大单元2 层级2 二轮核心 精研专攻（课件PPT）-【满分思维】2026年高考二轮专题复习·生物学

层级二　二轮核心•精研专攻 【单元网络构建】 RNA 降低化学反应的活化能 C、H、O、N、P ATP和NADPH中的化学能 (CH2O)中的化学能 突破点1　运用“对照”和“变量”思维解答酶类实验题 【高考命题预测】 高考试题对这部分内容以选择题形式考查为主,注重生活与科研情境的融合,强化实验变量分析、数据解读及跨学科整合能力。需重点关注酶的催化功能及酶的特性、酶活性调控及创新情境应用。试题可能引入前沿研究,要求学生迁移核心概念,体现科学思维与探究能力。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 聚焦1酶的抑制剂与酶促反应速率 【练真题　明方向】 1.(2025·四川卷)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.2 h时,三组中500 g/L D-果糖组产物量最高 D 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 解析 该实验是在最适反应条件下进行的,升高反应温度会使酶Y的活性降低,从而降低D-果糖转化率,A项错误。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D-果糖的转化率高就说明酶Y的活性强,B项错误。Co2+可协助酶Y催化该化学反应,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项错误。转化率=产物量/底物量×100%,2 h时,500 g/L D-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项正确。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 2.(2025·江苏卷)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2 mL淀粉溶液 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL蔗糖溶液 ② 加入2 mL淀粉酶溶液 加入2 mL蒸馏水 ? ③ 60 ℃水浴加热,然后各加入2 mL斐林试剂,再60 ℃水浴加热 A.丙组步骤②应加入2 mL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 C 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 解析 本题是要探究淀粉酶的专一性,故丙组步骤②应加入2 mL淀粉酶溶液,与甲组形成以底物(淀粉、蔗糖)为变量的对照,加入蔗糖酶溶液无法探究淀粉酶的专一性,A项不合理。第一次60 ℃水浴加热是为淀粉酶提供适宜的反应温度,第二次60 ℃水浴加热是为斐林试剂与还原糖反应提供条件,B项不合理。乙组加淀粉溶液和蒸馏水,可作为对照,根据其结果能判断淀粉溶液中是否含有还原糖(若乙组出现砖红色沉淀,则说明淀粉溶液本身含有还原糖;反之则无),C项合理。甲组淀粉酶催化淀粉水解产生还原糖,会出现砖红色沉淀;丙组淀粉酶不能催化蔗糖水解(淀粉酶的专一性),不会出现砖红色沉淀,D项不合理。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 【情境链接】 1.酶的抑制剂和激活剂 有机溶剂、重金属离子、酶激活剂和酶抑制剂等也会影响酶的活性。酶激活剂是指某些物质可以改变无活性的酶前体,使之成为有活性的酶,或加快某种酶促反应速率产生酶激活作用。多种金属离子可以作为某些酶的激活剂,如镁离子(Mg2+)能激活磷酸酯酶,氯离子(Cl-)能激活α-淀粉酶等。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 2.酶促反应速率与酶、底物的关系 Km是达到最大反应速率一半时的底物浓度,Km值反映的是酶对底物的亲和力:Km越小,说明在较低的底物浓度下就可以达到酶促反应速率的一半,即酶对底物的亲和力高;反之则低。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 [命题设计] (1)竞争性抑制剂对酶促反应的最大反应速率　　　(填“有”或“没有”)影响,Km会　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。  (2)下图表示相同酶溶液分别在无抑制剂、竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂条件下,酶促反应速率随底物浓度变化的情况。则　　　　　为无抑制剂条件下底物浓度与反应速率的关系,乙组反应体系中加入了　　　　抑制剂,丙组反应体系中加入了　　　　　抑制剂。  没有 增大 甲组 竞争性 非竞争性 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 (3)某物质X为淀粉酶抑制剂。结合情境链接中的1,为探究其是竞争性抑制剂还是非竞争性抑制剂,某同学设计了如下实验。预期实验结果:若　　　　 　　　,则物质X为竞争性抑制剂;若　 　　　　　　,则物质X为非竞争性抑制剂。  组别 实验处理 实验结果 甲组 足量的淀粉溶液+淀粉酶 分别测定各酶促反应速率 乙组 足量的淀粉溶液+淀粉酶+物质X 甲组和乙组的最大反应速率大致相同 甲组反应速率大于乙组 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 【练模拟　拓角度】 3.酶抑制剂能降低酶的活性,主要有竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂两大类。图1表示两种抑制剂的作用机理;图2为最适温度下的酶促反应曲线,Km表示最大反应速率(Vmax)一半时的底物浓度。下列相关说法错误的是(　　) 图1 图2 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 A.酶的合成场所是核糖体,形成过程中脱去水分子 B.竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增加底物浓度而解除 C.加入非竞争性抑制剂会使Vmax降低,Km值不变 D.Km值越小,酶与底物亲和力越高 答案 A　 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 解析 酶的化学本质为蛋白质或RNA,蛋白质类酶的合成场所是核糖体,形成过程中脱去水分子,而RNA类酶的合成场所不是核糖体,A项错误。竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增加底物浓度而解除,因为可以增大底物与酶的接触概率,B项正确。非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位结合,改变酶的构象,使酶的催化活性降低甚至丧失,即使底物能与酶结合,也无法得到产物,高浓度的底物不能使这种抑制作用逆转,故加入非竞争性抑制剂会使Vmax降低,Km值不变,C项正确。Km值越小,说明在底物浓度较低时就达到了Vmax,说明酶与底物亲和力高,D项正确。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 聚焦2围绕酶的活性考查酶的实验设计与分析 【练真题　明方向】 4.(2025·浙江卷)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 50 min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.第3组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4~6 min D.若实验后再将第5组放置在57 ℃的环境中,则滤液变澄清时间为6 min B 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 解析 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,蛋白质水解速度越快,澄清时间越短,A项错误。第3组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项正确。若实验温度为52 ℃,该温度介于47 ℃(滤液变澄清时间为4 min)和57 ℃(滤液变澄清时间为6 min)之间,此时酶活性可能高于47 ℃时,时间可能小于4 min,C项错误。第5组蛋白酶已经失活,实验后再将第5组放置在57 ℃的环境中,滤液也不会变澄清,D项错误。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 5.(2024·广东卷)现有一种天然多糖降解酶,其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链,并评价其催化活性,部分结果见下表。关于各段序列的生物学功能,下列分析错误的是(　　) 肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物 W1 W2 S1 S2 Ce5-Ay3-Bi-CB + +++ ++ +++ Ce5 + ++ - - Ay3-Bi-CB - - ++ +++ Ay3 - - +++ ++ Bi - - - - CB - - - - 注:-表示无活性,+表示有活性,+越多表示活性越强。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 A.Ay3与Ce5催化功能不同,但可能存在相互影响 B.Bi无催化活性,但可判断与Ay3的催化专一性有关 C.该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关 D.无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关 答案 B　 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 解析 由题表可知,Ce5催化纤维素类底物发生降解,Ay3催化褐藻酸类底物发生降解,故Ay3与Ce5催化功能不同,Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比,缺少Ce5后,就不能催化纤维素类底物发生降解,当Ay3与Ce5同时存在时能催化纤维素类底物发生降解,所以Ay3与Ce5可能存在相互影响,A项正确。由题表可知,不论是否与Bi结合,Ay3均可以催化S1和S2发生降解,说明Bi与Ay3的催化专一性无关,B项错误。由题表可知,Ay3-Bi-CB和Ce5-Ay3-Bi-CB催化褐藻酸类底物的活性相同,说明该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关,C项正确。要判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关,还需要检测Ce5-Ay3-Bi肽链的活性,D项正确。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 【归纳拓展】 1.探究酶作用和特性的相关实验设计分析 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 2.有关酶的验证、探究或评价性实验题解题策略 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 【练模拟　拓角度】 6.(2025·广东珠海一模)为探究金属离子对纤维素酶活性的影响,某研究小组将无机盐与酶以不同比例均匀混合,测定酶活力(见表)。下列分析正确的是(　　) 组别 蒸馏水 MnCl2 MgCl2 CuCl2 1∶10 1∶2 1∶10 1∶2 1∶10 1∶2 酶活力/(U·g-1) 1 000 1 225 1 435 1 000 1 048 957 902 注:U/g为酶活力单位,值越大代表酶活性越高。 A.MnCl2能提高该实验化学反应的活化能 B.CuCl2浓度增加使其对酶活力的激活作用减弱 C.该实验表明Cl-对纤维素酶的活力无影响 D.金属离子与酶结合后可能改变了酶的空间结构 D 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 解析 酶的作用是降低化学反应的活化能,而不是提高活化能,MnCl2处理后酶活力比蒸馏水组高,说明MnCl2增强了纤维素酶活性,更有利于降低该实验化学反应的活化能,A项错误。从表格数据看,CuCl2比例为1∶10时酶活力为957 U/g,与蒸馏水组相比,说明CuCl2降低了酶活性,CuCl2比例为1∶2时酶活力为902 U/g,即CuCl2浓度增加,酶活力降低,说明其对酶活力是抑制作用且增强,而不是激活作用减弱,B项错误。表格中各实验组都含有Cl-,但酶活力不同,不能说明Cl-对纤维素酶的活力无影响,C项错误。金属离子与酶结合后,酶活力发生变化,很可能是改变了酶的空间结构,从而影响酶活性,D项正确。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 突破点2　运用“物质与能量观”分析光合作用与细胞呼吸过程(电子传递链) 【高考命题预测】 细胞呼吸和光合作用的原理和过程一直是高考的高频考点,细胞呼吸主要考查细胞呼吸方式的判定、有氧呼吸和无氧呼吸过程中的物质和能量变化等。对光合作用过程的考查通常以过程图为背景,考查光合作用的场所、物质变化和能量变化,新教材有关光合作用光反应的内容明确提出了电子传递与NADPH的形成关系,近几年的高考试题多以光反应中光系统与电子传递链为考查载体进行考查。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 聚焦1细胞呼吸过程与有氧呼吸电子传递链 【练真题　明方向】 1.(2025·河南卷)甜菜是我国重要的经济作物之一,根中含有大量的糖分。研究表明呼吸代谢可影响甜菜块根的生长,其中酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能,该酶活性与甜菜根重呈正相关。下列叙述正确的是(　　) A.酶Ⅰ主要分布在线粒体内膜上,催化的反应需要消耗氧气 B.低温抑制酶Ⅰ的活性,进而影响二氧化碳和NADH的生成速率 C.酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段是有氧呼吸中生成ATP最多的阶段 D.呼吸作用会消耗糖分,因此在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会增加甜菜产量 B 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 解析 酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能,故酶Ⅰ主要分布在线粒体基质中,催化的反应不需要消耗氧气,需要消耗水和丙酮酸,A项错误。有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和NADH,故低温抑制酶Ⅰ的活性,有氧呼吸的第二阶段减慢,进而影响二氧化碳和NADH的生成速率,B项正确。有氧呼吸中生成ATP最多的是第三阶段,C项错误。在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会抑制有氧呼吸,使生成的ATP减少,细胞生长发育活动受抑制,会减少甜菜产量,D项错误。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 2.(2025·河北卷改编)玉米T蛋白可影响线粒体内与呼吸作用相关的多种酶,T蛋白缺失还会造成线粒体内膜受损。针对T基因缺失突变体和野生型玉米胚乳,研究者检测了其线粒体中有氧呼吸中间产物和细胞质基质中无氧呼吸产物乳酸的含量,结果如图。下列分析不正确的是(　　) A.线粒体中的[H]可来自细胞质基质 B.突变体中有氧呼吸的第二阶段增强 C.突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻 D.突变体有氧呼吸强度的变化可导致无氧呼吸的增强 B 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 解析 有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行,产生的[H]可进入线粒体参与后续反应,所以线粒体中的[H]可来自细胞质基质,A项正确。有氧呼吸第二阶段在线粒体基质内进行,该过程发生丙酮酸的分解,突变体线粒体中丙酮酸的含量高于野生型,说明有氧呼吸第二阶段受抑制,B项错误。T蛋白缺失使线粒体内膜受损,线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段进行的场所,故突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻,C项正确。突变体的有氧呼吸因内膜受损等受影响,导致供能不足,且由题图可知,突变体无氧呼吸产物乳酸含量明显升高,说明突变体的无氧呼吸增强,D项正确。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 3.(2024·安徽卷)细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应,磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶。细胞中ATP减少时,ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时,两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性,进而调节细胞呼吸速率,以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是(　　) A.在细胞质基质中,PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等 B.PFK1与ATP结合后,酶的空间结构发生改变而变性失活 C.ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于正反馈调节 D.运动时肌细胞中AMP与PFK1结合增多,细胞呼吸速率加快 D 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 解析 细胞呼吸第一阶段葡萄糖最终分解为丙酮酸,包含一系列酶促反应即需要多种酶参与,而磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶,根据酶的名称可判断PFK1的作用对象不是葡萄糖,A项错误。由题意可知,当ATP/AMP浓度比变化时,两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性,进而调节细胞呼吸速率,以保证细胞中能量的供求平衡,说明PFK1与ATP结合后,酶的空间结构发生改变但还具有活性,B项错误。当ATP/AMP浓度比较高时,促进ATP与PFK1结合,改变酶活性,抑制细胞呼吸;当ATP/AMP浓度比较低时,会解除酶抑制,促进细胞呼吸。因此,ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于负反馈调节,C项错误。运动时肌细胞消耗ATP增多,细胞中ATP减少,ADP和AMP会增多,从而导致AMP与PFK1结合增多,细胞呼吸速率加快,细胞中ATP含量增多,从而维持能量供应,D项正确。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 【情境链接】 在线粒体内膜上存在着呼吸链,呼吸链是由一组递氢和递电子复合物组成,其中复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ都能利用电子传递所释放的能量将线粒体基质中的H+转移到膜间隙。 据图回答下列问题。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 [命题设计] (1)在细胞呼吸中,NADH来源于　　 　　(细胞结构),NADH被氧化的过程中产生电子,电子的最终受体是　　　　　。  (2)图中H+进入线粒体内外膜间隙的方式是　　　　　　,能量来源是　　　　　　。  (3)据图分析,线粒体内膜两侧H+的浓度差是如何维持的? 细胞质基质、线粒体基质 氧气 主动运输 电能 复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ对H+的主动运输;有氧呼吸第三阶段消耗H+;线粒体内膜对H+高度不通透,H+仅能通过ATP合酶或特定转运蛋白顺浓度梯度回流至线粒体基质。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 (4)影响氧化磷酸化的因素 ①ATP/ADP表示体内能量状态,推测当ATP含量高时氧化磷酸化的速率会　　　　　　　。  ②2,4-二硝基酚(DNP)为脂溶性物质,可携带H+自由穿梭线粒体内膜,通过 　　　　　　　　减少ATP合成。DNP曾被不良商家作为减肥药售卖,其减肥的机理是　  　,  使用DNP减肥可能会对人体产生的危害有   　。  下降 降低H+电化学梯度　 服用DNP后,细胞需要通过消耗更多的葡萄糖以维持ATP的浓度 导致细胞供能不足、体温过高等问题　 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 ③甲状腺激素通过两种机制影响氧化磷酸化和产热,一是促进钠泵表达,提高ADP浓度,从而　　　　　(填“提高”或“降低”)氧化磷酸化;二是诱导解偶联蛋白基因表达,令氧化磷酸化的能量更多以热能形式散失,________　　　　(填“提高”或“降低”)ATP产生量。总的来说,甲状腺激素能同时促进氧化释能与产热比例,导致基础代谢提高。所以,甲亢患者体重较　　　　,体温较　　　　。  提高 降低 轻 高 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 【练模拟　拓角度】 4.(2025·重庆模拟)有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行(如图甲),叠氮化物可抑制电子传递给氧;2,4-二硝基酚(DNP)使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶。将完整的离体线粒体放在缓冲液中进行实验,在不同的时间加入丙酮酸、ADP+Pi、叠氮化物、DNP中的一种,测定消耗的O2量和合成的ATP量,结果如图乙,①②表示生理过程。下列说法正确的是(　　) 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 甲 乙 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 A.线粒体基质中的NADH全部来自丙酮酸的氧化分解 B.物质x是丙酮酸,①②过程均发生在线粒体内膜上 C.物质y是叠氮化物,影响水的生成,不影响ATP的合成 D.物质z是DNP,使线粒体中氧化释放的能量转移到ATP的比例减少 答案 D　 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 解析 线粒体基质中的NADH除了来自丙酮酸的氧化分解,葡萄糖分解为丙酮酸的过程也会产生NADH,A项错误。物质x是丙酮酸,过程①消耗的O2量处于较低水平,且相对稳定,属于有氧呼吸第二阶段,发生在线粒体基质中,过程②消耗的O2量增加,属于有氧呼吸第三阶段,发生在线粒体内膜上,B项错误。物质y是叠氮化物,叠氮化物可抑制电子传递给氧,影响水的生成,同时也会影响ATP的合成,因为有氧呼吸第三阶段产生大量ATP,C项错误。细胞呼吸释放的能量一部分用于合成ATP,另一部分以热能的形式散失,物质z是DNP,据图乙可知,加入该物质后,消耗的O2量增加,可知细胞呼吸产生的总能量增多,而合成的ATP量减少,即线粒体中氧化释放的能量转移到ATP的比例减少,D项正确。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 聚焦2光合作用过程及光系统 【练真题　明方向】 5.(2025·黑吉辽蒙卷)黑暗条件下,叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi的过程示意图如下。其他条件均适宜,下列叙述正确的是(　　) A.ATP、ADP和Pi通过NTT时,无需与NTT结合 B.NTT转运ATP、ADP和Pi的方式为主动运输 C.图中进入叶绿体基质的ATP均由线粒体产生 D.光照充足,NTT运出ADP的数量会减少甚至停止 D 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 解析 载体蛋白运输物质时,需与被运输物质结合,A项错误。NTT顺浓度梯度运输物质,运输方式属于协助扩散,B项错误。黑暗条件下,叶绿体不能进行光反应产生ATP,进入叶绿体基质的ATP主要由线粒体产生,细胞质基质是有氧呼吸第一阶段的场所,也可提供少量ATP,C项错误。光照充足时,叶绿体光反应产生ATP,叶绿体基质内ATP增多、ADP减少,NTT顺浓度梯度运出ADP的数量会减少甚至停止,D项正确。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 6.(2025·山东卷节选)高光强环境下,植物光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤,引起光合作用强度下降。植物进化出的多种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长,其部分光合过程如图所示。 注: 表示电子的传递路径;Y、Z表示光合色素分子。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 (1)叶绿体膜的基本支架是　 　　　　　;叶绿体中含有许多由类囊体组成的　　　　　　,扩展了受光面积。  (2)据图分析,生成NADPH所需的电子源自于　　　　　　。采用同位素示踪法可追踪物质的去向,用含3H2O的溶液培养该绿藻一段时间后,以其光合产物葡萄糖为原料进行有氧呼吸时,能进入线粒体基质被3H标记的物质有H2O、　　　 　　　。离心收集绿藻并重新放入含O的培养液中,在适宜光照条件下继续培养,绿藻产生的带18O标记的气体有　　　　　　　　。  磷脂双分子层 基粒 H2O 丙酮酸(C3H4O3)、[H] O2、CO2 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 解析 (1)叶绿体膜(生物膜)的基本支架是磷脂双分子层;类囊体堆叠成基粒,扩展了受光面积。(2)光反应中,水光解产生电子参与NADPH生成,故电子源自H2O。用含3H2O的溶液培养绿藻,光合产物葡萄糖含3H,有氧呼吸时,葡萄糖先分解为含有3H的丙酮酸(C3H4O3)和[H]进入线粒体基质,第三阶段产生的H2O中含有3H,因此线粒体基质中被3H标记的是H2O、丙酮酸、[H]。含O培养液中,光反应中O光解产生18O2;有氧呼吸第二阶段O参与生成C18O2,所以带18O标记的气体是O2、CO2。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 【归纳拓展】 1.光系统 (1)光系统是由叶绿素、类胡萝卜素和蛋白质组成的复合物,是进行光吸收的功能单位。光系统包括PSⅠ、PSⅡ两种类型。 (2)光系统包含两个部分:“天线”复合体和反应中心。“天线”复合体由几百个光色素分子组成,用于收集光子,以及将捕获的光能提供给反应中心;反应中心由特殊叶绿素分子、蛋白质分子等组成,叶绿素分子负责将能量传出光系统。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 2.光反应与电子传递链 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 (1)光系统Ⅱ进行水的光解,产生氧气、H+和电子(e-),电子(e-)经过电子传递链传递,最终介导NADPH的产生。 (2)电子传递过程中释放能量,利用这部分能量将质子(H+)逆浓度梯度从类囊体膜的基质侧泵入囊腔侧,从而建立了质子(H+)浓度(电化学)梯度。在类囊体膜的囊腔侧光系统Ⅱ进行水的光解产生质子(H+)以及在类囊体膜的基质侧H+、e-和NADP+形成NADPH的过程,为建立质子浓度(电化学)梯度也有贡献。 (3)类囊体膜对质子(H+)是高度不通透的,因此,类囊体内的高浓度质子(H+)只能通过ATP合酶顺浓度梯度流出,而ATP合酶利用质子(H+)的浓度梯度来合成ATP。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 【练模拟　拓角度】 7.(2025·湖南长沙模拟)研究发现,光反应过程中光合电子传递包括线性电子传递和环式电子传递。线性电子传递中,电子经PSⅡ、Cb6/f和PSⅠ最终产生NADPH和ATP。环式电子传递中,电子在PSⅠ和Cb6/f间循环,仅产生ATP不产生NADPH。拟南芥中亲环素蛋白C37可以调控植物光合电子传递效率,提高植物对强光的适应性(如图)。在强光胁迫下,C37蛋白与Cb6/f结合更加紧密,有利于提高电子传递效率,避免产生大量活性氧(ROS),而ROS的过度积累会导致光损伤加剧、叶绿素降解增加。ROS超过一定水平后会引发细胞凋亡。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 注:光系统Ⅱ(PSⅡ)、细胞色素复合体(Cb6/f)、光系统Ⅰ(PSⅠ)均为光合电子传递链的光合复合体; 表示线性电子传递; 表示环式电子传递; 表示电子。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 上述研究揭示出,植物通过调节光合链上的电子流动速率以适应强光胁迫。 (1)从图示推出,光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)位于叶绿体的 　　 　　上,作用是　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)环式电子传递与线性电子传递相比,能够　　　　(填“提高”或“降低”)ATP/NADPH比例。  (3)请概括出拟南芥抵御强光胁迫的机制:   　(至少答出2点)。  类囊体薄膜 吸收利用光能,并进行电子传递 提高 在强光胁迫下,C37蛋白与Cb6/f结合更加紧密,有利于提高电子传递效率;同时C37蛋白可减少ROS积累,保证了强光下光反应的顺利进行 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 (4)已知光反应场所内的H+浓度适当增加,可以保护PSⅡ免受强光破坏,在植物面临胁迫环境时,环式电子传递会加强。综合所有信息,总结环式电子传递对于植物应对光胁迫的作用: 　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。  环式电子传递可以适当增加H+浓度,可以保护PSⅡ免受强光破坏,同时,可以降低强光下的细胞凋亡率 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 解析 (1)该光合复合体能吸收转化光能,推测为叶绿体类囊体薄膜上的结构,其作用是吸收利用光能,并进行电子传递。 (2)线性电子传递中,电子经PSⅡ、Cb6/f和PSⅠ最终产生NADPH和ATP。环式电子传递中,电子在PSⅠ和Cb6/f间循环,仅产生ATP不产生NADPH。因此环式电子传递与线性电子传递相比,能够提高ATP/NADPH比例。 (3)拟南芥抵御强光胁迫的机制:在强光胁迫下,C37蛋白与Cb6/f结合更加紧密,有利于提高电子传递效率,同时C37蛋白可减少ROS积累,避免出现光损伤和叶绿素降解,保证了强光下光反应的顺利进行。 (4)环式电子传递中,电子在PSⅠ和Cb6/f间循环,仅产生ATP不产生NADPH,因此可以适当增加H+浓度,可以保护PSⅡ免受强光破坏。同时,植物面临胁迫环境时环式电子传递加强,也可以降低强光下的细胞凋亡率。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 突破点3　环境胁迫对光合作用的影响及细胞代谢与生产实践 【高考命题预测】 影响光合作用和细胞呼吸的因素及应用在高考命题中属于高频考点,也是高考的热点。试题情境既有农业生产和生活实践中的学科情境,又有科学实验与探究的学科情境。重点考查对题干信息的获取、分析和理解以及识图析图的能力。在复习中要重点关注相关曲线变化与光合作用和细胞呼吸原理之间的联系,通过训练,掌握解答有关光合作用和细胞呼吸类曲线的答题技巧。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 聚焦1补偿点、饱和点与光合作用的关系及应用 【练真题　明方向】 注:光照强度在曲线②和③中为n,在曲线①中为n×120%。 1.(2025·黑吉辽蒙卷)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。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 (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300 μmol/mol时,曲线①比②的光合速率高的具体原因是 　 　 。  基质 C5 ATP和NADPH中活跃的化学能转换为糖类等有机物中稳定的化学能 光照强度(或ATP、NADPH)　 CO2浓度 光照强度大,光反应速率快,为暗反应提供更多的ATP、NADPH,暗反应速率加快,光合速率提高 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 (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。 在饱和光照和适宜CO2浓度条件下,用14C标记CO2,取等量生长状况相同的S植株和WT植株,在饱和光照和适宜14CO2浓度条件下培养,一段时间后,分别检测两种植株中C3的放射性强度。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 解析 (1)由题干“Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶”可知,暗反应的场所是叶绿体基质,与CO2结合的是C5,经过暗反应过程,ATP和NADPH中活跃的化学能转换为糖类等有机物中稳定的化学能。(2)据图分析,当胞间CO2浓度高于B点时,曲线②与③重合,而曲线①仍高于曲线②与③,可知曲线①高是因为进行了补光,推知曲线②与③重合是由于光照强度(或ATP、NADPH)不足。(3)要验证在饱和光照和适宜CO2浓度条件下,S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快,可用14C标记CO2,作为S植株和WT进行光合作用的原料,一段时间后,分别检测两种植株中C3的放射性强度。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 【归纳拓展】 1.光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动分析 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 (1)A点:代表呼吸速率,细胞呼吸增强,A点下移;反之,A点上移。 (2)B点与C点的变化 (注:只有横坐标为自变量,其他条件不变) 条件 B点(补偿点) C点(饱和点) 适当增大光照强度(或CO2浓度) 左移 右移 适当减小光照强度(或CO2浓度) 右移 左移 土壤缺Mg2+ 右移 左移 注意:细胞呼吸速率增加,其他条件不变时,CO2(或光)补偿点应右移,反之左移。 (3)D点:代表最大光合速率,若增大光照强度或增大CO2浓度使光合速率增大时,D点向右上方移动;反之,移动方向相反。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 2.光饱和点和补偿点与植物生长的关系 (1)在一定条件下,饱和点越大,表示植物的光合作用能力越强。 (2)高于补偿点,植物开始生长;低于补偿点,植物会净消耗有机物。补偿点低,说明植物在较弱光照或低CO2浓度下就能生长。 (3)通常,阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物的低,由此可以区分判断阴生植物和阳生植物。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 【练模拟　拓角度】 2.(2025·河北保定模拟)下图表示某实验小组对影响小麦和玉米的光合速率的因素的研究结果。CO2补偿点是植物净光合速率等于零时的外界CO2浓度,CO2饱和点是植物光合速率最大时的外界CO2浓度。下列相关说法正确的是(　　) 图1 图2 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 A.图1所示实验的自变量为光照强度,温度是无关变量 B.光照强度为P时,小麦和玉米的CO2固定速率相等 C.与玉米相比,小麦能够较好地适应较低浓度的CO2环境 D.一般情况下,玉米的CO2补偿点和CO2饱和点均低于小麦的 答案 D　 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 解析 图1所示实验的自变量为光照强度以及植物种类,温度是无关变量,A项错误。根据图1,光照强度为P时,小麦和玉米的CO2吸收速率相等,但根据曲线与纵轴交点分析,二者呼吸速率不同,故CO2固定速率(总光合速率)不相等,B项错误。根据图2,胞间CO2浓度较低时,玉米有更大的光合速率,故与小麦相比,玉米能够较好地适应较低浓度的CO2环境,C项错误。根据图2,玉米的CO2补偿点(净光合速率为0时的CO2浓度)和CO2饱和点(光合速率最大时的CO2浓度)均低于小麦的,D项正确。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 3.(2025·广东一模)滴灌是干旱缺水地区最有效的节水灌溉方式。为制定珍稀中药龙脑香樟的施肥方案,研究者设置3个实验组(T1~T3,滴灌)和对照组(CK,传统施肥方式),按下表中施肥量对龙脑香樟林中生长一致的个体施肥,培养一段时间后测得相关指标如下表。据表分析下列叙述错误的是(　) 处理 施肥量/ (mg·kg-1) 呼吸速 率/(μmol· m-2·s-1) 最大净光合速率/ (μmol·m-2·s-1) 光补偿点/ (μmol·m-2·s-1) 光饱和点/(μmol·m-2·s-1) T1 35.0 2.74 13.74 84 1 340 T2 45.5 2.47 16.96 61 1 516 T3 56.0 2.32 15.33 61 1 494 CK 35.0 3.13 11.59 102 1 157 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 注:光饱和点为光合速率不再随光照强度增加时的光照强度;光补偿点为光合作用过程中吸收的CO2与呼吸作用过程中释放的CO2等量时的光照强度。 A.光照强度为100 μmol/(m2·s)时,实验组比对照组积累更多有机物 B.光照强度为1 600 μmol/(m2·s)时,实验组的光合速率比对照组更高 C.实验结果不能说明滴灌能够提高水肥利用效率 D.各处理中T2的施肥方案最有利于龙脑香樟生长 答案 C　 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 解析 由表可知,当光照强度为100 μmol/(m2·s)时,实验组都超过光补偿点,而对照组还未达到光补偿点,与对照组相比,实验组的净光合速率都大于对照组,说明实验组比对照组积累更多的有机物,A项正确。由表可知,当光照强度为1 600 μmol/(m2·s)时,各组都达到光饱和点,总光合速率=呼吸速率+净光合速率,实验组的光合速率都大于对照组,B项正确。由表可知,当光照强度都达到光补偿点,与对照组相比,实验组的净光合速率都大于对照组,说明实验组比对照组积累更多的有机物;当各组光照强度都达到光饱和点,实验组的光合速率都大于对照组,说明滴灌能提高水肥利用效率,C项错误。由表可知,T2处理组的净光合速率最大,植物积累的有机物最多,最有利于龙脑香樟的生长,D项正确。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 聚焦2环境胁迫对光合作用的影响及生产实践应用 【练真题　明方向】 4.(2025·四川卷)在温室中种植番茄,光照强度和CO2浓度是制约其产量的主要因素。某地冬季温室的平均光照强度约为200 μmol/(m2·s),CO2浓度约为400 μmol/mol。为提高温室番茄产量,有人测定了补充光照和CO2后番茄植株相关生理指标,结果见下表。回答下列问题。 组别 光照强度/(μmol·m-2·s-1) CO2浓度/ (μmol·mol-1) 净光合速率/ (μmol·m-2·s-1) 气孔导度/ (mol·m-2·s-1) 叶绿素含量/ (mg·g-1) 对照 200 400 7.5 0.08 42.8 甲 400 400 14.0 0.15 59.1 乙 200 800 10.0 0.08 55.3 丙 400 800 17.5 0.13 65.0 注:气孔导度和气孔开放程度呈正相关。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 (1)为测定番茄叶片的叶绿素含量,可用　 　　提取叶绿素。色素对特定波长光的吸收量可反映色素的含量,为减少类胡萝卜素的干扰,应选择　　　　(填“蓝紫光”或“红光”)来测定叶绿素含量。  (2)与对照组相比,甲组光合作用的光反应阶段为暗反应阶段提供了更多的　　　 　,从而提高了净光合速率。与甲组相比,丙组的净光合速率更高,气孔导度略低,但经测定发现其叶肉细胞间的CO2浓度却更高,可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)根据本研究结果,在冬季温室种植番茄的过程中,若只能从CO2浓度加倍或光照强度加倍中选择一种措施来提高番茄产量,应选择　　　　　　　,依据是_______________________________________________________ 　  　。  无水乙醇 红光 ATP和NADPH 给丙组补充的CO2更多 光照强度加倍 甲组的净光合速率大于乙组,光照强度加倍使净光合速率提高幅度更大,且更契合冬季弱光环境的需求 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 解析 (1)叶绿素可溶解在有机溶剂无水乙醇中,故为测定番茄叶片的叶绿素含量,可用无水乙醇提取叶绿素。色素对特定波长光的吸收量可反映色素的含量,光合作用中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。为减少类胡萝卜素的干扰,应选择红光来测定叶绿素含量。 (2)与对照组相比,甲组光合作用的光反应阶段为暗反应阶段提供了更多的ATP和NADPH,从而提高了净光合速率。甲组和丙组的光照强度相同,丙组的CO2浓度是甲组的2倍,与甲组相比,丙组的净光合速率更高,气孔导度略低,但经测定发现其叶肉细胞间的CO2浓度却更高,可能的原因是给丙组补充的CO2更多。 (3)根据题表可知,在冬季温室种植番茄的过程中,甲组的净光合速率大于乙组,光照强度加倍可使净光合速率提高幅度更大,且更契合冬季弱光环境的需求。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 5.(2025·河南卷)光质和土壤中的盐含量是影响作物生理状态的重要因素。为探究不同光质对高盐含量(盐胁迫)下某作物生长的影响,将作物分组处理一段时间后,结果如图所示(光补偿点指当总光合速率等于呼吸速率时的光照强度)。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 回答下列问题。 (1)光对植物生长发育的作用有　 　　　　　　　　和 　　　　　　　 　　两个方面。  (2)上述实验需控制变量,为探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响,至少应选用上述　　 　　组(填组别)进行对比分析,该实验中的无关变量有　　　 　　　　(答出2点即可)。  (3)在光照强度达到光补偿点之前(CO2消耗量与光照强度视为正比关系),④组的总光合速率　　　　(填“始终大于”“始终小于”“先大于后等于”或“先小于后等于”)③组的总光合速率,判断依据是 　   　。  为光合作用提供能量 作为信号调节植物生长发育 ①③④　 温度和CO2浓度等　 始终大于 ④组呼吸速率大于③组,但是两组光补偿点相同,即在光补偿点时④组的总光合速率大于③组,CO2消耗量与光照强度视为正比关系,所以④组达到光补偿点之前的总光合速率也大于③组 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 解析 (1)光可以为植物光合作用提供光能;同时光可以作为信号调节植物生长发育。(2)探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响,实验的自变量为光质(正常光和实验光)以及是否盐胁迫,因变量是作物生长情况,故该实验至少应选用题述①③④组进行对比分析。实验中除了自变量和因变量,其余变量称为无关变量,该实验中的无关变量有温度和CO2浓度。(3)由于④组呼吸速率大于③组,但是两组光补偿点相同,即在光补偿点时④组的总光合速率大于③组,CO2消耗量与光照强度视为正比关系,所以④组达到光补偿点之前的总光合速率始终大于③组。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 【归纳拓展】 1.胁迫(逆境)对光合作用的影响 (1)胁迫可分为生物胁迫和非生物胁迫两大类。非生物胁迫主要有水分(干旱和淹涝)、温度(高温和低温)、盐碱、环境污染等理化逆境,生物胁迫主要包括病害、虫害、杂草等。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 (2)非生物胁迫的主要类型 类型 影响原理 主要表现 光照 主要指不合乎植物生长要求的光照强度和光质条件,通过影响光反应来影响农作物的光合作用 影响植物叶绿素的合成;对类囊体膜造成损伤 CO2 CO2是光合作用的反应物,低于CO2补偿点的CO2浓度会通过影响暗反应速率而影响光合作用强度 CO2不足导致暗反应速率下降 温度 低温逆境和高温逆境,主要通过影响酶的活性和气孔开放程度来影响光合作用 叶绿体的结构和酶的功能受到破坏;引起气孔关闭,影响CO2的吸收 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 类型 影响原理 主要表现 水分 水分胁迫包括干旱和水淹两种情况。干旱时气孔关闭,影响CO2吸收而影响暗反应,进而影响光合作用;农作物被水淹时,根细胞进行无氧呼吸产生酒精,对细胞造成毒害 无机 盐 矿质营养对光合作用的影响主要包括:①影响叶绿体中物质和结构的形成,如叶绿素(Mg2+);②盐胁迫影响根系吸收水分,进而影响气孔开放程度;③重金属盐会影响叶绿素的合成和光合作用有关酶的活性 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 2.通常认为在自然环境条件下植物光合作用降低的原因包括两个方面,一方面是由气孔导度的限制引起,称为气孔限制;另一方面是由于在高光照条件下,植物吸收过量的光能无法及时利用而发生光抑制,称为非气孔限制。 (1)胞间CO2浓度 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 (2)气孔限制、非气孔限制与环境胁迫 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 3.传统农业生产模式及应用 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 【练模拟　拓角度】 6.(2025·湖南衡阳模拟)在作物生长过程中,常会遇到生物胁迫和非生物胁迫。科研人员研究了干旱胁迫、烟草花叶病毒胁迫对烟草幼苗净光合速率的影响,得到如图甲所示实验结果;研究了干旱胁迫下添加水、烟草花叶病毒胁迫下添加宁南霉素处理对恢复期烟草幼苗净光合速率的影响,结果如图乙所示。 甲 乙 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 (1)植物的光合作用是将　　 　　转变为有机化合物并释放出氧气的过程,分析图甲,干旱胁迫能降低烟草幼苗的净光合速率,主要原因可能是　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)对比图甲、图乙结果,可以得出恢复期　　组烟草幼苗的净光合速率恢复程度最大;宁南霉素的作用可能是　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)与干旱胁迫相比,烟草花叶病毒胁迫下,烟草幼苗含有的有机物的量 　　　　(填“较多”“较少”或“基本相等”),依据是 　　　 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　。  水和二氧化碳 干旱导致烟草叶片的气孔开放程度降低,使烟草幼苗吸收的CO2减少 E 减少烟草花叶病毒对烟草幼苗的侵害 较少 图甲中,烟草花叶病毒胁迫下,烟草幼苗的净光合速率小于干旱胁迫下的 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 (4)研究表明,长时间处于干旱土壤中的烟草幼苗,重新种回湿润土壤中,烟草幼苗的光合速率反而降低。请设计实验进行验证,简要写出实验思路:      　。  将长时间处于干旱土壤中的烟草幼苗均分为两组,一组移栽到湿润土壤中种植,另一组在原条件下继续种植,间隔相同时间后分别测定并比较两组幼苗的光合速率大小 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 解析 (1)光合作用是将水和二氧化碳转变为有机化合物并释放出氧气的过程;分析图甲可知,与对照组相比,其他组的净光合速率都下降;干旱能降低净光合速率的原因可能是干旱导致烟草叶片的气孔开放程度降低,使烟草幼苗吸收的CO2减少。 (2)对比图甲、图乙结果,恢复期E组即干旱胁迫后加水组的烟草幼苗的净光合速率恢复程度最大;恢复期,向只有烟草花叶病毒胁迫的组中加宁南霉素后,幼苗净光合速率有所恢复,即F组,故推测宁南霉素的作用可能是减少烟草花叶病毒对烟草幼苗的侵害。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 (3)分析图甲实验结果可知,烟草花叶病毒胁迫下,烟草幼苗的净光合速率小于干旱胁迫下的,即与干旱胁迫相比,烟草花叶病毒胁迫下的烟草幼苗含有的有机物的量较少。 (4)实验需要遵循对照原则、单一变量原则等;实验思路为将长时间处于干旱土壤中的烟草幼苗均分为两组,一组移栽到湿润土壤中种植,另一组在原条件下继续种植,间隔相同时间后分别测定并比较两组幼苗的光合速率大小。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 突破点4　植物对特殊环境的适应性 【高考命题预测】 光呼吸重点考查光呼吸的触发条件(高O2、低CO2、强光照)及其与Rubisco酶双功能性的关联。可能要求分析光呼吸与光抑制的相互作用或结合图示判断光呼吸的代谢路径。 C4植物的“CO2泵”机制(PEP羧化酶的高效性)及空间分离(叶肉细胞与维管束鞘细胞的分工)也是考查重点。在复习时要强化代谢流程图解读(如C4途径的CO2转运、CAM植物的昼夜代谢分离),重点掌握代谢途径的分子机制、植物类型的适应性差异及实验分析能力,结合真题演练提升综合解题能力。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 聚焦1光呼吸与光抑制 【练真题　明方向】 1.(2025·陕晋宁青卷)叶绿体中R酶既能催化CO2固定,也能催化C5与O2反应,CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点;线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸,如图(a)。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酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S,实验结果如图(b)。回答下列问题。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 图(a) 图(b) 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 (1)R酶催化CO2固定的场所是叶绿体的　　　　　,产物C3在光反应生成的　　　　 　　参与下合成糖类等有机物。  (2)植物保卫细胞吸水,气孔开度增大。由图(a)(b)可知,相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高,叶片的净光合速率高于植株W,原因是   　。  (3)保持环境中CO2浓度不变,当O2浓度从21%升高到40%时,植株S的净光合速率　　　　(填“增大”或“减小”);相较于植株W,植株S的净光合速率变化幅度　　　　(填“大”“小”或“无法判断”)。  基质 ATP和NADPH 植株S保卫细胞中G酶表达量提高,使更多甘氨酸转化为丝氨酸和CO2,从而使保卫细胞的细胞质中HC和可溶性糖等溶质增加,渗透压增大,细胞吸水,气孔开度增大,CO2吸收量增加,净光合速率增大 减小 小 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 (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。写出实验思路及预期结果:    　。  构建G酶表达量减少的植株(或敲除G酶基因或用G酶抑制剂处理),其他条件与对照组(植株W)相同且适宜,培养一段时间后检测两组叶片的净光合速率;预期结果为实验组净光合速率低于对照组 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 解析 (1)CO2的固定属于光合作用暗反应过程,场所是叶绿体的基质,所以R酶催化CO2固定的场所是叶绿体的基质,C3转化成糖类等有机物的过程(C3的还原)需要光反应生成的ATP和NADPH参与。 (2)由图(a)可知,植株S保卫细胞中G酶表达量提高,可促进保卫细胞中HC和可溶性糖等溶质含量增加,细胞渗透压增大,保卫细胞吸水膨胀,气孔开度增大。由图(b)可知,相同光照条件下,植株S的气孔开度大于植株W,CO2供应充足,有利于光合作用的进行,净光合速率增大。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 (3)由于CO2和O2竞争R酶同一活性位点,保持环境中CO2浓度不变,当O2浓度从21%升高到40%时,C5与O2反应加快,而C5与CO2反应减慢,光合作用暗反应受到抑制,所以植株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酶的表达量高,有利于催化甘氨酸转化为丝氨酸,同时生成CO2,从而使HC和可溶性糖等溶质含量增加,保卫细胞吸水膨胀,气孔开度增大,有利于吸收CO2,所以环境中CO2浓度不变、O2浓度提高时,植株S的净光合速率变化幅度小。 (4)本实验的目的是确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响,自变量是G酶的多少或有无,因变量是叶片净光合速率的大小,所以可通过敲除G酶基因或用G酶抑制剂处理来构建G酶表达量减少的植株,其他条件与对照组(植株W)相同且适宜,培养一段时间后检测两组叶片的净光合速率;预期结果为实验组净光合速率低于对照组。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 2.(2024·黑吉辽卷)在光下叶绿体中的C5能与CO2反应形成C3,当CO2/O2的值低时,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的主要物质变化如图1所示。 在叶绿体中:C5+CO2 2C3① C5+O2 C3+C2 ② 在线粒体中:2C2+NAD+ C3+CO2+NADH+H+③ 注:C2表示不同种类的二碳化合物,C3也类似。 图1 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 光呼吸将已经同化的碳释放,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所示。图2中植物光合作用所需CO2的来源除了有外界环境,还有　　　　　　和 　　　　　　 　　(填生理过程)。 CO2的固定 细胞质基质　 线粒体基质(两空答案可对调) 光呼吸 呼吸作用(两空答案可对调) 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 7—10时株系1和2与WT的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 　 　 　　　　　　　　　　　　　。  株系1和2导入了改变光呼吸的基因,光呼吸强度发生改变,因为光呼吸能将已经同化的碳释放,故株系1和2与WT的净光合速率产生差异 不能　 除了净光合速率,总光合速率还与呼吸速率、光呼吸速率有关,从图3无法得出呼吸速率和光呼吸速率,所以不能计算出株系1的总光合速率 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 (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______________________________________________________ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  图2 图3 在相同光照强度和CO2浓度下,株系1与株系2和WT相比,株系1的净光合速率最大 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 解析 本题考查光合作用、呼吸作用和光呼吸过程中的物质变化以及对光合作用图像的分析。(1)由反应式①可知,这个过程在叶绿体基质中进行,称为CO2的固定。(2)以葡萄糖为反应物的有氧呼吸有三个阶段,第一阶段在细胞质基质中进行,产物为丙酮酸和NADH;第二阶段在线粒体基质中进行,产物为CO2和NADH;第三阶段在线粒体内膜上进行,产物为水,故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和线粒体基质。(3)由题干可知,光呼吸将已经同化的碳释放,且整体上是消耗能量的过程,再根据题图2和题图3可以判断出净光合速率的大小与光照强度以及CO2浓度的关系,从而进行解题。(4)由题图2可知,在相同光照条件下,株系1的净光合速率最大;由题图3可知,在相同CO2浓度下,株系1的净光合速率最大。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 3.(2025·山东卷节选)高光强环境下,植物光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤,引起光合作用强度下降。植物进化出的多种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长,其部分光合过程如图所示。 注: 表示电子的传递路径;Y、Z表示光合色素分子。 据图分析,通过途径①和途径②消耗过剩的光能减轻光合系统损伤的机制分别为　　 　　　 　　　　　　。  途径①以电能的形式耗散光能;途径②以热能的形式耗散光能 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 解析 途径①利用传递的电能使O2生成H2O2,后续H2O2分解为H2O,实现过剩光能转变为H2O2中的化学能,再释放;途径②直接以热辐射形式释放过剩光能,减轻光合系统损伤。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 4.(2024·重庆卷)重庆石柱是我国著名传统中药黄连的主产区之一,黄连生长缓慢,存在明显的光饱和(光合速率不再随光强增加而增加)和光抑制(光能过剩导致光合速率降低)现象。 (1)探寻提高黄连产量的技术措施,研究人员对黄连的光合特征进行了研究,结果见图1。 图1 图2 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 ①黄连的光饱和点约为　　　μmol/(m2·s)。光强大于1 300 μmol/(m2·s)后,胞间CO2浓度增加主要是由于 　　　　　　　　　　 　　　　　　　　。  ②推测光强对黄连生长的影响主要表现为   　　　　　　　　　。  黄连叶片适应弱光的特征有______________________________________ 　 　　　　　　　　　　　　　(答2点)。  500 光合作用受到抑制,消耗的CO2减少,且气孔导度增加　 黄连在弱光条件下,随光强增加其快速生长,光照过强其生长受到抑制 叶片较薄,叶绿素含量较多(或叶色深绿,叶绿体颗粒较大,叶绿体类囊体膜面积更大) 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 (2)黄连露天栽培易发生光抑制,严重时其光合结构被破坏(主要受损的部位是位于类囊体薄膜上的色素蛋白复合体),为减轻光抑制,黄连能采取调节光能在叶片上各去向(如图2)的比例,提升修复能力等防御机制,具体可包括　　　　(多选)。①叶片叶绿体避光运动;②提高光合产物生成速率;③自由基清除能力增强;④提高叶绿素含量;⑤增强热耗散。  (3)生产上常采用搭棚或林下栽培等措施减轻黄连的光抑制,为增强黄连光合作用以提高其产量还可采取的措施及其作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ①②③⑤ 合理施肥增加光合面积,补充CO2提高暗反应 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 解析 (1)光饱和点为光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度,由图1可知,当光照强度达到500 μmol/(m2·s)时净光合速率不再增加;光照强度大于1 300 μmol/(m2·s)后,光合作用受到抑制,且气孔导度增加,所以胞间CO2浓度增加主要是由于光合作用受到抑制,消耗的CO2减少,且气孔导度增加。由图1净光合速率曲线可知,光强对黄连生长的影响主要表现为在弱光条件下,黄连随光强增加快速生长,光照过强其生长受到抑制;弱光时,黄连可通过增加受光面积或增加光合色素的含量来增加光合速率,所以黄连叶片适应弱光的特征有叶片较薄,叶绿素含量较多(或叶色深绿,叶绿体颗粒较大,叶绿体类囊体膜面积更大)。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 (2)为减轻光抑制,黄连能采取调节光能在叶片上各去向的比例,由图2可看出光能的主要去向为热消耗,所以黄连提升修复能力等防御机制,具体可包括⑤增强热耗散;①叶片叶绿体避光运动:减少对光的吸收;②提高光合产物生成速率,从而提高光合速率消耗更多的光能;③自由基清除能力增强:减少对光合结构的破坏。而④提高叶绿素含量会增加对光能的吸收不能减轻光抑制。 (3)为增强黄连光合作用以提高其产量还可采取的措施及其作用有合理施肥增加光合面积,补充CO2提高暗反应,合理密植等。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 【情境链接】 1.光呼吸 (1)光呼吸简要过程 RuBP羧化酶是双功能酶,既可催化C5与CO2的固定(羧化),又可催化C5与O2(加氧)的反应,其催化方向取决于CO2与O2的比值: ①比值增大,羧化反应增强,进行光合作用; ②比值减小,加氧反应增强,进入C2途径。因此,高O2环境下,光呼吸会明显加强,而提高CO2浓度可明显抑制光呼吸。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 (2)光呼吸的有利影响——减少光抑制 在高光强、高温、干旱环境下,植物气孔关闭,CO2不能进入叶肉细胞,会导致光抑制。此时,植物的光呼吸释放CO2,消耗多余的ATP和NADPH,减少活性氧的产生,对光合器官起保护作用。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 2.光抑制与光保护 光能过剩时,叶肉细胞内因NADP+不足,使电子传递给O2,形成超氧自由基()等一系列光有毒产物,破坏叶绿素和PSⅡ反应中心的D1蛋白,使D1蛋白高度磷酸化,并形成D1蛋白交联聚合物,随后D1蛋白降解,从而损伤光合结构。绿色植物通过如图所示的三重防御机制有效避免光系统损伤。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 [命题设计] (1)强光条件下,限制光合速率的主要是　　　　反应阶段,从O2的来源和去路分析,此时叶肉细胞内O2浓度过高的原因是 　 　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　。  (2)Rubisco酶是双功能酶,光照条件下,它既能催化C5与CO2发生羧化反应固定CO2,又能催化C5与O2发生加氧反应进行光呼吸,CO2和O2竞争性结合Rubisco酶的同一活性位点。结合以上信息,光呼吸对解除光抑制的积极意义是__________________________________________________________    　　　　　 　　　　　　。 暗 强光条件下叶肉细胞光反应增强,产生更多的O2,而此时植物气孔关闭,叶肉细胞释放的O2量减少 强光条件下,叶肉细胞中O2浓度升高,而光呼吸可以消耗一部分O2,降低叶肉细胞中的O2浓度,减少光有毒产物的产生,减少对光合结构的损伤 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 (3)下面是一段“光呼吸”的陈述文字,请指出其中的两处错误。 Rubisco酶是植物进行光呼吸所必需的一种酶,也是一种存在于叶绿体中的双功能酶,可以催化羧化反应(C5+CO2→2C3)和加氧反应(C5+O2→C3+C2)。但其催化反应方向取决于CO2与O2的量比值。当“植物工厂”关灯或者降低CO2供应量时,植物进入光呼吸阶段,加氧反应增强。Rubisco酶的催化产物磷酸乙醇酸(C2)与水反应后生成Pi和乙醇酸,借助载体蛋白通过协助扩散的方式进入过氧化物酶体中进行下一步反应。错误1:   　　　　　 　　　　　　;  错误2:________________________________________________________   　　　　　　　　　　　。  光呼吸是在光照条件下进行的,当“植物工厂”关灯时,植物不会进行光呼吸 Rubisco酶的催化产物是磷酸乙醇酸(C2),但其与水反应后生成的是乙醇酸,而不是Pi和乙醇酸。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 聚焦2二氧化碳的浓缩机制 【练真题　明方向】 5.(2023·湖南卷)下图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的Rubisco酶对CO2的Km为450 μmol·L-1(Km越小,酶对底物的亲和力越大),该酶既可催化RuBP与CO2反应,进行卡尔文循环,又可催化RuBP与O2反应,进行光呼吸(绿色植物在光照下消耗O2并释放CO2的反应)。该酶的酶促反应方向受CO2和O2相对浓度的影响。与水稻相比,玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘,其中叶肉细胞叶绿体是水光解的主要场所,维管束鞘细胞的叶绿体主要与ATP生成有关。玉米的暗反应先在叶肉细胞中利用PEPC酶(PEPC对CO2的Km为7 μmol·L-1)催化磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)与CO2反应生成C4,固定产物C4转运到维管束鞘细胞后释放CO2,再进行卡尔文循环。回答下列问题。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 (1)玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产物是　　　　　　　(填具体名称),该产物跨叶绿体膜转运到细胞质基质合成　　　　　　(填“葡萄糖”“蔗糖”或“淀粉”)后,再通过　　　　　　长距离运输到其他组织器官。 3-磷酸甘油醛 蔗糖 韧皮部 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 (2)在干旱、高光照强度环境下,玉米的光合作用强度　　　　(填“高于”或“低于”)水稻。从光合作用机制及其调控分析,原因是 _______________________________________________________________　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (答出三点即可)。  (3)某研究将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻,水稻叶绿体中CO2浓度大幅提升,其他生理代谢不受影响,但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化。其原因可能是 _______________________________________________________________ ___________________________________________(答出三点即可)。  高于 高光照强度环境下,玉米可以将光合产物及时转移;玉米的PEPC酶对CO2的亲和力比水稻的Rubisco酶更大;玉米能通过PEPC酶生成C4,使维管束鞘细胞内的CO2浓度高于外界环境,抑制玉米的光呼吸 酶的活性已经达到最大,对CO2的利用率不再提高;受到ATP以及NADPH等物质含量的限制;水稻体内光合色素的量有限 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 解析 (1)玉米的光合作用过程与水稻相比,虽然CO2的来源不同,但其卡尔文循环的过程是相同的,结合水稻的卡尔文循环图解,可以看出CO2固定的直接产物是3-磷酸甘油酸,然后直接被还原成3-磷酸甘油醛。3-磷酸甘油醛在叶绿体中被转化成淀粉,在叶绿体外被转化成蔗糖,蔗糖是植物长距离运输的主要糖类,通过韧皮部运输。(2)干旱、高光照强度会导致植物气孔关闭,植物吸收的CO2减少,而玉米的PEPC酶对CO2的亲和力较大,可以利用低浓度的CO2进行光合作用,同时抑制植物的光呼吸,且玉米能将叶绿体内的光合产物及时转移出细胞。(3)将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻叶肉细胞,只是提高了叶肉细胞内的CO2浓度,而植物的光合作用强度受到很多因素的影响。在光饱和条件下如果光合作用强度没有明显提高,其原因可能是水稻的酶活性已经达到最大,对CO2的利用率不再提高,受到ATP和NADPH等物质含量的限制,水稻体内光合色素的量有限等。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 【情境链接】 1.C4植物的CO2浓缩机制 C4植物(如玉米)的叶片结构和光合作用过程如下: 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 (1)叶肉细胞中的叶绿体有类囊体能进行光反应,同时,CO2被整合到C4化合物中,随后C4化合物进入维管束鞘细胞。 (2)维管束鞘细胞中没有完整的叶绿体,在维管束鞘细胞中,C4化合物释放出的CO2参与卡尔文循环,进而生成有机物。 (3)C4植物的CO2补偿点低,光合午休小的原因: ①PEP羧化酶对CO2有很高的亲和力,气孔关闭时,仍然能够利用极低浓度的CO2进行光合作用。 ②玉米已先通过C4途径把CO2储存起来形成C4,气孔关闭时,C4分解产生CO2,用于光合作用,所以气孔关闭对玉米影响不大。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 2.蓝细菌的CO2浓缩机制 蓝细菌具有CO2浓缩机制,如下图所示。 注:羧化体具有蛋白质外壳,可限制气体扩散。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 3.景天科植物的CO2固定 景天科酸代谢是许多肉质植物的一种特殊代谢方式,在夜间,大气中CO2从气孔进入,被磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)羧化酶催化,与PEP结合形成草酰乙酸(OAA),再经苹果酸脱氢酶作用还原为苹果酸,贮存于液泡中。在白天,苹果酸从液泡中释放出来,经脱羧酶作用形成CO2和丙酮酸,CO2产生后用于卡尔文循环,作用机制如图所示(该机制也称CAM途径)。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 [命题设计] (1)C4植物光反应和CO2固定发生在哪些场所?    　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　。  (2)科学家用含14C标记的CO2来追踪玉米光合作用中的碳原子的转移途径,请表示这种碳原子的转移途径:  　　　　　　　 　　　　。  (3)与水稻、小麦等C3植物相比,C4植物的CO2的补偿点较　　　　。高温、干旱时C4植物还能保持高效光合作用的原因是 　  　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)CO2依次以　　　 　　　　　　方式通过蓝细菌细胞膜和光合片层膜。蓝细菌的CO2浓缩机制可提高羧化体中Rubisco酶周围的CO2浓度,从而促进　　　　　　　。  C4植物光反应发生在叶肉细胞的叶绿体类囊体薄膜上,而CO2固定发生在叶肉细胞和维管束鞘细胞中 CO2→C4→CO2→C3→(CH2O)、C5 低 PEP羧化酶对CO2具有高亲和力,C4植物可利用低浓度的CO2进行光合作用 自由扩散和主动运输 CO2固定 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 (5)向烟草内转入蓝细菌Rubisco酶的编码基因和羧化体外壳蛋白的编码基因。若蓝细菌羧化体可在烟草中发挥作用并参与暗反应,应能利用电子显微镜在转基因烟草细胞的　　　　　　中观察到羧化体。  (6)从进化角度看,景天科植物这种气孔开闭特点的形成是　　　　的结果。夜晚,该类植物吸收的CO2　　　　(填“能”或“不能”)合成葡萄糖,原因是　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (7)分析图中信息推测,CAM途径是对　　　　(填“干旱”或“湿润”)环境的适应;该途径除维持光合作用外,对植物的生理意义还表现在 　 　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　。  叶绿体 自然选择　 不能 没有光反应为暗反应提供ATP和NADPH　 干旱 有效避免白天旺盛的蒸腾作用造成水分过多散失 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 【练模拟　拓角度】 6.(2025·河北模拟)根据光合作用中CO2固定方式的不同,可将植物分为C3植物(如小麦)和C4植物(如玉米)。C3植物最初的CO2固定是由Rubisco酶催化生成3-磷酸甘油酸(C3),而C4植物最初的CO2固定是由PEP羧化酶催化生成草酰乙酸(C4)。C4植物叶肉细胞中的叶绿体有类囊体但没有Rubisco酶,而维管束鞘细胞中的叶绿体没有类囊体但有Rubisco酶,其光合作用过程如图所示。已知PEP羧化酶对CO2的亲和力远高于Rubisco酶。下列叙述错误的是(　　) 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 A.C4植物光合作用的暗反应进行的场所是维管束鞘细胞 B.C3和C4植物的叶肉细胞光反应阶段产生的ATP,均只用于C3的还原 C.在相同条件下,玉米细胞中的C5化合物含量低于小麦 D.将PEP羧化酶基因导入小麦体内并成功表达后,可以缓解光合午休的影响 答案 B　 解析 由题图可知,C4植物光合作用的暗反应阶段进行的场所是维管束鞘细胞,A项正确。据图可知,C4植物的叶肉细胞光反应阶段产生的ATP,还用于丙酮酸生成C3(PEP),B项错误。在相同条件下,玉米细胞有更多的C5化合物与CO2结合,故玉米细胞中的C5化合物含量低于小麦,C项正确。将PEP羧化酶基因导入小麦体内并成功表达后,可以缓解光合午休的影响,D项正确。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 7.(2025·北京丰台模拟)CAM植物白天气孔关闭,夜晚气孔打开,以适应干旱环境。下图为其部分代谢途径,下列相关叙述不正确的是(　　) A.催化过程①和过程②所需的酶不同 B.卡尔文循环的场所是叶绿体类囊体薄膜 C.CAM植物白天气孔关闭可减少水分散失 D.夜晚缺乏NADPH和ATP不能进行卡尔文循环 B 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 解析 过程①是将CO2转化为C4,过程②是C4释放出CO2,酶具有专一性,因此催化过程①和过程②所需的酶不同,A项正确。据图可知,卡尔文循环即光合作用的暗反应阶段,CAM植物进行暗反应的场所是叶绿体基质,B项错误。CAM植物白天关闭气孔,能减少水分散失以适应干旱环境,C项正确。CAM植物在夜晚黑暗条件下不能制造有机物,因为没有光照,光反应不能进行,无法为暗反应提供ATP和NADPH,不能进行卡尔文循环,D项正确。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 8.(2025·河南驻马店模拟)水体中的HC含量比CO2含量高,水生藻类常面临CO2供应不足的情况。水生藻类在进化历程中演化形成了多种CO2浓缩机制,保证光合作用正常进行,以提高竞争优势。某些蓝细菌运输和浓缩CO2的过程如图所示。回答下列问题。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 (1)HC通过BCT1进入蓝细菌细胞的运输方式是　　　　　,判断依据是　　　　　　　 　　　　　　　　　。  (2)羧化体的蛋白质外壳有选择透过性,对CO2的通透性低,碳酸酐酶能催化HC转化为CO2。CO2在羧化体内生成C3的反应被称为　　　　　。C3移出羧化体后被还原需要具备光照条件,原因是 　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　。  (3)分析题图可知,蓝细菌通过______________________________________ 　　　　　　　　　　　　　 　　　　　(答出2点)等机制来浓缩CO2,保证CO2的供应以维持光合作用的正常进行。  主动运输　 此运输过程需要借助载体蛋白且消耗ATP CO2的固定 蓝细菌进行光反应,为C3的还原提供ATP和NADPH 碳酸酐酶催化HC转化为CO2、BCT1和CO2泵分别主动运输HC和CO2、羧化体对CO2的通透性低 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 解析 (1)HC通过BCT1进入蓝细菌细胞需要借助载体蛋白和消耗能量,因此运输方式为主动运输。 (2)CO2在羧化体内生成C3的反应被称为CO2的固定。C3的还原需要光反应提供ATP和NADPH,而光反应在光照条件下才能进行。 (3)分析题图可知,蓝细菌通过碳酸酐酶催化HC转化为CO2、BCT1和CO2泵主动运输HC和CO2、羧化体对CO2的通透性低等机制来浓缩CO2。 突破点1 突破点2 突破点3 突破点4 C6H12O6+6H2O+6O212H2O+6CO2+能量　 C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量　 C6H12O62C3H6O3(乳酸)+少量能量　 C6H12O62C3H4O3+4[H]+少量能量　 2C3H4O3+6H2O6CO2+20[H]+少量能量 24[H]+6O212H2O+大量能量　 $