导致的，判断依据是 。 ③低温弱光胁迫的0～3h内，桃树叶片会通过 来降低过剩光能对光系统的伤害，但随时间延长，光系统受损严重导致光抑制加重。 (3)农业上常通过补充蓝光来改善“倒春寒”引起的光抑制现象，请结合上述研究，推测相关机理为 。 【答案】(1) 类囊体薄膜 NADPH 能量和还原剂 (2) 不会 PSⅡ 随低温弱光胁迫时间的延长，PSⅠ的活性几乎不变，PSⅡ的活性逐渐降低 提高PSⅡ以热能形式消耗光能 (3)蓝光能提高PSⅡ活性（或答“蓝光能提高PSⅡ以热能形式消耗光能”） 【详解】（1）叶绿体内含有的两个光系统能够吸收、传递和转化光能，因此光系统Ⅰ（PSⅠ）和光系统Ⅱ（PSⅡ）位于类囊体薄膜上。识图分析可知，光照下，PSⅡ将电子传递给PSⅠ，电子经传递最终与H+和NADP+结合生成NADPH，因此促进图中NADPH的合成，NADPH在暗反应C3的还原过程中提供能量和作为还原剂。 （2）①分析图2可知，根据低温+黑暗的处理，与对照组相比，随低温胁迫时间的延长，PSⅠ和PSⅡ的活性几乎不变，说明仅低温胁迫不会破坏光系统。 ②分析图2中低温+弱光的处理，与对照组相比，随低温弱光胁迫时间的延长，PSⅠ的活性几乎不变，PSⅡ的活性逐渐降低，因此低温前提下，弱光导致的光抑制现象可能是由于PSⅡ被破坏而导致的。 ③分析图2的第三个柱状图可知，低温弱光胁迫的0～3h内，PSⅡ以热能形式消耗光能明显提高，因此推测桃树叶片会通过提高PSⅡ以热能形式消耗光能来降低过剩光能对光系统的伤害，但随时间延长，光系统受损严重导致光抑制加重。 （3）农业上常通过补充蓝光来改善“倒春寒”引起的光抑制现象，结合上述研究可知，随低温弱光胁迫时间的延长，PSⅠ的活性几乎不变，PSⅡ的活性逐渐降低，且桃树叶片会通过提高PSⅡ以热能形式消耗光能来降低过剩光能对光系统的伤害，因此推测蓝光能提高PSⅡ活性，或者蓝光能提高PSⅡ以热能形式消耗光能。 10．（2025·黑龙江·一模）为探索多效唑（MET）和缩节胺（DPC）对罗汉果光合特性的影响，研究人员将罗汉果幼苗均分为3组，叶面分别喷施50mg·L-1的MET（MET组）和1500mg·L-1的DPC（DPC组），喷施清水作对照（CK组），定期测定幼苗的相关光合特性，结果如图。 (1)分离罗汉果幼苗绿叶中的色素时，随层析液在滤纸上扩散速度最慢的色素是 ，该色素主要吸收 。 (2)第5~15d内，与CK组相比，50mg·L-1的MET能显著提高罗汉果幼苗的净光合速率，据图分析，原因是 。 (3)由图可知，第10d时，DPC组叶片胞间CO2浓度明显高于CK组，DPC处理使气孔导度明显增大的同时，导致蒸腾速率 （填“上升”或“下降”），使水分利用效率 （填“提高”或“降低”），从而使净光合速率的提高与胞间CO2浓度的增多不同步。 (4)为进一步探究MET提高罗汉果幼苗净光合速率的最适浓度，应采取的措施是 。 【答案】(1) 叶绿素b 红光和蓝紫光 (2)叶绿素含量增加，能吸收更多的光能，气孔导度增加，进入细胞的CO2增加，但是胞间CO2下降，说明暗反应消耗的CO2增加，暗反应速率增加，所以总光合速率增加，呼吸基本不变，所以将光合速率增加。 (3) 上升 降低 (4)需要在一定浓度范围内设置多个不同浓度的MET处理组。  ​具体措施：在低于和高于50mg·L⁻¹的浓度范围内，设置一系列浓度梯度的MET溶液，如20mg·L⁻¹、30mg·L⁻¹、40mg·L⁻¹、60mg·L⁻¹、70mg·L⁻¹等，将罗汉果幼苗均分为若干组，分别用这些不同浓度的MET溶液进行叶面喷施，其他条件保持相同且适宜，定期测定各组幼苗的净光合速率，比较不同浓度处理组的净光合速率大小，净光合速率最高的对应的MET浓度即为最适浓度。 【分析】叶绿体中的色素有叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素。它们的溶解度由高到低依次是胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b 【详解】（1）叶绿体中的色素有叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素。它们的溶解度由高到低依次是胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b。 ​所以随层析液在滤纸上扩散速度最慢的色素是叶绿素b。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。 （2）从图中可以看出，在第5 - 15d内，MET组的净光合速率显著高于CK组，同时MET组的叶绿素含量显著高于CK组。叶绿素是进行光合作用的关键色素，叶绿素含量增加，能吸收更多的光能，从而提高光反应的效率，气孔导度增加，进入细胞的CO2增加，但是胞间CO2下降，说明暗反应消耗的CO2增加，暗反应速率增加，所以总光合速率增加，呼吸基本不变，最终使净光合速率显著提高。 （3）蒸腾速率与气孔导度有关，气孔导度越大，水分散失越快，蒸腾速率越高。图中显示DPC处理使气孔导度明显增大，导致蒸腾速率上升，使水分利用效率降低从而使净光合速率的提高与胞间CO2浓度的增多不同步。 （4）要探究MET提高罗汉果幼苗净光合速率的最适浓度，需要在一定浓度范围内设置多个不同浓度的MET处理组。 ​具体措施：在低于和高于50mg·L⁻¹的浓度范围内，设置一系列浓度梯度的MET溶液，如20mg·L⁻¹、30mg·L⁻¹、40mg·L⁻¹、60mg·L⁻¹、70mg·L⁻¹等，将罗汉果幼苗均分为若干组，分别用这些不同浓度的MET溶液进行叶面喷施，其他条件保持相同且适宜，定期测定各组幼苗的净光合速率，比较不同浓度处理组的净光合速率大小，净光合速率最高的对应的MET浓度即为最适浓度。 11．（2025·内蒙古阿拉善盟·一模）某科研团队为研究大豆植株遭遇干旱胁迫时的生理响应机制，在大豆开花期和鼓粒期两个关键生育期进行一定程度的干旱胁迫处理，测定光合作用相关生理指标，结果如图所示。请分析回答： (1)光合作用过程中，光反应为卡尔文循环提供ATP和 ，后者的作用是 。 (2)图3中开花期干旱胁迫下，大豆植株的净光合速率最大时所需的最小光照强度 （填“升高”“降低”或“不变”），结合图1分析原因可能是 。 (3)图3中鼓粒期干旱胁迫下，大豆植株净光合速率低于对照组，据图2分析，导致鼓粒期净光合速率降低的主要因素是 （填“气孔因素”或“非气孔因素”），判断依据是 。 (4)进一步研究表明，大豆植株在鼓粒期遭受干旱胁迫造成的减产程度更大，推测原因可能与缺水影响光合产物以 （填“蔗糖”“淀粉”或“蛋白质”）形式通过韧皮部运输有关。 【答案】(1) NADPH 还原C3，并提供能量 (2) 降低 干旱条件下Ls增大，胞间CO2浓度降低，暗反应速率减慢，导致光反应减弱 (3) 非气孔因素 鼓粒期干旱胁迫下，Ls低于对照组，但胞间CO2浓度高于对照组 (4)蔗糖 【分析】光合作用： （1）光反应阶段：水光解产生NADPH和氧气，ADP和Pi结合形成ATP。 （2）暗反应阶段：二氧化碳和五碳化合物结合形成三碳化合物，三碳化合物在ATP和NADPH的作用下，还原成五碳化合物，同时ATP水解成ADP和Pi。 【详解】（1）光合作用过程中，光反应为卡尔文循环提供ATP和NADPH，NADPH可以还原C3，并提供能量。 （2）分析图1，干旱条件下Ls增大，胞间CO2浓度降低，暗反应速率减慢，产生ADP和NADP+的速率降低，从而导致光反应减弱，所以图3中开花期干旱胁迫下，大豆植株的净光合速率最大时所需的最小光照强度降低。 （3）图2中显示鼓粒期干旱组与鼓粒期对照组相比，气孔导度下降，但胞间CO2浓度却上升，说明导致鼓粒期净光合速率降低的主要因素是非气孔因素。 （4）光合作用的产物主要以蔗糖形式通过韧皮部运输到植株各处。 1.（2025·黑吉辽蒙·不定项）下图为植物细胞呼吸的部分反应过程示意图，图中NADH可储存能量，①、②和③表示不同反应阶段。下列叙述正确的是（    ） A．①发生在细胞质基质，②和③发生在线粒体 B．③中NADH通过一系列的化学反应参与了水的形成 C．无氧条件下，③不能进行，①和②能正常进行 D．无氧条件下，①产生的NADH中的部分能量转移到ATP中 【答案】AB 【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜，有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP；无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。 【详解】A、①​​为有氧呼吸第一阶段，发生在细胞质基质， ​​②​​为有氧呼吸第二阶段（丙酮酸分解为二氧化碳并产生NADH），发生在线粒体基质；​​③​​为有氧呼吸第三阶段（NADH与氧气结合生成水），发生在线粒体内膜。②和③发生在线粒体，A正确； B、有氧呼吸第三阶段（③）中，NADH通过电子传递链将电子传递给氧气，最终与质子结合生成水。NADH直接参与了水的形成，B正确； C、①（有氧呼吸第一阶段）可正常进行，但②（有氧呼吸第二阶段）需要线粒体和氧气参与，无氧时植物细胞转向无氧呼吸，丙酮酸在细胞质基质中转化为酒精和二氧化碳，​​不进行②过程​​，C错误； D、无氧呼吸仅第一阶段（①）产生少量ATP，第二阶段不产生ATP。NADH的能量用于还原丙酮酸（如生成酒精），未转移到ATP中，D错误。 2．（2025·黑吉辽蒙）Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶。科研人员将Rubisco基因转入某作物的野生型（WT）获得该酶含量增加的转基因品系（S），并做了相关研究。实验结果表明，这一改良提高了该作物的光合速率（如下图）和产量潜力。回答下列问题。 (1)Rubisco在叶绿体的 中催化 与CO2结合。部分产物经过一系列反应形成（CH2O），这一过程中能量转换是 。 (2)据图分析，当胞间CO2浓度高于B点时，曲线②与③重合是由于 不足。A点之前曲线①和②重合的最主要限制因素是 。胞间CO2浓度为300μmol·mol-1时，曲线①比②的光合速率高的具体原因是 。 (3)研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度条件下，S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。使用同位素标记的方法设计实验直接加以验证，简要写出实验思路。 【答案】(1) 基质 C5 ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物（CH2O）中稳定的化学能 (2) 光照强度 CO2浓度 曲线①光照强度高，光反应速率快，产生更多的ATP和NADPH，使暗反应速率加快，光合速率高。 (3)用14C标记CO2，分别将S植株与WT植株置于相同的饱和光照和适宜14CO2浓度条件下，定时检测C3放射性强度，比较S植株与WT的C3生成速率。 【分析】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。 【详解】（1）Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶，暗反应的场所是叶绿体基质，因此Rubisco在叶绿体基质中催化C5与CO2结合生成C3。在C3的还原过程中需要ATP和NADPH提供能量，部分产物经过一系列反应形成（CH2O），这一过程中能量转换是ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物（CH2O）中稳定的化学能。 （2）①②曲线的自变量是有无补光（光照强度），②③曲线的自变量是有无转入Rubisco基因（Rubisco的含量）。据图分析，当胞间CO2浓度低于B点时，曲线②高于③，是因为②中Rubisco的含量多，固定CO2的能力强，当胞间CO2浓度高于于B点时，曲线②与③重合，说明Rubisco的量已经不是限制光合速率的因素，而曲线①的光合速率高于曲线②③，曲线①的有较高的光照强度，因此曲线②与③重合是由于光照强度不足。曲线①的光照强度高于②，但是A点之前曲线①和②重合，光照强度不是限制因素，此时最主要限制因素是CO2浓度。胞间CO2浓度为300μmol·mol-1时，曲线①比②的光合速率高的具体原因是曲线①光照强度高，光反应速率快，产生更多的ATP和NADPH，使暗反应速率加快，光合速率高。 （3）研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度条件下，S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。要验证此结论，实验思路为：用14C标记CO2，分别将S植株与WT植株置于相同的饱和光照和适宜14CO2浓度条件下，定时检测C3放射性强度，比较S植株与WT的C3生成速率。 3.（2024·黑吉辽）在光下叶绿体中的C5能与CO2反应形成C3；当CO2/O2比值低时，C5也能与O2反应形成C2等化合物。C2在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。上述过程在叶绿体与线粒体中主要物质变化如图1。 光呼吸将已经同化碳释放，且整体上是消耗能量的过程。回答下列问题。 （1）反应①是______过程。 （2）与光呼吸不同，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是______和______。 （3）我国科学家将改变光呼吸的相关基因转入某种农作物野生型植株（WT），得到转基因株系1和2，测定净光合速率，结果如图2、图3。图2中植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自______和______（填生理过程）。7—10时株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异，原因是_____________。据图3中的数据______（填“能”或“不能”）计算出株系1的总光合速率，理由是______________________。 （4）结合上述结果分析，选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势，判断的依据是______________。 【答案】（1）CO2的固定 （2） ①. 细胞质基质 ②. 线粒体基质 （3） ①. 光呼吸 ②. 呼吸作用 ③. 7—10时，随着光照强度的增加，株系1和2由于转入了改变光呼吸的相关基因，导致光呼吸速率降低，光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程 ④. 不能 ⑤. 总光合速率=净光合速率+呼吸速率，呼吸速率为光照强度为0时二氧化碳的释放速率，图3的横坐标为二氧化碳的浓度，无法得出呼吸速率， （4）与株系2与WT相比，转基因株系1的净光合速率最大 【分析】1、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，①光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生NADPH与氧气，以及ATP的形成；②光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物；光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。 2、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一 阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH，合成少量ATP；第三阶段是氧气和NADH反应生成水，合成大量ATP。 【小问1详解】 在光合作用的暗反应过程中，CO2在特定酶的作用下，与C5结合形成两个C3，这个过程称作CO2的固定，故反应①是CO2的固定过程。 【小问2详解】 有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH，合成少量ATP，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是细胞质基质、线粒体基质。 【小问3详解】 由图1可知，在线粒体中进行光呼吸的过程中，也会产生二氧化碳，因此植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自光呼吸、呼吸作用。7—10时，随着光照强度的增加，株系1和2由于转入了改变光呼吸的相关基因，导致光呼吸速率降低，光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程，因此与WT相比，株系1和2的净光合速率较高。总光合速率=净光合速率+呼吸速率，呼吸速率为光照强度为0时二氧化碳的释放速率，图3的横坐标为二氧化碳的浓度，因此无法得出呼吸速率，故据图3中的数据不能计算出株系1的总光合速率。 【小问4详解】 由图2、图3可知，与株系2与WT相比，转基因株系1的净光合速率最大，因此选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势。 4.（2023·辽宁） 基质金属蛋白酶MMP2和MMP9是癌细胞转移的关键酶。MMP2和MMP9可以降解明胶，明胶可被某染液染成蓝色，因此可以利用含有明胶的凝胶电泳检测这两种酶在不同条件下的活性。据下图分析，下列叙述正确的是（ ） A. SDS可以提高MMP2和MMP9活性 B. 10℃保温降低了MMP2和MMP9活性 C. 缓冲液用于维持MMP2和MMP9活性 D. MMP2和MMP9降解明胶不具有专一性 【答案】BC 【分析】分析题干，MMP2和MMP9可以降解明胶，明胶可被某染液染成蓝色，MMP2和MMP9活性越高，明胶被分解的越多，蓝色颜色越淡或蓝色消失。 【详解】A、37℃保温、加SDS、加缓冲液那组比37℃保温、不加SDS、加缓冲液那组的MMP2和MMP9条带周围的透明带面积更小，说明明胶被降解的更少，故MMP2和MMP9活性更低，因此，SDS可降低MMP2和MMP9活性，A错误； B、与30℃（不加SDS）相比，10℃（不加SDS），MMP2和MMP9条带周围的透明带面积更小，说明明胶被降解的更少，故MMP2和MMP9活性更低，因此，10℃保温降低了MMP2和MMP9活性，B正确； C、缓冲液可以维持pH条件的稳定，从而维持MMP2和MMP9活性，C正确； D、MMP2和MMP9都属于酶，酶具有专一性，D错误。 5.（2023·辽宁）花生抗逆性强，部分品种可以在盐碱土区种植。下图是四个品种的花生在不同实验条件下的叶绿素含量相对值（SPAD）（图1）和净光合速率（图2）。回答下列问题： （1）花生叶肉细胞中的叶绿素包括_____，主要吸收_____光，可用_____等有机溶剂从叶片中提取。 （2）盐添加量不同的条件下，叶绿素含量受影响最显著的品种是_____。 （3）在光照强度为500μmol·m2·s¹、无NaCl添加的条件下，LH12的光合速率_____（填“大于”“等于”或“小于"）HH1的光合速率，判断的依据是_____。在光照强度为1500μmolm2·s-1、NaCl添加量为3．0g·kg¹的条件下，HY25的净光合速率大于其他三个品种的净光合速率，原因可能是HY25的_____含量高，光反应生成更多的_____，促进了暗反应进行。 （4）依据图2，在中盐（2．0g·kg-1）土区适宜选择种植_____品种。 【答案】（1） ①. 叶绿素a和叶绿素b ②. 红光和蓝紫 ③. 无水乙醇 （2）HH1 （3） ①. 大于 ②. 在光照强度为500μmol·m2·s¹、无NaCl添加的条件下，LH12的净光合速率和HH1的净光合速率相同，但由于前者的呼吸速率大于后者，且总光合速率等于净光合速率和呼吸速率之和， ③. 叶绿素 ④. ATP和NADPH （4）LH12 【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。 【小问1详解】 花生叶肉细胞中的叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，主要吸收红光和蓝紫光，可用无水乙醇等有机溶剂从叶片中提取，因为叶片中的色素能溶解到有机溶剂中。 【小问2详解】 结合图1实验结果可以看出，盐添加量不同的条件下，叶绿素含量受影响最显著的品种是HH1，因为该品种的叶绿素含量受盐浓度变化影响更显著。　 【小问3详解】 在光照强度为500μmol·m-2·s-1、无NaCl添加的条件下，LH12的净光合速率和HH1的净光合速率相同，但由于前者的呼吸速率大于后者，且总光合速率等于净光合速率和呼吸速率之和，因此可以判断，LH12的光合速率大于HH1的光合速率。在光照强度为1500μmolm-2·s-1、NaCl添加量为3．0g·kg¹的条件下，HY25的净光合速率大于其他三个品种的净光合速率，原因可能是HY25的叶绿素含量高与其他三个品种，光反应生成更多的ATP和NADPH，进而促进了暗反应进行，提高了光合速率。 【小问4详解】 根据图2数据可知，在中盐（2．0g·kg-1）土区适宜选择种植LH12品种，因为该条件下，该品种的净光合速率更大，说明产量更高，因而更适合在该地区种植。 6.（2022·辽宁）浒苔是形成绿潮的主要藻类。绿潮时浒苔堆积在一起，形成大量的“藻席”，造成生态灾害。为研究浒苔疯长与光合作用的关系，进行如下实验： Ⅰ．光合色素的提取、分离和含量测定 （1）在“藻席”的上、中、下层分别选取浒苔甲为实验材料，提取、分离色素，发现浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同，包括叶绿素和___________。在细胞中，这些光合色素分布在___________。 （2）测定三个样品的叶绿素含量，结果见下表。 样品 叶绿素a（mg·g-1） 叶绿素b（mg·g-1） 上层 0.199 0.123 中层 0.228 0123 下层 0684 0.453 数据表明，取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高，这是因为___________。 Ⅱ．光合作用关键酶Y的粗酶液制备和活性测定 （3）研究发现，浒苔细胞质基质中存在酶Y，参与CO2的转运过程，利于对碳的固定。 酶Y粗酶液制备：定时测定光照强度并取一定量的浒苔甲和浒苔乙，制备不同光照强度下样品的粗酶液，流程如图1。 粗酶液制备过程保持低温，目的是防止酶降解和___________。研磨时加入缓冲液的主要作用是___________稳定。离心后的___________为粗酶液。 （4）酶Y活性测定：取一定量的粗酶液加入到酶Y活性测试反应液中进行检测，结果如图2。 在图2中，不考虑其他因素的影响，浒苔甲酶Y活性最高时的光照强度为___________μmol·m-2·s-1（填具体数字），强光照会___________浒苔乙酶Y的活性。 【答案】（1） ①. 类胡萝卜素 ②. 叶绿体的类囊体薄膜##类囊体薄膜 （2）下层阳光少，需要大量叶绿素来捕获少量的阳光， （3） ①. 酶变性(防止酶降解和保证酶空间结构稳定，防止酶丧失活性） ②. 维持pH值 ③. 上清液 （4） ①. 1800（1800-1900之间都可以） ②. 抑制 【分析】绿叶中色素提取的原理：叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂，所以，可以在叶片被磨碎以后用乙醇提取叶绿体中的色素； 色素分离原理：叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢．根据这个原理就可以将叶绿体中不同的色素分离开来。 【小问1详解】 浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同，高等植物的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素。叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b；类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素。在细胞中，这些光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。 【小问2详解】 由于下层阳光少，需要大量叶绿素来捕获少量的阳光，故取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高。 【小问3详解】 粗酶液制备过程保持低温，目的是防止酶降解和酶变性。缓冲液是一种能在加入少量酸或碱时抵抗pH改变的溶液，故研磨时加入缓冲液的主要作用是维持pH值的稳定。由于含有不溶性的细胞碎片，故离心后的上清液为粗酶液。 【小问4详解】 分析题图数据，在图2中，不考虑其他因素的影响，浒苔甲酶Y活性最高时的光照强度为1800μmol·m-2·s-1，中午时浒苔乙酶Y活性最低，说明强光照会抑制浒苔乙酶Y的活性。 7．（2021·辽宁）早期地球大气中的O2浓度很低，到了大约3．5亿年前，大气中O2浓度显著增加，CO2浓度明显下降。现在大气中的CO2浓度约390μmol·mol-1，是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）是一种催化CO2固定的酶，在低浓度CO2条件下，催化效率低。有些植物在进化过程中形成了CO2浓缩机制，极大地提高了Rubisco所在局部空间位置的CO2浓度，促进了CO2的固定。回答下列问题： (1)真核细胞叶绿体中，在Rubisco的催化下，CO2被固定形成 ，进而被还原生成糖类，此过程发生在 中。 (2)海水中的无机碳主要以CO2和HCO3-两种形式存在，水体中CO2浓度低、扩散速度慢，有些藻类具有图1所示的无机碳浓缩过程，图中HCO3-浓度最高的场所是 （填“细胞外”或“细胞质基质”或“叶绿体”），可为图示过程提供ATP的生理过程有 。 (3)某些植物还有另一种CO2浓缩机制，部分过程见图2。在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）可将HCO3-转化为有机物，该有机物经过一系列的变化，最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO2，提高了Rubisco附近的CO2浓度。 ①由这种CO2浓缩机制可以推测，PEPC与无机碳的亲和力 （填“高于”或“低于”或“等于”）Rubisco。 ②图2所示的物质中，可由光合作用光反应提供的是 。图中由Pyr转变为PEP的过程属于 （填“吸能反应”或“放能反应”）。 ③若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用 技术。 (4)通过转基因技术或蛋白质工程技术，可能进一步提高植物光合作用的效率，以下研究思路合理的有 。 A．改造植物的HCO3-转运蛋白基因，增强HCO3-的运输能力 B．改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成 C．改造植物的Rubisco基因，增强CO2固定能力 D．将CO2浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物 【答案】(1) 三碳化合物 叶绿体基质 (2) 叶绿体 呼吸作用和光合作用 (3) 高于 NADPH和ATP 吸能反应 同位素示踪 (4)ACD 【分析】光合作用过程包括光反应和暗反应：（1）光反应：场所在叶绿体类囊体薄膜，完成水的光解产生[H]和氧气，以及ATP的合成； （2）暗反应：场所在叶绿体基质中，包括二氧化碳的固定和C3的还原两个阶段。光反应为暗反应C3的还原阶段提供[H]和ATP。 【详解】（1）光合作用的暗反应中，CO2被固定形成三碳化合物，进而被还原生成糖类，此过程发生在叶绿体基质中。 （2）图示可知，HCO3-运输需要消耗ATP，说明HCO3-离子是通过主动运输的，主动运输一般是逆浓度运输，由此推断图中HCO3-浓度最高的场所是叶绿体。该过程中细胞质中需要的ATP由呼吸作用提供，叶绿体中的ATP由光合作用提供。 （3）①PEPC参与催化HCO3-+PEP过程，说明PEPC与无机碳的亲和力高于Rubisco。 ②图2所示的物质中，可由光合作用光反应提供的是ATP和NADPH，图中由Pyr转变为PEP的过程需要消耗ATP，说明图中由Pyr转变为PEP的过程属于吸能反应。 ③若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用同位素示踪技术。 （4）A、改造植物的HCO3-转运蛋白基因，增强HCO3-的运输能力，可以提高植物光合作用的效率，A符合题意； B、改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成，不利于最终二氧化碳的生成，不能提高植物光合作用的效率，B不符合题意； C、改造植物的Rubisco基因，增强CO2固定能力，可以提高植物光合作用的效率，C符合题意； D、将CO2浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物，可能进一步提高植物光合作用的效率，D符合题意。 故选ACD。 8．（2025·江苏·高考真题）为探究淀粉酶是否具有专一性，有同学设计了实验方案，主要步骤如表。下列相关叙述合理的是（    ） 步骤 甲组 乙组 丙组 ① 加入2mL淀粉溶液 加入2mL淀粉溶液 加入2mL蔗糖溶液 ② 加入2mL淀粉酶溶液 加入2mL蒸馏水 ？ ③ 60℃水浴加热，然后各加入2mL斐林试剂，再60℃水浴加热 A．丙组步骤②应加入2mL蔗糖酶溶液 B．两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性 C．根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖 D．甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀 【答案】C 【难度】0.65 【知识点】检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质、酶的特性 【分析】淀粉酶的专一性指其仅催化淀粉水解，不能催化其他底物（如蔗糖）。实验需设置不同底物与酶的组合，并通过检测还原糖验证结果。斐林试剂用于检测还原糖，但需在沸水浴条件下显色，而题目中实验步骤的温度设置可能影响结果判断。 【详解】A、丙组步骤②应加入2mL淀粉酶溶液，而非蔗糖酶溶液。验证淀粉酶专一性需保持酶相同而底物不同，若加入蔗糖酶则无法证明淀粉酶的作用特性，A错误； B、第一次60℃水浴是为酶提供最适温度以催化反应，第二次水浴是斐林试剂与还原糖反应的条件，B错误； C、乙组（淀粉+蒸馏水）未加酶，若未显色说明淀粉本身不含还原糖，若显色则可能底物被污染或分解，因此乙组结果可用于判断淀粉是否含还原糖，C正确； D、甲组（淀粉+淀粉酶）水解产物为葡萄糖（还原糖），与斐林试剂在水浴条件下呈砖红色；丙组（蔗糖+淀粉酶）无水解产物，故丙组出现蓝色，D错误。 故选C。 9．（2025·四川·高考真题）D-阿洛酮糖是一种低热量多功能糖，有助于肥胖人群的体重管理。Co2+可协助酶Y催化D-果糖转化为D-阿洛酮糖。有人在相同体积、相同酶量且最适反应条件（含Co2+条件）下，测定不同浓度D-果糖的转化率（转化率=产物量/底物量×100%），其变化趋势如下图。下列叙述正确的是（    ） A．升高反应温度，可进一步提高D-果糖转化率 B．D-果糖的转化率越高，说明酶Y的活性越强 C．若将Co2+的浓度加倍，酶促反应速率也加倍 D．2h时，三组中500g·L-1果糖组产物量最高 【答案】D 【难度】0.65 【知识点】酶促反应的因素及实验、酶的特性 【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA，具有高效性、专一性和作用条件较温和的特点。 【详解】A、题干中实验是在最适反应条件下进行的，升高温度会使酶的活性降低，从而降低D-果糖转化率，A错误； B、D-果糖的转化率不仅与酶Y的活性有关，还与底物（D-果糖）的浓度、反应时间等因素有关，所以不能仅根据转化率高就说明酶Y的活性强，B错误； C、Co2+可协助酶Y催化反应，但Co2+不是酶，将Co2+的浓度加倍，不一定会使酶促反应速率也加倍，酶促反应速率还受到酶的数量、底物浓度等多种因素影响，C错误； D、 转化率=产物量/底物量×100%，2h时，500g·L-1果糖组的转化率不是最高，但底物量是最多的，且转化率也较高，根据产物量=底物量×转化率，可知其产物量最高，D正确。 故选D。 10．（2025·浙江·高考真题）取鸡蛋清，加入蒸馏水，混匀并加热一段时间后，过滤得到浑浊的滤液。以该滤液为反应物，探究不同温度对某种蛋白酶活性的影响，实验结果如表所示。 组别 1 2 3 4 5 温度（℃） 27 37 47 57 67 滤液变澄清时间（min） 16 9 4 6 50min未澄清 据表分析，下列叙述正确的是（    ） A．滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈正相关 B．组3滤液变澄清时间最短，酶促反应速率最快 C．若实验温度为52℃，则滤液变澄清时间为4~6min D．若实验后再将组5放置在57℃，则滤液变澄清时间为6min 【答案】B 【难度】0.85 【知识点】酶促反应的因素及实验、酶的特性 【分析】由题意可知，浑浊的滤液为变性的蛋白质液体，该实验是通过蛋白酶水解变性后蛋白质是液体变澄清，变澄清时间越短，说明酶活性越强。 【详解】A、浑浊的滤液为变性的蛋白质液体，滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈负相关，即蛋白酶活性越强，蛋白质水解越快，澄清时间越短，A错误； B、组3滤液变澄清时间最短，说明酶活性最高，酶促反应速率最快，B正确； C、若实验温度为52℃，可能酶活性大于第3、4组，时间可能小于4min，C错误； D、组5蛋白酶已经失活，实验后再将组5放置在57℃，滤液也不会澄清，D错误。 故选B。 11．（2025·河北·高考真题）下列过程涉及酶催化作用的是（    ） A．Fe3+催化H2O2的分解 B．O2通过自由扩散进入细胞 C．PCR过程中DNA双链的解旋 D．植物体细胞杂交前细胞壁的去除 【答案】D 【难度】0.94 【知识点】酶的特性、PCR扩增的原理与过程、植物体细胞杂交技术、自由扩散 【详解】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA，具有高效性、专一性和作用条件温和。 【分析】A、Fe3+催化H2O2的分解，Fe3+是无机催化剂，不是酶，A错误； B、O2通过自由扩散进入细胞，这是一种简单的物质跨膜运输方式，不涉及酶的催化作用，B错误； C、PCR过程中DNA双链的解旋是通过高温实现的，不需要酶来解旋（在生物体内DNA解旋需要解旋酶），C错误； D、植物体细胞杂交前细胞壁的去除，需要用纤维素酶和果胶酶将细胞壁分解，涉及酶的催化作用，D正确。 故选D。 12．（2025·河北·高考真题）ATP是一种能为生命活动供能的化合物，下列过程不消耗ATP的是（    ） A．肌肉的收缩 B．光合作用的暗反应 C．Ca2+载体蛋白的磷酸化 D．水的光解 【答案】D 【难度】0.85 【知识点】主动运输、ATP的功能及利用、光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化 【分析】ATP（腺苷三磷酸）是一种高能磷酸化合物，在细胞中，它与ADP的相互转化实现储能和放能，从而保证细胞各项生命活动的能量供应。生成ATP 的途径主要有两条：一条是植物体内含有叶绿体的细胞，在光合作用的光反应阶段生成ATP；另一条是活细胞能通过细胞呼吸生成ATP。 【详解】A、肌肉收缩通过肌球蛋白与肌动蛋白相互作用，需要ATP水解供能，A不符合题意； B、光合作用暗反应中C3的还原需要消耗ATP（来自光反应产生的ATP），B不符合题意； C、ATP为主动运输供能时载体蛋白空间结构发生变化，Ca²⁺载体蛋白磷酸化需ATP水解提供磷酸基团和能量，C不符合题意； D、水的光解发生在光反应阶段，由光能驱动，不消耗ATP，反而生成ATP，D符合题意。 故选D。 13．（2025·江苏·高考真题）科研人员从植物叶绿体中分离类囊体，构建含类囊体的人工细胞，并探究光照等因素对人工细胞功能的影响。请回答下列问题： (1)细胞破碎后，在适宜温度下用低渗溶液处理，涨破 膜，获得类囊体悬液。经离心分离获得类囊体，为保持其活性，需加入 溶液重新悬浮，并保存备用。 (2)类囊体浓度用单位体积类囊体悬液中叶绿素的含量表示。吸取5μL类囊体悬液溶于995μL的 溶液中，混匀后，测定出叶绿素浓度为3μg/mL，则类囊体的浓度为 μg/mL。 (3)为检测类囊体活性，实验前需对类囊体进行多次洗涤，目的是消除类囊体悬液中原有光反应产物对后续实验结果的影响，这些产物主要有 。 (4)已知荧光素PY的强弱与pH大小正相关。图示具有光反应活性的人工细胞，在适宜光照下，荧光强度 （填“变强”“不变”或“变弱”），说明类囊体膜具有的功能有 。 (5)在光反应研究的基础上，利用人工细胞开展类似碳反应生成糖类的实验研究，理论上还需要的物质有 。 【答案】(1) 叶绿体 等渗 (2) 有机溶剂 600 (3)ATP、NADPH (4) 变弱 使水分子分解产生H+；转运H+ (5)各种酶和原料CO2、C5 【难度】0.4 【知识点】光合色素的种类、含量及功能、光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化 【分析】光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段，光反应的场所是在叶绿体的类囊体薄膜上，暗反应的场所是叶绿体基质中。 【详解】（1）类囊体位于叶绿体内，故细胞破碎后，在适宜温度下用低渗溶液处理，涨破叶绿体内外膜，获得类囊体悬液。经离心分离获得类囊体，为保持其活性，保持类囊体的渗透压，需加入等渗溶液重新悬浮，并保存备用。 （2）类囊体浓度用单位体积类囊体悬液中叶绿素的含量表示。由于叶绿素溶解在有机溶剂，故吸取5μL类囊体悬液溶于995μL的有机溶剂溶液中，稀释200倍，混匀后，测定出叶绿素浓度为3μg/mL，1ml=1000μL，则类囊体的浓度为600μg/mL。 （3）光反应产物有O2、NADPH和ATP。 （4）已知荧光素PY的强弱与pH大小正相关。图示具有光反应活性的人工细胞，类囊体膜进行类囊体膜上分布着光合色素（如叶绿素），在适宜光照下，这些色素能够捕捉光能并将其转化为化学能。在类囊体膜上裂解水分子，产生氧气、质子（H⁺）和电子，其中氧气释放到胞外，质子被运出类囊体腔，pH降低，荧光强度变弱。 （5）要进行暗反应，需要各种酶和原料CO2、C5。 14．（2025·广东·高考真题）我国科学家以不同植物为材料，在不同光质条件下探究光对植物的影响。测定了番茄的光合作用相关指标并拟合响应曲线（图a）；比较了突变体与野生型水稻水分消耗的差异（图b），鉴定到突变体发生了PILI5基因的功能缺失，并确定该基因参与脱落酸信号通路的调控。 回答下列问题： (1)图a中，当胞间浓度在范围时，红光下光合速率的限制因子是 ，推测此时蓝光下净光合速率更高的原因是 。 (2)图b中，突变体水稻在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，推测其原因是 。 (3)归纳上述两个研究内容，总结出光影响植物的两条通路（图c）。通路1中，①吸收的光在叶绿体中最终被转化为 。通路2中吸收光的物质②为 。用箭头完成图c中②所介导的通路，并在箭头旁用“（+）”或“（-）”标注前后两者间的作用，（+）表示正相关，（-）表示负相关 。 (4)根据图c中相关信息，概括出植物利用光的方式： 。 【答案】(1) 光照强度、光质 蓝光能促进光合作用相关酶的活性（或蓝光被光合色素吸收的效率更高等合理答案） (2)突变体中 PILI5 基因功能缺失，阻断了光信号对气孔开放程度的调控，使得气孔开放程度在远红光和红光条件下无明显差异 (3) 有机物中的化学能 光敏色素 光敏色素→（-）PILI5 基因→（+）脱落酸信号通路→（ - ）气孔开放程度 (4)通过叶绿体中的光合色素吸收光能用于光合作用合成有机物；通过光敏色素吸收光信号调控基因表达，影响植物生理过程 【难度】0.4 【知识点】光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化、影响光合作用的因素、参与调节植物生命活动的其他环境因素 【分析】植物叶绿体中色素的光吸收特点为：叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光；光敏色素主要吸收红光和远红光，在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应。 【详解】（1）当胞间CO2浓度在900−1200μmol⋅mol−1范围时，从图a中红光曲线来看，随着CO2浓度增加，光合速率不再上升，说明此时CO2浓度不是限制因子，而可能是光照强度、光质等其他因素限制了光合速率。对于蓝光下净光合速率更高的原因，可能是蓝光能够促进光合作用中某些关键酶的活性，或者蓝光被光合色素吸收后转化为化学能的效率更高等。 （2）已知红光下植物的相关反应与白天相似，远红光下植物的相关反应与夜间相似，突变体发生了 PILI5 基因的功能缺失，且该基因参与脱落酸信号通路的调控。在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，推测原因可能是突变体中 PILI5 基因功能缺失，使得脱落酸信号通路对气孔的调控作用减弱，导致在不同光质（远红光和红光）下气孔开放程度变化不大，从而蒸腾速率接近。 （3）通路1中，①为光合色素，吸收的光在叶绿体中最终被转化为化学能（储存在 ATP 和 NADPH 中，最终储存在有机物中）。 通路 2 中吸收光的物质②为光敏色素。 由于突变体发生 PILI5 基因功能缺失后，在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，可推测光敏色素吸收光信号后，通过影响 PILI5 基因的表达，进而影响脱落酸信号通路，对气孔开放程度进行调控。且从图 b 中突变体在远红光和红光下蒸腾速率变化不大，野生型在红光条件下蒸腾速率较大，可推断光敏色素对 PILI5 基因表达的影响是负相关，PILI5 基因对脱落酸信号通路是正相关，脱落酸信号通路对气孔开放程度是负相关，即光敏色素→（-）PILI5 基因→（+）脱落酸信号通路→（ - ）气孔开放程度。 （4）根据图 c 中相关信息，植物利用光的方式有：一方面，通过叶绿体中的光合色素吸收光能，将其转化为化学能用于光合作用合成有机物；另一方面，通过光敏色素吸收光信号，调控基因（如PILI5基因）表达，进而影响植物的生理过程（如通过脱落酸信号通路调控气孔开放程度）。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 细胞的能量供应和利用 目录 第一部分 高考新风向 洞察考向，感知前沿 第二部分 分层巧突破 固本培优，精准提分 A组·保分基础练 题型01 降低化学反应活化能的酶 题型02 ATP的结构、功能 题型03细胞呼吸 题型04光合作用 B组·增分能力练 第三部分 真题刷进阶 对标高考，感悟考法 1．【新情境·多酚氧化酶（PPO）】（2025·黑龙江·一模）红茶中的多酚氧化酶（PPO）活性很强，处理茶叶时通过揉捻，能使细胞中的多酚氧化酶（PPO）催化无色的多酚类物质生成褐色醌类物质，即“酶促褐变”。“酶促褐变”会使茶的鲜度差、味苦；增加氨基酸的含量会提高茶汤的鲜爽度。为提升茶的品质，科研人员探究了不同因素对茶汤中氨基酸含量的影响，结果如图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．上述实验的自变量是酶的种类、酶液浓度和揉捻时间 B．揉捻时间长，有利于提升氨基酸的含量，但会使茶的鲜度差、味苦 C．PPO催化无色物质生成褐色物质的机理是降低了化学反应的活化能 D．酶液浓度较大时使用纤维素酶更能提高茶汤鲜爽度，提升茶叶品质 2．【新载体·可立氏循环】（2025·内蒙古阿拉善盟·一模）可立氏循环是指在剧烈运动时，肌细胞无氧呼吸产生的乳酸经肝细胞转化生成葡萄糖，再被肌细胞利用的过程。据图分析，下列叙述错误的是（    ） A．葡萄糖转化为乳酸时释放的能量大部分以热能形式散失 B．葡萄糖和乳酸转化为丙酮酸的过程中都能够产生[H] C．乳酸脱氢酶在肌细胞中发挥作用的场所是线粒体基质 D．该循环既可防止乳酸的过度积累，又能利用其中的能量 3．【新情境·细胞内活性氧（ROS）】（2025·辽宁沈阳·二模）细胞内活性氧（ROS）增多可引起线粒体内膜上的细胞色素c被释放到细胞质基质中，进而导致细胞质基质中生成更多ROS，最终引起细胞凋亡。ROS可与还原型谷胱甘肽（GSH）反应使其转化为氧化型谷胱甘肽（GSSG）。研究发现土木香内酯通过增加癌细胞中GSH的消耗，起到抗癌作用。下列叙述正确的是（    ） A．ROS增多会使线粒体膜的通透性增加 B．细胞质基质的细胞色素c含量提高会抑制ROS生成 C．细胞中ROS积累更易激活凋亡相关基因程序性表达 D．土木香内酯可通过降低GSH/GSSG比值来促进癌细胞凋亡 4．【新考法·天宫课堂】（2025·吉林·二模）航天员叶光富老师在“天宫课堂”展示了太空细胞学研究实验：在荧光显微镜下，叶老师利用心肌细胞自身的生物电激发显微镜中的荧光物质，发出“一闪一闪”的荧光，让大家看到了失重状态下跳动的心肌细胞。下列有关叙述正确的是（　　） A．心肌细胞能维持形态，并有节律性运动，与细胞骨架有关 B．若观察离体的心肌细胞，需将其置于高于细胞质浓度的培养液中培养 C．心肌细胞跳动过程中会产生CO2，部位是细胞质基质和线粒体基质 D．研究心肌细胞在太空中的生理变化，可以帮助人们涉足更远的太空 01 降低化学反应活化能的酶 1．【联系生活】抑制胰脂肪酶活性是预防和治疗肥胖、高血脂症及其并发症的重要方法。目前，市场上用于治疗肥胖和高血脂症的临床药物有奥利司他等，但具有一定的副作用。胰脂肪酶抑制剂表没食子儿茶素（EGC）是茶叶中的一种天然儿茶素单体。下图是EGC对胰脂肪酶抑制作用相关实验结果。下列相关分析正确的是（　　） A．EGC作用过程中与底物形成EGC—底物复合物，降低了反应的活化能 B．随着EGC浓度的升高，对胰脂肪酶的抑制效果逐渐减弱 C．EGC对胰脂肪酶的抑制效果比奥利司他好，且副作用较小 D．EGC通过抑制胰脂肪酶作用治疗肥胖 2．【新情境】科研人员发现塔宾曲霉菌可通过分泌塑料降解酶来降解塑料，不同酸碱度、温度条件下塑料降解酶的活性如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A．进行图1实验时，需要保持各组实验时温度相同且在40℃以上 B．塑料降解酶可以降低化学反应的活化能，以增加产物的量 C．塑料降解酶可降解塑料而不能降解纤维素体现了酶的高效性 D．塔宾曲霉菌在pH=5、温度为37℃条件下降解塑料的效果较好 3．马铃薯受去皮、切分等外界损伤的刺激后，多酚氧化酶和氧气配合，可催化2-氨基-3-对羟苯基丙酸经一系列反应生成黑色素，使组织发生褐变，影响外观品质。马铃薯经以下处理可降低鲜切组织褐变率，延长货架期。下列分析错误的是（　　） 处理组 处理方法 褐变抑制率/% ① 鲜切马铃薯采用真空30s，封口2s，冷却3s的方法进行真空包装 43.37 ② 马铃薯在低温2~4℃贮藏8个月 36.34 ③ 马铃薯放在45℃培养箱中热空气处理6h 47.5 ④ 采用1.5%柠檬酸浸泡鲜切马铃薯20min 76.69 A．多酚氧化酶与2-氨基-3-对羟苯基丙酸在土豆细胞中的位置可能不同 B．①②③④组均通过降低多酚氧化酶的活性来降低褐变率 C．若处理组②进一步适当降低温度抑制多酚氧化酶的活性，可使褐变抑制率升高 D．③④组处理后的多酚氧化酶与双缩脲试剂反应呈紫色 4．【新思维】下图所示为测量过氧化氢酶与过氧化氢反应放出O2的实验装置。下列说法正确的是（　　） A．控制水浴温度可探究温度对酶活性的影响 B．改变滤纸圆片的数量可探究酶浓度对酶活性的影响 C．