专题03光合作用、呼吸作用（3大考点）（江苏专用）2026年高考生物一模分类汇编

专题03光合作用、呼吸作用 3大考点概览 考点01 光合作用 考点02 呼吸作用 考点03 光合作用和呼吸作用综合 光合作用 考点1 一、单选题 1．（2026·江苏镇江·一模）【新情境・植物生理机制】钾离子是调控大多数陆生植物气孔开放的核心离子。图示保卫细胞膜上的相关过程，下列叙述错误的是（　　） A．光被受体接收后会激活膜上H+泵增大外正内负的局部跨膜电位差 B．电位差驱动K+以协助扩散方式进入细胞以利于细胞吸水，气孔打开 C．打开气孔有利于叶肉细胞获得充足的CO2，提高植物的光合作用强度 D．当光照强度处于植物光补偿点时，叶肉细胞的光合作用大于呼吸作用 2．（2026·江苏南京·一模）【新情境・植物突变体】某植物突变体，叶片变黄慢，籽粒淀粉含量低，经检测发现植物细胞分裂素合成异常。通过检测结果发现，该植物突变体的类囊体膜蛋白稳定性增强，但是蔗糖酶活性降低，籽粒淀粉含量低。蔗糖酶的核心作用是催化蔗糖水解，生成葡萄糖和果糖。下列说法错误的是（    ） A．类囊体薄膜光反应生成供暗反应利用的物质有ATP和NADPH B．突变体叶片变黄慢的原因可能是细胞分裂素合成增多，促进叶绿素的合成；类囊体膜蛋白稳定性提高，使叶绿素分解慢 C．突变体籽粒淀粉含量低的原因是蔗糖酶活性低，蔗糖分解为单糖的效率低，运输到籽粒的单糖少，淀粉合成原料不足 D．细胞分裂素的合成部位有幼芽、幼根和发育中的种子 3．（2026·江苏南京·一模）【新情境・光信号通路】光会影响脱落酸的信号通路，从而影响植物的生长发育，影响机制如图所示，“（+）”表示正相关，“（-）”表示负相关。下列叙述错误的是（　　） A．①吸收的光能最终在叶绿体中转化为有机物中的化学能 B．②为光敏色素，受光刺激后，其空间结构会发生改变 C．夜间气孔开放程度降低，与PIL15基因夜间表达减弱有关 D．白天可通过抑制脱落酸的合成，促进植物光合产物的积累 4．（2026·江苏南京·一模）下列关于生物科学探究史的叙述，正确的是（　　） A．列文虎克通过观察植物的木栓组织，发现并命名了细胞 B．施莱登和施旺提出的细胞学说主要揭示了植物细胞与动物细胞的区别 C．恩格尔曼利用水绵和好氧细菌，为光合作用的场所是叶绿体提供了证据 D．科学家利用放射性同位素标记技术，证明了光合作用产生的O2来源于H2O 二、非选择题 5.（2026·江苏镇江·一模）1937年，英国植物学家希尔以繁缕和野芝麻的叶片为实验材料，探究光合作用的相关原理。图1为希尔反应的经典反应式，图2为希尔反应的现代分子生物学机制。请回答下列问题： (1)据图1分析，希尔将离体的叶绿体置于一定浓度的蔗糖溶液中，制成无CO2的叶绿体悬浮液，使用一定浓度的蔗糖溶液的目的是______。接着他给予叶绿体悬浮液一定的______条件并添加铁盐（高铁氰化钾），选取该物质除了作为氧化剂参与反应外还具有______的优点。 (2)在分子水平上，类囊体膜上的光合色素吸收光能，通过电子传递链将电子最终传递给______。该过程中通过______途径形成类囊体膜两侧的H+浓度差驱动ATP的合成。ATP合酶由CF0单元和CF1单元组成，由图2推测CF0单元多由______（选填“疏水性”或“亲水性”）氨基酸残基组成，该单元体现了蛋白质的______功能。 (3)叶绿体中本身含有氧化剂，希尔实验时仍需要额外添加铁盐的原因是______。希尔的实验说明光合作用过程中水的光解和糖的合成不是同一个反应，但不能证明光合过程中产生的氧气的氧元素全部来自水，原因是______。 6．（2026·江苏南通·一模）我国科研人员构建人工光合细胞（如图1），实现了CO2的固定。其中光合细胞器由菠菜类囊体的ATP合酶、光系统Ⅱ（PSⅡ）及蓝细菌的藻蓝蛋白（PC，吸收峰主要位于620nm处）整合到人工囊泡膜中制成。人工光合细胞质基质中添加了多种酶、C5和NADPH等物质，图中①、②、③表示过程。请回答下列问题。 (1)提取菠菜类囊体时，首先将细胞匀浆以1000rpm离心5min取________（填“上清液”、“沉淀”），再以6000rpm离心15min，收集沉淀获取叶绿体，低渗处理后再在转速为________（填“3000”、“6000”、“10000”）rpm下离心，收集沉淀获得类囊体。 (2)要在同一离心管中获得纯化的PSⅡ复合物和ATP合酶，应使用________法，原理是________。 (3)与菠菜叶肉细胞相比，人工光合细胞吸收光能的效率更高，其原因是________。人工光合细胞需要添加NADPH才能合成有机物，其原因是________。 (4)为了进一步优化人工光合细胞器，科研人员研究了在不同PC与PSⅡ质量比条件下PSⅡ的光合放氧速率，结果如图2.根据实验结果，计算人工光合细胞器中加入1.5μg的PSⅡ，至少应加入________μg的PC，光合放氧速率才最快。 (5)为了验证图1中过程①、②、③分别由酶1、酶2、酶3催化，科研人员在类似光合细胞质基质的反应体系中（原料充足）先添加酶1检测NADPH的含量，结果如图3，再适时添加酶2和酶3并检测NADPH的含量。 ①加入酶1后ab段NADPH的含量迅速下降的原因是________。bc段NADPH含量几乎不变的原因是________。 ②预期适时添加酶2、酶3后NADPH含量的变化，并在答题纸相应位置绘制曲线________。 7．（2026·江苏南京·一模）洗发水等个人护理用品中的氧苯酮（BP-3）对生物的毒性作用已经受到越来越多学者的关注。图1表示野生龙须菜光合作用的主要过程（图中a～g为物质，①～⑥为反应过程）。为探究不同浓度的BP-3对野生龙须菜净光合放氧速率和呼吸耗氧速率的影响，科研人员分别用浓度为0 μmol·L-1、5 μmol·L-1、10 μmol·L-1和30 μmol·L-1的BP-3处理龙须菜8 h，每2 h测定一次，实验结果如图2。         (1)分析图1，a可以将光能转化为活跃的化学能储存在_____中（用图中字母表示）。从叶肉细胞中提取a，利用的原理是_____。当外界g含量突然升高时，在短时间内C3、C5的含量变化分别是_____。b在龙须菜某细胞器中被消耗的场所是_____。 (2)该实验的自变量是_____，因变量是_____。 (3)分析图2，黑暗条件下随着BP-3浓度的增加，净光合放氧速率_____，呼吸耗氧速率_____，且在该实验时间内，龙须菜叶肉细胞光合作用强度_____（选填“小于”“等于”或“大于”）呼吸作用强度。与黑暗条件相比，光照条件下，BP-3对龙须菜光合作用和呼吸作用的影响程度_____（选填“更轻”“基本相同”或“更重”）。 8．（2026·江苏徐州·一模）高温、强光环境下，植物的气孔开度减少甚至气孔关闭，同时光合系统产生的O2增多，此时CO2供应不足，植物会产生光呼吸；线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，如图1所示。回答下列问题。 (1)图1中R酶在光合作用中参与________过程，其产物经过一系列反应形成（CH2O），后一过程所需能量来源于________（物质）。 (2)结合图1分析保卫细胞中消耗氧气的场所有________；光呼吸会使光合作用产生的有机物的量________（填“增加”或“减少”），原因是________。 (3)研究发现，在高温、强光环境下，植物保卫细胞中G酶相关基因的表达会增强，为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，研究者以野生型植株W为参照，通过基因工程构建了仅在保卫细胞中过表达G酶的植株S，相关实验结果如图2所示。植物保卫细胞吸水，气孔开度增大。由图1、2可知，相同光照条件下植株S的净光合速率高于植株W的，其机制是植株S保卫细胞中G酶表达量提高，通过________，双重促进光合作用。 (4)若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响，还需补充一个实验组。 设置实验组 通过基因工程构建________的植株T和植株S各10株 设置对照组 长势相似的野生型植株10株 植株培养 在相同且适宜条件下培养 测定实验结果 在相同光照强度范围内，测定三组植物的________随光照强度的变化 实验结果预测 ________ 9．（2026·江苏无锡·一模）水稻体内部分物质代谢关系如图1所示，R酶是光合作用的关键酶之一，CO2和O2竞争与其结合，分别催化CO2固定和C5与O2反应形成C2等化合物，C2在过氧化物酶体和线粒体的协同下经一系列化学反应释放CO2。请回答下列问题： (1)光合作用过程中，类囊体薄膜直接参与的阶段是___________，在红光照射下，参与该过程的主要色素是___________。 (2)水稻体内进行光合作用的细胞中消耗O2的场所有___________。 (3)线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，如图1.为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，研究者以野生型植株W为参照，构建了G酶含量仅在保卫细胞中增加的植株S，实验结果如图2.相同光照条件下，植株S叶片净光合速率高于植株W，原因是___________。 (4)保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从18%升高到39%时，植株S的净光合速率___________(填“增大”或“减小”)，据图分析其原因是___________；相较于植株W，植株S的净光合速率变化幅度___________(填“大”“小”)。 (5)干旱胁迫会导致水稻叶绿体中的基粒减少，影响水稻的正常生长。研究人员将长势一致的水稻植株若干株分为4组，进行相关实验，测定叶片净光合速率(Pn)，结果如图3.复水是指恢复正常灌水，使其土壤含水量达到对照组的水平。 ①请从光合作用的光反应和暗反应两个角度分析，干旱处理组水稻的Pn下降的主要原因是___________。 ②据图可知，相比于干旱处理第9天复水，第6天复水更有利于水稻恢复生长，依据是___________。 10．（2026·江苏南京·一模）高温胁迫会对黄瓜的生长发育产生不利影响，科研人员进行了相关研究。请回答下列问题： (1)图1为黄瓜部分生理过程的示意图，PSI和PSII是由________两类光合色素和蛋白质组成的复合物，吸收光后被激发放出电子（e⁻），最终从_______中夺取，电子经传递链最终与_______结合，上述过程中涉及的能量变化是_______。 (2)图1中Rubisco既可以催化_______，也可以催化C5与O2反应形成C2。高温胁迫会导致细胞内ATP和[H]过剩，活性氧爆发，氧化破坏膜结构，已知高温胁迫下黄瓜幼苗的光呼吸速率短时间内急剧增加是一种生存防御机制，据此推测光呼吸的意义是_______。 (3)科研人员对黄瓜幼苗进行了连续5天的高温胁迫，部分实验结果如图2所示。 注：Fv/Fm反映PSII最大光能转换效率；ΦPSII为光下实际光化学效率；qP值反映光合电子传递能力；NPQ值反映植物耗散过剩光能的能力。 据图2推测，高温胁迫会对黄瓜幼苗类囊体膜上的___________造成损伤，光合电子传递活性___________（填“增强”或“减弱”），耗散过剩光能的能力___________（填“增强”或“减弱”），NPQ散失的能量___________（填“能”或“不能”）转化为植物自身的生物量。 11．（2026·江苏南京·一模）谷子是我国北方的重要作物。为探究氮肥与干旱处理对谷子生理特性的影响，研究人员进行了相关实验，在苗期和孕穗期进行不同处理，结束后测定不同生长时期根系脱落酸（ABA）含量及开花期叶片净光合速率，结果如图1、2。请回答问题： 注：①各组处理方式为：CKNo：正常水+不施氮；CKN1：正常水+施氮；W1N1：苗期干旱+施氮；W1N0：苗期干旱+不施氮；W2N1：孕穗期干旱+施氮；W2N0：孕穗期干旱+不施氮。②谷子的生长依次经历苗期、拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期、成熟期。 (1)光系统Ⅱ（PSⅡ）是类囊体膜中的一种光合作用单位，其功能是利用光能将水裂解，释放_________；干旱条件下气孔关闭，会阻碍_________（填物质）进入叶片，导致PSⅡ活性与_________循环间能量需求的不平衡，最终损伤光合结构。 (2)ABA是一种强烈响应逆境胁迫的激素。根据图1，植物在遭受水分胁迫时，ABA含量_________，从而促进根系生长，增大根系表面积和分布范围，以保证根系对_________的吸收来应对胁迫。 (3)氮是影响植物光合作用的重要因素。由图2可知，干旱处理对谷子的净光合作用的效应表现为_________，施氮后谷子净光合速率增强，综合图1、图2分析其原因，一方面是由于施氮可以增加光系统Ⅱ中_________（填物质名称）和相关蛋白质的含量，有利于光合产物的合成；另一方面是_________，加速了养分的运输，促进光合作用。 (4)PSⅡ对逆境胁迫敏感，是衡量逆境胁迫对光合器官伤害的有效指标。PHI（E₀）表示PSⅡ吸收的光能用于电子传递的效能，PHI（D0）代表吸收的光能用于热耗散的比率。推测水、氮胁迫下，PHI（E0）、PHI（D0）的变化分别为_________、_________。 12．（2026·江苏南京·一模）常春藤叶形美丽，四季常青，花淡黄白色或淡绿白色，具有一定的观赏和药用价值。研究发现，常春藤可吸收并同化家装过程中的污染气体甲醛（HCHO），其细胞内部物质代谢及甲醛清除机制如图1所示，其中FALDH为甲醛脱氢酶，可催化甲醛（HCHO）氧化成甲酸（HCOOH）。请回答下列问题： (1)常春藤花呈淡黄白色或淡绿白色，与花色有关的色素分布在______中。图1中①是卡尔文循环，该循环涉及的能量转化是______。据图1分析，常春藤细胞净化甲醛的场所有______。 (2)为研究甲醛对叶绿体形态及功能的影响，实验小组取成熟叶研磨，获得叶绿体悬液。向叶绿体悬液中加入适当铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），发现水在光照下可以释放出O2，该实验模拟了光合作用中的_______阶段的部分物质变化，______（填“能”或“不能”）说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水。 (3)科学家研究了密闭环境下常春藤植株正常光合作用和呼吸作用，测得在不同光照强度下环境中CO2浓度随时间变化曲线，如图2所示。据图2分析弱光照组叶肉细胞的光合速率______（填“大于”“小于”或“等于”）呼吸速率，d时间内完全光照组植株实际光合速率为______ppm/s（用字母a-d表示）。 (4)为探究常春藤对不同浓度甲醛的耐受性，科研人员分别测定了可溶性糖含量的变化（见图3）、叶片气孔导度（气孔的开放程度）和甲醛脱氢酶（FALDH，甲醛代谢过程中的关键酶）活性的相对值（见图4）。 图3结果显示，经2mmol·L-1甲醛处理后细胞中可溶性糖含量较高，据图1分析可能的原因是光合作用的原料______增多有关。结果显示常春藤对低浓度甲醛具有一定的耐受性，通过以上研究，据图4推测甲醛胁迫下常春藤的抗逆机制是______。 呼吸作用 考点2 一、单选题 1．（2026·江苏南京·一模）制作面包时，向面粉中加入水和酵母菌揉成面团后，还需经过一段时间的发酵才可进行后续操作。最初，酵母菌快速增殖，CO2释放量与O2吸收量的比值（RQ）接近1，下列叙述正确的是（　　） A．酵母菌进行有氧呼吸时，细胞质基质中产生的CO2使面包蓬松 B．发酵时间相同时，与夏天相比，冬天制作的面包更加蓬松 C．发酵初期RQ接近1，酵母菌主要通过有氧呼吸产生ATP D．若RQ＞1，则制作的面包可能因无氧呼吸产生乳酸而发酸 2．（2026·江苏南京·一模）柠檬酸循环（TCA循环）是糖类、脂肪等物质分解代谢的最终共同途径，如图所示，下列叙述正确的是（　　） A．TCA循环的场所是细胞质基质 B．TCA循环的底物是丙酮酸和脂肪酸 C．TCA循环释放的能量大多用于ATP合成 D．TCA循环是糖类、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽 3．（2026·江苏南京·一模）“结构与功能相适应”是生物学基本观点。下列叙述正确的是（　　） A．哺乳动物成熟红细胞有较多核糖体，用于不断合成血红蛋白 B．内质网膜与核膜、细胞膜直接相连有利于物质的运输 C．小肠上皮细胞膜上有较多的转运蛋白，有利于细胞间的信息交流 D．线粒体的内膜折叠形成嵴，有利于附着更多催化分解葡萄糖的酶 4．（2026·江苏南通·一模）山楂果酸甜可口，用山楂果酿造的山楂醋果香鲜爽，其生产流程是先生产山楂酒再生产山楂醋。相关叙述错误的是（　　） A．接种酵母菌时，应优先选择耐酸型酵母 B．发酵产酒阶段，温度应控制在18-30℃且需及时排气 C．接种醋酸菌时，若山楂酒的酒精浓度过高，则需稀释后再接种 D．发酵产醋阶段，酒精和氧气在线粒体内膜上反应生成醋酸 5．（2026·江苏南京·一模）剧烈运动时，肌细胞中葡萄糖氧化分解产生NADH的速率超过呼吸链消耗NADH的速率，此时NADH可以将丙酮酸还原为乳酸。乳酸随血液进入肝细胞后转化为葡萄糖，又回到血液，可供肌肉运动所需，该过程称为乳酸循环。下列叙述正确的是（   ） A．剧烈运动时，肌糖原可分解成葡萄糖来补充血糖 B．丙酮酸还原成乳酸时产生的能量用于合成少量ATP C．丙酮酸还原成乳酸使NADH再生，以保证葡萄糖氧化分解的正常进行 D．乳酸循环能避免乳酸损失导致的物质和能量浪费及乳酸堆积引起的酸中毒 二、多选题 6．（2026·江苏南京·一模）金鱼骨骼肌细胞呼吸的生理机制如下图所示。下列有关金鱼骨骼肌细胞呼吸的叙述，错误的是（　　） A．无氧呼吸的场所可以是细胞质基质和线粒体 B．过程①和⑥均能释放少量能量生成少量ATP C．过程⑤和⑥均能消耗NADPH同时产生NADP+ D．该生理机制可以避免金鱼因乳酸积累而中毒 光合作用和呼吸作用综合 考点3 一、单选题 1．（2026·江苏南通·一模）在塑料大棚中种植西瓜时，相关处理措施及其目的叙述错误的是（　　） A．注意合理密植，有利于提高西瓜品质和产量 B．白天适当提高温度，有利于提高光合速率、降低呼吸速率 C．摘除多余蔓枝，减少枝叶徒长，有利于养分供给果实 D．花期人工辅助授粉，有利于提高坐果率 2．（2026·江苏南京·一模）如图表示绿色植物叶肉细胞内某些生理过程，其中a、b、c表示物质，①~⑤表示生理过程。下列相关叙述错误的是（    ） A．①②表示光合作用过程，③④⑤表示有氧呼吸过程 B．a表示O2，b表示CO2，c表示乳酸 C．过程①产生的NADPH与过程④产生的[H]不是同一物质 D．绿色植物的部分细胞发生以上过程 3．（2026·江苏南京·一模）下图是植物叶肉细胞内光能转化、储存和利用的部分途径。下列叙述中正确的是(　　) A．①过程的场所为叶绿体内膜 B．②过程ATP释放的能量部分转化为热能 C．除ATP外，③过程还需[H] D．④过程只在有氧状态下能发生，而无氧状态下不能发生 二、非选择题 4．（2026·江苏南京·一模）如图1是发生在番茄叶绿体内的光反应机制，其中PSⅠ和PSⅡ表示光系统Ⅰ和光系统Ⅱ；图2表示番茄细胞合成番茄红素等代谢过程，番茄红素为脂溶性物质，积累在细胞内的脂滴中。请回答下列问题： (1)图1能完成水光解的结构是___（选填“光系统Ⅰ”或“光系统Ⅱ”）。电子（e-）由水释放出来后，经过一系列的传递体形成电子流，电子的最终受体是___。伴随着e-的传递，H+通过___方式从叶绿体基质转运至类囊体腔积累，形成一定的H+梯度，驱动ATP合成，最终实现光能转换为___。 (2)如图2所示，番茄细胞进行有氧呼吸时，第一阶段产生的物质X为___，物质X可跨膜转运至线粒体基质，在酶的催化下形成乙酰CoA，再参与柠檬酸循环，柠檬酸循环过程___（选填“需要”或“不需要”）氧气参与。科研人员利用转基因技术改造番茄植株，使有关酶过度表达从而提高番茄红素积累量。据图2分析，转基因植株细胞过度表达的酶发挥作用的位置应为___（选填“细胞质基质”或“线粒体基质”），功能应是将图中物质X更多地转化为___。 (3)PSⅡ是一种光合色素和蛋白质的复合体，D1蛋白是PSⅡ的核心蛋白。研究发现亚高温强光（HH）条件下，过剩的光能会损伤D1蛋白，进而影响植物的光合作用。为研究亚高温强光（HH）对番茄光合作用的影响，研究人员对番茄进行不同条件处理，实验结果如图3所示。据图可知，HH条件下，过剩光能产生的原因不是气孔因素引起的，理由是___；而是由于___，使C3的合成速率下降，导致光反应产物积累，进而使光能转化效率降低而造成光能过剩，对植物造成危害。 (4)研究发现，D1蛋白周转（D1蛋白更新合成）和叶黄素循环（几种叶黄素在不同条件下的转化）是植物应对高温高光强条件的重要保护机制。研究人员利用番茄植株进行了四组处理：A组在适宜温度和光照强度下培养，B组用H2O处理，C组用叶黄素循环抑制剂（DTT）处理，D组用D1蛋白周转抑制剂（SM）处理，其中B、C、D三组均置于HH条件下培养，结果如图4所示。据图分析，在HH条件下，D1蛋白周转比叶黄素循环对番茄植株的保护作用___（选填“强”或“弱”），理由是___。 试卷第1页，共3页 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光合作用、呼吸作用 3大考点概览 考点01 光合作用 考点02 呼吸作用 考点03 光合作用和呼吸作用综合 光合作用 考点1 一、单选题 1．（2026·江苏镇江·一模）【新情境・植物生理机制】钾离子是调控大多数陆生植物气孔开放的核心离子。图示保卫细胞膜上的相关过程，下列叙述错误的是（　　） A．光被受体接收后会激活膜上H+泵增大外正内负的局部跨膜电位差 B．电位差驱动K+以协助扩散方式进入细胞以利于细胞吸水，气孔打开 C．打开气孔有利于叶肉细胞获得充足的CO2，提高植物的光合作用强度 D．当光照强度处于植物光补偿点时，叶肉细胞的光合作用大于呼吸作用 【答案】B 【详解】A、光被受体接收后激活膜上的 H⁺泵，H⁺泵会将细胞内的 H⁺泵出细胞，使细胞膜外侧 H⁺浓度升高，膜电位变为外正内负，且这种电位差会增大，A正确； B、保卫细胞吸收钾离子时，钾离子是逆浓度梯度运输，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，B错误； C、气孔打开后，外界的 CO2可以更顺利地进入叶肉细胞，为光合作用提供充足的原料，从而提高光合作用强度，C正确； D、当光照强度处于植物光补偿点时，此时植物能进行光合作用的细胞的光合速率等于所有细胞的呼吸速率，故叶肉细胞中光合速率应大于呼吸速率，D正确。 故选B。 2．（2026·江苏南京·一模）【新情境・植物突变体】某植物突变体，叶片变黄慢，籽粒淀粉含量低，经检测发现植物细胞分裂素合成异常。通过检测结果发现，该植物突变体的类囊体膜蛋白稳定性增强，但是蔗糖酶活性降低，籽粒淀粉含量低。蔗糖酶的核心作用是催化蔗糖水解，生成葡萄糖和果糖。下列说法错误的是（    ） A．类囊体薄膜光反应生成供暗反应利用的物质有ATP和NADPH B．突变体叶片变黄慢的原因可能是细胞分裂素合成增多，促进叶绿素的合成；类囊体膜蛋白稳定性提高，使叶绿素分解慢 C．突变体籽粒淀粉含量低的原因是蔗糖酶活性低，蔗糖分解为单糖的效率低，运输到籽粒的单糖少，淀粉合成原料不足 D．细胞分裂素的合成部位有幼芽、幼根和发育中的种子 【答案】D 【详解】A、类囊体薄膜是光反应场所，光反应产生 ATP 和 NADPH 供暗反应使用，用于C3的还原，A正确； B、细胞分裂素合成增多，促进叶绿素合成，且类囊体膜蛋白稳定性增强减缓了叶绿素分解，因而表现为突变体叶片变黄慢，B正确； C、蔗糖酶活性降低→蔗糖水解受阻→单糖（葡萄糖、果糖）生成减少→运输至籽粒的单糖不足→淀粉合成原料缺乏，因而籽粒中合成的淀粉减少，C正确； D、细胞分裂素主要在根尖合成，能促进细胞分裂，促进芽的分化、侧枝的发育和叶绿素的合成，D错误。 故选D。 3．（2026·江苏南京·一模）【新情境・光信号通路】光会影响脱落酸的信号通路，从而影响植物的生长发育，影响机制如图所示，“（+）”表示正相关，“（-）”表示负相关。下列叙述错误的是（　　） A．①吸收的光能最终在叶绿体中转化为有机物中的化学能 B．②为光敏色素，受光刺激后，其空间结构会发生改变 C．夜间气孔开放程度降低，与PIL15基因夜间表达减弱有关 D．白天可通过抑制脱落酸的合成，促进植物光合产物的积累 【答案】C 【详解】A‌、①位于叶绿体中，可吸收光能，在光合作用过程中，光能最终在叶绿体中转化为有机物中的化学能，A‌正确； B、②为光受体，植物中的光受体如光敏色素，受光刺激后，其空间结构会发生改变，从而引发一系列信号传导，B‌正确‌； C、由图可知，PIL15与脱落酸信号呈正相关，脱落酸信号与气孔开放程度呈负相关，即PIL15基因表达增强，会使脱落酸信号增强，进而使气孔开放程度降低。夜间气孔开放程度降低，说明脱落酸信号增强，那么PIL15基因夜间表达应增强，而不是减弱，C‌错误； D、白天有光照，从图中可知光会影响脱落酸信号通路，抑制脱落酸信号，从而促进气孔开放，有利于二氧化碳进入，促进光合作用，进而促进植物光合产物的积累，D‌正确‌。 故选C。 4．（2026·江苏南京·一模）下列关于生物科学探究史的叙述，正确的是（　　） A．列文虎克通过观察植物的木栓组织，发现并命名了细胞 B．施莱登和施旺提出的细胞学说主要揭示了植物细胞与动物细胞的区别 C．恩格尔曼利用水绵和好氧细菌，为光合作用的场所是叶绿体提供了证据 D．科学家利用放射性同位素标记技术，证明了光合作用产生的O2来源于H2O 【答案】C 【详解】A、罗伯特·胡克通过观察木栓组织发现并命名“细胞”，列文虎克用自制显微镜观察到不同形态的细菌、红细胞和精子等，A错误； B、施莱登和施旺提出的细胞学说揭示了动植物结构的统一性，而非区别，B错误； C、恩格尔曼利用水绵和好氧细菌，通过黑暗/曝光对照，证明叶绿体是光合作用释放氧气的场所，C正确； D、鲁宾和卡门用同位素18O分别标记H2O和CO2，证明光合作用释放的O2全部来自H2O，但18O属于稳定同位素，无放射性，D错误。 故选C。 二、非选择题 5.（2026·江苏镇江·一模）1937年，英国植物学家希尔以繁缕和野芝麻的叶片为实验材料，探究光合作用的相关原理。图1为希尔反应的经典反应式，图2为希尔反应的现代分子生物学机制。请回答下列问题： (1)据图1分析，希尔将离体的叶绿体置于一定浓度的蔗糖溶液中，制成无CO2的叶绿体悬浮液，使用一定浓度的蔗糖溶液的目的是______。接着他给予叶绿体悬浮液一定的______条件并添加铁盐（高铁氰化钾），选取该物质除了作为氧化剂参与反应外还具有______的优点。 (2)在分子水平上，类囊体膜上的光合色素吸收光能，通过电子传递链将电子最终传递给______。该过程中通过______途径形成类囊体膜两侧的H+浓度差驱动ATP的合成。ATP合酶由CF0单元和CF1单元组成，由图2推测CF0单元多由______（选填“疏水性”或“亲水性”）氨基酸残基组成，该单元体现了蛋白质的______功能。 (3)叶绿体中本身含有氧化剂，希尔实验时仍需要额外添加铁盐的原因是______。希尔的实验说明光合作用过程中水的光解和糖的合成不是同一个反应，但不能证明光合过程中产生的氧气的氧元素全部来自水，原因是______。 【答案】(1) （维持渗透压平衡）保持叶绿体的形态 光照 反应过程中存在颜色变化（便于实验结果的观察） (2) NADP+ 水的分解产生H+，PQ运输H+，合成NADPH消耗H+ 疏水性 运输 (3) 没有提供CO2，叶绿体无法完成暗反应，NADP+更新不足 没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也没有直接观察到氧元素的转移 【分析】分析图示可知，水光解发生在类囊体腔内，该过程产生大量的H+，H+顺浓度梯度被ATP合成酶由类囊体膜内侧运输到类囊体膜外侧，该过程进行的同时驱动ATP合成酶催化ATP的合成，运输到类囊体膜外侧的H+可与水光解产生的电子、NADP+结合形成NADPH；H+还能通过转运蛋白通过主动转运方式运输回到类囊体腔内。 【详解】（1）叶绿体有类似半透膜的结构，外界溶液浓度过低会导致叶绿体吸水涨破，过高则会失水皱缩。使用一定浓度的蔗糖溶液可以（维持渗透压平衡）保持叶绿体的正常形态，保证后续实验能正常进行。希尔实验模拟的是光合作用的光反应阶段，光反应必须在光照条件下才能进行，只有光照才能驱动水的光解和ATP的合成。实验中使用的是 铁盐（如Fe3+）作为电子受体，它在接受电子后会被还原成Fe2+，反应过程中存在颜色变化（便于实验结果的观察），溶液颜色会从黄绿色变为亮黄色，能直观证明光反应的发生。 （2）在自然光合作用的光反应中，NADP⁺是最终的电子受体，它会接受电子和质子形成NADPH，用于暗反应中C3的还原。水的分解产生H+，PQ运输H+，将H⁺从叶绿体基质转运到类囊体腔中以及合成NADPH消耗H+，这三个过程共同作用，会在类囊体膜两侧形成H⁺浓度梯度。类囊体膜的内部是疏水环境，ATP合酶的CF0单元需要嵌入膜中，因此它的结构需要具备疏水性，才能稳定存在于膜内。CF0单元是H⁺的通道，H⁺会顺着浓度梯度通过CF0单元，这体现了蛋白质的运输功能。 （3）叶绿体中自身存在的氧化剂需要暗反应中C3还原过程才能还原，而希尔反应没有添加CO2，叶绿体无法完成暗反应，NADP+更新不足，因此需要额外添加铁盐。希尔实验只证明了光照下叶绿体可以产生氧气，但没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也没有直接观察到氧元素的转移，因此无法确定产生的氧气中的氧元素是否全部来自水，后来的同位素标记实验才最终证实了氧气的氧元素来自水。 6．（2026·江苏南通·一模）我国科研人员构建人工光合细胞（如图1），实现了CO2的固定。其中光合细胞器由菠菜类囊体的ATP合酶、光系统Ⅱ（PSⅡ）及蓝细菌的藻蓝蛋白（PC，吸收峰主要位于620nm处）整合到人工囊泡膜中制成。人工光合细胞质基质中添加了多种酶、C5和NADPH等物质，图中①、②、③表示过程。请回答下列问题。 (1)提取菠菜类囊体时，首先将细胞匀浆以1000rpm离心5min取________（填“上清液”、“沉淀”），再以6000rpm离心15min，收集沉淀获取叶绿体，低渗处理后再在转速为________（填“3000”、“6000”、“10000”）rpm下离心，收集沉淀获得类囊体。 (2)要在同一离心管中获得纯化的PSⅡ复合物和ATP合酶，应使用________法，原理是________。 (3)与菠菜叶肉细胞相比，人工光合细胞吸收光能的效率更高，其原因是________。人工光合细胞需要添加NADPH才能合成有机物，其原因是________。 (4)为了进一步优化人工光合细胞器，科研人员研究了在不同PC与PSⅡ质量比条件下PSⅡ的光合放氧速率，结果如图2.根据实验结果，计算人工光合细胞器中加入1.5μg的PSⅡ，至少应加入________μg的PC，光合放氧速率才最快。 (5)为了验证图1中过程①、②、③分别由酶1、酶2、酶3催化，科研人员在类似光合细胞质基质的反应体系中（原料充足）先添加酶1检测NADPH的含量，结果如图3，再适时添加酶2和酶3并检测NADPH的含量。 ①加入酶1后ab段NADPH的含量迅速下降的原因是________。bc段NADPH含量几乎不变的原因是________。 ②预期适时添加酶2、酶3后NADPH含量的变化，并在答题纸相应位置绘制曲线________。 【答案】(1) 上清液 10000 (2) 密度梯度离心 两者的密度不同，离心后会出现在不同密度的介质中 (3) 具有藻蓝蛋白，拓宽了吸收光谱的范围 人工光合细胞中缺少合成NADPH所需的酶等条件 (4)22.5 (5) 酶1催化过程①，快速消耗NADPH 物质1的积累抑制了过程①的进行 【分析】PSI和PSⅡ参与光合作用的光反应，说明PSI和PSⅡ分布在叶绿体的类囊体薄膜上。光合作用包括光反应和暗反应，光反应中H2O分解为O2和H+，同时光反应还产生了NADPH和ATP，用于暗反应C3的还原过程。 【详解】（1）将细胞匀浆以1000rpm离心5min，由于细胞碎片等质量较大，会沉淀在底部，而较小的细胞器等存在于上清液中，所以要取‌上清液‌；再以6000rpm离心15min，收集沉淀获取叶绿体，低渗处理使叶绿体吸水涨破，释放出类囊体，类囊体相对分子质量较小，需要在转速为‌10000‌rpm下离心，才能收集沉淀获得类囊体。 （2）要在同一离心管中获得纯化的PSⅡ复合物和ATP合酶，应使用密度梯度离心法，原理是不同物质的密度不同，在密度梯度介质中经过离心后会位于不同的位置，从而实现分离。 （3）人工光合细胞中整合了蓝细菌的藻蓝蛋白，藻蓝蛋白使吸收光谱的范围扩大，吸收光能，所以与菠菜叶肉细胞相比，人工光合细胞吸收光能的效率更高。NADPH是暗反应的重要物质，能为暗反应提供能量和还原剂，由于人工光合细胞中没有合成NADPH有关的酶等条件导致无法合成NADPH，所以需要添加NADPH才能合成有机物。 （4）据图2可知，在PC与PSⅡ质量比为15:1时光合放氧速率达到最大值，所以人工光合细胞器中加入1.5μg的PSⅡ，至少应加入22.5μg的PC，光合放氧速率才最快。 （5）①加入酶1后，酶1催化过程①，该过程消耗NADPH，所以ab段NADPH的含量迅速下降。由于没有酶2过程②无法进行，导致过程①产物（物质1）积累，从而抑制过程①的进行不再消耗NADPH，所以bc段NADPH含量几乎不变。 ②加入酶2后，过程②开始进行消耗物质1，使过程①得以继续进行，继续消耗NADPH，NADPH进一步减少，一段时间后由于没有酶3导致物质2积累抑制过程②，进而抑制过程①，NADPH含量几乎不变，加入酶3后过程③得以进行，消耗物质2，进而使过程①和过程②继续进行，继续消耗NADPH，使NADPH含量进一步下降。如图所示： 7．（2026·江苏南京·一模）洗发水等个人护理用品中的氧苯酮（BP-3）对生物的毒性作用已经受到越来越多学者的关注。图1表示野生龙须菜光合作用的主要过程（图中a～g为物质，①～⑥为反应过程）。为探究不同浓度的BP-3对野生龙须菜净光合放氧速率和呼吸耗氧速率的影响，科研人员分别用浓度为0 μmol·L-1、5 μmol·L-1、10 μmol·L-1和30 μmol·L-1的BP-3处理龙须菜8 h，每2 h测定一次，实验结果如图2。         (1)分析图1，a可以将光能转化为活跃的化学能储存在_____中（用图中字母表示）。从叶肉细胞中提取a，利用的原理是_____。当外界g含量突然升高时，在短时间内C3、C5的含量变化分别是_____。b在龙须菜某细胞器中被消耗的场所是_____。 (2)该实验的自变量是_____，因变量是_____。 (3)分析图2，黑暗条件下随着BP-3浓度的增加，净光合放氧速率_____，呼吸耗氧速率_____，且在该实验时间内，龙须菜叶肉细胞光合作用强度_____（选填“小于”“等于”或“大于”）呼吸作用强度。与黑暗条件相比，光照条件下，BP-3对龙须菜光合作用和呼吸作用的影响程度_____（选填“更轻”“基本相同”或“更重”）。 【答案】(1) c、e a（色素）能溶于无水乙醇等有机溶剂 升高、下降 线粒体内膜 (2) 氧苯酮（BP-3）的浓度、时间、有无光照 净光合放氧速率和呼吸耗氧速率 (3) 不断下降（下降幅度增大） 基本不变 大于 更重 【分析】1、由图分析可知：①植物从土壤中吸收水分，②ATP的合成，③水的光解，④CO₂的固定，⑤⑥C₃的还原。a是色素，b是O₂，c是ATP，d是ADP，e是NADPH，f是NADP⁺，g是CO₂。 2、提取色素的原理是绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，分离色素的原理是色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越高， 随层析液在滤纸上扩散的速度越快。色素提取实验中几种药品的作用：无水乙醇：提取色素；SiO2：使研磨更充分；CaCO3：防止色素被破坏。 【详解】（1） a是光合色素，吸收的光能，在叶绿体中转化为活跃的化学能储存在c（ATP）和e（NADPH）中；叶绿体中的光合色素能溶解在无水乙醇等有机溶剂中，所以可用无水乙醇作为溶剂提取 a（光合色素）；当外界 g（CO₂）含量突然升高时，使光合作用的暗反应增强，CO₂的固定速率加快，C₃的还原速率基本不变，使C5含量下降，C3含量升高；b（O₂）在有氧呼吸第三阶段消耗，场所是线粒体内膜。 （2）根据题图可知，该探究实验的自变量是BP-3的浓度、时间、有无光照；因变量是净光合放氧速率和呼吸耗氧速率。 （3）分析图2-A和图2-C可知，黑暗条件下随着BP-3浓度的增加，净光合放氧速率不断下降，呼吸速率几乎不变。在该实验时间内，龙须菜叶肉细胞的净光合速率均大于0，说明光合作用强度大于呼吸作用强度。与黑暗条件相比，光照条件下，BP-3对龙须菜呼吸作用的影响程度比黑暗时更重。 8．（2026·江苏徐州·一模）高温、强光环境下，植物的气孔开度减少甚至气孔关闭，同时光合系统产生的O2增多，此时CO2供应不足，植物会产生光呼吸；线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，如图1所示。回答下列问题。 (1)图1中R酶在光合作用中参与________过程，其产物经过一系列反应形成（CH2O），后一过程所需能量来源于________（物质）。 (2)结合图1分析保卫细胞中消耗氧气的场所有________；光呼吸会使光合作用产生的有机物的量________（填“增加”或“减少”），原因是________。 (3)研究发现，在高温、强光环境下，植物保卫细胞中G酶相关基因的表达会增强，为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，研究者以野生型植株W为参照，通过基因工程构建了仅在保卫细胞中过表达G酶的植株S，相关实验结果如图2所示。植物保卫细胞吸水，气孔开度增大。由图1、2可知，相同光照条件下植株S的净光合速率高于植株W的，其机制是植株S保卫细胞中G酶表达量提高，通过________，双重促进光合作用。 (4)若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响，还需补充一个实验组。 设置实验组 通过基因工程构建________的植株T和植株S各10株 设置对照组 长势相似的野生型植株10株 植株培养 在相同且适宜条件下培养 测定实验结果 在相同光照强度范围内，测定三组植物的________随光照强度的变化 实验结果预测 ________ 【答案】(1) CO2的固定   ATP和NADPH (2) 叶绿体、线粒体 减少 光呼吸导致光合作用暗反应中C5与CO2结合形成C3的过程减弱，C3含量下降，进而导致C3还原产生的有机物的量减少。 (3)促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放CO2用于光合作用，从而生成更多的可溶性糖；可溶性糖等溶质的增多提高了保卫细胞的细胞液浓度，保卫细胞吸水，气孔开度增大，CO2吸收加快，暗反应速率加快。 (4) G酶表达量仅在保卫细胞中减少 净光合速率 植株T净光合速率小于野生型植株，植株S净光合速率大于野生型植株 【分析】光合作用的光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行，其过程为光合色素吸收的光能，一是将水分解为O2和H+，H+与NADP+结合，形成NADPH；二是在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP和Pi反应形成ATP。暗反应阶段是在叶绿体基质中进行的，绿叶吸收的CO2，在特定酶的作用下与C5结合生成C3；C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原，一部分C3转化为糖类，另一部分C3被还原为C5。 【详解】（1）根据图像信息可知，R酶在光合作用中催化CO2与C5结合生成C3即CO2的固定过程。C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原，一部分C3转化为糖类等有机物。 （2）根据图像信息可知，在叶绿体中R酶还参与光呼吸，催化O2与C5结合生成C3和C2，消耗氧气；有氧呼吸的第三阶段[H]和氧气结合生成水，会消耗氧气，场所在线粒体内膜。光呼吸O2与C5结合生成C3和C2，就会导致光合作用暗反应中C5与CO2结合形成C3的过程减弱，C3含量下降，进而导致C3还原产生的有机物的量减少。 （3）基因工程构建了仅在保卫细胞中过表达G酶的植株S，那么植株S保卫细胞的线粒体中G酶表达量提高，促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放CO2用于光合作用，从而生成更多的可溶性糖；可溶性糖等溶质的增多提高了保卫细胞的细胞液浓度，保卫细胞吸水，气孔开度增大，CO2吸收加快，暗反应速率加快，双重促进光合作用。 （4）为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，以野生型植株为参照，通过基因工程构建了仅在保卫细胞中过表达G酶的植株S，还需要补充的一个实验组是构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T，实验思路是以野生型植株为对照组，构建了仅在保卫细胞中过表达G酶的植株S和构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组，在相同且适宜条件下培养，测定三组植物在不同光照强度下的净光合速率。根据上述分析，G酶有利于光合作用的进行，因此预期结果是植株T净光合速率小于野生型植株，植株S净光合速率大于野生型植株。 9．（2026·江苏无锡·一模）水稻体内部分物质代谢关系如图1所示，R酶是光合作用的关键酶之一，CO2和O2竞争与其结合，分别催化CO2固定和C5与O2反应形成C2等化合物，C2在过氧化物酶体和线粒体的协同下经一系列化学反应释放CO2。请回答下列问题： (1)光合作用过程中，类囊体薄膜直接参与的阶段是___________，在红光照射下，参与该过程的主要色素是___________。 (2)水稻体内进行光合作用的细胞中消耗O2的场所有___________。 (3)线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，如图1.为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，研究者以野生型植株W为参照，构建了G酶含量仅在保卫细胞中增加的植株S，实验结果如图2.相同光照条件下，植株S叶片净光合速率高于植株W，原因是___________。 (4)保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从18%升高到39%时，植株S的净光合速率___________(填“增大”或“减小”)，据图分析其原因是___________；相较于植株W，植株S的净光合速率变化幅度___________(填“大”“小”)。 (5)干旱胁迫会导致水稻叶绿体中的基粒减少，影响水稻的正常生长。研究人员将长势一致的水稻植株若干株分为4组，进行相关实验，测定叶片净光合速率(Pn)，结果如图3.复水是指恢复正常灌水，使其土壤含水量达到对照组的水平。 ①请从光合作用的光反应和暗反应两个角度分析，干旱处理组水稻的Pn下降的主要原因是___________。 ②据图可知，相比于干旱处理第9天复水，第6天复水更有利于水稻恢复生长，依据是___________。 【答案】(1) 光反应阶段 叶绿素（叶绿素a和叶绿素b） (2)叶绿体（叶绿体基质）、线粒体（线粒体内膜） (3)与植株W相比，植株S气孔开度增大，吸收CO2增多；G酶含量高，催化甘氨酸分解生成CO2增多，进入叶绿体用于光合作用的CO2较多 (4) 减小 O2浓度升高，利于C5与O2结合，消耗了C5导致用于光合作用暗反应CO2固定的C5减少 小 (5) 干旱胁迫会导致水稻叶绿体中的基粒减少，与光反应有关的色素和酶量减少，因而光反应产生的ATP和NADPH减少，进而导致暗反应速率下降 第6天复水与第9天复水相比，净光合速率快速上升，且有高于对照组的时段 【分析】光合作用的过程：（1）光反应阶段：在类囊体的薄膜上进行。光合色素吸收光能的用途，一是将水分解为O2和H+，H+与氧化性辅酶NADP+结合，形成还原型辅酶NADPH。二是在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP和Pi反应形成ATP。（2）暗反应阶段：在叶绿体基质中进行。绿叶吸收的CO2，在特定酶的作用下与C5结合生成C3。C3接受ATP和NADPH提供的能量，并且被NADPH还原，一部分C3转化为糖类，另一部分C3被还原为C5。 【详解】（1）光合作用的过程根据是否需要光能，分为光反应和暗反应两个阶段，光反应阶段在类囊体的薄膜上进行；绿叶中的色素有4种，可归为两大类，叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素又包括叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素又包括胡萝卜素和叶黄素两类，其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，故在红光照射下，参与该过程的主要色素是叶绿素（叶绿素a和叶绿素b）。 （2）由图1分析可知，O2与CO2竞争结合R酶的同一位点，R酶参与光合作用暗反应过程，场所为叶绿体基质，在此处R酶可催化C5与O2反应生成C2等化合物；同时植株可进行有氧呼吸过程消耗O2，场所为线粒体内膜。 （3）根据题意可知，线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸和CO2，相同光照条件下，与植物W相比，植株S保卫细胞中G酶含量较高，催化甘氨酸分解生成的CO2较多，CO2可直接进入叶绿体用于CO2的固定；气孔开度增大，从而吸收更多的CO2，故相同光照条件下，植株S叶片的净光合速率高于植株W。 （4）分析题意可知，O2浓度升高，在与CO2竞争R酶时占优势，导致R酶催化固定CO2的量减少，因此植株S的净光合速率会减小；相较于植株W，植株S保卫细胞中G酶含量高，G酶催化甘氨酸生成丝氨酸和CO2的量更多，气孔开度较大，吸收CO2多，因而植株S的净光合速率变化幅度小。 （5）①结合图示可知，图中Pn的观测指标是单位时间、单位叶面积吸收的二氧化碳量。干旱胁迫会导致水稻叶绿体中的基粒减少，因而与光反应有关的色素和酶量减少，光反应产生的ATP和NADPH减少，进而导致暗反应速率下降，因而表现为净光合速率下降，此外干旱胁迫可能会导致与暗反应有关酶合成量减少，进而影响了暗反应导致净光合速率下降。 ②实验结果显示，第6天复水与第9天复水相比，净光合速率快速上升，且有高于对照组的时段，而第9天复水效果较差，净光合速率没有明显上升，因而推测，第6天复水更有利于水稻恢复生长。 10．（2026·江苏南京·一模）高温胁迫会对黄瓜的生长发育产生不利影响，科研人员进行了相关研究。请回答下列问题： (1)图1为黄瓜部分生理过程的示意图，PSI和PSII是由________两类光合色素和蛋白质组成的复合物，吸收光后被激发放出电子（e⁻），最终从_______中夺取，电子经传递链最终与_______结合，上述过程中涉及的能量变化是_______。 (2)图1中Rubisco既可以催化_______，也可以催化C5与O2反应形成C2。高温胁迫会导致细胞内ATP和[H]过剩，活性氧爆发，氧化破坏膜结构，已知高温胁迫下黄瓜幼苗的光呼吸速率短时间内急剧增加是一种生存防御机制，据此推测光呼吸的意义是_______。 (3)科研人员对黄瓜幼苗进行了连续5天的高温胁迫，部分实验结果如图2所示。 注：Fv/Fm反映PSII最大光能转换效率；ΦPSII为光下实际光化学效率；qP值反映光合电子传递能力；NPQ值反映植物耗散过剩光能的能力。 据图2推测，高温胁迫会对黄瓜幼苗类囊体膜上的___________造成损伤，光合电子传递活性___________（填“增强”或“减弱”），耗散过剩光能的能力___________（填“增强”或“减弱”），NPQ散失的能量___________（填“能”或“不能”）转化为植物自身的生物量。 【答案】(1) 叶绿素、类胡萝卜素 H2O NADP+ 光能→（电能）→（ATP和NADPH中的）化学能 (2) C5和CO2反应形成C3 消耗过剩的ATP和[H]；减少活性氧 (3) PSII 减弱 增强 不能 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP的生成，暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。 【详解】（1）PSI和PSII是由叶绿素和类胡萝卜素两类光合色素和蛋白质组成的复合物，水在光下分解为氧气和H+，同时释放出电子(e-)，所以电子最终从H2O中夺取，电子经传递链最终与NADP+结合形成NADPH，在这个过程中，光能被吸收并转化，涉及的能量变化是光能→（电能）→（ATP和NADPH中的）化学能。 （2）由图1可知，Rubisco既可以催化C5和CO2反应形成C3，也可以催化C5与O2反应形成C2。高温胁迫下细胞内ATP和[H]过剩，活性氧爆发，氧化破坏膜结构，而光呼吸速率短时间内急剧增加是生存防御机制，推测其意义是消耗过剩的ATP和[H]，减少活性氧的产生，保护膜结构。 （3）据图2，高温处理组的Fv/Fm、ΦPSII、qP值均低于对照组，NPQ值高于对照组，Fv/Fm反映PSII最大光能转换效率，ΦPSII为光下实际光化学效率，qP值反映光合电子传递能力，所以高温胁迫会对黄瓜幼苗类囊体膜上的PSII造成损伤，光合电子传递活性减弱，NPQ值反映植物耗散过剩光能的能力，高温处理组NPQ值高，说明耗散过剩光能的能力增强，NPQ散失的能量以热能等形式散失，不能转化为植物自身的生物量。 11．（2026·江苏南京·一模）谷子是我国北方的重要作物。为探究氮肥与干旱处理对谷子生理特性的影响，研究人员进行了相关实验，在苗期和孕穗期进行不同处理，结束后测定不同生长时期根系脱落酸（ABA）含量及开花期叶片净光合速率，结果如图1、2。请回答问题： 注：①各组处理方式为：CKNo：正常水+不施氮；CKN1：正常水+施氮；W1N1：苗期干旱+施氮；W1N0：苗期干旱+不施氮；W2N1：孕穗期干旱+施氮；W2N0：孕穗期干旱+不施氮。②谷子的生长依次经历苗期、拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期、成熟期。 (1)光系统Ⅱ（PSⅡ）是类囊体膜中的一种光合作用单位，其功能是利用光能将水裂解，释放_________；干旱条件下气孔关闭，会阻碍_________（填物质）进入叶片，导致PSⅡ活性与_________循环间能量需求的不平衡，最终损伤光合结构。 (2)ABA是一种强烈响应逆境胁迫的激素。根据图1，植物在遭受水分胁迫时，ABA含量_________，从而促进根系生长，增大根系表面积和分布范围，以保证根系对_________的吸收来应对胁迫。 (3)氮是影响植物光合作用的重要因素。由图2可知，干旱处理对谷子的净光合作用的效应表现为_________，施氮后谷子净光合速率增强，综合图1、图2分析其原因，一方面是由于施氮可以增加光系统Ⅱ中_________（填物质名称）和相关蛋白质的含量，有利于光合产物的合成；另一方面是_________，加速了养分的运输，促进光合作用。 (4)PSⅡ对逆境胁迫敏感，是衡量逆境胁迫对光合器官伤害的有效指标。PHI（E₀）表示PSⅡ吸收的光能用于电子传递的效能，PHI（D0）代表吸收的光能用于热耗散的比率。推测水、氮胁迫下，PHI（E0）、PHI（D0）的变化分别为_________、_________。 【答案】(1) O2和电子 CO2 卡尔文 (2) 增加 水分和养分/水分和无机盐/水分和矿质元素 (3) 苗期干旱处理提高净光合速率、孕穗期干旱处理降低净光合速率 叶绿素 氮肥能降低ABA含量，叶片气孔开度增大，蒸腾作用增强 (4) 下降 升高 【分析】1、光合作用可以分为两个阶段，即光反应阶段和暗反应阶段，暗反应阶段也称为碳反应阶段。实际上，光反应和暗反应不仅同时进行，而且耦合在一起，共同完成光合作用过程。光反应发生在叶绿体的类囊体膜上，必须在有光的条件下才能进行。光合色素和与光反应有关的酶就分布在类体膜上。在类囊体膜上，叶绿素等光合色素吸收光能，使某些基态叶绿素分子(接受了最初由水的裂解传递而来的电子)受到激发释放电子，电子在不同的物质(电子传递体)之间传递，最后NADP+(氧化型辅酶Ⅱ)接受电子被还原成NADPH(还原型辅酶Ⅱ)，能量也由光能转换为电能，再由电能转换为化学能，储存在ATP和NADPH中。这一过程涉及水的裂解、电子传递、ATP生成和NADP+还原。在光反应中，光合色素吸收光能，水裂解释放O2、电子传递、ATP和NADPH的形成是耦合在一起的，共同完成光反应，即将太阳能最终转换为化学能并产生O2。 2、脱落酸的生理作用主要有以下方面： 促进作用：叶、花、果脱落，气孔关闭，侧芽生长，种子、芽和块茎休眠，叶片衰老，光合作用产物运向发育着的种子，种子成熟，果实产生乙烯，果实成熟。 抑制作用：种子发芽，生长素的运输，植物生长，气孔张开。 【详解】（1）在光反应中，光合色素吸收光能，水裂解释放O2和电子。电子传递、ATP和NADPH的形成是耦合在一起的，共同完成光反应。气孔是气体分子进出叶片的通道，卡尔文循环消耗光反应产生的ATP和NADPH，干旱条件下气孔关闭，会阻碍CO2进入叶片，导致PSⅡ活性与卡尔文循环间循环间能量需求的不平衡，最终损伤光合结构。 （2）据图1可知，与正常浇水组相比，植物在遭受水分胁迫时，ABA含量增加，从而促进根系生长，增大根系表面积和分布范围，以保证根系对水分和养分（无机盐、矿质元素）的吸收来应对胁迫。 （3）据图2可知，与CKNo组比，W1N0组净光合速率大，与CKNo组比，W2N0组的净光合作用速率更小，说明苗期干旱处理提高净光合速率、孕穗期干旱处理降低净光合速率。蛋白质和叶绿素含N元素，氮肥被叶肉细胞吸收后可用于合成叶绿素和蛋白质。因此，施氮肥一方面可增加光系统Ⅱ中叶绿素和蛋白质的含量，有利于光合产物的合成。据图2可知，与不施氮肥组比，施氮肥可降低ABA的含量，ABA具有抑制气孔张开的作用。因此，施氮肥另一方面可降低ABA含量，叶片气孔开度增大，蒸腾作用增强，加速了养分的运输，促进光合作用。 （4）光系统Ⅱ (PSⅡ) 在逆境胁迫条件下，如干旱和氮限制，会导致PSⅡ的功能受损，其吸收的光能用于电子传递的能力（PHI（E₀））降低，同时为了保护光合器官，植物会增加热耗散（PHI（D₀）升高），以便减轻光损伤。图中施氮和正常水处理组的谷子净光合速率较高表明，氮素供应可以提高PSⅡ的效率，从而缓解缺水、缺氮给谷子带来的伤害。 12．（2026·江苏南京·一模）常春藤叶形美丽，四季常青，花淡黄白色或淡绿白色，具有一定的观赏和药用价值。研究发现，常春藤可吸收并同化家装过程中的污染气体甲醛（HCHO），其细胞内部物质代谢及甲醛清除机制如图1所示，其中FALDH为甲醛脱氢酶，可催化甲醛（HCHO）氧化成甲酸（HCOOH）。请回答下列问题： (1)常春藤花呈淡黄白色或淡绿白色，与花色有关的色素分布在______中。图1中①是卡尔文循环，该循环涉及的能量转化是______。据图1分析，常春藤细胞净化甲醛的场所有______。 (2)为研究甲醛对叶绿体形态及功能的影响，实验小组取成熟叶研磨，获得叶绿体悬液。向叶绿体悬液中加入适当铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），发现水在光照下可以释放出O2，该实验模拟了光合作用中的_______阶段的部分物质变化，______（填“能”或“不能”）说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水。 (3)科学家研究了密闭环境下常春藤植株正常光合作用和呼吸作用，测得在不同光照强度下环境中CO2浓度随时间变化曲线，如图2所示。据图2分析弱光照组叶肉细胞的光合速率______（填“大于”“小于”或“等于”）呼吸速率，d时间内完全光照组植株实际光合速率为______ppm/s（用字母a-d表示）。 (4)为探究常春藤对不同浓度甲醛的耐受性，科研人员分别测定了可溶性糖含量的变化（见图3）、叶片气孔导度（气孔的开放程度）和甲醛脱氢酶（FALDH，甲醛代谢过程中的关键酶）活性的相对值（见图4）。 图3结果显示，经2mmol·L-1甲醛处理后细胞中可溶性糖含量较高，据图1分析可能的原因是光合作用的原料______增多有关。结果显示常春藤对低浓度甲醛具有一定的耐受性，通过以上研究，据图4推测甲醛胁迫下常春藤的抗逆机制是______。 【答案】(1) 液泡 ATP和NADPH中（活跃）的化学能转化为有机物中（稳定）的化学能 细胞质基质、叶绿体基质 (2) 光反应 不能 (3) 大于 （a-c）/d (4) CO2 降低气孔导度，减少甲醛的吸收；提高FALDH的活性，增强对甲醛的代谢能力 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP的生成，暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。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。 【详解】（1）与花色有关的色素（如花青素）主要分布在植物细胞的液泡（细胞液）中。卡尔文循环（暗反应）包括二氧化碳的固定和C3还原过程，该过程中能量变化是光反应产生的ATP、NADPH中的活跃化学能，转化为有机物（如糖类）中的稳定化学能。据图 1可知，甲醛（HCHO）先在细胞质基质中被 FALDH 催化为甲酸（HCOOH），后续甲酸参与叶绿体基质中的卡尔文循环，故净化甲醛的场所是细胞质基质、叶绿体基质。 （2）实验中 “水在光照下释放 O₂”，模拟的是光合作用光反应阶段（光反应中H₂O光解产生O₂），该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也没有直接观察到元素的转移，虽然有氧气产生，但不确定氧气中的氧元素具体来源，不能说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水。 （3）根据图2可知，弱光组光合作用速率等于呼吸作用速率，由于植株存在不能进行光合作用的细胞，所以弱光照组叶肉细胞的光合速率大于它的呼吸速率，d时间内呼吸作用释放二氧化碳量为（a-b），净光合作用吸收的二氧化碳量为b-c，d时间内完全光照组植株的平均实际光合速率（总光合作用速率）=呼吸作用速率+净光合作用速率=（a-b）/d+（b-c）/d=（a-c）/dppm/s。 （4）二氧化碳是暗反应的原料，图3结果显示，经2mmol·L-1甲醛处理后细胞中可溶性糖含量较高，据图1分析可能的原因是光合作用的原料二氧化碳增多有关；气孔是气体等进出细胞的通道，常春藤对低浓度甲醛具有一定的耐受性的机制是降低气孔导度，减少甲醛的吸收；提高FALDH（甲醛代谢过程中的关键酶）的活性，增强对甲醛的代谢能力。 呼吸作用 考点2 一、单选题 1．（2026·江苏南京·一模）制作面包时，向面粉中加入水和酵母菌揉成面团后，还需经过一段时间的发酵才可进行后续操作。最初，酵母菌快速增殖，CO2释放量与O2吸收量的比值（RQ）接近1，下列叙述正确的是（　　） A．酵母菌进行有氧呼吸时，细胞质基质中产生的CO2使面包蓬松 B．发酵时间相同时，与夏天相比，冬天制作的面包更加蓬松 C．发酵初期RQ接近1，酵母菌主要通过有氧呼吸产生ATP D．若RQ＞1，则制作的面包可能因无氧呼吸产生乳酸而发酸 【答案】C 【详解】A、酵母菌进行有氧呼吸时，CO2的产生场所是线粒体基质，A错误； B、发酵时间相同时，与冬天相比，夏天制作的面包更加蓬松，因为夏天温度高，酵母菌细胞呼吸旺盛，产生的CO2更多，B错误； C、发酵初期RQ接近1，即CO2释放量与O2的吸收量大体相等，所以酵母菌主要进行有氧呼吸产生ATP，C正确； D、酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和CO2，D错误。 故选C。 2．（2026·江苏南京·一模）柠檬酸循环（TCA循环）是糖类、脂肪等物质分解代谢的最终共同途径，如图所示，下列叙述正确的是（　　） A．TCA循环的场所是细胞质基质 B．TCA循环的底物是丙酮酸和脂肪酸 C．TCA循环释放的能量大多用于ATP合成 D．TCA循环是糖类、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽 【答案】D 【详解】A、TCA循环（柠檬酸循环）的场所是线粒体基质，而不是细胞质基质，A错误； B、由图可知，TCA循环的底物是乙酰CoA，并非丙酮酸和脂肪酸，B错误； C、TCA循环释放的能量大多以热能形式散失，只有少部分用于ATP合成，C错误； D、因为TCA循环是糖类、脂肪等物质分解代谢的最终共同途径，所以它是糖类、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽，D正确。 故选D。 3．（2026·江苏南京·一模）“结构与功能相适应”是生物学基本观点。下列叙述正确的是（　　） A．哺乳动物成熟红细胞有较多核糖体，用于不断合成血红蛋白 B．内质网膜与核膜、细胞膜直接相连有利于物质的运输 C．小肠上皮细胞膜上有较多的转运蛋白，有利于细胞间的信息交流 D．线粒体的内膜折叠形成嵴，有利于附着更多催化分解葡萄糖的酶 【答案】B 【详解】A、哺乳动物成熟红细胞无核糖体，其血红蛋白在早期发育阶段合成，成熟后不再合成，A错误； B、内质网膜与核膜、细胞膜直接相连，便于蛋白质、脂质等物质的运输和交换，B正确； C、小肠上皮细胞膜上的转运蛋白主要参与物质运输，而细胞间信息交流功能主要由糖蛋白承担，C错误； D、线粒体内膜折叠形成嵴可增大膜面积，有利于附着更多有氧呼吸第三阶段的酶，而葡萄糖分解发生在细胞质基质，D错误。 故选B。 4．（2026·江苏南通·一模）山楂果酸甜可口，用山楂果酿造的山楂醋果香鲜爽，其生产流程是先生产山楂酒再生产山楂醋。相关叙述错误的是（　　） A．接种酵母菌时，应优先选择耐酸型酵母 B．发酵产酒阶段，温度应控制在18-30℃且需及时排气 C．接种醋酸菌时，若山楂酒的酒精浓度过高，则需稀释后再接种 D．发酵产醋阶段，酒精和氧气在线粒体内膜上反应生成醋酸 【答案】D 【详解】A、山楂果含有机酸，pH较低，选择耐酸型酵母菌可保证其在酸性环境中正常发酵产酒，A正确； B、酵母菌酒精发酵的最适温度为18-30℃，发酵过程中产生CO₂需及时排气（如拧松瓶盖）防止装置爆裂，B正确； C、醋酸菌对酒精浓度敏感，过高酒精会抑制其生长，稀释山楂酒可降低酒精浓度以利于醋酸发酵，C正确； D、醋酸菌为原核生物，无线粒体，D错误。 故选D。 5．（2026·江苏南京·一模）剧烈运动时，肌细胞中葡萄糖氧化分解产生NADH的速率超过呼吸链消耗NADH的速率，此时NADH可以将丙酮酸还原为乳酸。乳酸随血液进入肝细胞后转化为葡萄糖，又回到血液，可供肌肉运动所需，该过程称为乳酸循环。下列叙述正确的是（   ） A．剧烈运动时，肌糖原可分解成葡萄糖来补充血糖 B．丙酮酸还原成乳酸时产生的能量用于合成少量ATP C．丙酮酸还原成乳酸使NADH再生，以保证葡萄糖氧化分解的正常进行 D．乳酸循环能避免乳酸损失导致的物质和能量浪费及乳酸堆积引起的酸中毒 【答案】D 【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、肌糖原不会分解补充血糖，A错误； B、丙酮酸还原成乳酸是无氧呼吸第二阶段，该阶段没有ATP产生，B错误； C、依题意，丙酮酸还原为乳酸时消耗NADH，生成NAD+，以保证葡萄糖氧化分解的正常进行，C错误； D、依题意，当产生NADH的速率超过呼吸链消耗NADH的速率时，NADH可以将丙酮酸还原为乳酸，乳酸可通过转化为葡萄糖重新进行入循环，这种机制能避免乳酸损失导致的物质能量浪费及乳酸堆积导致的酸中毒，D正确。 故选D。 二、多选题 6．（2026·江苏南京·一模）金鱼骨骼肌细胞呼吸的生理机制如下图所示。下列有关金鱼骨骼肌细胞呼吸的叙述，错误的是（　　） A．无氧呼吸的场所可以是细胞质基质和线粒体 B．过程①和⑥均能释放少量能量生成少量ATP C．过程⑤和⑥均能消耗NADPH同时产生NADP+ D．该生理机制可以避免金鱼因乳酸积累而中毒 【答案】BC 【详解】A、无氧呼吸的场所通常是细胞质基质，但从图中能看到金鱼骨骼肌细胞在无氧条件下，线粒体中也会进行相关的无氧呼吸过程，所以无氧呼吸的场所可以是细胞质基质和线粒体，A正确； B、过程①是其他组织细胞无氧呼吸产生乳酸的过程，无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量生成少量ATP；过程⑥是金鱼骨骼肌细胞线粒体中与无氧呼吸相关的过程，该过程不释放能量生成ATP，B错误； C、细胞呼吸过程中，消耗的是 NADH（还原型辅酶Ⅰ），产生 NAD+，而非 NADPH（主要参与光合作用等过程），C错误； D、金鱼骨骼肌细胞可通过产生乙醇的方式，避免乳酸积累而中毒，该生理机制保障了金鱼的正常生命活动，D正确。 故选BC。 光合作用和呼吸作用综合 考点3 一、单选题 1．（2026·江苏南通·一模）在塑料大棚中种植西瓜时，相关处理措施及其目的叙述错误的是（　　） A．注意合理密植，有利于提高西瓜品质和产量 B．白天适当提高温度，有利于提高光合速率、降低呼吸速率 C．摘除多余蔓枝，减少枝叶徒长，有利于养分供给果实 D．花期人工辅助授粉，有利于提高坐果率 【答案】B 【详解】A、合理密植可充分利用光照和空间资源，提高光能利用率，减少因过度遮阴导致的呼吸消耗，从而提升光合产物积累，提高品质和产量，A正确； B、白天适当升温可提高光合作用相关酶的活性，促进光反应与暗反应，提高光合速率；但温度升高会增强呼吸作用相关酶的活性，使呼吸速率上升而非降低（呼吸速率在适宜范围内随温度升高而加快），B错误； C、摘除多余蔓枝可减少营养器官（枝叶）对无机盐、水分及有机养分的竞争性消耗，使光合产物更多供给果实发育，C正确； D、人工辅助授粉可弥补大棚内传粉媒介（如昆虫）的不足，确保花粉落到柱头完成受精，形成种子并促进果实发育，提高坐果率，D正确； 故选B。 2．（2026·江苏南京·一模）如图表示绿色植物叶肉细胞内某些生理过程，其中a、b、c表示物质，①~⑤表示生理过程。下列相关叙述错误的是（    ） A．①②表示光合作用过程，③④⑤表示有氧呼吸过程 B．a表示O2，b表示CO2，c表示乳酸 C．过程①产生的NADPH与过程④产生的[H]不是同一物质 D．绿色植物的部分细胞发生以上过程 【答案】B 【详解】A、据图可知，①和②是光反应和暗反应阶段，表示光合作用过程；③是有氧呼吸第一阶段，④为有氧呼吸第二阶段，⑤有氧呼吸第三阶段，③④⑤表示有氧呼吸过程，A正确； B、据图可知，a是水光解产物，可释放到细胞外，表示氧气，b可与C5结合生成C3，表示二氧化碳；c是呼吸作用第一阶段的产物，表示丙酮酸，B错误； C、①过程产生的NADPH与④过程产生的[H]不是同一物质，后者是NADH，C正确； D、上述过程包括光合作用和呼吸作用，并非绿色植物的所有细胞都能发生以上过程，如根尖细胞不能进行光合作用，D正确。 故选B。 3．（2026·江苏南京·一模）下图是植物叶肉细胞内光能转化、储存和利用的部分途径。下列叙述中正确的是(　　) A．①过程的场所为叶绿体内膜 B．②过程ATP释放的能量部分转化为热能 C．除ATP外，③过程还需[H] D．④过程只在有氧状态下能发生，而无氧状态下不能发生 【答案】D 【分析】分析图形：①为光合作用光反应阶段、②为光合作用暗反应阶段、③为呼吸作用第一阶段、④为有氧呼吸二三阶段。 【详解】A、①过程是光反应，场所为叶绿体中类囊体薄膜，A错误； B、②过程是暗反应，ATP释放的能量全部储存到有机物中，B错误； C、③过程是细胞呼吸第一阶段，还产生ATP与[H]，C错误； D、④为有氧呼吸二、三阶段，只在有氧状态下能发生氧化分解释放能量，而无氧状态下不能发生，无氧呼吸的第二阶段不产生能量，D正确。 故选D。 二、非选择题 4．（2026·江苏南京·一模）如图1是发生在番茄叶绿体内的光反应机制，其中PSⅠ和PSⅡ表示光系统Ⅰ和光系统Ⅱ；图2表示番茄细胞合成番茄红素等代谢过程，番茄红素为脂溶性物质，积累在细胞内的脂滴中。请回答下列问题： (1)图1能完成水光解的结构是___（选填“光系统Ⅰ”或“光系统Ⅱ”）。电子（e-）由水释放出来后，经过一系列的传递体形成电子流，电子的最终受体是___。伴随着e-的传递，H+通过___方式从叶绿体基质转运至类囊体腔积累，形成一定的H+梯度，驱动ATP合成，最终实现光能转换为___。 (2)如图2所示，番茄细胞进行有氧呼吸时，第一阶段产生的物质X为___，物质X可跨膜转运至线粒体基质，在酶的催化下形成乙酰CoA，再参与柠檬酸循环，柠檬酸循环过程___（选填“需要”或“不需要”）氧气参与。科研人员利用转基因技术改造番茄植株，使有关酶过度表达从而提高番茄红素积累量。据图2分析，转基因植株细胞过度表达的酶发挥作用的位置应为___（选填“细胞质基质”或“线粒体基质”），功能应是将图中物质X更多地转化为___。 (3)PSⅡ是一种光合色素和蛋白质的复合体，D1蛋白是PSⅡ的核心蛋白。研究发现亚高温强光（HH）条件下，过剩的光能会损伤D1蛋白，进而影响植物的光合作用。为研究亚高温强光（HH）对番茄光合作用的影响，研究人员对番茄进行不同条件处理，实验结果如图3所示。据图可知，HH条件下，过剩光能产生的原因不是气孔因素引起的，理由是___；而是由于___，使C3的合成速率下降，导致光反应产物积累，进而使光能转化效率降低而造成光能过剩，对植物造成危害。 (4)研究发现，D1蛋白周转（D1蛋白更新合成）和叶黄素循环（几种叶黄素在不同条件下的转化）是植物应对高温高光强条件的重要保护机制。研究人员利用番茄植株进行了四组处理：A组在适宜温度和光照强度下培养，B组用H2O处理，C组用叶黄素循环抑制剂（DTT）处理，D组用D1蛋白周转抑制剂（SM）处理，其中B、C、D三组均置于HH条件下培养，结果如图4所示。据图分析，在HH条件下，D1蛋白周转比叶黄素循环对番茄植株的保护作用___（选填“强”或“弱”），理由是___。 【答案】(1) 光系统Ⅱ NADP+ 主动运输 NADPH和ATP中活跃的化学能 (2) 丙酮酸 不需要 细胞质基质 番茄红素 (3) 气孔开度降低，但胞间CO2浓度却升高 RuBP羧化酶活性下降 (4) 强 与对照组相比，C组和D组番茄光合效率下降，且D组下降得更多 【分析】光合作用过程：①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；②暗反应场所在叶绿体的基质，发生CO2的固定和C3的还原，消耗ATP和NADPH。 【详解】（1）从图中可以看出，光系统Ⅱ可以将水光解，光合作用过程中，接受电子的是NADP+，伴随着e-的传递，H+通过主动运输方式从叶绿体基质转运至类囊体腔积累，光反应过程中接受的能量转化为活跃的化学能储存在ATP和NADPH中。 （2）有氧呼吸第一阶段的产物X是丙酮酸，丙酮酸可进入线粒体基质参与有氧呼吸第二阶段；柠檬酸循环是将丙酮酸分解为乙酰辅酶A，而氧气参与有氧呼吸第三阶段和[H]生成水，所以柠檬酸循环不需要氧气参与；若想使番茄红素积累，需要提高合成番茄红素酶的量，该酶在细胞质基质发挥作用，将物质X更多的转化成番茄红素和甘油三酯。 （3）为研究亚高温高光对番茄光合作用的影响，实验的自变量是温度和光照强度，表中数据显示亚高温高光组与对照组相比，气孔导度下降，但胞间CO2浓度却上升，说明过剩光能产生的原因不是气孔因素引起的。从图3中可以看出，Rubp羧化酶的活性降低，该酶可以催化CO2固定，所以C3的合成速率下降。 （4）据图可知，与对照比，SM和DTT处理下番茄光合效率下降，且SM处理组下降得更多，因此在HH条件下，D1蛋白周转比叶黄素循环对番茄植株的保护作用更强。 试卷第1页，共3页 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 光合作用、呼吸作用 光合作用 考点1 一、单选题 1.B 2.D 3.C 4.C 二、非选择题 5. (1) 维持渗透压平衡，保持叶绿体形态；光照；反应有颜色变化，便于观察 (2) NADP+；水分解产H+、PQ运输H+、合成NADPH消耗H+；疏水性；运输 (3) 无CO₂无法进行暗反应，NADP+更新不足；未排除其他物质干扰，未直接追踪氧元素转移 6. (1) 上清液；10000 (2) 密度梯度离心；两者密度不同，在密度梯度介质中位置不同 (3) 含藻蓝蛋白，拓宽吸收光谱；缺少合成NADPH的酶等条件 (4) 22.5 (5) ① 酶1催化过程①快速消耗NADPH；物质1积累抑制过程① ② 曲线：先持续下降，再平稳，再继续下降 7. (1) c、e；色素溶于无水乙醇等有机溶剂；C3升高、C5下降；线粒体内膜 (2) BP-3浓度、时间、有无光照；净光合放氧速率、呼吸耗氧速率 (3) 不断下降；基本不变；大于；更重 8. (1) CO₂的固定；ATP和NADPH (2) 叶绿体、线粒体；减少；光呼吸消耗C5，使CO₂固定减弱，有机物合成减少 (3) 释放CO₂供光合、提高细胞液浓度使气孔开度增大 (4) G酶表达量仅在保卫细胞中降低；净光合速率；植株T＜野生型＜植株S 9. (1) 光反应阶段；叶绿素（叶绿素a和叶绿素b） (2) 叶绿体基质、线粒体内膜 (3) 气孔开度大、G酶产CO₂多 (4) 减小；O₂与CO₂竞争R酶，消耗C5；小 (5) ① 基粒减少→光反应弱→ATP/NADPH少→暗反应弱；② 第6天复水净光合速率回升更快，且能超对照 10. (1) 叶绿素、类胡萝卜素；H₂O；NADP+；光能→电能→ATP和NADPH中化学能 (2) C5与CO₂形成C3；消耗过剩ATP和[H]，减少活性氧 (3) PSII；减弱；增强；不能 11. (1) O₂和电子；CO₂；卡尔文 (2) 增加；水分和无机盐（养分） (3) 苗期干旱升、孕穗期干旱降；叶绿素；氮肥降ABA，气孔开度大，蒸腾强 (4) 下降；升高 12. (1) 液泡；活跃化学能→稳定化学能；细胞质基质、叶绿体基质 (2) 光反应；不能 (3) 大于；(a−c)/d (4) CO₂；降低气孔导度、提高FALDH活性 呼吸作用 考点2 一、单选题 1.C 2.D 3.B 4.D 5.D 二、多选题 6.BC 光合作用和呼吸作用综合 考点3 1.B 2.B 3.D 二、非选择题 4. (1) 光系统Ⅱ；NADP+；主动运输；NADPH和ATP中活跃化学能 (2) 丙酮酸；不需要；细胞质基质；番茄红素 (3) 气孔开度降但胞间CO₂升；RuBP羧化酶活性下降 (4) 强；D组（抑制D1周转）比C组（抑制叶黄素循环）光合效率下降更多 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $