猜押02 细胞的代谢（2大押题预测）（黑吉辽蒙专用） 2026年高考生物终极冲刺讲练测

猜押02 细胞的代谢 押题预测： 押题1：【答案】(1)类囊体薄膜/叶绿体基粒 NADPH和ATP C3的还原 (2)C (3)蔗糖运输受阻或HXK被抑制时，叶片蔗糖积累，会降低Rubisco酶活性，减弱暗反应中CO2固定效率，进而抑制光反应，使（净）光合速率下降 (4)己糖/葡萄糖 己糖激酶/HXK 线粒体柠檬酸合酶/CS酶 押题2：BC 通关特训： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C B B D C D D BC CD 题号 11 12 答案 BD BD 13．(1)类囊体膜 蓝紫光、红光 升高 协助扩散 (2)类囊体腔→叶绿体基质 减少H+向基质运输，建立高△pH，迅速启动NPQ避免光损伤 (3)KEA3蛋白缺失，强光时NPQ启动过快，弱光时△pH回落缓慢，NPQ持续时间长，耗散较多能量，光合速率降低 14．(1)氮磷比 作为对照 避免实验结果的偶然性 (2)无水乙醇 碳酸钙 (3)施加氮磷肥后，气孔导度增加，进入细胞的CO₂增加，叶绿素含量也增加，光反应增强，使光合作用消耗CO₂ 的速率增加，因此胞间CO₂浓度降低 (4)干重 6：4 该氮磷比组别的油茶净光合速率最大，且叶片和根系的生物量最大 15．(1) (维持渗透压平衡)保持叶绿体的形态 反应过程中存在颜色变化(便于实验结果的观察)。 (2)水的分解产生H+，PQ运输H+，合成NADPH消耗H+ 疏水性 运输 没有提供CO2，叶绿体无法完成暗反应，NADP+更新不足 (3) A 黄绿色 与品种乙相比，同浓度下甲放氧速率相对值小 16．(1)提高、降低 叶绿素a/b值下降（光吸收减弱）且气孔导度降低（CO2供应不足） (2)种植方式（大豆单作、玉米单作、大豆-玉米间作） 大豆光合速率 (3)为大豆合成光合酶（或叶绿素） 提供氮素大豆残体分解产生氮素（或土壤固氮微生物活性增强） (4)暗反应#碳反应 蓝绿 (5)①②④ 17．(1)红光和蓝紫 减少 (2)不能 (3)不是 缺钾组气孔导度小，但胞间CO2浓度高 (4)叶绿体基质 降低 光反应速率降低，生成的O2、ATP和NADPH减少，故光呼吸速率下降 (5)缺钾CO2固定速率相对值减慢，使暗反应变慢，合成的有机物减少；同时缺钾提高了光呼吸与CO2固定速率的比值，抑制了暗反应，导致水稻光合作用被抑制，产量下降 18．(1)叶绿体基质 (2)主动运输/主动转运 CO2易于以自由扩散的方式逃逸，不能以自由扩散的方式进出细胞。 (3)无关 适当降低磷水平，会促进光合产物（可溶性糖）更多地转化为油脂 (4)高碳低氮低磷 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 猜押02 细胞的代谢 题型 考情分析 考向预测 光合作用的基本过程与呼吸作用的三个阶段 2025 年黑吉辽蒙卷：细胞呼吸的过程（有氧与无氧）、场所及能量变化。光合作用的过程（Rubisco的作用、光反应与暗反应的限制因素）、实验设计思路。 2024年吉林卷：光呼吸与光合作用（CO₂固定、有氧呼吸NADH场所） 1、物质运输与信息传递：可能以图表或实例形式，综合考查跨膜运输（主动运输、协助扩散）的机制、影响因素，以及与细胞信号转导（如受体、第二信使）的联系。 2.生产实践应用：可能联系农业生产（如提高作物产量、果蔬储藏）或环境保护（如碳中和），考查如何运用光合与呼吸原理解决实际问题。 三种基本跨膜方式 2025 年黑吉辽蒙卷 ：物质跨膜运输（协助扩散）、叶绿体与线粒体的能量代谢联系。 2024年吉林卷：水的两种运输方式区分 押题1 光合作用与呼吸作用 1．（2026·黑龙江·模拟预测）阅读下列材料，回答问题： 蔗糖是植物光合作用的主要产物，其合成与运输不仅调控光合速率，还通过信号通路影响呼吸代谢。植物体内存在“蔗糖-己糖激酶信号通路”，己糖激酶（HXK）可感知细胞内蔗糖分解产生的己糖（葡萄糖），进而调控线粒体呼吸关键酶的表达，实现光合与呼吸的动态平衡。科研人员以番茄为实验材料，设置三组实验如下表，测定各组植株的净光合速率（Pn）、胞间CO2浓度（Ci）、线粒体柠檬酸合酶（CS，有氧呼吸关键酶）活性、蔗糖积累量及Rubisco酶活性，统计实验结果如下。 处理组 净光合速率（Pn） 胞间CO2浓度（Ci） 柠檬酸合酶（CS）活性 叶片蔗糖积累量 对照组 18.2 256 28.5 12.3 蔗糖运输抑制剂组（Al-3） 9.7 328 16.3 28.6 HXK抑制剂组（NAk） 10.1 315 15.8 26.9 （注：Rubisco酶是光合作用暗反应中催化CO2固定关键酶，活性受光合产物反馈调控） (1)叶绿体是光合作用的主要场所，其中光反应的场所为______，该过程将光能转化为活跃的化学能，主要储存在______中，并用于暗反应阶段______过程。 (2)结合材料和表格数据，下列分析错误的是（　　） A．蔗糖运输受阻会导致叶片蔗糖积累，进而抑制净光合速率 B．HXK活性被抑制后，线粒体有氧呼吸的强度会降低 C．胞间CO2浓度升高是净光合速率下降的直接原因 D．蔗糖-己糖激酶信号通路可调控光合与呼吸的关系 (3)分析图中Rubisco酶活性变化趋势，结合材料解释蔗糖积累对光合作用的反馈抑制机制：______。 (4)根据上述实验结果，完善蔗糖-己糖激酶信号通路调控光合与呼吸的过程：蔗糖正常运输时，分解产生______，______感知己糖信号并激活，促进______活性增强，加快呼吸代谢；同时避免蔗糖积累对光合作用的抑制，维持光合速率。 1.光合作用 项目 内容 反应式 CO₂ + H₂O → (CH₂O) + O₂（叶绿体） 场所 叶绿体（类囊体薄膜 + 基质） 阶段 光反应 暗反应 场所 类囊体薄膜 叶绿体基质 条件 光、色素、酶 ATP、NADPH、酶 物质变化 水的光解：H₂O → O₂ + H⁺ + e⁻ ATP、NADPH合成 CO₂固定：CO₂ + C₅ → 2C₃ C₃还原：C₃ → (CH₂O) + C₅ 能量变化 光能 → ATP、NADPH中活跃化学能 活跃化学能 → 有机物中稳定化学能 影响因素 光照强度、光质、CO₂浓度、温度、水分、矿质元素 2.细胞呼吸 项目 内容 反应式 有氧呼吸：C₆H₁₂O₆ + 6H₂O + 6O₂ → 6CO₂ + 12H₂O + 能量 无氧呼吸：C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ + 能量（植物/酵母菌） 或 C₆H₁₂O₆ → 2C₃H₆O₃ + 能量（动物/乳酸菌） 场所 细胞质基质、线粒体 阶段 第一阶段 第二阶段 第三阶段 场所 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 反应物 葡萄糖 丙酮酸 + H₂O [H] + O₂ 产物 丙酮酸、[H]、少量ATP CO₂、[H]、少量ATP H₂O、大量ATP 能量变化 有机物中稳定化学能 → ATP中活跃化学能 + 热能 影响因素 O₂浓度、温度、CO₂浓度、pH、水分 押题2 三种基本跨膜方式 2．（2026·内蒙古鄂尔多斯·一模）盐胁迫普遍是因Na+在土壤中高度聚集造成的，而水稻存在一种如图所示的调节机制，可提高其耐盐能力。其中SOS1、HKTS、NHX1、OsVP1为离子转运蛋白、SOS1磷酸化后活性增强，SOS2和SOS3为信号通路相关蛋白。已知细胞外溶液和细胞液的pH均小于细胞质基质，Na+通过NHX1和SOS1的跨膜运输需利用膜两侧的H+浓度差。下列叙述错误的是（　　） A．土壤中的Na+通过HKTS进入细胞的方式是协助扩散 B．细胞不同部位pH存在差异，主要依赖NHX1和SOS1对H+的运输 C．Na+通过OsVP1进入液泡需要消耗能量，该过程可提高细胞的吸水能力 D．增施适量钙肥，在一定程度上可提高水稻的耐盐能力 1物质跨膜运输 自由扩散​ 顺浓度梯度 不需要能量 O₂、CO₂、甘油、乙醇等小分子物质的跨膜 协助扩散​ 顺浓度梯度 不需要能量 水通道蛋白运输水，某些离子通过通道蛋白运输 主动运输​ 逆浓度梯度​ 需要能量​ 根系吸收矿质离子（如K⁺）、盐腺细胞将Na⁺泵入囊泡或排出​ 胞吞/胞吐​ 大分子出入细胞 需要能量 盐腺细胞通过囊泡（胞吐）将Na⁺分泌到体外​ 2跨膜运输与细胞结构、功能的联系（“结构-功能”观） 载体蛋白与通道蛋白：是执行协助扩散和主动运输的分子基础，具有特异性，决定了物质运输的选择性 线粒体的作用：为主动运输和胞吐作用提供能量（ATP）。因此，执行活跃分泌功能（如盐腺排盐）的细胞，其线粒体数量通常较多。 生物膜的流动性：是胞吞、胞吐过程的基础。囊泡的形成、移动以及与细胞膜的融合，都依赖于生物膜（细胞膜、高尔基体膜等）的流动性和更新。因此，分泌旺盛的细胞生物膜更新速度快。 一、单选题 1．（2026·河南洛阳·二模）植物叶肉细胞将蔗糖从细胞质基质运到液泡的过程如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．质子泵具有运输和催化ATP水解的功能 B．细胞质基质中的蔗糖进入液泡的转运方式为主动运输 C．抑制叶肉细胞的呼吸作用会导致细胞液的pH下降 D．抑制质子泵的功能会使蔗糖载体运输蔗糖的速率变慢 2．（2026·重庆·模拟预测）图1、图2分别表示在黑暗条件下不同作物种子萌发过程中CO2释放量和O2吸收量的变化趋势，下列相关叙述正确的是（　　） A．图1中12h，无氧呼吸消耗的葡萄糖为有氧呼吸消耗葡萄糖的3倍 B．图1种子萌发过程中的12～30h之间，细胞主要依靠无氧呼吸来提供能量 C．图1和图2种子萌发过程中消耗的有机物种类可能不同 D．图2中P点对应的O2浓度最适合储存该种子，此时无氧呼吸强度最低 3．（2026·江苏南通·二模）蓝光会激活保卫细胞膜上的酶，进而使细胞吸水膨胀，气孔导度增大，其机理如图。相关叙述正确的是（    ） A．蓝光降低了酶活化能使其被激活 B．、、通过主动运输进入细胞 C．气孔张开过程中，液泡渗透压逐渐升高 D．保卫细胞外侧壁的伸缩性小于内侧壁 4．（2026·黑龙江双鸭山·一模）在厌氧胁迫下，玉米根细胞中乙醇脱氢酶(ADH)催化乙醇合成，乳酸脱氢酶(LDH)催化乳酸合成，两者的活性随处理时间变化的情况如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．ADH基因和LDH基因只存在于玉米植株根部细胞 B．ADH和LDH均在细胞质基质中发挥作用 C．厌氧胁迫下，乙醇和乳酸可在线粒体中彻底氧化分解 D．厌氧胁迫下，玉米根细胞产生乳酸的速率大于产生酒精的 5．（2026·湖北随州·一模）图甲为光合作用最适温度条件下植物光合速率测定装置图，图乙中a、b为测定过程中某些生理指标相对值的变化。下列说法正确的是（    ） A．如果适当提高温度，其他条件不变，则总光合速率会发生图乙中从a到b的变化，净光合速率可能会发生从b到a的变化 B．若图乙表示图甲完全培养液中SiO44-浓度，由a到b的变化表明了该植物不需要该离子 C．若图甲中的液滴不移动，则该植株叶肉细胞光合速率等于呼吸速率 D．若图乙表示图甲中植物的叶肉细胞内C5的变化，则b到a的变化可能是突然停止光照或者光照减弱 6．（2026·山西朔州·一模）在唾液腺细胞中，多种细胞器协调配合，参与合成和分泌唾液淀粉酶，其流程如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．参与该过程的各种细胞器膜共同构成了细胞的生物膜系统 B．在游离的核糖体中合成所需的多肽链均以必需氨基酸为原料 C．唾液淀粉酶分泌过程所需的能量来源于线粒体和细胞质基质 D．囊泡将唾液淀粉酶释放到细胞外不需要细胞膜上的蛋白质参与 7．（2026·陕西咸阳·二模）某兴趣小组用浓度适宜的M溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，显微观察结果如图1所示，并测得细胞原生质体相对直径（x/y）随时间变化的曲线，如图2所示。下列叙述正确的是（　　） A．M溶液可能是适宜浓度的蔗糖溶液，处理过程中细胞吸水能力持续增强 B．时x/y值保持稳定状态，说明此时细胞液浓度等于细胞外M溶液浓度 C．时之后，x/y值逐渐增大，说明M溶液的溶质微粒从时开始进入细胞 D．若改用浓度适度升高的M溶液，t₁点出现时间提前，此时细胞吸水能力较强 8．（2026·河南开封·模拟预测）NHX是一种逆向转运蛋白，耐盐植物能通过质子泵消耗ATP主动运输形成浓度梯度，以促使NHX逆向转运蛋白运输，维持细胞质低环境，其过程如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．NHX运输过程中空间构象会发生改变 B．质子泵具有催化和物质运输的双重功能 C．NHX运输时与膜的流动性有关 D．液泡中的pH升高能加速NHX运输 二、不定项选择题 9．（2026·山东淄博·一模）拟南芥光反应的非环式电子传递会同步生成ATP和NADPH，二者比例相对固定（约1.5:1），但暗反应对ATP和NADPH的需求比为2:1，其叶肉细胞中还存在NDH复合体介导的环式电子传递，仅产生ATP，在弱光下作用显著。将生理状态一致的拟南芥野生型（WT）与NDH复合体缺失突变体（ndh）置于适宜温度、弱光的密闭装置中培养，下列说法错误的是（　　） A．培养初期突然提高光照强度，短时间内WT叶绿体中C5含量上升 B．培养初期，若光合速率WT>ndh>0，说明弱光下环式电子传递起主导作用 C．若两装置内CO2浓度均不再变化，装置内CO2浓度WT组>ndh组 D．弱光下WT可通过环式电子传递，缓解光合作用过程中ATP/NADPH的供需失衡 10．（2026·辽宁·模拟预测）研究人员对长势相同的同种水稻幼苗设置四组处理：对照组（CK）、干旱胁迫（D）、盐胁迫（S）、干旱后盐胁迫（D+S），测定叶片中脯氨酸（单位：μmol/g）、叶绿素（单位：mg/g）及丙二醛（MDA，膜损伤指标，单位：μmol/g）的含量，结果如图。下列分析正确的是（    ） A．该实验的自变量为是否进行胁迫处理，实验组为D、S、D+S B．叶绿素含量下降，水稻幼苗胁迫耐受能力上升 C．干旱预处理可能对盐胁迫耐受能力有增加作用 D．脯氨酸积累可能对缓解两种胁迫的膜损伤有一定作用 11．（2026·湖南衡阳·模拟预测）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。下列分析正确的是（　　） A．线粒体中的[H]只来自细胞质基质 B．突变体呼吸作用产生CO2只发生在有氧呼吸的第二阶段 C．突变体只有在线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻 D．野生型进行无氧呼吸时只在第一阶段合成ATP 12．（2026·江西赣州·模拟预测）在细胞呼吸过程中，葡萄糖被分解为丙酮酸后，丙酮酸可在有氧条件下经丙酮酸脱氢酶复合体作用，生成CO2和NADH；也可在无氧条件下，经丙酮酸脱羧酶作用，生成CO2和乙醛，乙醛再被乙醇脱氢酶作用，生成乙醇。此外，酿酒酵母中还存在Crabtree效应，即在高浓度的葡萄糖条件下，即使氧气供应充足，它依然会发酵积累乙醇。下列叙述错误的是（　　） A．发生Crabtree效应的酵母菌繁殖速率在短期内可能会受到抑制 B．丙酮酸脱氢酶复合体在酿酒酵母的细胞质基质中起催化作用 C．酿酒酵母可能通过调节酶的活性来适应外界葡萄糖浓度的变化 D．丙酮酸脱羧酶参与的代谢途径，葡萄糖中大部分能量以热能形式散失 三、非选择题 13．（2026·山东青岛·一模）农田等植物密集的生态系统中光照强度波动剧烈，植物通过长期进化形成了相应的光适应调节机制。KEA3是位于植物类囊体膜上—反向转运蛋白，参与调节类囊体膜两侧的梯度（ΔpH）。图1表示叶绿体光反应系统，图2为不同光照条件下ΔpH及KEA3蛋白活性的变化曲线。 (1)PSⅠ和PSⅡ均为光合色素和蛋白质的复合体结构，位于________（填细胞结构）上，其色素主要吸收________。据图1分析，PSⅡ吸收光能后，类囊体腔中的H＋浓度________（填“升高”或“降低”），并以________的方式运输到叶绿体基质中。 (2)光照过强时，水稻通过非光化学猝灭（NPQ）耗散多余光能，避免光损伤，其发挥作用的核心组分必须依赖高ΔpH才能启动。据图2分析，KEA3蛋白跨膜转运H＋的方向是________（填“类囊体腔→叶绿体基质”或“叶绿体基质→类囊体腔”）。弱光转强光时，KEA3蛋白活性先降低，其对于水稻应对高强度光照的意义是________。 (3)农学家发现KEA3基因缺失突变株在适宜光照下长势与野生型相似，但在人工控制的弱光强光交替条件下长势矮小。结合光适应调节机制分析，突变株在弱光强光交替条件下长势矮小的原因是________。 14．（2026·河北廊坊·一模）氮磷肥的合理配施是提升肥料利用效率、促进林木健康生长的核心措施。研究人员设置了6组不同实验，探究氮、磷配比施肥对油茶林生长指标及光合作用的影响，结果如表所示。回答下列问题： 组别 氮磷比 净光合速率/（µmol˙m-2˙s-1） 气孔导度/（mmol˙m-2˙s-1） 胞间 CO₂ 浓度/（µmol˙mol -1） 叶绿素含量 叶片生物量/根系生物量/（t˙hm-2） 1 组 0:0 4.50 21.36 375.69 2.00 3.85 4.03 2 组 3:7 4.68 22.34 365.36 2.15 4.02 4.32 3 组 4:6 4.89 23.58 356.39 2.24 4.25 5.43 4 组 5:5 5.15 24.69 340.36 2.29 4.52 6.50 5 组 6:4 5.65 25.69 335.36 2.62 5.87 7.84 6组 7:3 5.25 24.78 341.28 2.40 5.68 6.65 (1)本实验的自变量是_______；第1组的作用是___________。每一组都处理了生长状况相同的10株油茶，目的是__________。 (2)实验中可以使用______提取油茶叶片中的叶绿素，研磨时应加入____防止色素被破坏。 (3)该实验结果显示，施加氮磷肥组别的净光合速率增加，气孔导度增大，胞间CO₂浓度却降低，原因是____________。 (4)叶片生物量是指单位面积叶片的______(填“干重”或“鲜重”)。由实验结果可知，促进油茶生长的最佳氮磷比是_____，判断依据是______________(写出2点)。 15．（2026·黑龙江哈尔滨·二模）1937年，英国植物学家希尔发现，在离体的叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂，光照下可以释放出氧气。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光照条件并添加铁盐(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NADP+，该过程中通过___________(答出2点)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。叶绿体中本身含有氧化剂，进行光合作用时不需从外界获得氧化剂，而希尔实验时需要额外添加铁盐的原因是___________。 (3)实验中常用希尔反应来测定除草剂对杂草光合作用的抑制效果。用不同浓度的某除草剂分别处理品种甲和乙杂草的离体叶绿体并进行希尔反应，实验结果如下表所示。 除草剂相对浓度/% 0 5 10 15 20 25 30 品种甲放氧速率相对值 5.0 3.7 2.2 1.0 0 0 0 品种乙放氧速率相对值 5.0 4.4 3.7 3.0 2.2 1.6 1.0 ①表中的放氧速率相对值是指___________。 A．光合作用产生的氧气速率 B．细胞呼吸消耗的氧气速率 C．光合作用产生的氧气速率减去细胞呼吸消耗的氧气速率 D．细胞呼吸消耗的氧气速率减去光合作用产生的氧气速率 ②当除草剂相对浓度为20%时，品种甲希尔反应液的颜色为___________，据表分析，除草剂抑制品种甲叶绿体的功能较强，理由是___________。 16．（2026·辽宁·模拟预测）为探究种植方式对作物产量的影响，研究人员设置3组实验：①大豆单作；②玉米单作；③大豆-玉米间作（行比为2：2，共生期120天），测定的实验结果如下表（数据为相对值，“-”表示无）。已知叶绿素a是光反应的核心色素，叶绿素b为辅助色素，二者主要吸收红光和蓝紫光。 种植方式 大豆产量 玉米产量 大豆根瘤 菌固氮量 玉米叶 绿素a/b值 大豆光合速率 玉米气 孔导度 土壤速效氮 大豆单作 100 - 100 - 100 - 110 玉米单作 - 100 - 3.2 - 100 85 大豆-玉米间作 125 82 140 2.8 118 88 155 (1)对比数据，间作时大豆和玉米的产量分别会_____；根据表格推测玉米产量变化的原因是________（答出2点）。 (2)实验的自变量是______，因变量中与植物光合作用直接相关的指标是_______（答出1点）。 (3)间作大豆根瘤菌固氮量提升，其对大豆光合速率的间接促进作用是_________；土壤速效氮含量高于单作，还可能与_______有关。 (4)结合气孔导度变化，说明玉米______（填光合阶段）受抑，导致有机物合成减少。若用纸层析法分离玉米绿叶中的光合色素，与单作相比，间作时滤纸条上_______色条带变窄。 (5)下列与种植方式相关的判断，正确的是_______（填序号）。 ①间作大豆产量提升与根瘤菌固氮能力提高有关 ②间作可减少农田氮肥的施用量 ③间作时，产量高低与作物的种植密度无关 ④间作能提高农田的生物多样性 17．（2026·辽宁·三模）为探究低钾胁迫对水稻光合作用的影响，科研团队设置对照组和缺钾组两个组，分别用正常（不缺钾）和缺钾的土壤培养两组长势相同的水稻，培养一段时间后检测水稻叶片光合作用各个指标，结果如图所示。回答下列问题： 注：气孔导度表示气孔开放的程度。 (1)水稻细胞的叶绿素主要吸收______光。提取光合色素时，若研磨时只加入无水乙醇和二氧化硅，其他操作规范，则与正常提取相比，该过程提取的叶绿素量会______（填“增多”“减少”或“不变”）。 (2)在测量水稻叶片光合作用速率时，测量的是叶片的CO2吸收和O2释放速率，该值______（填“能”或“不能”）代表真实的光合作用速率。 (3)通过图1中数据可知，缺钾会导致水稻光合作用速率下降，其中气孔导度______（填“是”或“不是”）影响光合作用速率的因素，依据是__________。 (4)暗反应中CO2的固定是由Rubisco酶催化进行的。但O2也能与CO2竞争Rubisco酶，使该酶催化C5和O2反应，生成C3和CO2，此反应过程消耗ATP和NADPH，被称为光呼吸。研究者将缺钾的土壤分成若干组，分别添加不同含量的钾肥，培养长势相同的水稻，培养一段时间后检测水稻叶片CO2固定速率及光呼吸与CO2固定速率的比值如图2所示。推测光呼吸过程中，C5和O2反应的场所为______。若光反应速率降低，光呼吸速率会______（填“升高”“降低”或“不变”），原因是_________。 (5)根据图2实验结果，推测缺钾导致水稻产量下降的原因可能有_________（写出2点）。 18．（2026·湖南常德·二模）莱茵衣藻是一种用于研究光合作用的模式生物，也被广泛用于探索脂质的代谢机制。在低浓度CO2的环境中，莱茵衣藻会启动CO2浓缩机制（CCM），使叶绿体内的CO2浓度远高于海水，过程如图1所示。已有研究表明，光照等环境因子以及氮磷等营养胁迫可有效促进莱茵衣藻油脂的高效合成和积累。某研究小组在高碳低氮的基础上，进一步探究了培养基中不同磷水平（正常为32 mg/L）对莱茵衣藻产油特性的影响，结果如图2所示。 (1)“蛋白核”是真核藻类常见的一种结构，其内富含催化CO2固定的酶，推测“蛋白核”所处的部位是______。 (2)当环境CO2浓度较低时，HCO3⁻进入叶绿体的方式为______，莱茵衣藻的CO2浓缩机制是以HCO3⁻形式而不是以CO2形式在细胞内富集碳，其原因是______。 (3)本实验中“高碳低氮”属于______变量，在高碳低氮条件下，适当降低培养基磷水平会导致莱茵衣藻可溶性糖的积累量变少，结合图2分析，原因可能是______。 (4)研究发现，莱茵衣藻的光合产物可以转化为生物柴油，综合分析，在______条件下莱茵衣藻产生生物柴油的效率最佳。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 猜押02 细胞的代谢 题型 考情分析 考向预测 光合作用的基本过程与呼吸作用的三个阶段 2025 年黑吉辽蒙卷：细胞呼吸的过程（有氧与无氧）、场所及能量变化。光合作用的过程（Rubisco的作用、光反应与暗反应的限制因素）、实验设计思路。 2024年吉林卷：光呼吸与光合作用（CO₂固定、有氧呼吸NADH场所） 1、物质运输与信息传递：可能以图表或实例形式，综合考查跨膜运输（主动运输、协助扩散）的机制、影响因素，以及与细胞信号转导（如受体、第二信使）的联系。 2.生产实践应用：可能联系农业生产（如提高作物产量、果蔬储藏）或环境保护（如碳中和），考查如何运用光合与呼吸原理解决实际问题。 三种基本跨膜方式 2025 年黑吉辽蒙卷 ：物质跨膜运输（协助扩散）、叶绿体与线粒体的能量代谢联系。 2024年吉林卷：水的两种运输方式区分 押题1 光合作用与呼吸作用 1．（2026·黑龙江·模拟预测）阅读下列材料，回答问题： 蔗糖是植物光合作用的主要产物，其合成与运输不仅调控光合速率，还通过信号通路影响呼吸代谢。植物体内存在“蔗糖-己糖激酶信号通路”，己糖激酶（HXK）可感知细胞内蔗糖分解产生的己糖（葡萄糖），进而调控线粒体呼吸关键酶的表达，实现光合与呼吸的动态平衡。科研人员以番茄为实验材料，设置三组实验如下表，测定各组植株的净光合速率（Pn）、胞间CO2浓度（Ci）、线粒体柠檬酸合酶（CS，有氧呼吸关键酶）活性、蔗糖积累量及Rubisco酶活性，统计实验结果如下。 处理组 净光合速率（Pn） 胞间CO2浓度（Ci） 柠檬酸合酶（CS）活性 叶片蔗糖积累量 对照组 18.2 256 28.5 12.3 蔗糖运输抑制剂组（Al-3） 9.7 328 16.3 28.6 HXK抑制剂组（NAk） 10.1 315 15.8 26.9 （注：Rubisco酶是光合作用暗反应中催化CO2固定关键酶，活性受光合产物反馈调控） (1)叶绿体是光合作用的主要场所，其中光反应的场所为______，该过程将光能转化为活跃的化学能，主要储存在______中，并用于暗反应阶段______过程。 (2)结合材料和表格数据，下列分析错误的是（　　） A．蔗糖运输受阻会导致叶片蔗糖积累，进而抑制净光合速率 B．HXK活性被抑制后，线粒体有氧呼吸的强度会降低 C．胞间CO2浓度升高是净光合速率下降的直接原因 D．蔗糖-己糖激酶信号通路可调控光合与呼吸的关系 (3)分析图中Rubisco酶活性变化趋势，结合材料解释蔗糖积累对光合作用的反馈抑制机制：______。 (4)根据上述实验结果，完善蔗糖-己糖激酶信号通路调控光合与呼吸的过程：蔗糖正常运输时，分解产生______，______感知己糖信号并激活，促进______活性增强，加快呼吸代谢；同时避免蔗糖积累对光合作用的抑制，维持光合速率。 【答案】(1) 类囊体薄膜/叶绿体基粒 NADPH和ATP C3的还原 (2)C (3)蔗糖运输受阻或HXK被抑制时，叶片蔗糖积累，会降低Rubisco酶活性，减弱暗反应中CO2固定效率，进而抑制光反应，使（净）光合速率下降 (4) 己糖/葡萄糖 己糖激酶/HXK 线粒体柠檬酸合酶/CS酶 【分析】光合作用利用无机物合成有机物，储存能量。呼吸作用分解有机物释放能量并产生无机物，二者互为原料、互为产物，因而在植物体中存在它们之间的调控过程。 【详解】（1）叶绿体是光合作用的主要场所，其中光反应的场所为叶绿体的类囊体薄膜，该过程将光能转化为活跃的化学能，主要储存在ATP和NADPH中，并用于暗反应C3的还原阶段，该过程中NADPH不仅是还原剂，还可提供能量 （2）A、结合表格信息可知，蔗糖运输受阻会导致叶片蔗糖积累（高于对照组），进而抑制净光合速率，A正确； B、HXK活性被抑制后，柠檬酸合酶（CS）活性会降低，因此线粒体有氧呼吸的强度会降低，B正确； C、叶片蔗糖积累量增加，光合作用相关酶活性下降是净光合速率下降的直接原因，C错误； D、根据实验结果可知，蔗糖-己糖激酶信号通路被抑制会降低呼吸速率和光合速率，可见该通路可调控光合与呼吸的关系，D正确。 故选C。 （3）分析图中Rubisco酶活性变化趋势可以看出，蔗糖运输受阻或HXK被抑制时，叶片蔗糖积累，会降低Rubisco酶活性，减弱暗反应中CO2固定效率，进而抑制光反应，使（净）光合速率下降，即蔗糖积累通过降低相关酶活性实现了对光合作用的抑制。 （4）结合题干信息和相关数据可知，蔗糖-己糖激酶信号通路调控光合与呼吸的过程如下：蔗糖正常运输时，分解产生己糖（葡萄糖），己糖激酶（HXK）感知己糖信号并激活，促进线粒体柠檬酸合酶（CS酶）活性增强，加快呼吸代谢，促进葡萄糖的消耗；同时避免蔗糖积累对光合作用的抑制，维持光合速率，实现植物体内代谢过程的正常进行。 1.光合作用 项目 内容 反应式 CO₂ + H₂O → (CH₂O) + O₂（叶绿体） 场所 叶绿体（类囊体薄膜 + 基质） 阶段 光反应 暗反应 场所 类囊体薄膜 叶绿体基质 条件 光、色素、酶 ATP、NADPH、酶 物质变化 水的光解：H₂O → O₂ + H⁺ + e⁻ ATP、NADPH合成 CO₂固定：CO₂ + C₅ → 2C₃ C₃还原：C₃ → (CH₂O) + C₅ 能量变化 光能 → ATP、NADPH中活跃化学能 活跃化学能 → 有机物中稳定化学能 影响因素 光照强度、光质、CO₂浓度、温度、水分、矿质元素 2.细胞呼吸 项目 内容 反应式 有氧呼吸：C₆H₁₂O₆ + 6H₂O + 6O₂ → 6CO₂ + 12H₂O + 能量 无氧呼吸：C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ + 能量（植物/酵母菌） 或 C₆H₁₂O₆ → 2C₃H₆O₃ + 能量（动物/乳酸菌） 场所 细胞质基质、线粒体 阶段 第一阶段 第二阶段 第三阶段 场所 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 反应物 葡萄糖 丙酮酸 + H₂O [H] + O₂ 产物 丙酮酸、[H]、少量ATP CO₂、[H]、少量ATP H₂O、大量ATP 能量变化 有机物中稳定化学能 → ATP中活跃化学能 + 热能 影响因素 O₂浓度、温度、CO₂浓度、pH、水分 押题2 三种基本跨膜方式 2．（2026·内蒙古鄂尔多斯·一模）盐胁迫普遍是因Na+在土壤中高度聚集造成的，而水稻存在一种如图所示的调节机制，可提高其耐盐能力。其中SOS1、HKTS、NHX1、OsVP1为离子转运蛋白、SOS1磷酸化后活性增强，SOS2和SOS3为信号通路相关蛋白。已知细胞外溶液和细胞液的pH均小于细胞质基质，Na+通过NHX1和SOS1的跨膜运输需利用膜两侧的H+浓度差。下列叙述错误的是（　　） A．土壤中的Na+通过HKTS进入细胞的方式是协助扩散 B．细胞不同部位pH存在差异，主要依赖NHX1和SOS1对H+的运输 C．Na+通过OsVP1进入液泡需要消耗能量，该过程可提高细胞的吸水能力 D．增施适量钙肥，在一定程度上可提高水稻的耐盐能力 【答案】B 【详解】A、题干表明“盐胁迫是Na+在土壤中高度聚集造成的”，即土壤中Na+浓度远高于细胞内Na+浓度。HKTS为离子转运蛋白，Na+顺浓度梯度通过HKTS进入细胞，符合协助扩散的定义，A正确；    B、题干明确Na+通过NHX1和SOS1的跨膜运输需利用膜两侧的H+浓度差——这说明NHX1和SOS1的核心功能是运输Na+ ，利用已有的H+浓度差（属于协同运输机制）；而细胞不同部位的H+浓度差（即pH差异），是由其他载体（如H+-ATP酶，通过主动运输建立H+浓度差） 维持的，并非NHX1和SOS1主动运输H+导致，B错误；    C、Na⁺通过OsVP1进入液泡是逆浓度梯度进行的，属于主动运输，需要消耗能量，该过程使细胞液浓度增大，可提高细胞的吸水能力，C正确；    D、Ca2+信号增加会激活SOS3，进而启动SOS2磷酸化、SOS1磷酸化，最终促进Na+外排（减少细胞内Na+积累）。增施钙肥可提高土壤中Ca2+浓度，增强Ca2+信号，激活上述耐盐调节通路，从而提高水稻耐盐能力，D正确。 1物质跨膜运输 自由扩散​ 顺浓度梯度 不需要能量 O₂、CO₂、甘油、乙醇等小分子物质的跨膜 协助扩散​ 顺浓度梯度 不需要能量 水通道蛋白运输水，某些离子通过通道蛋白运输 主动运输​ 逆浓度梯度​ 需要能量​ 根系吸收矿质离子（如K⁺）、盐腺细胞将Na⁺泵入囊泡或排出​ 胞吞/胞吐​ 大分子出入细胞 需要能量 盐腺细胞通过囊泡（胞吐）将Na⁺分泌到体外​ 2跨膜运输与细胞结构、功能的联系（“结构-功能”观） 载体蛋白与通道蛋白：是执行协助扩散和主动运输的分子基础，具有特异性，决定了物质运输的选择性 线粒体的作用：为主动运输和胞吐作用提供能量（ATP）。因此，执行活跃分泌功能（如盐腺排盐）的细胞，其线粒体数量通常较多。 生物膜的流动性：是胞吞、胞吐过程的基础。囊泡的形成、移动以及与细胞膜的融合，都依赖于生物膜（细胞膜、高尔基体膜等）的流动性和更新。因此，分泌旺盛的细胞生物膜更新速度快。 一、单选题 1．（2026·河南洛阳·二模）植物叶肉细胞将蔗糖从细胞质基质运到液泡的过程如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．质子泵具有运输和催化ATP水解的功能 B．细胞质基质中的蔗糖进入液泡的转运方式为主动运输 C．抑制叶肉细胞的呼吸作用会导致细胞液的pH下降 D．抑制质子泵的功能会使蔗糖载体运输蔗糖的速率变慢 【答案】C 【详解】A、质子泵可以转运H+，同时催化ATP水解为ADP和Pi提供能量，A正确； B、蔗糖进入液泡依赖浓度梯度提供动力，该梯度的建立间接消耗能量，属于主动运输，B正确； C、抑制呼吸作用后ATP生成减少，质子泵运入液泡的H+减少，液泡（细胞液）中H+浓度降低，pH升高，不是下降，C错误； D、抑制质子泵功能后，液泡内外H+浓度差减小，协同运输蔗糖的动力不足，H+蔗糖载体运输蔗糖的速率变慢，D正确。 2．（2026·重庆·模拟预测）图1、图2分别表示在黑暗条件下不同作物种子萌发过程中CO2释放量和O2吸收量的变化趋势，下列相关叙述正确的是（　　） A．图1中12h，无氧呼吸消耗的葡萄糖为有氧呼吸消耗葡萄糖的3倍 B．图1种子萌发过程中的12～30h之间，细胞主要依靠无氧呼吸来提供能量 C．图1和图2种子萌发过程中消耗的有机物种类可能不同 D．图2中P点对应的O2浓度最适合储存该种子，此时无氧呼吸强度最低 【答案】C 【详解】A、图1中12时，二氧化碳的释放量为75μL·h-1，氧气的吸收量为25μL·h-1，说明此时有氧呼吸和无氧呼吸同时进行，有氧呼吸过程中氧气的吸收量=二氧化碳的释放量，故有氧呼吸二氧化碳的释放量为25μL·h-1，有氧呼吸过程中消耗的葡萄糖与二氧化碳的释放量之比为1：6，无氧呼吸二氧化碳的释放量为50μL·h-1，且无氧呼吸过程中消耗的葡萄糖与二氧化碳的释放量之比为1：2，故无氧呼吸消耗的葡萄糖为有氧呼吸消耗葡萄糖的6倍，A错误； B、图1种子萌发过程中的12~30h之间，二氧化碳的释放量＞氧气的吸收量，说明种子同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，但有氧呼吸产生的能量更多，细胞主要依靠有氧呼吸供能，B错误； C、 若呼吸底物以糖类（葡萄糖）为主，有氧呼吸O2​吸收量等于CO2释放量，若呼吸底物以脂肪为主（脂肪C、H比例远高于糖类），氧化分解时O2​吸收量大于CO2​释放量，符合图2；图1总CO2​释放量大于O2吸收量，底物以糖类为主，因此两种种子消耗的有机物种类可能不同，C正确； D、 无氧呼吸随O2浓度升高被逐渐抑制，O2​浓度越高，无氧呼吸强度越低，因此P点不是无氧呼吸强度最低的点，D错误。 3．（2026·江苏南通·二模）蓝光会激活保卫细胞膜上的酶，进而使细胞吸水膨胀，气孔导度增大，其机理如图。相关叙述正确的是（    ） A．蓝光降低了酶活化能使其被激活 B．、、通过主动运输进入细胞 C．气孔张开过程中，液泡渗透压逐渐升高 D．保卫细胞外侧壁的伸缩性小于内侧壁 【答案】B 【详解】A、蓝光信号激活了保卫细胞质膜上的H⁺-ATP酶，而非降低了H⁺-ATP酶活化能，A错误； B、H⁺-ATP消耗ATP将H+泵出细胞，建立跨膜H+浓度差（胞外＞细胞内），利用H+顺浓度梯度进入细胞的势能差，将K+、NO3⁻、Cl-通过主动运输进入细胞，B正确； C、蓝光会激活保卫细胞膜上的H⁺-ATP酶，进而使细胞吸水膨胀，液泡渗透压逐渐下降，气孔导度增大，C错误； D、保卫细胞外侧壁薄、内侧壁厚；细胞吸水时，外侧壁伸缩性更大，更容易向外扩张，导致细胞弯曲、气孔打开，若外侧细胞壁伸缩性小于内侧壁，则无法实现气孔张开，D错误。 故选B。 4．（2026·黑龙江双鸭山·一模）在厌氧胁迫下，玉米根细胞中乙醇脱氢酶(ADH)催化乙醇合成，乳酸脱氢酶(LDH)催化乳酸合成，两者的活性随处理时间变化的情况如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．ADH基因和LDH基因只存在于玉米植株根部细胞 B．ADH和LDH均在细胞质基质中发挥作用 C．厌氧胁迫下，乙醇和乳酸可在线粒体中彻底氧化分解 D．厌氧胁迫下，玉米根细胞产生乳酸的速率大于产生酒精的 【答案】B 【详解】A、ADH基因和LDH基因在玉米植株的体细胞中普遍存在，在根细胞中选择性表达，A错误； B、ADH催化乙醇合成，LDH催化乳酸合成，这两个过程均发生在细胞质基质中，B正确； C、乙醇和乳酸是无氧呼吸的产物，不能进入线粒体中彻底氧化分解，C错误； D、依据曲线图可知，随着处理时间的延长，ADH的活性比LDH的活性更高，玉米根细胞产生乙醇的速率大于产生乳酸的速率，D错误。 5．（2026·湖北随州·一模）图甲为光合作用最适温度条件下植物光合速率测定装置图，图乙中a、b为测定过程中某些生理指标相对值的变化。下列说法正确的是（    ） A．如果适当提高温度，其他条件不变，则总光合速率会发生图乙中从a到b的变化，净光合速率可能会发生从b到a的变化 B．若图乙表示图甲完全培养液中SiO44-浓度，由a到b的变化表明了该植物不需要该离子 C．若图甲中的液滴不移动，则该植株叶肉细胞光合速率等于呼吸速率 D．若图乙表示图甲中植物的叶肉细胞内C5的变化，则b到a的变化可能是突然停止光照或者光照减弱 【答案】D 【详解】A、图甲是在光合作用最适温度条件下进行的，如果适当提高温度，其他条件不变，则总光合速率会降低，发生从b到a的变化；呼吸速率有可能升高，从而净光合速率可能降低，发生从b到a的变化，A错误； B、若图乙表示图甲完全培养液中SiO44-浓度，由a到b的变化表明了该植物对SiO44-的吸收速率小于对水分吸收的相对速率或不需要该离子，B错误； C、若图甲中的液滴不移动，则该植株光合速率等于呼吸速率，但叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率，C错误； D、突然停止光照或者光照减弱，产生的NADPH和ATP减少，C3还原受阻，则C5的来路受阻，短时间内去路不变，结果导致其含量下降，D正确。 6．（2026·山西朔州·一模）在唾液腺细胞中，多种细胞器协调配合，参与合成和分泌唾液淀粉酶，其流程如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．参与该过程的各种细胞器膜共同构成了细胞的生物膜系统 B．在游离的核糖体中合成所需的多肽链均以必需氨基酸为原料 C．唾液淀粉酶分泌过程所需的能量来源于线粒体和细胞质基质 D．囊泡将唾液淀粉酶释放到细胞外不需要细胞膜上的蛋白质参与 【答案】C 【详解】A、生物膜系统是指由细胞膜，细胞器膜及核膜等构成的，参与分泌蛋白合成的细胞器中核糖体是无膜结构，A错误； B、组成蛋白质的氨基酸有21种，既有必需氨基酸也有非必需氨基酸，B错误； C、唾液淀粉酶分泌过程消耗的ATP来源于细胞呼吸产生的能量，有氧呼吸第一阶段在细胞质基质进行，有氧呼吸第二阶段在线粒体基质中进行，第三阶段在线粒体内膜上进行，三阶段均产生ATP，C正确； D、囊泡与细胞膜融合后，通过胞吐作用将唾液淀粉酶释放到细胞外，这一过程需要细胞膜上的受体蛋白参与识别，D错误。 故选C。 7．（2026·陕西咸阳·二模）某兴趣小组用浓度适宜的M溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，显微观察结果如图1所示，并测得细胞原生质体相对直径（x/y）随时间变化的曲线，如图2所示。下列叙述正确的是（　　） A．M溶液可能是适宜浓度的蔗糖溶液，处理过程中细胞吸水能力持续增强 B．时x/y值保持稳定状态，说明此时细胞液浓度等于细胞外M溶液浓度 C．时之后，x/y值逐渐增大，说明M溶液的溶质微粒从时开始进入细胞 D．若改用浓度适度升高的M溶液，t₁点出现时间提前，此时细胞吸水能力较强 【答案】D 【详解】A、蔗糖分子不能进入植物细胞，无法发生质壁分离自动复原，不符合图2变化；且质壁分离复原阶段细胞吸水，细胞液浓度降低，吸水能力减弱，并非持续增强，A错误； B、t3时x/y稳定是细胞壁的支持限制作用导致的，此时细胞液浓度可能大于或等于外界M溶液浓度，B错误； C、M溶液的溶质微粒从接触细胞（t0）就开始进入细胞，溶质持续积累使细胞液浓度逐渐升高，到t1时细胞液浓度已经大于外界溶液浓度，细胞开始吸水使x/y升高，C错误； D、若M溶液浓度适度升高（仍未导致细胞死亡，可发生复原），外界溶液渗透压更大，细胞失水更快，会更早达到最大质壁分离，因此t1点出现提前；此时细胞失水更多，细胞液浓度更高，吸水能力更强，D正确。 8．（2026·河南开封·模拟预测）NHX是一种逆向转运蛋白，耐盐植物能通过质子泵消耗ATP主动运输形成浓度梯度，以促使NHX逆向转运蛋白运输，维持细胞质低环境，其过程如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．NHX运输过程中空间构象会发生改变 B．质子泵具有催化和物质运输的双重功能 C．NHX运输时与膜的流动性有关 D．液泡中的pH升高能加速NHX运输 【答案】D 【详解】A、NHX 是一种转运蛋白，在运输离子的过程中，会通过自身空间构象的改变来完成物质的跨膜转运，A正确； B、质子泵一方面可以催化 ATP 水解（将 ATP 转化为 ADP 和 Pi，释放能量），另一方面可以主动运输 H⁺，将 H⁺从细胞质转运到液泡中，因此它具有催化和物质运输的双重功能，B正确； C、NHX 作为膜上的转运蛋白，其构象变化、在膜上的移动都依赖于膜的流动性，因此 NHX 运输 Na⁺的过程与膜的流动性密切相关，C正确； D、液泡中的 pH 升高，意味着液泡中 H⁺浓度降低，H⁺的浓度梯度（细胞质→液泡）会减弱。而 NHX 是利用 H⁺顺浓度梯度回流的能量来驱动 Na⁺逆浓度梯度运输的，H⁺浓度梯度减弱会减慢NHX 运输 Na⁺的速率，D错误。 故选D。 二、不定项选择题 9．（2026·山东淄博·一模）拟南芥光反应的非环式电子传递会同步生成ATP和NADPH，二者比例相对固定（约1.5:1），但暗反应对ATP和NADPH的需求比为2:1，其叶肉细胞中还存在NDH复合体介导的环式电子传递，仅产生ATP，在弱光下作用显著。将生理状态一致的拟南芥野生型（WT）与NDH复合体缺失突变体（ndh）置于适宜温度、弱光的密闭装置中培养，下列说法错误的是（　　） A．培养初期突然提高光照强度，短时间内WT叶绿体中C5含量上升 B．培养初期，若光合速率WT>ndh>0，说明弱光下环式电子传递起主导作用 C．若两装置内CO2浓度均不再变化，装置内CO2浓度WT组>ndh组 D．弱光下WT可通过环式电子传递，缓解光合作用过程中ATP/NADPH的供需失衡 【答案】BC 【详解】A‌、培养初期突然提高光照强度，光反应增强，产生的ATP和NADPH增多，C3的还原加快，生成C5的速率加快，而短时间内CO2的固定速率不变，所以短时间内WT叶绿体中C5含量上升，A正确； B、培养初期，若光合速率WT＞ndh＞0，说明WT的光合速率大于ndh突变体，由于ndh突变体缺乏NDH复合体介导的环式电子传递，而WT存在该环式电子传递，所以说明弱光下环式电子传递能提高光合速率，但不能说明环式电子传递起主导作用，B错误； C、若两装置内CO2浓度均不再变化，说明此时光合速率等于呼吸速率。由于WT存在NDH复合体介导的环式电子传递，仅产生ATP，能为暗反应提供更多的ATP，可固定更多的CO2，所以装置内CO2浓度WT组＜ndh组，C错误； D、‌弱光下，暗反应对ATP和NADPH的需求比为2:1，而光反应生成ATP和NADPH的比例约为1.5:1，存在ATP供应不足的情况，WT可通过环式电子传递，仅产生ATP，缓解光合作用过程中ATP/NADPH的供需失衡，D正确。 10．（2026·辽宁·模拟预测）研究人员对长势相同的同种水稻幼苗设置四组处理：对照组（CK）、干旱胁迫（D）、盐胁迫（S）、干旱后盐胁迫（D+S），测定叶片中脯氨酸（单位：μmol/g）、叶绿素（单位：mg/g）及丙二醛（MDA，膜损伤指标，单位：μmol/g）的含量，结果如图。下列分析正确的是（    ） A．该实验的自变量为是否进行胁迫处理，实验组为D、S、D+S B．叶绿素含量下降，水稻幼苗胁迫耐受能力上升 C．干旱预处理可能对盐胁迫耐受能力有增加作用 D．脯氨酸积累可能对缓解两种胁迫的膜损伤有一定作用 【答案】CD 【详解】A、实验的自变量为是否胁迫及胁迫处理的类型（包括无胁迫、干旱胁迫、盐胁迫、干旱后盐胁迫四种），A错误； B、叶绿素含量下降，水稻幼苗胁迫耐受能力下降，B错误； C、D+S组MDA含量（约12μmol/g）低于S组（约18μmol/g），说明干旱预处理可能通过减少膜损伤，增强水稻对盐胁迫的耐受能力，C正确； D、D组和S组脯氨酸含量均高于CK组，且与MDA（膜损伤指标）变化趋势相反，说明脯氨酸积累可能对缓解干旱、盐胁迫造成的膜损伤有一定作用，D正确。 11．（2026·湖南衡阳·模拟预测）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。下列分析正确的是（　　） A．线粒体中的[H]只来自细胞质基质 B．突变体呼吸作用产生CO2只发生在有氧呼吸的第二阶段 C．突变体只有在线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻 D．野生型进行无氧呼吸时只在第一阶段合成ATP 【答案】BD 【详解】A、细胞质基质中可以进行糖酵解，产生[H]，丙酮酸继续在线粒体基质氧化分解也产生[H]，A错误； B、玉米胚乳进行产乳酸的无氧呼吸，因此呼吸释放CO2只能来自有氧呼吸的第二阶段，B正确； C、T蛋白缺失会造成线粒体内膜受损，整体无氧呼吸增强，因此线粒体参与的有氧呼吸第二、三阶段都会受阻，C错误； D、进行无氧呼吸时，只有在无氧呼吸的第一阶段释放少量能量，合成ATP，D正确。 12．（2026·江西赣州·模拟预测）在细胞呼吸过程中，葡萄糖被分解为丙酮酸后，丙酮酸可在有氧条件下经丙酮酸脱氢酶复合体作用，生成CO2和NADH；也可在无氧条件下，经丙酮酸脱羧酶作用，生成CO2和乙醛，乙醛再被乙醇脱氢酶作用，生成乙醇。此外，酿酒酵母中还存在Crabtree效应，即在高浓度的葡萄糖条件下，即使氧气供应充足，它依然会发酵积累乙醇。下列叙述错误的是（　　） A．发生Crabtree效应的酵母菌繁殖速率在短期内可能会受到抑制 B．丙酮酸脱氢酶复合体在酿酒酵母的细胞质基质中起催化作用 C．酿酒酵母可能通过调节酶的活性来适应外界葡萄糖浓度的变化 D．丙酮酸脱羧酶参与的代谢途径，葡萄糖中大部分能量以热能形式散失 【答案】BD 【详解】A、发生Crabtree效应时，酵母菌在高浓度葡萄糖且氧气充足条件下仍发酵积累乙醇，而发酵过程中酵母菌获取能量效率低，所以在短期内其繁殖速率可能会受到抑制，A正确； B、丙酮酸脱氢酶复合体催化的是有氧呼吸第二阶段（丙酮酸进入线粒体的氧化分解），该过程发生在线粒体基质中，B错误； C、酿酒酵母存在Crabtree效应，在不同葡萄糖浓度下有不同代谢途径，这表明它可能通过调节酶的活性来适应外界葡萄糖浓度的变化，C正确； D、丙酮酸脱羧酶参与无氧呼吸产生乙醇的代谢途径，在无氧呼吸过程中，葡萄糖中大部分能量储存在乙醇中，而不是以热能形式散失，D错误。 故选BD。 三、非选择题 13．（2026·山东青岛·一模）农田等植物密集的生态系统中光照强度波动剧烈，植物通过长期进化形成了相应的光适应调节机制。KEA3是位于植物类囊体膜上—反向转运蛋白，参与调节类囊体膜两侧的梯度（ΔpH）。图1表示叶绿体光反应系统，图2为不同光照条件下ΔpH及KEA3蛋白活性的变化曲线。 (1)PSⅠ和PSⅡ均为光合色素和蛋白质的复合体结构，位于________（填细胞结构）上，其色素主要吸收________。据图1分析，PSⅡ吸收光能后，类囊体腔中的H＋浓度________（填“升高”或“降低”），并以________的方式运输到叶绿体基质中。 (2)光照过强时，水稻通过非光化学猝灭（NPQ）耗散多余光能，避免光损伤，其发挥作用的核心组分必须依赖高ΔpH才能启动。据图2分析，KEA3蛋白跨膜转运H＋的方向是________（填“类囊体腔→叶绿体基质”或“叶绿体基质→类囊体腔”）。弱光转强光时，KEA3蛋白活性先降低，其对于水稻应对高强度光照的意义是________。 (3)农学家发现KEA3基因缺失突变株在适宜光照下长势与野生型相似，但在人工控制的弱光强光交替条件下长势矮小。结合光适应调节机制分析，突变株在弱光强光交替条件下长势矮小的原因是________。 【答案】(1) 类囊体膜 蓝紫光、红光 升高 协助扩散 (2) 类囊体腔→叶绿体基质 减少H+向基质运输，建立高△pH，迅速启动NPQ避免光损伤 (3)KEA3蛋白缺失，强光时NPQ启动过快，弱光时△pH回落缓慢，NPQ持续时间长，耗散较多能量，光合速率降低 【详解】（1）叶绿体的光反应阶段发生在类囊体膜上，PSⅠ和 PSⅡ是光反应的核心结构，均由光合色素和蛋白质组成，因此二者定位于类囊体膜上。叶绿体中的光合色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素，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，因此光合色素整体主要吸收蓝紫光和红光。据图1分析，PSⅡ吸收光能后，会驱动水的光解，水在类囊体腔中分解产生H+和O2；同时，电子传递过程也会将叶绿体基质中的H+转运至类囊体腔中。两种途径共同导致类囊体腔中的H+浓度升高，形成类囊体膜两侧的H+浓度梯度。类囊体腔中 H⁺浓度高于叶绿体基质，H⁺顺浓度梯度从类囊体腔运输到叶绿体基质，且该过程需要ATP合成酶协助，不消耗ATP，符合协助扩散的特点（顺浓度梯度、需载体、不耗能）。 （2）由题干可知，KEA3是类囊体膜上的反向转运蛋白，参与调节膜两侧的ΔpH（H+浓度梯度）；结合图2，强光下ΔpH 升高（类囊体腔H+浓度更高），KEA3蛋白活性也升高。光照过强时，KEA3蛋白活性增强，其作用是转运H+以调节过高的ΔpH，因此会将类囊体腔中多余的H+转运至叶绿体基质，即转运方向为类囊体腔→叶绿体基质。题干明确“非光化学猝灭（NPQ）耗散多余光能、避免光损伤，核心组分依赖高ΔpH才能启动”。 弱光转强光时，环境中光能突然增多，水稻需要快速启动NPQ 以避免光损伤；此时KEA3蛋白活性先降低，会减少H+从类囊体腔向叶绿体基质的运输，使类囊体腔快速积累H+，迅速建立高ΔpH，从而快速启动 NPQ，及时耗散多余光能，防止强光对光合结构造成损伤。 （3）作为H⁺反向转运蛋白，调节类囊体膜两侧的ΔpH，实现强光下适度启动NPQ（耗散多余光能），弱光下快速升高ΔpH、关闭NPQ（保证光合正常进行）。 KEA3基因缺失，无功能性KEA3蛋白，无法正常调节ΔpH。弱光→强光交替的影响强光阶段：无KEA3蛋白运输，ΔpH快速升高且浓度过高，导致NPQ启动过快、过强，过度耗散光能，使光反应产生的ATP、NADPH减少，光合速率降低； 弱光阶段：无KEA3蛋白转运H+，类囊体腔中高浓度H+无法快速排出，ΔpH回落缓慢，导致NPQ不能及时关闭，持续耗散有限的光能，光反应效率持续偏低，暗反应缺乏足够的ATP和NADPH供能，光合速率显著下降。弱光-强光交替下，突变株光合速率持续低于野生型，有机物积累不足，因此表现为长势矮小。 14．（2026·河北廊坊·一模）氮磷肥的合理配施是提升肥料利用效率、促进林木健康生长的核心措施。研究人员设置了6组不同实验，探究氮、磷配比施肥对油茶林生长指标及光合作用的影响，结果如表所示。回答下列问题： 组别 氮磷比 净光合速率/（µmol˙m-2˙s-1） 气孔导度/（mmol˙m-2˙s-1） 胞间 CO₂ 浓度/（µmol˙mol -1） 叶绿素含量 叶片生物量/根系生物量/（t˙hm-2） 1 组 0:0 4.50 21.36 375.69 2.00 3.85 4.03 2 组 3:7 4.68 22.34 365.36 2.15 4.02 4.32 3 组 4:6 4.89 23.58 356.39 2.24 4.25 5.43 4 组 5:5 5.15 24.69 340.36 2.29 4.52 6.50 5 组 6:4 5.65 25.69 335.36 2.62 5.87 7.84 6组 7:3 5.25 24.78 341.28 2.40 5.68 6.65 (1)本实验的自变量是_______；第1组的作用是___________。每一组都处理了生长状况相同的10株油茶，目的是__________。 (2)实验中可以使用______提取油茶叶片中的叶绿素，研磨时应加入____防止色素被破坏。 (3)该实验结果显示，施加氮磷肥组别的净光合速率增加，气孔导度增大，胞间CO₂浓度却降低，原因是____________。 (4)叶片生物量是指单位面积叶片的______(填“干重”或“鲜重”)。由实验结果可知，促进油茶生长的最佳氮磷比是_____，判断依据是______________(写出2点)。 【答案】(1) 氮磷比 作为对照 避免实验结果的偶然性 (2) 无水乙醇 碳酸钙 (3)施加氮磷肥后，气孔导度增加，进入细胞的CO₂增加，叶绿素含量也增加，光反应增强，使光合作用消耗CO₂ 的速率增加，因此胞间CO₂浓度降低 (4) 干重 6：4 该氮磷比组别的油茶净光合速率最大，且叶片和根系的生物量最大 【详解】（1）实验中人为改变的变量是氮磷比（6组不同比例），所以自变量是氮磷比；第1组的作用是作为对照，让实验结果更具说服力；每组处理10株生长状况相同的油茶，是为了避免实验结果的偶然性，减少个体差异带来的误差，让实验结果更可靠； （2）叶绿素易溶于有机溶剂，所以用无水乙醇来提取；研磨时细胞破裂，液泡中的酸性物质会破坏叶绿素，加入碳酸钙可以中和酸性物质，防止叶绿素被破坏； （3）施氮磷肥后，油茶的气孔导度增大，进入细胞的CO2增多，同时叶绿素含量升高，光反应增强，ATP 和NADPH生成增多，使暗反应速率加快，光合作用消耗CO2的速率增加，因此胞间CO2浓度降低； （4）生物量通常指单位面积叶片的干重，因为鲜重会受水分影响，不能准确反映有机物的积累量，所以是干重；从表格数据看，第5组（氮磷比6:4）的净光合速率最高，同时叶片生物量和根系生物量也最大，说明这个比例最有利于油茶生长，所以最佳氮磷比是6:4；判断依据：①该组净光合速率最大，说明光合作用强度最高；②叶片和根系生物量最大，说明有机物积累最多，生长状况最好。 15．（2026·黑龙江哈尔滨·二模）1937年，英国植物学家希尔发现，在离体的叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂，光照下可以释放出氧气。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光照条件并添加铁盐(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NADP+，该过程中通过___________(答出2点)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。叶绿体中本身含有氧化剂，进行光合作用时不需从外界获得氧化剂，而希尔实验时需要额外添加铁盐的原因是___________。 (3)实验中常用希尔反应来测定除草剂对杂草光合作用的抑制效果。用不同浓度的某除草剂分别处理品种甲和乙杂草的离体叶绿体并进行希尔反应，实验结果如下表所示。 除草剂相对浓度/% 0 5 10 15 20 25 30 品种甲放氧速率相对值 5.0 3.7 2.2 1.0 0 0 0 品种乙放氧速率相对值 5.0 4.4 3.7 3.0 2.2 1.6 1.0 ①表中的放氧速率相对值是指___________。 A．光合作用产生的氧气速率 B．细胞呼吸消耗的氧气速率 C．光合作用产生的氧气速率减去细胞呼吸消耗的氧气速率 D．细胞呼吸消耗的氧气速率减去光合作用产生的氧气速率 ②当除草剂相对浓度为20%时，品种甲希尔反应液的颜色为___________，据表分析，除草剂抑制品种甲叶绿体的功能较强，理由是___________。 【答案】(1) (维持渗透压平衡)保持叶绿体的形态 反应过程中存在颜色变化(便于实验结果的观察)。 (2) 水的分解产生H+，PQ运输H+，合成NADPH消耗H+ 疏水性 运输 没有提供CO2，叶绿体无法完成暗反应，NADP+更新不足 (3) A 黄绿色 与品种乙相比，同浓度下甲放氧速率相对值小 【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。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。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。 （3）①希尔反应是在离体叶绿体中进行的，只涉及光合作用的光反应部分，测量的是光合作用产生的氧气速率，因为没有细胞呼吸的参与（离体叶绿体不进行细胞呼吸），所以表中的放氧速率相对值是指光合作用产生的氧气速率，A正确，BCD错误。 ②当除草剂相对浓度为20%时，品种甲的放氧速率相对值为0，说明光反应完全被抑制，电子无法传递，【Fe(CN)6】3-未被还原，仍保持黄绿色。从表中数据看，同浓度下品种甲的放氧速率相对值比品种乙小，说明除草剂对品种甲叶绿体功能的抑制作用更强，即除草剂抑制品种甲叶绿体的功能较强。 16．（2026·辽宁·模拟预测）为探究种植方式对作物产量的影响，研究人员设置3组实验：①大豆单作；②玉米单作；③大豆-玉米间作（行比为2：2，共生期120天），测定的实验结果如下表（数据为相对值，“-”表示无）。已知叶绿素a是光反应的核心色素，叶绿素b为辅助色素，二者主要吸收红光和蓝紫光。 种植方式 大豆产量 玉米产量 大豆根瘤 菌固氮量 玉米叶 绿素a/b值 大豆光合速率 玉米气 孔导度 土壤速效氮 大豆单作 100 - 100 - 100 - 110 玉米单作 - 100 - 3.2 - 100 85 大豆-玉米间作 125 82 140 2.8 118 88 155 (1)对比数据，间作时大豆和玉米的产量分别会_____；根据表格推测玉米产量变化的原因是________（答出2点）。 (2)实验的自变量是______，因变量中与植物光合作用直接相关的指标是_______（答出1点）。 (3)间作大豆根瘤菌固氮量提升，其对大豆光合速率的间接促进作用是_________；土壤速效氮含量高于单作，还可能与_______有关。 (4)结合气孔导度变化，说明玉米______（填光合阶段）受抑，导致有机物合成减少。若用纸层析法分离玉米绿叶中的光合色素，与单作相比，间作时滤纸条上_______色条带变窄。 (5)下列与种植方式相关的判断，正确的是_______（填序号）。 ①间作大豆产量提升与根瘤菌固氮能力提高有关 ②间作可减少农田氮肥的施用量 ③间作时，产量高低与作物的种植密度无关 ④间作能提高农田的生物多样性 【答案】(1) 提高、降低 叶绿素a/b值下降（光吸收减弱）且气孔导度降低（CO2供应不足） (2) 种植方式（大豆单作、玉米单作、大豆-玉米间作） 大豆光合速率 (3) 为大豆合成光合酶（或叶绿素） 提供氮素大豆残体分解产生氮素（或土壤固氮微生物活性增强） (4) 暗反应#碳反应 蓝绿 (5)①②④ 【详解】（1）间作大豆产量125（高于单作产量）、玉米82（低于单作产量），直接体现对两者产量的不同影响；玉米产量下降需关联“光吸收”和“CO2供应”：叶绿素a/b值下降（叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，叶绿素b辅助吸收蓝紫光，比值下降意味着光吸收能力减弱），同时气孔导度降低（CO2进入叶肉细胞减少），二者共同抑制光合作用，导致产量下降。 （2）据表可知实验的自变量是种植方式，因变量中与植物光合作用直接相关的指标是大豆光合速率。 （3）根瘤菌固氮产生的氮素，可作为大豆合成光合酶、叶绿素的原料，间接提升光合速率；土壤速效氮升高除大豆根瘤菌固氮外，还可能是间作条件下大豆残体（如落叶、根系）被土壤分解者（腐生微生物）分解，释放氮素到土壤中。 （4）气孔导度降低导致CO2供应不足，而CO2是暗反应的原料，故暗反应阶段受抑制，有机物合成减少。叶绿素a/b值下降，叶绿素a相对含量降低，叶绿素a为蓝绿色，会变窄。 （5）间作大豆根瘤菌固氮量提升（为光合提供氮素原料），促进大豆产量提升，①正确；间作可减少农田氮肥的施用量，②正确；间作时，产量高低与作物的种植密度有关，③错误；间作能提高农田的生物多样性，④正确。 17．（2026·辽宁·三模）为探究低钾胁迫对水稻光合作用的影响，科研团队设置对照组和缺钾组两个组，分别用正常（不缺钾）和缺钾的土壤培养两组长势相同的水稻，培养一段时间后检测水稻叶片光合作用各个指标，结果如图所示。回答下列问题： 注：气孔导度表示气孔开放的程度。 (1)水稻细胞的叶绿素主要吸收______光。提取光合色素时，若研磨时只加入无水乙醇和二氧化硅，其他操作规范，则与正常提取相比，该过程提取的叶绿素量会______（填“增多”“减少”或“不变”）。 (2)在测量水稻叶片光合作用速率时，测量的是叶片的CO2吸收和O2释放速率，该值______（填“能”或“不能”）代表真实的光合作用速率。 (3)通过图1中数据可知，缺钾会导致水稻光合作用速率下降，其中气孔导度______（填“是”或“不是”）影响光合作用速率的因素，依据是__________。 (4)暗反应中CO2的固定是由Rubisco酶催化进行的。但O2也能与CO2竞争Rubisco酶，使该酶催化C5和O2反应，生成C3和CO2，此反应过程消耗ATP和NADPH，被称为光呼吸。研究者将缺钾的土壤分成若干组，分别添加不同含量的钾肥，培养长势相同的水稻，培养一段时间后检测水稻叶片CO2固定速率及光呼吸与CO2固定速率的比值如图2所示。推测光呼吸过程中，C5和O2反应的场所为______。若光反应速率降低，光呼吸速率会______（填“升高”“降低”或“不变”），原因是_________。 (5)根据图2实验结果，推测缺钾导致水稻产量下降的原因可能有_________（写出2点）。 【答案】(1) 红光和蓝紫 减少 (2)不能 (3) 不是 缺钾组气孔导度小，但胞间CO2浓度高 (4) 叶绿体基质 降低 光反应速率降低，生成的O2、ATP和NADPH减少，故光呼吸速率下降 (5)缺钾CO2固定速率相对值减慢，使暗反应变慢，合成的有机物减少；同时缺钾提高了光呼吸与CO2固定速率的比值，抑制了暗反应，导致水稻光合作用被抑制，产量下降 【详解】（1）叶绿素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，主要吸收红光和蓝紫光。提取光合色素时，若研磨时加入无水乙醇和二氧化硅，其他操作规范，但与正常提取相比，该过程提取的叶绿素量会减少，虽然二氧化硅有助于研磨，但没加CaCO3，会使叶绿素被部分降解，因此提取量减少。 （2）叶片CO2的吸收和O2释放速率代表的是净光合速率，其正式光合速率=净光合速率+细胞呼吸速率，因此在测量叶片光合作用速率时，测量的是叶片的CO2吸收和O2释放速率，该值不能代表真实的光合速率。 （3）与对照组相比，缺钾组气孔导度下降，但胞间CO2浓度增大，说明缺钾导致水稻暗反应过程光合作用速率下降，其中气孔导度不是影响光合作用速率的因素。 （4）暗反应中CO2的固定是由Rubisco酶催化进行的，C5和O2反应也由该酶催化，暗反应的场所是叶绿体基质，说明C5和O2反应的场所也为叶绿体基质。O2与C5反应的场所也为叶绿体基质。O2与CO2竞争Rubisco酶，若光反应速率降低，生成的O2、ATP和NADPH减少，从而使光呼吸速率下降。 （5）结合图2分析，随钾肥含量增加，光呼吸速率与CO2固定速率的比值下降，而CO2固定速率相对值上升，说明缺钾导致水稻产量下降的原因可能有缺钾CO2固定速率相对值减慢，使暗反应变慢，合成的有机物减少；同时缺钾提高了光呼吸与CO2固定速率的比值，抑制了暗反应，导致水稻光合作用被抑制，产量下降。 18．（2026·湖南常德·二模）莱茵衣藻是一种用于研究光合作用的模式生物，也被广泛用于探索脂质的代谢机制。在低浓度CO2的环境中，莱茵衣藻会启动CO2浓缩机制（CCM），使叶绿体内的CO2浓度远高于海水，过程如图1所示。已有研究表明，光照等环境因子以及氮磷等营养胁迫可有效促进莱茵衣藻油脂的高效合成和积累。某研究小组在高碳低氮的基础上，进一步探究了培养基中不同磷水平（正常为32 mg/L）对莱茵衣藻产油特性的影响，结果如图2所示。 (1)“蛋白核”是真核藻类常见的一种结构，其内富含催化CO2固定的酶，推测“蛋白核”所处的部位是______。 (2)当环境CO2浓度较低时，HCO3⁻进入叶绿体的方式为______，莱茵衣藻的CO2浓缩机制是以HCO3⁻形式而不是以CO2形式在细胞内富集碳，其原因是______。 (3)本实验中“高碳低氮”属于______变量，在高碳低氮条件下，适当降低培养基磷水平会导致莱茵衣藻可溶性糖的积累量变少，结合图2分析，原因可能是______。 (4)研究发现，莱茵衣藻的光合产物可以转化为生物柴油，综合分析，在______条件下莱茵衣藻产生生物柴油的效率最佳。 【答案】(1)叶绿体基质 (2) 主动运输/主动转运 CO2易于以自由扩散的方式逃逸，不能以自由扩散的方式进出细胞。 (3) 无关 适当降低磷水平，会促进光合产物（可溶性糖）更多地转化为油脂 (4)高碳低氮低磷 【详解】（1）CO2固定发生在叶绿体基质中，所以“蛋白核”内富含催化CO2固定的酶，推测“蛋白核”所处的细胞部位是叶绿体基质。 （2）在水中，CO2和HCO3⁻相互转化，当环境中CO2浓度较低时，由于CO2分子易以自由扩散方式逃逸，难以富集，而HCO3⁻能以主动运输方式跨膜，进入叶绿体，易于富集，因此，莱茵衣藻的CO2浓缩机制是以HCO3⁻形式而不是以CO2形式在细胞内富集碳。 （3）分析题意，本实验目的是探究培养基中不同磷水平（正常为32 mg/L）对莱茵衣藻产油特性的影响，结合题图信息可知，本实验中“高碳低氮”属于无关变量，其自变量为磷浓度；更多的可溶性糖转变为油脂，所以在高碳低氮条件下适当降低培养基磷水平，会促进光合产物（可溶性糖）更多地转化为油脂，导致莱茵衣藻可溶性糖的积累量变少。 （4）综合分析题干信息和图2可知，在高碳低氮、低磷（4mg/L磷）浓度条件下莱茵衣藻的油脂含量和油脂产率都最高，所以该条件下产生生物柴油的效率最佳。 / 学科网（北京）股份有限公司 $