量筒中气泡产生速率不能表示过氧化氢酶的催化能力 D．实验中需用过氧化氢酶溶液浸泡滤纸圆片 02 ATP的结构、功能 5．【联系生活】活鱼宰杀后，鱼肉中的ATP会逐步降解并转化为肌苷酸（IMP），IMP在酸性磷酸酶（ACP）等酶作用下降解为次黄嘌呤和核糖，过程如图所示。IMP具有鲜味特性而次黄嘌呤和核糖无鲜味。下列叙述正确的是（　　）    A．ATP、AMP中都含有腺苷和磷酸，都是RNA的基本单位 B．ATP在细胞中含量丰富，能持续为IMP的生成提供能量 C．腺苷脱氨酶、ACP、酶X都能为化学反应提供活化能 D．在IMP降解前有效抑制ACP的活性是鱼肉保持鲜味的思路 6．【新载体】蛋白激酶是一类催化蛋白质磷酸化反应的酶，能使ATP上的磷酸基团转移并结合到蛋白质分子中某些特定的氨基酸上，从而改变蛋白质的活性。ADP—Glo是一种检测蛋白激酶活性的方法，其过程如图所示（图中的蛋白质为其部分组成）。下列叙述错误的是（　　）    A．ATP分子中远离腺苷的磷酸基团转移到蛋白质上 B．根据步骤2的检测结果，推测物质X是ATP合成酶 C．步骤2之前，需排除反应剩余的ATP对该实验的干扰 D．ATP可转化为光能，化学冷光强度与蛋白激酶活性成反比 7．（不定项）为验证质子梯度能够驱动ATP合成的假说，科学家设计了如下实验：分别将细菌紫膜质、ATP合酶、解偶联剂按下图所示加入人工脂质体上，光照处理后结果如下图（光照处理前人工脂质体两侧H+浓度相等且在人工脂质体外提供ADP和Pi）。下列叙述正确的是（    ） A．图甲中H+通过细菌紫膜质逆浓度梯度运输消耗的能量是光能 B．ATP合酶能够将光能直接转化为ATP中的化学能 C．ATP合酶既具有催化作用也具有运输作用 D．图丁实验结果进一步验证了质子梯度对于ATP合成的关键作用 8．底物水平去磷酸化是一种产生ATP的机制(如图)，其中磷酸基团被转移到ADP上形成ATP。下列叙述正确的是（    ） A．图中酶和ATP的元素组成相同 B．图中酶是通过为该反应提供化学能而发挥催化作用 C．ADP去掉一个磷酸基团后的结构可直接参与DNA的合成 D．ATP能将磷酸基团转移给载体蛋白并为主动运输供能 03 细胞呼吸 9．【联系生活】某肿瘤中存在A型和B型两种癌细胞，两种癌细胞的代谢方式不同，但可以通过MCT4和MCT1载体建立物质上的联系，进而形成协同代谢，促进肿瘤的发生与发展，如图所示（糖酵解指细胞呼吸的第一阶段）。下列叙述错误的是（    ） A．过程①②均发生在细胞质基质 B．过程①③都能产生ATP和NADH C．抑制MCT4载体的活性不影响A型癌细胞的增殖 D．B型癌细胞中的丙酮酸可能是葡萄糖分解产生的 10．如图表示大气温度及氧浓度对植物组织内产生CO2的影响，下列相关叙述错误的是（    ） A．可以用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2，现象为由蓝变绿再变黄 B．图乙中DE段有氧呼吸逐渐减弱，EF段有氧呼吸逐渐增强 C．图甲曲线变化的主要原因是温度影响与呼吸作用有关酶的活性 D．和D、F点相比，图乙中E点对应的氧浓度更有利于储藏水果和蔬菜 11．【新载体】细胞呼吸是所有细胞生物必需的生命活动。下表为相关物质及能量的对应关系，以体现细胞呼吸底物、生成物及能量之间的对应关系。下列补充不合理的是（    ） 细胞呼吸细胞类型 底物 氧气条件 气体体积关系 能量去向 肌细胞 葡萄糖 Ⅱ CO₂释放量=O₂吸收量 大部分以热能散失 某植物细胞 Ⅰ 充足 CO₂释放量<O₂吸收量 大部分以热能散失 酵母菌细胞 葡萄糖 不充足 Ⅲ 大部分以热能散失 A．若该植物细胞是某种子子叶细胞，底物Ⅰ的种类最可能为脂质 B．据对应关系可知该肌细胞所处的氧气条件Ⅱ一定是O₂充足环境 C．酵母菌在O₂不充足条件下，Ⅲ中气体关系为CO₂释放量>O₂吸收量 D．若酵母菌换成马铃薯块茎，则细胞呼吸的第二阶段可不合成ATP 12．【新角度】已知酒精的凝固点较低，为适应北极寒冷、低氧的环境，某种金鱼在长期进化过程中形成了一种新的呼吸作用机制，其部分代谢过程如图1所示，其中过程Ⅱ在肌肉细胞中进行，过程Ⅰ在其他细胞中进行，①②表示反应阶段。回答下列问题：    (1)已知图1中的①阶段为呼吸作用的第一阶段，物质X是 ，②阶段发生的具体场所是 。该阶段 （填“会生成”或“不生成”）ATP。 (2)过程 （填“Ⅰ”或“Ⅱ”）可以发生在人体细胞中，若人体细胞消耗了1mol葡萄糖，产生了3.6molCO2，则消耗的葡萄糖中用于无氧呼吸的葡萄糖占比为 。 (3)葡萄糖进入骨骼肌细胞需要载体蛋白，但不消耗ATP，推测其进入骨骼肌细胞的方式是 。 (4)细胞呼吸释放的能量可储存在ATP中，或以热能的形式散失以维持体温。线粒体内膜上的F0-F1复合蛋白可利用膜两侧的H⁺浓度差驱动ATP合成。但在寒冷的冬天，金鱼棕色脂肪组织细胞中相当一部分的H+会直接通过UCP1的运输（机制如图2所示）而消耗，试从细胞呼吸能量利用的角度推测其原因是 。 04 光合作用 13．【新情境】金叶复叶槭是一种抗寒能力强的彩叶树种, 在我国北方地区广泛种植。其叶片春季呈金黄色 (黄叶), 后逐渐变为黄绿色 (绿叶)。为研究金叶复叶槭叶片的呈色机理, 研究人员对不同叶片的色素含量进行测量, 结果如下。下列说法错误的是（    ） 种类 叶绿素/(mg· ) 类胡萝卜素/(mg· ) 花色素苷/(mg・g ) 黄叶 0.21 0.24 0.12 绿叶 0.35 0.18 0.11 注:花色素苷为花青素的糖苷形式,是一类天然色素。 A．用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止色素被破坏 B．纸层析时滤纸条上无花色素苷条带，原因可能是花色素苷为水溶性色素 C．叶绿素和类胡萝卜素分布在叶绿体类囊体薄膜上，能捕获并转化光能 D．叶片呈金黄色的主要原因是叶绿素含量低，类胡萝卜素/叶绿素的比值高 14．【新载体】某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。下图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。下列相关叙述错误的是（    ） A．光照强度高于P时，突变型水稻净光合速率继续升高可能是其固定CO2酶的活性更强 B．光照强度低于P时，野生型水稻因叶绿素含量多，利用弱光能力强，光合速率更大 C．光照强度等于P时、野生型水稻光合速率等于突变型水稻光合速率 D．光照强度长期处于a-b之间时，突变型和野生型水稻均不能正常生长 15．在光合作用过程中，植物以H2O为供氢体而产生O2；而古老的光合细菌——绿硫细菌以H2S为供氢体。如图表示绿硫细菌的光反应过程示意图，下列叙述正确的是（    ） A．菌绿素复合体分布于叶绿体的类囊体薄膜上 B．ATP合酶以协助扩散方式运输H+并驱动ATP合成 C．ATP中的化学能来源于H2S分解时产生的能量 D．绿硫细菌在光合作用的光反应中产生O2和NADPH 16．物质M能降低高温等环境因素对类囊体膜造成的伤害。下图是叶肉细胞中合成物质M的有关过程，其中A、B代表相关细胞器。请回答下列问题：    (1)A、B代表的细胞器分别是 ，A中合成NADPH的场所是 ，B中[H]代表的物质主要是 。光合作用为物质M的合成提供 （填物质）。 (2)高温下叶肉细胞中B内的反应受抑制，物质M的合成量增加，据图分析主要原因是高温下B内的反应受抑制，使 （填物质）向叶绿体输送的数量增加，从而增加了物质M的合成。 (3)为验证高温使B内的反应受抑制，导致物质M合成增多，科研人员用B内反应抑制剂进行了如下实验，完成下表（在答题纸上①~④处填写）。 实验步骤 实验步骤要点 配制溶液 配制缓冲液，均分为3组，第1组加适量B内反应抑制剂，第2、3组不加。 材料选择 切取生长状况一致的叶片，分为3组。 进行实验处理 将叶片的叶柄浸入相应的缓冲液中，第1组置于① 下，第2组置于② 下，第3组置于常温下。 测定数值 一段时间后，测定3组叶片的③ 。 预期实验结果：④ 。 1. （2025·辽宁·一模）细胞是生物体结构和功能的基本单位，对细胞的深入研究是揭开生命奥秘的关键。下列关于细胞结构和功能的叙述，错误的有（    ） ①性腺细胞的内质网较肌肉细胞的内质网发达 ②细胞膜上附着有ATP水解酶，有利于胞吞某些营养物质 ③有高尔基体的细胞不一定有分泌功能 ④真核细胞中有维持细胞形态的细胞骨架，它与细胞的运动有关 ⑤大肠杆菌的核糖体是T2噬菌体蛋白质外壳的合成场所 ⑥没有液泡的细胞也能通过渗透作用吸水 A．一项 B．两项 C．三项 D．零项 2．（2025·辽宁锦州·一模·不定项）单分子荧光测序技术的原理是：将待测DNA片段固定到一个磁珠上，将磁珠包被在单个油水混合小滴（乳滴）中，在该乳滴里进行独立的DNA复制，放置在四个单独的试剂瓶里的四种脱氧核苷三磷酸（dNTP）依照T、A、C、G的顺序依次进入该乳滴，如果发生碱基配对，就会释放一个焦磷酸盐（PPi），一个PPi经过一系列酶促反应后发出一次荧光。下列说法错误的是（    ） A．测序过程中dNTP不能为反应提供能量 B．当T进入时发出荧光，说明此位置模板链上为A碱基 C．将四种脱氧核苷三磷酸同时加入可以提高测序的效率 D．ATP为细胞生命活动供能时通常也产生焦磷酸 3．（2025·黑龙江吉林·一模·不定项）人们常用淡盐水浸泡菠萝之后再食用，可有效减轻“扎嘴”现象。有研究小组认为淡盐水缓解“扎嘴”现象可能与菠萝蛋白酶有关，并设计了相关实验，实验结果如下（吸光值越大，则酶的活性越高）。有关说法错误的是（    ） A．生活中用盐水浸泡菠萝，浓度越高，口感越佳 B．本实验中温度为无关变量，温度的变化对实验结果无影响 C．适当的盐水浸泡可降低菠萝蛋白酶的活性，加食醋也可能获得相似效果 D．本实验可利用双缩脲试剂检测酶活性，盐水处理后酶与双缩脲试剂的反应减弱或消失 4．（2025·内蒙古包头·一模·不定项）在某酶促反应中，产物总量随时间的变化如图。 下列叙述正确的是（    ） A．t2时加入的物质是酶 B．t2时加入的物质是底物 C．t1时酶促反应速率高于t4 D．t1时反应的活化能大于t3 5．（2025·内蒙古包头·一模·不定项）为验证质子梯度能够驱动ATP合成的假说，科学家设计了如下实验：分别将细菌紫膜质、ATP合酶、解偶联剂按下图所示加入人工脂质体上，光照处理后结果如下图（光照处理前人工脂质体两侧H+浓度相等且在人工脂质体外提供ADP和Pi）。下列叙述正确的是（    ） A．图甲中H+通过细菌紫膜质逆浓度梯度运输消耗的能量是光能 B．ATP合酶能够将光能直接转化为ATP中的化学能 C．ATP合酶既具有催化作用也具有运输作用 D．图丁实验结果进一步验证了质子梯度对于ATP合成的关键作用 6．（2025·黑龙江·一模）叶绿素荧光猝灭是光合作用中光能转化的重要指标，包含两种形式，其中光化学猝灭反映PSⅡ反应中心(光反应核心部位)的活性，非光化学猝灭反映植物通过热耗散消耗过剩光能的能力。为探究独脚金内酯类似物CR24对盐胁迫下植物光合作用的影响，实验结果如图所示。下列推断错误的是（    ） A．正常条件下，独脚金内酯对叶绿素的光化学猝灭和非光化学猝灭几乎无影响 B．高盐条件下，PSⅡ反应中心光合活性较低，光反应较弱 C．高盐条件下，独脚金内酯可促进叶绿素吸收转化更多光能，光合作用增强 D．相同光照强度下，非光化学猝灭的叶绿素越多，说明光合作用越强 7．（2025·辽宁锦州·一模）玉米作为我国重要的粮食作物，其产量受到高温胁迫的显著影响。科研人员对水杨酸（SA）提高玉米耐受高温胁迫的分子机制进行了研究。 (1)SA是一种植物激素，其作为 分子，调节植物的逆境响应。 (2)科研人员选用特定玉米品种进行实验，图1结果表明，SA可缓解高温胁迫导致的净光合速率下降，判断依据是 。 (3)为探究SA影响光合作用的机理，测定了不同条件下Psb0蛋白、D1蛋白（参与光反应的关键蛋白）的相对含量，图2结果表明 。 (4)在高温胁迫下，MDA（丙二醛）的积累会导致细胞膜的氧化损伤，科研人员推测SA可通过提高抗氧化酶活性降低高温胁迫下MDA的含量。图3结果不能完全证实上述推测，请说明理由 。 (5)进一步研究发现，在高温胁迫下，SA能够降低脱落酸（ABA）的含量，已知ABA能够抑制气孔开放。请综合以上信息，阐明SA缓解高温胁迫导致的玉米净光合速率下降的机制 （在方框中以文字和箭头的形式作答）。 8．（2025·辽宁大连·一模）花生的花茎在花落以后钻入泥土（下针）而结果，又称“落花生”。钾是作物必需的大量营养元素之一。某同学研究施用钾肥对花生产量的影响时，得到一份残缺的实验结果记录表。回答下列问题： (1)根据表格信息可知，该实验的自变量是 ，残留的数据说明施钾肥能显著提高 期的花生植株干物质量。 (2)该同学查阅相关资料后确认钾离子在一定程度上有利于气孔导度（气孔打开程度）增大，从而增加花生植株干物质量。气孔增大的部分原理如图：光被受体接收后会激活质膜上氢离子泵，消耗ATP将泵出膜外，形成外正内负的跨质膜电位差，这一电位差驱动以 方式进入保卫细胞，进入液泡使 ，细胞吸水，气孔打开。打开的气孔有利于花生叶肉细胞获得充足的 ，该物质在 （具体场所）中转变为糖类，这些糖类中的能量一部分用于 ，另一部分则用于 。 (3)该实验结果记录表对应的结论为“施用适量钾肥可能提高花生产量”，请补充表格中残缺部分缺少的两项指标 。 9．（2025·辽宁沈阳·一模）早春出现的“倒春寒”易导致植物发生光抑制现象，即植物对光能的吸收量超过利用量，过剩的光能抑制了光合作用。科研人员用低温弱光模拟这种环境胁迫来研究桃树光抑制发生的机制。回答下列问题： (1)如图1所示，高等植物叶肉细胞的叶绿体内含有两个光系统：光系统Ⅰ（PSⅠ）和光系统Ⅱ（PSⅡ），它们位于 。光照下，PSⅡ将电子传递给PSⅠ，促进图中“？” 的合成，进而为暗反应提供了 。 (2)图2为不同实验条件下桃树叶片的相关生理指标。 据图2分析可知： ①仅低温胁迫 （填“会”或“不会”）破坏光系统。 ②低温前提下，弱光导致的光抑制现象可能是由于 （填“PSⅠ”、“PSⅡ”或“PSⅠ和PSⅡ”）被破坏而导致的，判断依据是 。 ③低温弱光胁迫的0～3h内，桃树叶片会通过 来降低过剩光能对光系统的伤害，但随时间延长，光系统受损严重导致光抑制加重。 (3)农业上常通过补充蓝光来改善“倒春寒”引起的光抑制现象，请结合上述研究，推测相关机理为 。 10．（2025·黑龙江·一模）为探索多效唑（MET）和缩节胺（DPC）对罗汉果光合特性的影响，研究人员将罗汉果幼苗均分为3组，叶面分别喷施50mg·L-1的MET（MET组）和1500mg·L-1的DPC（DPC组），喷施清水作对照（CK组），定期测定幼苗的相关光合特性，结果如图。 (1)分离罗汉果幼苗绿叶中的色素时，随层析液在滤纸上扩散速度最慢的色素是 ，该色素主要吸收 。 (2)第5~15d内，与CK组相比，50mg·L-1的MET能显著提高罗汉果幼苗的净光合速率，据图分析，原因是 。 (3)由图可知，第10d时，DPC组叶片胞间CO2浓度明显高于CK组，DPC处理使气孔导度明显增大的同时，导致蒸腾速率 （填“上升”或“下降”），使水分利用效率 （填“提高”或“降低”），从而使净光合速率的提高与胞间CO2浓度的增多不同步。 (4)为进一步探究MET提高罗汉果幼苗净光合速率的最适浓度，应采取的措施是 。 11．（2025·内蒙古阿拉善盟·一模）某科研团队为研究大豆植株遭遇干旱胁迫时的生理响应机制，在大豆开花期和鼓粒期两个关键生育期进行一定程度的干旱胁迫处理，测定光合作用相关生理指标，结果如图所示。请分析回答： (1)光合作用过程中，光反应为卡尔文循环提供ATP和 ，后者的作用是 。 (2)图3中开花期干旱胁迫下，大豆植株的净光合速率最大时所需的最小光照强度 （填“升高”“降低”或“不变”），结合图1分析原因可能是 。 (3)图3中鼓粒期干旱胁迫下，大豆植株净光合速率低于对照组，据图2分析，导致鼓粒期净光合速率降低的主要因素是 （填“气孔因素”或“非气孔因素”），判断依据是 。 (4)进一步研究表明，大豆植株在鼓粒期遭受干旱胁迫造成的减产程度更大，推测原因可能与缺水影响光合产物以 （填“蔗糖”“淀粉”或“蛋白质”）形式通过韧皮部运输有关。 1.（2025·黑吉辽蒙·不定项）下图为植物细胞呼吸的部分反应过程示意图，图中NADH可储存能量，①、②和③表示不同反应阶段。下列叙述正确的是（    ） A．①发生在细胞质基质，②和③发生在线粒体 B．③中NADH通过一系列的化学反应参与了水的形成 C．无氧条件下，③不能进行，①和②能正常进行 D．无氧条件下，①产生的NADH中的部分能量转移到ATP中 2．（2025·黑吉辽蒙）Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶。科研人员将Rubisco基因转入某作物的野生型（WT）获得该酶含量增加的转基因品系（S），并做了相关研究。实验结果表明，这一改良提高了该作物的光合速率（如下图）和产量潜力。回答下列问题。 (1)Rubisco在叶绿体的 中催化 与CO2结合。部分产物经过一系列反应形成（CH2O），这一过程中能量转换是 。 (2)据图分析，当胞间CO2浓度高于B点时，曲线②与③重合是由于 不足。A点之前曲线①和②重合的最主要限制因素是 。胞间CO2浓度为300μmol·mol-1时，曲线①比②的光合速率高的具体原因是 。 (3)研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度条件下，S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。使用同位素标记的方法设计实验直接加以验证，简要写出实验思路。 3.（2024·黑吉辽）在光下叶绿体中的C5能与CO2反应形成C3；当CO2/O2比值低时，C5也能与O2反应形成C2等化合物。C2在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。上述过程在叶绿体与线粒体中主要物质变化如图1。 光呼吸将已经同化碳释放，且整体上是消耗能量的过程。回答下列问题。 （1）反应①是______过程。 （2）与光呼吸不同，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是______和______。 （3）我国科学家将改变光呼吸的相关基因转入某种农作物野生型植株（WT），得到转基因株系1和2，测定净光合速率，结果如图2、图3。图2中植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自______和______（填生理过程）。7—10时株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异，原因是_____________。据图3中的数据______（填“能”或“不能”）计算出株系1的总光合速率，理由是______________________。 （4）结合上述结果分析，选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势，判断的依据是______________。 4.（2023·辽宁） 基质金属蛋白酶MMP2和MMP9是癌细胞转移的关键酶。MMP2和MMP9可以降解明胶，明胶可被某染液染成蓝色，因此可以利用含有明胶的凝胶电泳检测这两种酶在不同条件下的活性。据下图分析，下列叙述正确的是（ ） A. SDS可以提高MMP2和MMP9活性 B. 10℃保温降低了MMP2和MMP9活性 C. 缓冲液用于维持MMP2和MMP9活性 D. MMP2和MMP9降解明胶不具有专一性 5.（2023·辽宁）花生抗逆性强，部分品种可以在盐碱土区种植。下图是四个品种的花生在不同实验条件下的叶绿素含量相对值（SPAD）（图1）和净光合速率（图2）。回答下列问题： （1）花生叶肉细胞中的叶绿素包括_____，主要吸收_____光，可用_____等有机溶剂从叶片中提取。 （2）盐添加量不同的条件下，叶绿素含量受影响最显著的品种是_____。 （3）在光照强度为500μmol·m2·s¹、无NaCl添加的条件下，LH12的光合速率_____（填“大于”“等于”或“小于"）HH1的光合速率，判断的依据是_____。在光照强度为1500μmolm2·s-1、NaCl添加量为3．0g·kg¹的条件下，HY25的净光合速率大于其他三个品种的净光合速率，原因可能是HY25的_____含量高，光反应生成更多的_____，促进了暗反应进行。 （4）依据图2，在中盐（2．0g·kg-1）土区适宜选择种植_____品种。 6.（2022·辽宁）浒苔是形成绿潮的主要藻类。绿潮时浒苔堆积在一起，形成大量的“藻席”，造成生态灾害。为研究浒苔疯长与光合作用的关系，进行如下实验： Ⅰ．光合色素的提取、分离和含量测定 （1）在“藻席”的上、中、下层分别选取浒苔甲为实验材料，提取、分离色素，发现浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同，包括叶绿素和___________。在细胞中，这些光合色素分布在___________。 （2）测定三个样品的叶绿素含量，结果见下表。 样品 叶绿素a（mg·g-1） 叶绿素b（mg·g-1） 上层 0.199 0.123 中层 0.228 0123 下层 0684 0.453 数据表明，取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高，这是因为___________。 Ⅱ．光合作用关键酶Y的粗酶液制备和活性测定 （3）研究发现，浒苔细胞质基质中存在酶Y，参与CO2的转运过程，利于对碳的固定。 酶Y粗酶液制备：定时测定光照强度并取一定量的浒苔甲和浒苔乙，制备不同光照强度下样品的粗酶液，流程如图1。 粗酶液制备过程保持低温，目的是防止酶降解和___________。研磨时加入缓冲液的主要作用是___________稳定。离心后的___________为粗酶液。 （4）酶Y活性测定：取一定量的粗酶液加入到酶Y活性测试反应液中进行检测，结果如图2。 在图2中，不考虑其他因素的影响，浒苔甲酶Y活性最高时的光照强度为___________μmol·m-2·s-1（填具体数字），强光照会___________浒苔乙酶Y的活性。 7．（2021·辽宁）早期地球大气中的O2浓度很低，到了大约3．5亿年前，大气中O2浓度显著增加，CO2浓度明显下降。现在大气中的CO2浓度约390μmol·mol-1，是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）是一种催化CO2固定的酶，在低浓度CO2条件下，催化效率低。有些植物在进化过程中形成了CO2浓缩机制，极大地提高了Rubisco所在局部空间位置的CO2浓度，促进了CO2的固定。回答下列问题： (1)真核细胞叶绿体中，在Rubisco的催化下，CO2被固定形成 ，进而被还原生成糖类，此过程发生在 中。 (2)海水中的无机碳主要以CO2和HCO3-两种形式存在，水体中CO2浓度低、扩散速度慢，有些藻类具有图1所示的无机碳浓缩过程，图中HCO3-浓度最高的场所是 （填“细胞外”或“细胞质基质”或“叶绿体”），可为图示过程提供ATP的生理过程有 。 (3)某些植物还有另一种CO2浓缩机制，部分过程见图2。在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）可将HCO3-转化为有机物，该有机物经过一系列的变化，最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO2，提高了Rubisco附近的CO2浓度。 ①由这种CO2浓缩机制可以推测，PEPC与无机碳的亲和力 （填“高于”或“低于”或“等于”）Rubisco。 ②图2所示的物质中，可由光合作用光反应提供的是 。图中由Pyr转变为PEP的过程属于 （填“吸能反应”或“放能反应”）。 ③若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用 技术。 (4)通过转基因技术或蛋白质工程技术，可能进一步提高植物光合作用的效率，以下研究思路合理的有 。 A．改造植物的HCO3-转运蛋白基因，增强HCO3-的运输能力 B．改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成 C．改造植物的Rubisco基因，增强CO2固定能力 D．将CO2浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物 8．（2025·江苏·高考真题）为探究淀粉酶是否具有专一性，有同学设计了实验方案，主要步骤如表。下列相关叙述合理的是（    ） 步骤 甲组 乙组 丙组 ① 加入2mL淀粉溶液 加入2mL淀粉溶液 加入2mL蔗糖溶液 ② 加入2mL淀粉酶溶液 加入2mL蒸馏水 ？ ③ 60℃水浴加热，然后各加入2mL斐林试剂，再60℃水浴加热 A．丙组步骤②应加入2mL蔗糖酶溶液 B．两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性 C．根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖 D．甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀 9．（2025·四川·高考真题）D-阿洛酮糖是一种低热量多功能糖，有助于肥胖人群的体重管理。Co2+可协助酶Y催化D-果糖转化为D-阿洛酮糖。有人在相同体积、相同酶量且最适反应条件（含Co2+条件）下，测定不同浓度D-果糖的转化率（转化率=产物量/底物量×100%），其变化趋势如下图。下列叙述正确的是（    ） A．升高反应温度，可进一步提高D-果糖转化率 B．D-果糖的转化率越高，说明酶Y的活性越强 C．若将Co2+的浓度加倍，酶促反应速率也加倍 D．2h时，三组中500g·L-1果糖组产物量最高 10．（2025·浙江·高考真题）取鸡蛋清，加入蒸馏水，混匀并加热一段时间后，过滤得到浑浊的滤液。以该滤液为反应物，探究不同温度对某种蛋白酶活性的影响，实验结果如表所示。 组别 1 2 3 4 5 温度（℃） 27 37 47 57 67 滤液变澄清时间（min） 16 9 4 6 50min未澄清 据表分析，下列叙述正确的是（    ） A．滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈正相关 B．组3滤液变澄清时间最短，酶促反应速率最快 C．若实验温度为52℃，则滤液变澄清时间为4~6min D．若实验后再将组5放置在57℃，则滤液变澄清时间为6min 11．（2025·河北·高考真题）下列过程涉及酶催化作用的是（    ） A．Fe3+催化H2O2的分解 B．O2通过自由扩散进入细胞 C．PCR过程中DNA双链的解旋 D．植物体细胞杂交前细胞壁的去除 12．（2025·河北·高考真题）ATP是一种能为生命活动供能的化合物，下列过程不消耗ATP的是（    ） A．肌肉的收缩 B．光合作用的暗反应 C．Ca2+载体蛋白的磷酸化 D．水的光解 13．（2025·江苏·高考真题）科研人员从植物叶绿体中分离类囊体，构建含类囊体的人工细胞，并探究光照等因素对人工细胞功能的影响。请回答下列问题： (1)细胞破碎后，在适宜温度下用低渗溶液处理，涨破 膜，获得类囊体悬液。经离心分离获得类囊体，为保持其活性，需加入 溶液重新悬浮，并保存备用。 (2)类囊体浓度用单位体积类囊体悬液中叶绿素的含量表示。吸取5μL类囊体悬液溶于995μL的 溶液中，混匀后，测定出叶绿素浓度为3μg/mL，则类囊体的浓度为 μg/mL。 (3)为检测类囊体活性，实验前需对类囊体进行多次洗涤，目的是消除类囊体悬液中原有光反应产物对后续实验结果的影响，这些产物主要有 。 (4)已知荧光素PY的强弱与pH大小正相关。图示具有光反应活性的人工细胞，在适宜光照下，荧光强度 （填“变强”“不变”或“变弱”），说明类囊体膜具有的功能有 。 (5)在光反应研究的基础上，利用人工细胞开展类似碳反应生成糖类的实验研究，理论上还需要的物质有 。 14．（2025·广东·高考真题）我国科学家以不同植物为材料，在不同光质条件下探究光对植物的影响。测定了番茄的光合作用相关指标并拟合响应曲线（图a）；比较了突变体与野生型水稻水分消耗的差异（图b），鉴定到突变体发生了PILI5基因的功能缺失，并确定该基因参与脱落酸信号通路的调控。 回答下列问题： (1)图a中，当胞间浓度在范围时，红光下光合速率的限制因子是 ，推测此时蓝光下净光合速率更高的原因是 。 (2)图b中，突变体水稻在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，推测其原因是 。 (3)归纳上述两个研究内容，总结出光影响植物的两条通路（图c）。通路1中，①吸收的光在叶绿体中最终被转化为 。通路2中吸收光的物质②为 。用箭头完成图c中②所介导的通路，并在箭头旁用“（+）”或“（-）”标注前后两者间的作用，（+）表示正相关，（-）表示负相关 。 (4)根据图c中相关信息，概括出植物利用光的方式： 。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $