专题02 细胞代谢（3大考点）（全国通用）2026年高考生物一模分类汇编

专题02 细胞代谢 ( 酶和ATP 考点1 ) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C C B B C B B B C ( 细胞呼吸 考点 2 ) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B A D C B C B A C 题号 11 12 13 14 15 答案 C D B B B 16.【答案】(1) 细胞质基质 生成 (2)GLUT（葡萄糖转运蛋白）增多，可促进葡萄糖进入细胞；糖酵解酶增多，可加速糖酵解（无氧呼吸），在氧气不足时，通过无氧呼吸为细胞生命活动提供更多能量，维持细胞正常代谢，适应低氧环境。 (3) 乙 与对照组相比，低氧组乙品种的乙醇积累量（34.2μmol・L⁻¹）远低于甲品种（54.1μmol・L⁻¹），说明乙品种根部细胞的无氧呼吸强度更低，乙醇（有毒物质）积累更少，对根部细胞的毒害更小，因此适应低氧环境的能力更强 定期松土，改善土壤通气性，增加土壤氧气含量 17.【答案】(1) 线粒体基质 线粒体内膜两侧的H⁺浓度梯度 丙酮酸进入线粒体基质 (2)甲组、丙组、丁组 (3) 18.【答案】(1) 线粒体内 运输H+和催化ATP合成 (2) 氰化物强烈抑制复合体IV的活性使其电子传递彻底中断，无法通过电子传递过程中释放的能量建立膜两侧H+浓度差来驱动ATP的合成 AOX (3) DNP会导致H+的电化学势梯度/浓度差降低，导致有机物氧化分解释放的能量中用于生成ATP的少，转化成的热能多，从而促进体温升高，汗腺分泌汗液增加 致命的高热导致蛋白质变性、脏器受损/能源物质不足/过量出汗导致人体虚脱（从对细胞代谢的影响、机体正常生命活动角度作答均可） ( 光合作用与呼吸作用综合 考点 3 ) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 B C C A D B A D B C C A 13.【答案】(1) CO2的固定 NADPH (2) B A D C 运至叶绿体才能被同化 (3)能，因为该支路使光呼吸生成的C2在叶绿体中转化成糖，不产生CO2，减少碳流失；同时在叶绿体中产生NH3可迅速被同化，减少氮流失。 14.【答案】(1) 吸收、传递和转化光能 纸层析法 (2)C (3)C组、A组 (4)D 15.【答案】(1) O2、H+（和e-） C5（或RuBP） CO2浓度、无机盐浓度（温度）等 细胞核 在低O2浓度情况下，NADPH转变为H2后会导致用于C还原的NADPH含量减少，暗反应减弱，有机物的生成量减少 (2) 较高 CO2可以自由扩散方式穿过生物膜（或进出叶绿体），难以富集；衣藻可主动吸收HCO3，易于富集 (3) 提高藻类的光合效率和脂肪酸产量，开发高产油微藻，促进生物燃料生产；增强碳捕获与利用，缓解温室效应，在生物能源和碳中和领域具有应用潜力；将该系统引入陆生作物，减少碳泄漏与代谢浪费，培育出碳利用效率更高、产量潜力更大的作物品种，为可持续农业与生物能源发展提供新动力（写出一点，合理即得分） （低CO2条件下）蛋白核周围有红色荧光和绿色荧光 16.【答案】(1) 差速离心 低渗 红 (2) NADPH和NADH 吸收光能，为光反应传递电子 (3) 1/一 人工细胞无呼吸作用，不会消耗生成的有机物，且Tk−CdTe对光能利用率更高，合成更多有机物 (4) NAD+ Tk−CdTe杂化模块产甲酸的效率显著高于单独的CdTe+和Tk，二者结合具有协同增效作用 17.【答案】(1) 类囊体薄膜 运输和催化 (2) 细胞骨架 降低 (3)抑制H+的运输。进而导致类囊体膜两侧H+的浓度差减小，因而为ATP合成提供的H+梯度势能减少， (4)强光下可减少过多光能对叶绿体结构的损伤，缓解光抑制，有利于植物适应强光环境或环式电子传递既可以减少PSⅡ的工作避免光能损伤，又可以调整ATP和NADPH的比例，维持光合作用进行，是植物对强光环境的适应。 18.【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 19.【答案】(1) 类囊体薄膜 藻蓝素 无水乙醇、层析液 (2) 自由扩散 主动运输 提高羧酶体中R酶周围的CO2浓度 高CO2浓度、低O2浓度下，可促进R酶催化CO2与C5结合，即促进CO2的固定，从而提高光合作用速率；同时抑制了O2与C5结合，即抑制光呼吸，减少有机物的消耗 20.【答案】(1) 呼吸 较弱光强（无须强光）即可达到最大光合速率 温度和CO2浓度 (2)②④ (3) C3还原生成C5和（CH2O） 维持跨类囊体膜的H+梯度，保障ATP合成，使暗反应不会因为缺乏ATP而中断 (4) 升高 能减缓能量释放速度以避免损伤光系统和维持较长时间的光保护状态（，适应波动光的环境） 1/1 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 细胞代谢 3大考点概览 考点1 酶和ATP 考点2 细胞呼吸 考点3 光合作用与呼吸作用综合 ( 酶和ATP 考点1 ) 1．（2026·山西临汾·一模）科研团队对细胞色素P450氧化酶进行了定向改造，测定了不同条件下野生型酶与突变体酶的相对活性，结果如下表所示。下列有关叙述错误的是（　　） 处理条件 野生型酶相对活性（%） 突变体酶相对活性（%） 60℃ 18 72 pH7.0 100 100 pH5.0 22 68 添加Mn2+ 125 189 A．突变体酶为反应底物提供的活化能更多，提高反应速率更显著 B．同一处理条件下两组实验中酶的用量、处理时间和底物浓度应相同 C．Mn2＋可提高P450氧化酶的活性，且对突变体酶效果更显著 D．酶活性可能因温度、pH、某些离子影响酶的空间结构而发生变化 2．（2026·天津·一模）某中学科研小组探究影响酶活性的因素，实验结果显示：在pH约为7时，唾液淀粉酶的活性最高。下列相关叙述不正确的是（　　） A．酶的活性是指酶催化化学反应的效率 B．pH低于7时，唾液淀粉酶的活性可能会降低 C．温度对唾液淀粉酶活性的影响与pH完全相同 D．唾液淀粉酶的活性不受底物浓度的影响 3．（2026·海南·一模）深海热泉区的温度常高于100℃，但这里依然存在着活跃的生态系统，其中许多生物体内含有耐高温的酶（如TaqDNA聚合酶）。下列相关叙述正确的是（　　） A．TaqDNA聚合酶在高温条件下仍能保持活性，说明酶在高温条件下不会发生空间结构的改变 B．从深海热泉生物体内提取的TaqDNA聚合酶，在实验室低温条件下会完全失去活性 C．TaqDNA聚合酶降低化学反应活化能的效果比无机催化剂更显著，可体现其高效性 D．TaqDNA聚合酶能催化多种不同的生化反应，这是其对极端环境的一种适应 4．（2026·北京顺义·一模）蓝莓、树莓富含黄烷醇，能改善心脑血流、延缓认知衰退。香蕉含有多酚氧化酶(PPO)可降解黄烷醇。下图是食用两种奶昔6h内血浆中黄烷醇浓度的变化。相关叙述正确的是（　　） A．水果种类越多，奶昔营养越丰富 B．PPO能降低黄烷醇降解反应的活化能 C．制作奶昔的搅拌过程使酶的活性丧失 D．蓝莓护心脑，与香蕉同食效果更佳 5．（2026·云南·一模）奶酪加工过程中，添加适量的脂肪酶可以加速牛奶中脂肪的水解，使奶酪增白；同时，释放出的短链脂肪酸赋予了奶酪独特的风味。下列叙述错误的是（    ） A．脂肪酶在催化脂肪水解时，其化学性质在反应前后保持不变 B．在催化脂肪水解过程中，脂肪酶提供了大量的活化能 C．欲验证脂肪酶的专一性，可分别以脂肪和蛋白质作为底物进行实验 D．与传统化学增白剂相比，用脂肪酶增白的奶酪食品安全性更高 6．（2026·河北廊坊·一模）黑松露中含有黑松露脂肪酶，研究人员对黑松露脂肪酶进行提取、纯化，测定了不同温度下的酶活性和酶稳定性(一定温度下处理30 min后剩余酶的活性)，结果分别如图1、图2所示。下列叙述正确的是（    ） 注：图2中不同字母代表差异性显著。 A．黑松露脂肪酶的最适温度是50℃，此时酶提供的活化能最多 B．50℃条件下黑松露脂肪酶的活性和稳定性最高，最适合长期保存 C．50℃后酶活性急剧下降，可能是因为高温破坏了酶的空间结构 D．不同温度下黑松露脂肪酶为脂肪的分解提供的活化能多少不同 7．（2026·广东广州·一模）沙眼衣原体等胞内寄生病原体需要依赖细胞膜上NTT（ATP运输蛋白）从宿主细胞获取ATP以维持生存。下列叙述错误的是（　　） A．沙眼衣原体可能缺少ATP合成相关酶，不能独立存活 B．ATP与NTT结合会使NTT磷酸化，引起其构象改变 C．依赖NTT蛋白获取ATP的过程体现了细胞膜控制物质进出功能 D．抑制NTT功能的药物有助于治疗沙眼衣原体引起的疾病 8．（2026·广西·一模）运输Ca2+的载体蛋白可以催化ATP的水解，在蛋白激酶的作用下，ATP水解生成的游离磷酸基团可共价连接到该载体蛋白上，使其磷酸化。下列相关推测合理的是（　　） A．在大量吸收Ca2+的细胞中，蛋白激酶的活性较低 B．运输Ca2+的过程中可能伴随着蛋白质的磷酸化 C．ATP中可被水解并用于蛋白质磷酸化的磷酸基团通常靠近腺苷 D．蛋白质磷酸化后，其空间结构不受影响 9．（2026·天津河西·一模）科研工作者以烟草悬浮细胞为材料，研究不同质量浓度的PEG对细胞膜通透性的影响，结果如图所示。下列说法错误的是（    ） 注：吸光值OD600值越小，表示细胞膜通透性越小，细胞活力越大；CK为对照。 A．高浓度PEG使细胞活力显著降低 B．iATP和eATP总量随PEG浓度增加而增加 C．eATP相对水平越高，说明细胞膜通透性越大 D．在PEG胁迫下，eATP相对水平与iATP相对水平呈负相关 10．（2026·湖北随州·一模）底物A（一种蛋白质）在蛋白激酶作用下可发生磷酸化：ATP分子某一个磷酸基团脱离下来并与底物A相结合，其在细胞信号转导的过程中起重要作用。ADP­GLO可用于检测蛋白激酶活性，具体过程如下图所示。下列叙述正确的是（    ） A．底物A在蛋白激酶作用下发生磷酸化的过程属于放能反应 B．底物 A发生磷酸化后，其空间结构和活性不会改变 C．在步骤2之前需将所有剩余的ATP消耗掉，以避免干扰实验结果 D．在荧光素酶的催化作用下，荧光素接受 ATP提供的能量后即可发出荧光 ( 细胞呼吸 考点 2 ) 一、单选题 1．（2026·河南信阳·一模）研究发现，运动员骨骼肌细胞中线粒体数量较普通人多，且在运动过程中能快速调节呼吸代谢途径。下列相关叙述正确的是（　　） A．运动员线粒体数量增多，可使有氧呼吸增强，减少运动过程中乳酸积累 B．运动初期，骨骼肌细胞无氧呼吸增强，使线粒体中CO2产生量显著增加 C．无氧呼吸时，葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失，有利于维持体温 D．运动过程中，骨骼肌细胞进行有氧呼吸的前两个阶段均需O2作为原料 2．（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 3．（2026·河南郑州·一模）三羧酸（TCA）循环有氧呼吸（简称TCA呼吸）是植物常见的呼吸代谢途径，TCA呼吸是将乙酰辅酶A（丙酮酸脱羧产物）转化为CO2的过程，如图表示水淹胁迫对红海榄根系TCA呼吸速率的影响。下列叙述错误的是（　　） A．TCA呼吸发生在细胞质基质和线粒体基质中，但有机物不会彻底氧化分解 B．随水淹时间的延长，红海榄幼苗根系TCA呼吸速率呈明显的下降趋势 C．推测缺氧条件下会抑制TCA呼吸速率，最终线粒体内NADH与氧结合 D．水淹18 h根系呼吸产生的酒精抑制了自身TCA呼吸速率，达到最小值 4．（2026·海南·一模）合理膳食和运动能有效控制体重、促进心理健康。对此认识正确的是（　　） A．饮食中元素的种类越多所含的能量越高 B．饮食中用糖类代替脂肪即可控制体重 C．空腹运动时体内脂肪可大量转化成糖类 D．低强度、长时间的有氧运动比高强度、短时间的无氧运动更有利于减脂 5．（2026·北京房山·一模）研究人员对健康成年人实施8周有氧运动训练，并检测骨骼肌线粒体的相关指标（如图）。据图分析合理的是（    ） A．训练后耗氧速率提升，说明细胞无氧呼吸占比增强 B．线粒体数量增加，直接导致肌细胞CO2释放量减少 C．训练可增强骨骼肌细胞的有氧呼吸，提高代谢能力 D．训练可导致每克葡萄糖代谢产生的ATP减少 6．（2026·内蒙古呼和浩特·一模）糖酵解是葡萄糖被降解为丙酮酸并生成少量ATP的过程。ADP能够激活糖酵解中的某些关键酶，而ATP则会抑制另一关键酶的活性。巴斯德效应是指在有氧条件下兼性厌氧生物的细胞呼吸从无氧呼吸转变为有氧呼吸，糖酵解对葡萄糖的消耗速率显著降低的现象。下列有关分析正确的是（　　） A．糖酵解在有氧和无氧条件下生成的产物不同 B．ADP/ATP值降低可能是巴斯德效应发生的原因 C．酿酒时隔绝氧气，ADP/ATP值升高糖酵解速率低 D．巴斯德效应降低葡萄糖的消耗，不利于细胞代谢 7．（2026·云南·一模）为探究不同抗肿瘤药物对肿瘤细胞能量代谢的影响，科研人员设计的实验流程如下图。下列叙述错误的是（    ） A．加入寡霉素后肿瘤细胞的耗氧率下降，为维持能量供应，产乳酸率会升高 B．加入2-DG后肿瘤细胞的耗氧率和产乳酸率均会下降 C．可通过实时检测CO2产生率来绘制肿瘤细胞的总呼吸速率变化曲线 D．肿瘤细胞合成ATP的场所是细胞质基质和线粒体 8．（2026·黑龙江齐齐哈尔·一模）如图为真核细胞中某种膜的结构示意图，其中①～④代表H＋运输方式，A～D表示相应的转运蛋白，e－表示电子，→表示物质运输的方向，下列说法错误的是（　　） A．该膜结构是线粒体内膜 B．①②③为协助扩散，④为主动运输 C．A蛋白运输H＋时需要与H＋结合 D．图中ATP合成所需的能量来自H^＋的电化学势能 9．（2026·广东深圳·一模）土壤板结导致绿豆不能萌发的直接原因是酒精的毒害作用，产生酒精主要涉及的生理过程是（　　） A．丙酮酸在细胞质基质中进行分解 B．在线粒体基质中丙酮酸和水反应 C．葡萄糖在线粒体基质中进行分解 D．在线粒体内膜[H]与氧气反应 10．（2026·广东·一模）科学家研究鸽子飞行肌的细胞呼吸时，发现丙酮酸在相关酶的作用下产生[H]，该过程发生的场所和条件是（    ） A．细胞质基质，需要H2O参与反应 B．细胞质基质，需要H2O和O2参与反应 C．线粒体基质，需要H2O参与反应 D．线粒体基质，需要H2O和O2参与反应 11．（2026·陕西西安·一模）糖酵解时可产生还原型高能化合物NADH，在有氧条件下，电子由电子载体所组成的电子传递链传递，最终被O2氧化。如图为真核细胞呼吸过程中电子传递链和氧化磷酸化过程。以下错误的是（　　） A．H+由线粒体基质进入线粒体膜间隙时，需要载体蛋白的协助 B．有氧呼吸过程中，在线粒体内膜产生H2O C．电子传递链对线粒体内膜两侧H+梯度的形成起抑制作用 D．H+在跨膜运输进入线粒体基质的过程中部分能量转移到ATP中储存 12．（2026·山东烟台·一模）当肝星状细胞（HSC）被激活为肌成纤维细胞时，其对能量的需求急剧增加，此时，细胞中糖酵解（细胞呼吸第一阶段）的关键酶——丙酮酸激酶（PK）可进入细胞核，增强糖酵解相关基因的表达。下列说法正确的是（    ） A．PK在细胞质中合成，只能运送到细胞核中起作用 B．PK通过核孔进入细胞核，不需消耗能量 C．活化的HSC通过PK影响糖酵解的过程为负反馈调节 D．糖酵解过程中所释放的能量大部分以热能散失 13．（2026·河北承德·一模）心肌梗死主要是由于冠状动脉病变使心脏供血急剧减少甚至中断，导致心肌细胞大量死亡引起的。用不同浓度的大黄酚（CHR）处理体外培养的心肌细胞，实验结果如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．实验组细胞应置于葡萄糖和氧气含量低于正常的培养液中 B．对照组细胞不添加CHR，其余条件与实验组相同 C．心肌缺血时，为心肌细胞提供的葡萄糖和氧气减少 D．CHR对心肌梗死有治疗作用，最适浓度在20～80μmol·L-1之间 14．（2026·河北保定·一模）线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，如图为线粒体内膜上部分物质运输模式图。下列说法正确的是（　　） A．丙酮酸通过协助扩散的方式进入线粒体基质 B．蛋白3 同时具有转运物质和降低化学反应活化能的功能 C．O₂通过扩散进入线粒体，直接参与丙酮酸的分解 D．蛋白Ⅰ参与了电子传递和H+的协助扩散 15．（2026·河北唐山·一模）交替氧化酶（OA）是有氧呼吸第三阶段的关键酶，氰化物能阻断有氧呼吸第三阶段。在氧气充足和其他适宜条件下利用氰化物处理植物根细胞和胰岛细胞，测得线粒体中OA活性和NADH含量，结果如图所示。下列相关叙述错误的是（　　） A．胰岛细胞可能不存在交替氧化酶 B．NADH中的H均来源于葡萄糖 C．OA可能与降低NADH与O2反应所需的活化能有关 D．NADH积累可能激活了根细胞线粒体中OA参与的NADH消耗途径 二、解答题 16．（2026·辽宁抚顺·一模）低氧胁迫是指生物体所处环境中的氧气浓度低于其正常生理需求，从而导致其代谢、生长、发育和生存受到不利影响的一种胁迫状态。人进入高原环境时，可能会发生低氧胁迫，细胞内会发生如图所示的生命活动，其中①②为不同反应过程。水淹、灌溉不均匀或化学肥料造成的土壤板结均是引起植物低氧胁迫的因素。回答下列问题： (1)糖酵解指的是细胞内葡萄糖分解为丙酮酸的过程，因此糖酵解发生的具体场所是___________，该过程___________(填“生成”或“不生成”)ATP。 (2)当环境缺氧时，过程①和②会加快，这对于生命活动的意义是___________。 (3)若长期处于低氧或无氧环境，植物根部细胞会出现乙醇积累现象，这会毒害根部细胞。某实验小组利用水培技术探究低氧对甲、乙两个水稻品种根部细胞呼吸的影响，实验设计及相关生理指标如表所示。 实验组别 对照组 低氧组 水稻品种 甲 乙 甲 乙 丙酮酸含量/(μmol·L⁻¹) 17.0 18.0 19.2 28.9 乙醇含量/(μmol·L⁻¹) 23.0 23.5 54.1 34.2 a．结合表中数据分析，上述两个品种中，品种___________适应低氧环境的能力相对更强，理由是___________。 b．结合题意，针对农作物的低氧胁迫，请提出一项补救或改进措施：___________。 17．（2026·天津河东·一模）图1表示发生在真核细胞线粒体的有氧呼吸部分过程，有氧呼吸第一阶段又称糖酵解，请据图分析。 (1)蛋白复合体I、III、IV等构成的电子传递链将e⁻传递给O2形成水，同时将H⁺转运到线粒体内外膜的间隙，当H⁺再被转运到_____时，推动了ATP的合成。合成ATP所需的能量直接来源于____________________。该能量还可用于____________________。 (2)脑缺血时，神经细胞损伤的主要原因是神经细胞缺氧导致ATP合成骤降，研究发现，缺血时若轻微酸化（6.4≤pH<7.4）可减缓ATP下降速率，在一定程度上起到保护神经细胞的作用，为此，科研人员用体外培养的神经细胞开展相关研究，分组处理及结果如图2所示，图2结果中哪些组别的结果是支持轻微酸化具有保护作用的证据____________。 (3)基于以上研究，医生尝试在病人脑缺血之后的吸氧治疗中添加高于正常值的_________气体，有利于降低神经细胞的损伤。 18．（2026·重庆·一模）细胞呼吸产生的NADH和某些有机物中的电子可经UQ、复合体I、Ⅱ、Ⅲ、IV等组成的电子传递链传递给O2生成水，该电子传递过程释放的能量可用于建立膜内外的H+浓度差，进而驱动ATP形成。如图中，虚线左侧为豆科植物利马豆细胞中的相关过程示意图。 (1)图示电子传递链存在于______膜上，由F0和F1组成的复合体功能是______。 (2)氰化物是一种剧毒物质，可强烈抑制复合体IV的活性从而使动物细胞中ATP合成急剧减少导致中毒，结合上图分析，氰化物使动物细胞中ATP合成急剧减少的机理是______。利马豆中含有较高水平的氰化物，但是自身并未表现为中毒，这可能与利马豆细胞中存在而动物细胞中不存在的图示特定结构_____有关。 (3)图中UCP1（虚线右侧）是动物细胞中的一种H+转运蛋白，存在位置如图所示。DNP曾作为减肥药物，DNP可与UCP1结合并激活其H+转运活性。DNP的使用常导致体温上升、出汗过多，原因是_______，DNP作为减肥药物可能对人体造成的危害有_______。 ( 光合作用与呼吸作用综合 考点 3 ) 一、单选题 1．（2026·天津·一模）天津小站稻是我国著名优质稻种，科研人员对小站稻的光合作用特性进行研究，发现其光合速率受光照强度、CO2浓度等因素影响。下列相关叙述正确的是（　　） A．类囊体薄膜上的光合色素吸收光能后，可直接将CO2固定为C3 B．适当提高田间CO2浓度，可使小站稻光饱和点对应的光照强度升高 C．夏季正午光照过强时，小站稻光合速率下降是因气孔关闭导致水分解受阻 D．遮光处理会使小站稻叶绿体中ATP和NADPH的合成速率持续增加 2．（2026·辽宁抚顺·一模）光反应中，叶绿素吸收的光能会被转化成高能电子进行传递。高能电子从光系统Ⅱ(PSⅡ)转移到光系统Ⅰ(PSⅠ)，最终生成NADPH。PSⅡ驱动水的光解并释放O2和H+，H+可推动ATP的合成，相关过程如图所示。下列相关叙述错误的是（　　） A．在叶绿体中，PSⅠ和PSⅡ分布于类囊体薄膜上 B．ATP合酶有转运H+和催化ATP合成的作用 C．抑制PSⅡ的功能有利于暗反应中C3的还原 D．通过电子传递的能量可转移到NADPH和ATP中 3．（2026·北京丰台·一模）我国科研人员研发出新材料，可利用CO2和H2O在自然光下产生CO和CH4.该材料上能发生水的光解反应。因能积累电子，其能量转换效率高于天然光合作用。下列叙述错误的是（　　） A．人工光合作用能转化光能 B．天然光合作用时电子无法积累 C．新材料可类比为叶绿体内膜 D．新材料可降低环境中CO2的浓度 4．（2026·河北邢台·一模）海洋中有多种藻类，红藻和蓝细菌的光合色素主要是藻胆素（主要吸收绿光和橙黄光）和叶绿素a。藻胆素与蛋白质紧密结合形成难溶于有机溶剂但可溶于稀盐溶液的各种藻胆蛋白，这些藻胆蛋白最终附着在膜结构上，使不同藻胆素吸收的光能最终都传递给叶绿素a反应中心来参与光反应过程，其结构和传递过程如图。下列描述正确的是（　　） A．红藻光合色素的吸收光谱和绿藻相比存在差别 B．可用无水乙醇来提取红藻中不同的藻胆蛋白，并用层析液进行分离 C．藻胆素吸收的光能全部用于光反应中ATP的合成 D．蓝细菌和红藻的藻胆蛋白附着在叶绿体的类囊体薄膜上 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·山东滨州·一模）水生生活的某绿藻进化出了特殊的光合效率提升机制，其关键过程如图所示。下列说法错误的是（    ） A．绿藻在富集HCO3-过程中需要消耗能量 B．物质X为氧气，可在线粒体基质中参与有氧呼吸第三阶段 C．适当增大光照强度可提高类囊体为暗反应提供CO2的速率 D．光反应产生的既参与NADPH的合成，又为HCO3-跨膜转运提供动力 7．（2026·山东德州·一模）绿硫细菌是一类严格厌氧的光合自养细菌，绿小体是其捕获光能的结构，由单层磷脂膜和底部基板构成。单层磷脂膜上镶嵌着蛋白质，底部基板由蛋白质和叶绿素组成。下列说法正确的是（　　） A．绿小体能捕获并传递光能 B．单层磷脂膜属于生物膜系统 C．单层磷脂膜上的蛋白质需经过内质网的加工 D．绿硫细菌中进行的光反应可以产生氧气 8．（2026·河北石家庄·一模）下列有关高等植物光合作用的叙述，正确的是（　　） A．类囊体膜上的光合色素均能吸收红光和蓝紫光 B．光照适宜且无CO2时，叶绿体会持续进行水的光解 C．CO2的固定过程消耗光反应产生的NADPH和ATP D．突然停止光照的短时间内，叶绿体中C5会减少 9．（2026·江西南昌·一模）《齐民要术》中的农业生产经验蕴含丰富生物学知识。下列叙述正确的是（　　） A．“美田欲稠，恶田欲稀”——肥沃田地密植可提高光合面积，种植密度与农作物产量呈正相关 B．“时时灌溉，常令润泽”——浇水能维持叶片细胞充盈，保证气孔开放，利于CO2进入叶肉细胞 C．“深耕细锄，厚加粪壤”——农家肥中的有机物能够被植物根部直接吸收提供营养 D．“谷田必须岁易”——谷物间作可减少土壤养分单一消耗，充分利用土壤养分 10．（2026·天津河东·一模）“倒春寒”使紫花苜蓿在返青期发生低温胁迫。为探究低温胁迫后光合作用恢复的限制因素，科研人员选取苜蓿幼苗放入培养箱，低温处理后再进行室温恢复培养，检测指标及结果如图。下列叙述正确的是（　　） A．据图可知，低温会降低叶绿素含量且叶绿素含量变化是影响光合速率的唯一因素 B．取适量新鲜苜蓿叶片，加少量石英砂、碳酸钙和一定量的层析液，研磨过滤制成色素提取液，用于测定叶绿素含量 C．将叶片切成大小一致的圆片，置于适宜浓度的溶液中，测定叶圆片的释放速率（），代表净光合速率 D．低温胁迫只影响苜蓿光合作用的光反应阶段，对暗反应阶段无显著影响 11．（2026·天津·一模）北极柳主要生长于2000~2800米的高山冻原上，是一种耐高寒植物。如图为20℃时北极柳植株光合作用和细胞呼吸过程中气体含量的变化（不考虑横坐标和纵坐标单位的具体表示形式，单位的表示方法相同，制造有机物的量用纵轴的气体量表示），且该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为15℃和20℃。下列叙述正确的是（　　） A．B点时叶肉细胞产生ATP的场所只有线粒体 B．若曲线代表CO2吸收量，据图分析BC段限制光合作用的因素是CO2浓度 C．若曲线代表CO2吸收量，温度降为15℃后，A点上移，B点左移 D．若曲线代表O2释放量，光照强度为8时，植物产生的O2量为16 12．（2026·山东济宁·一模）绿色植物光合作用通过光合磷酸化合成ATP，该过程是在跨膜H⁺电化学势能的参与下，由跨膜的ATP合成酶催化完成。图1、图2为科研人员用银杏叶片进行实验的结果。下列叙述错误的是（    ） A．推测上述ATP合成酶位于叶绿体内膜 B．光合磷酸化产生的ATP在7~11月逐渐减少 C．ATP合成酶的跨膜部位呈疏水性，有利于和相应膜稳定结合 D．叶绿体放氧活性11月低于7月的原因有叶绿素含量减少、气温降低等 二、解答题 13．（2026·北京顺义·一模）强光会导致光合速率降低影响水稻产量，我国科学家利用基因工程在叶绿体中表达特定酶，优化代谢途径，成功实现增产。 (1)光合作用暗反应中，CO2在R酶的作用下与C5结合，该过程称作_____。生成的C3接受ATP和NADPH释放的能量，并被______还原，随后，一部分C3经一系列反应转化为糖类。 (2)R酶对CO2和O2均具有亲和力，R酶催化的反应方向取决于细胞中CO2/O2比值。如图1所示，当比值高时，主要进行暗反应；比值降低时，R酶催化C5与O2结合加强，在叶绿体、过氧化物酶体、线粒体中发生一系列反应，即光呼吸。 ①请分析图1，选填以下字母，解释夏季强光导致水稻减产的原因________；________；________；________。 A．CO2/O2比值下降    B．暗反应减弱        C．碳原子流失        D．光呼吸加剧 ②此外，氮原子流失也是造成水稻减产的原因之一。图1中的S酶位于叶绿体基质。光呼吸途径产生的NH3可能经气孔散失，或________，导致氮同化效率低。 (3)科学家将编码G酶、C酶、B酶、T酶的外源基因转入水稻叶绿体基因组，构建了光呼吸支路，如图2。请结合图1、图2，判断光呼吸支路能否减少碳、氮的流失，说明理由________________________。 14．（2026·天津·一模）为探究不同光质和光强对植物营养生长的影响，某高中智能生态社研究小组利用植物工厂的光调控设备对番茄和草莓植株进行实验，设置以下光处理组： A组：自然光（对照）； B组：50%红光（660nm）+50%蓝光（450nm）； C组：100%红光+100%蓝光； D组：白光LED+红蓝补光。 实验测定了叶片光合色素含量、可溶性蛋白含量、维生素C含量及总糖含量，部分数据如下图所示： 指标 植物 A组（自然光） B组 C组 D组 可溶性蛋白 番茄 1.74 1.23 1.57 1.98 草莓 1.64 1.45 2.12 1.7 维生素C 番茄 0.33 0.32 0.28 0.26 草莓 0.56 0.49 0.44 0.37 总糖 番茄 4.6 5.2 6.6 5.7 草莓 3.5 5.5 4.7 7.8 备注：抗坏血酸氧化酶（AOX）主要功能是催化维生素C氧化分解，强光下AOX加速分解维生素C。表为不同光质与光强对番茄草莓可溶性蛋白含量、维生素C含量及总糖含量的影响 请回答下列问题： (1)光合色素的功能是________，其可通过________（方法）分离。 (2)分析图色素的数据可知：对番茄光合色素合成促进效果最佳的光处理是_______组。 (3)总糖可反映果实综合品质。若需培育高糖番茄和高维生素C草莓，最佳光处理分别是________。 (4)植物工厂可通过精准调控光环境提高产量。结合实验结果，解释“超市植物工厂草莓更甜”的原因：植物工厂采用_______组，显著提高草莓总糖含量，且光配方可精准排除自然光中的无效光质，提升糖分积累效率。 15．（2026·河北承德·一模）藻类贡献了地球上近一半的光合作用，在维系地球的碳循环中发挥着重要作用。然而，在水生环境中，溶解态CO2的供应往往稀少且不稳定，极大地限制了光合作用的高效进行。为应对这一环境胁迫，莱茵衣藻等藻类演化出独特而高效的CO2浓缩机制，如下图所示。回答下列问题： (1)在O2浓度正常情况下，莱茵衣藻可利用光能将H2O分解为_________；Rubisco是光合作用中催化CO2固定的酶，可将CO2转变为羧基并加到_________分子上，反应形成的产物可被水光解的某些产物还原为糖类。除光照外，影响上述反应的外界因素还有_________（写出两个）。研究发现，Rubisco由多条肽链构成，其中的一些肽链由_________（填细胞结构）中的基因编码，再由相应的信号序列引导进入叶绿体发挥其功能。在低O2浓度情况下，莱茵衣藻叶绿体中的产氢酶活性提高，会使NADPH转变为H2，在此条件下，莱茵衣藻常表现出生长不良现象，从光合作用的物质转化角度分析，原因是_________。 (2)在莱茵衣藻叶绿体的Rubisco周围形成了一个微区室（蛋白核），这个微区室能富集CO2，为Rubisco提供充足底物。理论上，在低浓度CO2环境下，与没有蛋白核的植物相比，莱茵衣藻的光反应水平_________。衣藻以形式富集CO2，该形式优于CO2形式，结合图示，从物质跨膜运输的角度分析，其原因是_________。 (3)被浓缩的CO2会不可避免地发生泄漏，针对此现象，研究人员对莱茵衣藻进行了如下改造：在蛋白核外周富集碳酸酐酶（催化CO2生成）和ACC（催化CO2生成脂肪酸），将光合作用与脂肪酸合成紧密协同，实现了衣藻在贫碳环境中高效利用无机碳的新模式，该新模型的应用价值有_________（写出一点）。为确认改造是否成功，该团队分别构建了红色荧光蛋白基因与碳酸酐酶基因的融合基因、绿色荧光蛋白基因与ACC基因的融合基因，并一同导入莱茵衣藻，显微镜下观察到_________（现象）说明改造成功。 16．（2026·江苏·一模）我国科学家将新鲜菠菜叶绿体中的类囊体（TK）与某种化合物（主要成分是CdTe+）进行结合，构建Tk-CdTe杂化能量模块，如图1。将Tk-CdTe、相关酶、底物、缓冲液等封装成人工光合作用细胞，以获得定制化产物。请回答下列问题： (1)图1中步骤①为获取类囊体。首先将菠菜叶肉细胞破碎后，通过_____法获取叶绿体，再在4℃条件下用______（填“低渗”“等渗”或“高渗”）缓冲溶液处理叶绿体释放出类囊体。类囊体活性与叶绿素含量呈正相关，可用分光光度计测定类囊体对______光的吸光度来计算叶绿素含量。 (2)据图1分析，在适宜条件下Tk-CdTe杂化能量模块进行相关生化反应产生的还原型辅酶有______，Tk-CdTe中CdTe+的主要作用有_____。 (3)将相关物质封装在油包水微滴中形成如图2所示的人工光合作用细胞。从结构分析，人工光合作用细胞的膜由_____层磷脂分子构成。与菠菜叶肉细胞相比，在同等条件下该人工细胞能积累更多有机物的原因有______。 (4)科研人员将图2中的还原酶替换为NADH依赖型甲酸脱氢酶生产定制化产物——甲酸（不直接消耗ATP）来研究人工光合作用细胞的生产效率，设置了三个实验组，分别封装CdTe+、Tk和Tk-CdTe，其他物质相同，其中物质B是______。在适宜条件下光照1h后分别检测甲酸盐的生成量，结果如图3。实验结果说明______。 17．（2026·河南信阳·一模）光是光合作用的必要条件，叶绿体依靠光系统进行吸收、传递和转化光能。然而，过多的光能会损害光合装置并降低光合作用效率，这种现象称为光抑制。光系统主要包括光系统Ⅱ（PSⅡ）、质体醌（PQ）、细胞色素b6f（Cytb6f）和光系统Ⅰ（PSⅠ），光系统产生的高能电子沿光合电子传递链依次传递，在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。研究发现，在强光条件下，NADP+不足、NADPH积累时，PSⅠ会将电子传递给Cytb6f形成环式电子传递，Cytb6f不再接受PSⅡ提供的电子，PSⅡ工作暂时停止。 请分析回答下列问题： (1)PSⅠ、PSⅡ在叶绿体中分布的位置是______（填具体部位）。由图可知，图中ATP合成酶的作用有______。 (2)不同强度光照下，叶绿体在植物细胞中分布的位置会改变，与叶绿体移动直接相关的细胞结构是______。据图分析，强光条件下环式电子传递的增强可______（填“提高”或“降低”）NADPH/ATP的比例。 (3)百草枯是PQ的类似物，可接受来自PSⅡ反应中心的电子，且能够与Cytb6f特异性结合，阻止电子传递到Cytb6f，，抑制H+的运输。从电子传递角度分析，使用百草枯后叶绿体中ATP的合成量可能减少的原因是_____。 (4)从进化和适应的角度分析，环式电子传递对植物生长的意义是_____（答出1点即可）。 18．（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________。 19．（2026·河北邢台·一模）海水中的无机碳主要以CO2和HCO3-两种形式存在，在水体中浓度低、扩散速度慢，某些蓝细菌与部分化能自养菌逐渐演化出了“摄取HCO3-→转化为CO2→浓缩于R酶（光合作用过程中催化CO2固定的酶）活性位点”的高效碳浓缩机制，如图所示（以蓝细菌为例）。回答下列问题： 注：羧酶体具有蛋白质外壳，可限制气体扩散，且允许阴离子通过。 (1)蓝细菌光合片层膜上可发生光反应，相当于植物细胞的______，光合片层膜上含有的光合色素有______和叶绿素，可分别利用试剂______对叶绿素进行提取、分离。 (2)R酶具有双功能性：在光下，它既能催化C5与CO2反应（光合作用），也可以催化C5与O2反应（光呼吸，消耗有机物）。 ①请结合羧酶体的结构，分析蓝细菌能高效积累有机物的原因：蓝细菌能以______和______两种方式吸收海水中的无机碳（CO2和HCO3-），HCO3-可进入羧酶体并转化为CO2；羧酶体的蛋白质外壳可限制气体扩散，从而______，促进光合作用。 ②高CO2浓度、低O2浓度下，蓝细菌积累有机物的效率较高，原因是______。 20．（2026·辽宁·一模）网纹草是一种耐阴植物，研究发现其能在富含远红光（700～750 nm）的弱光环境下高效进行光合作用。下表为网纹草与阳生植物光合特性的对比；光系统（如图）是植物进行光吸收的功能单位，具有吸收、传递和转化光能的作用。回答下列问题： 参数 网纹草 阳生植物 光补偿点/(μmol·m-2·s-1) 5～7 30～50 光饱和点/(μmol·m-2·s-1) 240～520 1000～2000 远红光利用率 高 极低 注：植物通过光合作用制造的有机物与呼吸作用消耗的有机物相等时的光照强度称为光补偿点；在一定的光强范围内，植物的光合速率会随着光照强度的上升而增大，但当光照强度上升到某一数值之后，光合速率就不再继续提高，此时的光照强度就是光饱和点。 注：→为电子传递途径；→为循环电子传递方式。 (1)由表可知，网纹草的光补偿点很低，说明其______强度低，在低光照条件下即可积累有机物；网纹草光饱和点低说明________。达到光饱和点后，限制网纹草光合速率的外界因素有_________（写出2点）等。 (2)研究团队通过模拟冠层遮阴环境（远红光富集，红光/远红光比值仅0.04），发现网纹草展现出“避阴”与“耐阴”的混合适应策略，下列属于耐阴生长策略的有______。 ①茎节和叶柄伸长  ②叶片未出现弱光下的黄化或衰老  ③叶片向上生长  ④叶绿体基粒增多、增厚 (3)光系统理论上提供的ATP：NADPH≈1.33：1，卡尔文循环消耗ATP与NADPH的比例为3：2，ATP与NADPH用于卡尔文循环中的_________（填具体过程）；远红光下网纹草还能启动循环电子传递（CEF）方式，CEF不伴随NADPH的生成或氧气释放，但能将H+转运至类囊体腔，结合题图推测CEF对提高网纹草在弱光下的光合速率的意义是____________。 (4)非光化学淬灭（NPQ）能将叶绿素吸收的过剩光能以热能形式耗散，避免光系统损伤。若将网纹草长期远红光处理后再置于强光照射下，NPQ值会______，且在恢复到强光照射前的状态时NPQ恢复速率较慢，这种变化速率的意义是____________。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 细胞代谢 3大考点概览 考点1 酶和ATP 考点2 细胞呼吸 考点3 光合作用与呼吸作用综合 ( 酶和ATP 考点1 ) 1．（2026·山西临汾·一模）科研团队对细胞色素P450氧化酶进行了定向改造，测定了不同条件下野生型酶与突变体酶的相对活性，结果如下表所示。下列有关叙述错误的是（　　） 处理条件 野生型酶相对活性（%） 突变体酶相对活性（%） 60℃ 18 72 pH7.0 100 100 pH5.0 22 68 添加Mn2+ 125 189 A．突变体酶为反应底物提供的活化能更多，提高反应速率更显著 B．同一处理条件下两组实验中酶的用量、处理时间和底物浓度应相同 C．Mn2＋可提高P450氧化酶的活性，且对突变体酶效果更显著 D．酶活性可能因温度、pH、某些离子影响酶的空间结构而发生变化 【答案】A 【解析】酶的作用机理是降低化学反应的活化能，不是为反应提供活化能，A错误；本实验中酶用量、处理时间、底物浓度属于无关变量，同一处理条件下无关变量需要保持相同且适宜，B正确；根据表格数据，添加Mn²⁺后，野生型和突变体酶活性都高于原本100%的基础活性，且突变体酶活性提升幅度更大，说明Mn²⁺可提高P450氧化酶活性，且对突变体效果更显著，C正确；温度、pH、某些离子都可以通过改变酶的空间结构，影响酶的活性，符合酶的基本特性，D正确。 2．（2026·天津·一模）某中学科研小组探究影响酶活性的因素，实验结果显示：在pH约为7时，唾液淀粉酶的活性最高。下列相关叙述不正确的是（　　） A．酶的活性是指酶催化化学反应的效率 B．pH低于7时，唾液淀粉酶的活性可能会降低 C．温度对唾液淀粉酶活性的影响与pH完全相同 D．唾液淀粉酶的活性不受底物浓度的影响 【答案】C 【解析】酶活性指的就是酶催化化学反应的效率，A正确；题干可知唾液淀粉酶最适pH约为7，低于最适pH时，酶的空间结构受干扰，活性会随pH降低逐渐下降，因此pH低于7时其活性可能降低，B正确； 低温仅抑制酶活性，不会破坏酶的空间结构，温度回升后酶活性可恢复；但过酸、过碱会直接破坏酶的空间结构，使酶永久失活，因此温度和pH对唾液淀粉酶活性的影响并不完全相同，C错误；酶活性是酶本身的催化能力，受温度、pH、酶抑制剂等因素影响，底物浓度只会影响酶促反应速率，不会改变酶本身的活性，D正确。 3．（2026·海南·一模）深海热泉区的温度常高于100℃，但这里依然存在着活跃的生态系统，其中许多生物体内含有耐高温的酶（如TaqDNA聚合酶）。下列相关叙述正确的是（　　） A．TaqDNA聚合酶在高温条件下仍能保持活性，说明酶在高温条件下不会发生空间结构的改变 B．从深海热泉生物体内提取的TaqDNA聚合酶，在实验室低温条件下会完全失去活性 C．TaqDNA聚合酶降低化学反应活化能的效果比无机催化剂更显著，可体现其高效性 D．TaqDNA聚合酶能催化多种不同的生化反应，这是其对极端环境的一种适应 【答案】C 【解析】TaqDNA聚合酶仅能在一定高温范围内保持活性，若温度超过其耐受范围仍会发生空间结构改变而失活，且绝大多数普通酶在高温下都会因空间结构被破坏而变性失活，A错误；低温只会抑制酶的活性，不会破坏酶的空间结构，不会使酶完全失去活性，温度恢复后酶活性可恢复，B错误；酶的高效性指的是酶降低化学反应活化能的效果比无机催化剂更显著，C正确；酶具有专一性，一种酶只能催化一种或一类生化反应，无法催化多种不同的生化反应，D错误。 4．（2026·北京顺义·一模）蓝莓、树莓富含黄烷醇，能改善心脑血流、延缓认知衰退。香蕉含有多酚氧化酶(PPO)可降解黄烷醇。下图是食用两种奶昔6h内血浆中黄烷醇浓度的变化。相关叙述正确的是（　　） A．水果种类越多，奶昔营养越丰富 B．PPO能降低黄烷醇降解反应的活化能 C．制作奶昔的搅拌过程使酶的活性丧失 D．蓝莓护心脑，与香蕉同食效果更佳 【答案】B 【解析】水果种类越多不一定营养越丰富，且香蕉含PPO会降解黄烷醇，反而降低奶昔中黄烷醇含量，A错误； PPO是酶，酶的核心作用就是降低化学反应的活化能，从而加速反应，B正确；由图可知，混合莓果香蕉奶昔中黄烷醇浓度远低于混合莓果奶昔，说明香蕉中的PPO仍具有活性，搅拌过程未使酶活性丧失，C错误；黄烷醇是蓝莓护心脑的核心有效成分，加香蕉后黄烷醇浓度大幅下降，说明与香蕉同食会降低护心脑的效果，而非更佳，D错误。 5．（2026·云南·一模）奶酪加工过程中，添加适量的脂肪酶可以加速牛奶中脂肪的水解，使奶酪增白；同时，释放出的短链脂肪酸赋予了奶酪独特的风味。下列叙述错误的是（    ） A．脂肪酶在催化脂肪水解时，其化学性质在反应前后保持不变 B．在催化脂肪水解过程中，脂肪酶提供了大量的活化能 C．欲验证脂肪酶的专一性，可分别以脂肪和蛋白质作为底物进行实验 D．与传统化学增白剂相比，用脂肪酶增白的奶酪食品安全性更高 【答案】B 【解析】酶作为生物催化剂，在催化化学反应前后，自身的化学性质和质量均保持不变，脂肪酶属于酶类，因此化学性质在反应前后不变，A正确；酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能，而不是为反应提供活化能，B错误；验证酶的专一性可采用“同种酶+不同底物”的实验思路，用脂肪酶分别催化脂肪、蛋白质，可通过反应是否发生验证脂肪酶只能催化脂肪水解，体现专一性，C正确；脂肪酶属于生物催化剂，无毒无有害残留，而传统化学增白剂多为化学物质，可能存在安全风险，因此用脂肪酶增白的奶酪安全性更高，D正确。 6．（2026·河北廊坊·一模）黑松露中含有黑松露脂肪酶，研究人员对黑松露脂肪酶进行提取、纯化，测定了不同温度下的酶活性和酶稳定性(一定温度下处理30 min后剩余酶的活性)，结果分别如图1、图2所示。下列叙述正确的是（    ） 注：图2中不同字母代表差异性显著。 A．黑松露脂肪酶的最适温度是50℃，此时酶提供的活化能最多 B．50℃条件下黑松露脂肪酶的活性和稳定性最高，最适合长期保存 C．50℃后酶活性急剧下降，可能是因为高温破坏了酶的空间结构 D．不同温度下黑松露脂肪酶为脂肪的分解提供的活化能多少不同 【答案】C 【解析】酶的作用是降低活化能，而不是提供活化能,AD错误；从图1看50℃时酶活性最高；但从图2看50℃时酶稳定性（处理30min后剩余活性）明显低于低温（如40℃），长期保存酶需要在低温条件下，B错误；高温会破坏酶的空间结构，导致酶活性急剧下降，符合图1中50℃后酶活性快速下降的趋势,C正确。 7．（2026·广东广州·一模）沙眼衣原体等胞内寄生病原体需要依赖细胞膜上NTT（ATP运输蛋白）从宿主细胞获取ATP以维持生存。下列叙述错误的是（　　） A．沙眼衣原体可能缺少ATP合成相关酶，不能独立存活 B．ATP与NTT结合会使NTT磷酸化，引起其构象改变 C．依赖NTT蛋白获取ATP的过程体现了细胞膜控制物质进出功能 D．抑制NTT功能的药物有助于治疗沙眼衣原体引起的疾病 【答案】B 【解析】沙眼衣原体必须依赖宿主细胞的ATP维持生存，说明其自身可能无法合成ATP，即可能缺少ATP合成相关酶，不能独立存活，A正确；NTT是ATP的运输蛋白，ATP作为被运输的底物与NTT结合时会引发其构象改变完成运输，但该过程无ATP水解释放磷酸基团使NTT磷酸化的过程，B错误；NTT是沙眼衣原体细胞膜上的转运蛋白，介导ATP跨膜进入衣原体的过程属于细胞膜控制物质进出细胞的功能体现，C正确；抑制NTT功能会切断沙眼衣原体获取ATP的来源，抑制其生存和繁殖，因此可用于治疗沙眼衣原体引起的疾病，D正确。 8．（2026·广西·一模）运输Ca2+的载体蛋白可以催化ATP的水解，在蛋白激酶的作用下，ATP水解生成的游离磷酸基团可共价连接到该载体蛋白上，使其磷酸化。下列相关推测合理的是（　　） A．在大量吸收Ca2+的细胞中，蛋白激酶的活性较低 B．运输Ca2+的过程中可能伴随着蛋白质的磷酸化 C．ATP中可被水解并用于蛋白质磷酸化的磷酸基团通常靠近腺苷 D．蛋白质磷酸化后，其空间结构不受影响 【答案】B 【解析】在大量吸收Ca2+的细胞中，需要更多的ATP水解来为载体蛋白磷酸化供能，因此蛋白激酶的活性应该较高，A错误；题目中提到ATP水解生成的游离磷酸基团可共价连接到该载体蛋白上，使其磷酸化，而Ca2+的运输需要载体蛋白的磷酸化，因此运输Ca2+的过程中可能伴随着蛋白质的磷酸化，B正确；ATP中远离腺苷的特殊化学键更容易水解，用于蛋白质磷酸化的磷酸基团通常是远离腺苷的，C错误；蛋白质磷酸化后，其空间结构会发生改变，进而改变其功能（如运输活性），D错误。 9．（2026·天津河西·一模）科研工作者以烟草悬浮细胞为材料，研究不同质量浓度的PEG对细胞膜通透性的影响，结果如图所示。下列说法错误的是（    ） 注：吸光值OD600值越小，表示细胞膜通透性越小，细胞活力越大；CK为对照。 A．高浓度PEG使细胞活力显著降低 B．iATP和eATP总量随PEG浓度增加而增加 C．eATP相对水平越高，说明细胞膜通透性越大 D．在PEG胁迫下，eATP相对水平与iATP相对水平呈负相关 【答案】B 【解析】分析题意，吸光值OD值越小，表示细胞膜通透性越小，细胞活力越大。由图可知，高浓度PEG时，OD值增大，即细胞膜通透性增大，细胞活力下降，A正确；据图可知，随着PEG浓度增加，iATP减小，故eATP和iATP总量并非持续增加，B错误； 吸光值OD值越小，表示细胞膜通透性越小，由图示可知，iATP相对水平越高，OD值越小，说明细胞膜通透性越小，C正确； 从图中可观察到在PEG胁迫下，eATP相对水平升高，而iATP相对水平降低，故二者呈负相关，D正确。 10．（2026·湖北随州·一模）底物A（一种蛋白质）在蛋白激酶作用下可发生磷酸化：ATP分子某一个磷酸基团脱离下来并与底物A相结合，其在细胞信号转导的过程中起重要作用。ADP­GLO可用于检测蛋白激酶活性，具体过程如下图所示。下列叙述正确的是（    ） A．底物A在蛋白激酶作用下发生磷酸化的过程属于放能反应 B．底物 A发生磷酸化后，其空间结构和活性不会改变 C．在步骤2之前需将所有剩余的ATP消耗掉，以避免干扰实验结果 D．在荧光素酶的催化作用下，荧光素接受 ATP提供的能量后即可发出荧光 【答案】C 【解析】据题图判断，底物A在蛋白激酶作用下发生磷酸化的过程需要ATP的参与，属于吸能反应，A错误；底物A发生磷酸化后，其空间结构发生改变，B错误；步骤2会产生ATP，所以在步骤2之前需将所有剩余的ATP消耗掉，避免对实验的干扰，C正确；在荧光素酶的催化作用下，荧光素接受ATP提供的能量后与氧发生反应形成氧化荧光素后发出荧光，D错误。 ( 细胞呼吸 考点 2 ) 一、单选题 1．（2026·河南信阳·一模）研究发现，运动员骨骼肌细胞中线粒体数量较普通人多，且在运动过程中能快速调节呼吸代谢途径。下列相关叙述正确的是（　　） A．运动员线粒体数量增多，可使有氧呼吸增强，减少运动过程中乳酸积累 B．运动初期，骨骼肌细胞无氧呼吸增强，使线粒体中CO2产生量显著增加 C．无氧呼吸时，葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失，有利于维持体温 D．运动过程中，骨骼肌细胞进行有氧呼吸的前两个阶段均需O2作为原料 【答案】A 【解析】A、乳酸是无氧呼吸的产物，线粒体是有氧呼吸的主要场所，运动员线粒体数量增多，有氧呼吸强度提升，对氧气的利用更充分，可减少无氧呼吸产生的乳酸，A正确； B、人体骨骼肌细胞无氧呼吸的产物是乳酸，不产生CO₂，运动初期CO₂仅来自有氧呼吸，线粒体中CO₂产生量不会因无氧呼吸增强而显著增加，B错误； C、无氧呼吸时葡萄糖分解不彻底，大部分能量储存在氧化产物乳酸中，仅释放的少量能量中大部分以热能形式散失，C错误； D、有氧呼吸的第一、二阶段均不需要O₂作为原料，仅第三阶段需要O₂参与反应，D错误。 2．（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 【解析】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。 3．（2026·河南郑州·一模）三羧酸（TCA）循环有氧呼吸（简称TCA呼吸）是植物常见的呼吸代谢途径，TCA呼吸是将乙酰辅酶A（丙酮酸脱羧产物）转化为CO2的过程，如图表示水淹胁迫对红海榄根系TCA呼吸速率的影响。下列叙述错误的是（　　） A．TCA呼吸发生在细胞质基质和线粒体基质中，但有机物不会彻底氧化分解 B．随水淹时间的延长，红海榄幼苗根系TCA呼吸速率呈明显的下降趋势 C．推测缺氧条件下会抑制TCA呼吸速率，最终线粒体内NADH与氧结合 D．水淹18 h根系呼吸产生的酒精抑制了自身TCA呼吸速率，达到最小值 【答案】A 【解析】A、题干明确说明TCA呼吸是乙酰辅酶A转化为CO2的过程，该过程是有氧呼吸的第二阶段，发生在线粒体基质，A错误； B、从图中曲线可知，随着水淹时间从0h到18h延长，红海榄根系TCA呼吸速率持续下降，B正确； C、TCA是有氧呼吸途径，缺氧条件下有氧呼吸受抑制，TCA速率下降；仍存在少量氧气，因此TCA产生的NADH最终仍可在线粒体内（线粒体内膜）与氧气结合生成水，C正确； D、水淹18h时，根系会进行无氧呼吸产生酒精，酒精对细胞有毒害作用，会抑制TCA呼吸速率，使其达到最小值，D正确。 4．（2026·海南·一模）合理膳食和运动能有效控制体重、促进心理健康。对此认识正确的是（　　） A．饮食中元素的种类越多所含的能量越高 B．饮食中用糖类代替脂肪即可控制体重 C．空腹运动时体内脂肪可大量转化成糖类 D．低强度、长时间的有氧运动比高强度、短时间的无氧运动更有利于减脂 【答案】D 【解析】A、食物的能量高低取决于可氧化分解释放能量的有机物的种类和含量，与元素种类多少无直接关联，A错误； B、若糖类摄入总量过多，多余的糖类会转化为脂肪储存，依然会导致体重上升，控制体重需要总能量摄入低于总能量消耗，仅用糖类代替脂肪无法实现控制体重的目标，B错误； C、糖类可以大量转化为脂肪，但脂肪不能大量转化为糖类，C错误； D、低强度、长时间的有氧运动过程中细胞主要进行有氧呼吸，可持续消耗脂肪供能；高强度、短时间的无氧运动主要消耗糖类供能，因此前者更有利于减脂，D正确。 5．（2026·北京房山·一模）研究人员对健康成年人实施8周有氧运动训练，并检测骨骼肌线粒体的相关指标（如图）。据图分析合理的是（    ） A．训练后耗氧速率提升，说明细胞无氧呼吸占比增强 B．线粒体数量增加，直接导致肌细胞CO2释放量减少 C．训练可增强骨骼肌细胞的有氧呼吸，提高代谢能力 D．训练可导致每克葡萄糖代谢产生的ATP减少 【答案】C 【解析】A、训练后耗氧速率提升，说明细胞有氧呼吸占比增强，而非无氧呼吸占比增强，A错误； B、线粒体是有氧呼吸第二、三阶段的场所，其中第三阶段有O2参与反应并产生H2O，线粒体数量增加，会使有氧呼吸增强，肌细胞CO2释放量增加，B错误； C、由图可知，训练后线粒体数量和耗氧速率均增加，这表明训练可增强骨骼肌细胞的有氧呼吸，从而提高代谢能力，C正确； D、因为训练增强了有氧呼吸，而有氧呼吸产生的ATP更多，所以训练可导致每克葡萄糖代谢产生的ATP增加，D错误。 6．（2026·内蒙古呼和浩特·一模）糖酵解是葡萄糖被降解为丙酮酸并生成少量ATP的过程。ADP能够激活糖酵解中的某些关键酶，而ATP则会抑制另一关键酶的活性。巴斯德效应是指在有氧条件下兼性厌氧生物的细胞呼吸从无氧呼吸转变为有氧呼吸，糖酵解对葡萄糖的消耗速率显著降低的现象。下列有关分析正确的是（　　） A．糖酵解在有氧和无氧条件下生成的产物不同 B．ADP/ATP值降低可能是巴斯德效应发生的原因 C．酿酒时隔绝氧气，ADP/ATP值升高糖酵解速率低 D．巴斯德效应降低葡萄糖的消耗，不利于细胞代谢 【答案】B 【解析】A、糖酵解是有氧呼吸和无氧呼吸共有的第一阶段，无论有氧或无氧条件，糖酵解的产物均为丙酮酸、[H]和少量ATP，产物没有差异，A错误； B、有氧条件下细胞进行有氧呼吸生成大量ATP，使ADP/ATP值降低，结合题干信息，ADP含量降低会减弱对糖酵解关键酶的激活作用，ATP含量升高会增强对糖酵解关键酶的抑制作用，最终导致糖酵解速率下降、葡萄糖消耗速率降低，是巴斯德效应发生的原因，B正确； C、酿酒时隔绝氧气，细胞仅进行无氧呼吸，ATP生成量少，ADP/ATP值升高，ADP会激活糖酵解的关键酶，使糖酵解速率升高，C错误； D、巴斯德效应下虽然葡萄糖消耗速率降低，但有氧呼吸可利用1分子葡萄糖生成大量ATP，能更高效地为细胞代谢供能，有利于细胞代谢，D错误。 7．（2026·云南·一模）为探究不同抗肿瘤药物对肿瘤细胞能量代谢的影响，科研人员设计的实验流程如下图。下列叙述错误的是（    ） A．加入寡霉素后肿瘤细胞的耗氧率下降，为维持能量供应，产乳酸率会升高 B．加入2-DG后肿瘤细胞的耗氧率和产乳酸率均会下降 C．可通过实时检测CO2产生率来绘制肿瘤细胞的总呼吸速率变化曲线 D．肿瘤细胞合成ATP的场所是细胞质基质和线粒体 【答案】C 【解析】A、寡霉素抑制线粒体内膜上ATP的合成（有氧呼吸第三阶段），会导致有氧呼吸速率下降，耗氧率降低。为了维持细胞的能量供应，肿瘤细胞会增强无氧呼吸来补充ATP，因此产乳酸率会升高，A正确； B、2-DG 抑制葡萄糖分解为丙酮酸，会直接阻断无氧呼吸和有氧呼吸第二、三阶段，因此产乳酸率下降，耗氧率也会下降，B正确； C、肿瘤细胞的呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸： 有氧呼吸会产生CO₂，但无氧呼吸的产物是乳酸，不产生 CO₂。 因此，CO₂产生率只能反映有氧呼吸速率，无法反映总呼吸速率，C错误； D、肿瘤细胞属于真核细胞，可进行有氧呼吸和无氧呼吸： 有氧呼吸的三个阶段中，第一阶段在细胞质基质，第二、三阶段在线粒体，均能合成 ATP； 无氧呼吸仅在细胞质基质中合成 ATP。 因此，肿瘤细胞合成 ATP 的场所是细胞质基质和线粒体，D正确。 8．（2026·黑龙江齐齐哈尔·一模）如图为真核细胞中某种膜的结构示意图，其中①～④代表H＋运输方式，A～D表示相应的转运蛋白，e－表示电子，→表示物质运输的方向，下列说法错误的是（　　） A．该膜结构是线粒体内膜 B．①②③为协助扩散，④为主动运输 C．A蛋白运输H＋时需要与H＋结合 D．图中ATP合成所需的能量来自H^＋的电化学势能 【答案】B 【解析】A、由图可知，该膜上发生了[H]和氧气结合生成水的过程，此过程为有氧呼吸第三阶段，而有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜上，所以该膜结构是线粒体内膜，A正确； BC、①②③过程中，H+是从低浓度向高浓度运输，且需要载体蛋白协助，属于主动运输，④过程是ATP的合成，而H+的运输方向是顺浓度梯度，需要载体蛋白参与，为ATP合成提供能量，是协助扩散，载体蛋白A在运输H+时需要与H+结合，B错误，C正确； D、图中ATP合成所需的能量来自H+顺浓度梯度产生的电化学势能，D正确。 9．（2026·广东深圳·一模）土壤板结导致绿豆不能萌发的直接原因是酒精的毒害作用，产生酒精主要涉及的生理过程是（　　） A．丙酮酸在细胞质基质中进行分解 B．在线粒体基质中丙酮酸和水反应 C．葡萄糖在线粒体基质中进行分解 D．在线粒体内膜[H]与氧气反应 【答案】A 【解析】酒精是植物细胞无氧呼吸第二阶段丙酮酸在细胞质基质中分解的产物（A选项），B、C、D选项分别表示有氧呼吸第二、第一和第三阶段，A正确，BCD错误。 故选A。 10．（2026·广东·一模）科学家研究鸽子飞行肌的细胞呼吸时，发现丙酮酸在相关酶的作用下产生[H]，该过程发生的场所和条件是（    ） A．细胞质基质，需要H2O参与反应 B．细胞质基质，需要H2O和O2参与反应 C．线粒体基质，需要H2O参与反应 D．线粒体基质，需要H2O和O2参与反应 【答案】C 【解析】A、丙酮酸产生[H]为有氧呼吸第二阶段，场所为线粒体基质，细胞质基质是有氧呼吸第一阶段的场所，A错误； B、该过程场所不是细胞质基质，且O2参与有氧呼吸第三阶段，不参与第二阶段反应，B错误； C、丙酮酸产生[H]为有氧呼吸第二阶段，发生在线粒体基质，需要H2O作为反应物参与反应，C正确； D、O2参与有氧呼吸第三阶段，与[H]结合生成水，不参与第二阶段的反应，D错误。 11．（2026·陕西西安·一模）糖酵解时可产生还原型高能化合物NADH，在有氧条件下，电子由电子载体所组成的电子传递链传递，最终被O2氧化。如图为真核细胞呼吸过程中电子传递链和氧化磷酸化过程。以下错误的是（　　） A．H+由线粒体基质进入线粒体膜间隙时，需要载体蛋白的协助 B．有氧呼吸过程中，在线粒体内膜产生H2O C．电子传递链对线粒体内膜两侧H+梯度的形成起抑制作用 D．H+在跨膜运输进入线粒体基质的过程中部分能量转移到ATP中储存 【答案】C 【解析】A、分析题图可知，H+由线粒体基质进入线粒体膜间隙需要载体蛋白的协助，A正确； B、在有氧呼吸第三阶段，前两个阶段产生的[H]，经过一系列的化学反应，与O₂结合生成水，场所为线粒体内膜，B正确； C、分析题图可知，电子传递链对线粒体内膜两侧H+梯度的形成起促进作用，C错误； D、分析题图，NADH中的能量变为H+的电化学势能，再通过H+向膜内跨膜运输变为ATP中的能量，即H+在跨膜运输进入线粒体基质的过程中部分能量转移到ATP中储存，D正确。 12．（2026·山东烟台·一模）当肝星状细胞（HSC）被激活为肌成纤维细胞时，其对能量的需求急剧增加，此时，细胞中糖酵解（细胞呼吸第一阶段）的关键酶——丙酮酸激酶（PK）可进入细胞核，增强糖酵解相关基因的表达。下列说法正确的是（    ） A．PK在细胞质中合成，只能运送到细胞核中起作用 B．PK通过核孔进入细胞核，不需消耗能量 C．活化的HSC通过PK影响糖酵解的过程为负反馈调节 D．糖酵解过程中所释放的能量大部分以热能散失 【答案】D 【解析】A、PK是糖酵解关键酶，在细胞质核糖体合成，主要在细胞质基质催化糖酵解反应；题干中特殊情况下可入核调控基因表达，并非只能在核中起作用，A错误； B、PK（大分子蛋白质）通过核孔进入细胞核需依赖核孔复合体的主动运输，消耗能量（ATP），B错误； C、活化的HSC通过PK增强糖酵解基因表达，使糖酵解加强以满足能量需求，属于正反馈调节（产物促进过程），而非负反馈（产物抑制过程），C错误； D、糖酵解为细胞呼吸第一阶段，释放少量能量，释放的能量大部分以热能散失，少部分合成ATP，D正确。 故选D。 13．（2026·河北承德·一模）心肌梗死主要是由于冠状动脉病变使心脏供血急剧减少甚至中断，导致心肌细胞大量死亡引起的。用不同浓度的大黄酚（CHR）处理体外培养的心肌细胞，实验结果如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．实验组细胞应置于葡萄糖和氧气含量低于正常的培养液中 B．对照组细胞不添加CHR，其余条件与实验组相同 C．心肌缺血时，为心肌细胞提供的葡萄糖和氧气减少 D．CHR对心肌梗死有治疗作用，最适浓度在20～80μmol·L-1之间 【答案】B 【解析】A、实验的目的是模拟心肌梗死时的缺血、缺氧状态，因此实验组细胞应置于葡萄糖和氧气含量低于正常的培养液中，以此模拟心肌细胞在缺血时的代谢环境，A正确； B、对照组细胞应置于葡萄糖和氧气含量正常的培养液中，且不添加CHR，其余条件与实验组相同，这样才能形成合理的对照，B错误； C、心肌梗死主要是由于冠状动脉病变使心脏供血急剧减少甚至中断，心脏供血减少意味着为心肌细胞提供的葡萄糖和氧气减少，C正确； D、从实验结果图来看，在一定浓度范围内，随着CHR浓度增加，心肌细胞存活率升高，说明CHR对心肌梗死有治疗作用，且最适浓度在20~80μmol·L-1之间，D正确。 14．（2026·河北保定·一模）线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，如图为线粒体内膜上部分物质运输模式图。下列说法正确的是（　　） A．丙酮酸通过协助扩散的方式进入线粒体基质 B．蛋白3 同时具有转运物质和降低化学反应活化能的功能 C．O₂通过扩散进入线粒体，直接参与丙酮酸的分解 D．蛋白Ⅰ参与了电子传递和H+的协助扩散 【答案】B 【解析】A、由图可知，H+通过蛋白3进入线粒体基质伴随ATP的生成，说明H+从细胞质基质进入线粒体基质是顺浓度梯度，丙酮酸通过蛋白2进入线粒体基质是主动运输，需要的能量来自H+顺浓度梯度运输产生的势能，A错误； B、蛋白3 同时具有转运物质（H+）和降低化学反应活化能（作为酶催化ATP的合成）的功能，B正确； C、O₂通过自由扩散进入线粒体，与[H]结合生成水，不直接参与丙酮酸的分解，C错误； D、蛋白Ⅰ参与了电子传递和H+的主动运输，D错误。 15．（2026·河北唐山·一模）交替氧化酶（OA）是有氧呼吸第三阶段的关键酶，氰化物能阻断有氧呼吸第三阶段。在氧气充足和其他适宜条件下利用氰化物处理植物根细胞和胰岛细胞，测得线粒体中OA活性和NADH含量，结果如图所示。下列相关叙述错误的是（　　） A．胰岛细胞可能不存在交替氧化酶 B．NADH中的H均来源于葡萄糖 C．OA可能与降低NADH与O2反应所需的活化能有关 D．NADH积累可能激活了根细胞线粒体中OA参与的NADH消耗途径 【答案】B 【解析】A、从左图看，对照组和实验组中胰岛细胞的OA活性均为0，说明胰岛细胞可能不表达OA或该酶无活性，A正确； B、有氧呼吸中，NADH的H不仅来自葡萄糖，还来自水和丙酮酸分解（如第二阶段丙酮酸和水反应生成 CO₂和 NADH），B错误； C、OA是有氧呼吸第三阶段的关键酶，酶的作用就是降低化学反应的活化能，C正确； D、实验组根细胞OA活性显著升高，但NADH并未像胰岛细胞一样大量积累，说明NADH积累激活了根细胞线粒体中OA参与的NADH消耗途径，D正确。 故选B。 二、解答题 16．（2026·辽宁抚顺·一模）低氧胁迫是指生物体所处环境中的氧气浓度低于其正常生理需求，从而导致其代谢、生长、发育和生存受到不利影响的一种胁迫状态。人进入高原环境时，可能会发生低氧胁迫，细胞内会发生如图所示的生命活动，其中①②为不同反应过程。水淹、灌溉不均匀或化学肥料造成的土壤板结均是引起植物低氧胁迫的因素。回答下列问题： (1)糖酵解指的是细胞内葡萄糖分解为丙酮酸的过程，因此糖酵解发生的具体场所是___________，该过程___________(填“生成”或“不生成”)ATP。 (2)当环境缺氧时，过程①和②会加快，这对于生命活动的意义是___________。 (3)若长期处于低氧或无氧环境，植物根部细胞会出现乙醇积累现象，这会毒害根部细胞。某实验小组利用水培技术探究低氧对甲、乙两个水稻品种根部细胞呼吸的影响，实验设计及相关生理指标如表所示。 实验组别 对照组 低氧组 水稻品种 甲 乙 甲 乙 丙酮酸含量/(μmol·L⁻¹) 17.0 18.0 19.2 28.9 乙醇含量/(μmol·L⁻¹) 23.0 23.5 54.1 34.2 a．结合表中数据分析，上述两个品种中，品种___________适应低氧环境的能力相对更强，理由是___________。 b．结合题意，针对农作物的低氧胁迫，请提出一项补救或改进措施：___________。 【答案】(1) 细胞质基质 生成 (2)GLUT（葡萄糖转运蛋白）增多，可促进葡萄糖进入细胞；糖酵解酶增多，可加速糖酵解（无氧呼吸），在氧气不足时，通过无氧呼吸为细胞生命活动提供更多能量，维持细胞正常代谢，适应低氧环境。 (3) 乙 与对照组相比，低氧组乙品种的乙醇积累量（34.2μmol・L⁻¹）远低于甲品种（54.1μmol・L⁻¹），说明乙品种根部细胞的无氧呼吸强度更低，乙醇（有毒物质）积累更少，对根部细胞的毒害更小，因此适应低氧环境的能力更强 定期松土，改善土壤通气性，增加土壤氧气含量 【解析】（1）糖酵解指的是细胞内葡萄糖分解为丙酮酸的过程为细胞呼吸第一阶段，场所在细胞质基质中进行；糖酵解是葡萄糖分解为丙酮酸的过程，会产生少量ATP。 （2）当环境缺氧时，过程①和②会加快，GLUT（葡萄糖转运蛋白）增多，可促进葡萄糖进入细胞；糖酵解酶增多，可加速糖酵解（无氧呼吸），在氧气不足时，通过无氧呼吸为细胞生命活动提供更多能量，维持细胞正常代谢，适应低氧环境。 （3） a.与对照组相比，低氧组乙品种的乙醇积累量（34.2μmol・L⁻¹）远低于甲品种（54.1μmol・L⁻¹），说明乙品种根部细胞的无氧呼吸强度更低，乙醇（有毒物质）积累更少，对根部细胞的毒害更小，因此适应低氧环境的能力更强。 b. 农作物低氧胁迫的补救 / 改进措施（任选其一即可） 定期松土，改善土壤通气性，增加土壤氧气含量；合理灌溉，避免田间积水，防止根部缺氧；采用滴灌、渗灌等节水灌溉方式，避免土壤板结 中耕松土，破除土壤板结，促进根部氧气供应；增施有机肥，改善土壤结构，提高土壤透气性。 17．（2026·天津河东·一模）图1表示发生在真核细胞线粒体的有氧呼吸部分过程，有氧呼吸第一阶段又称糖酵解，请据图分析。 (1)蛋白复合体I、III、IV等构成的电子传递链将e⁻传递给O2形成水，同时将H⁺转运到线粒体内外膜的间隙，当H⁺再被转运到_____时，推动了ATP的合成。合成ATP所需的能量直接来源于____________________。该能量还可用于____________________。 (2)脑缺血时，神经细胞损伤的主要原因是神经细胞缺氧导致ATP合成骤降，研究发现，缺血时若轻微酸化（6.4≤pH<7.4）可减缓ATP下降速率，在一定程度上起到保护神经细胞的作用，为此，科研人员用体外培养的神经细胞开展相关研究，分组处理及结果如图2所示，图2结果中哪些组别的结果是支持轻微酸化具有保护作用的证据____________。 (3)基于以上研究，医生尝试在病人脑缺血之后的吸氧治疗中添加高于正常值的_________气体，有利于降低神经细胞的损伤。 【答案】(1) 线粒体基质 线粒体内膜两侧的H⁺浓度梯度 丙酮酸进入线粒体基质 (2)甲组、丙组、丁组 (3) 【解析】（1）该过程是真核细胞有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜：H⁺先被转运到线粒体内外膜间隙，之后顺浓度梯度回流到线粒体基质，推动了ATP的合成。合成ATP所需的能量直接来源于线粒体内膜两侧的H⁺浓度梯度；结合图1可知，H⁺顺浓度梯度的势能除了推动ATP合成，还为丙酮酸跨膜进入线粒体基质的主动运输提供能量。 （2）由图2可知，丙组为模拟缺血培养，与甲组相比，丙组耗氧速率明显下降，丁组在丙组基础之上降低pH，属于轻微酸化，丁组的耗氧速率比丙组高，与甲组差不多，说明轻微酸化能保护神经细胞，故甲组、丙组、丁组组别的结果是支持轻微酸化具有保护作用。 （3）根据研究结论，轻微酸化可保护脑缺血后的神经细胞，二氧化碳溶于体液可以降低pH，使内环境发生轻微酸化，因此吸氧治疗中添加高于正常值的二氧化碳，有利于降低神经细胞损伤。 18．（2026·重庆·一模）细胞呼吸产生的NADH和某些有机物中的电子可经UQ、复合体I、Ⅱ、Ⅲ、IV等组成的电子传递链传递给O2生成水，该电子传递过程释放的能量可用于建立膜内外的H+浓度差，进而驱动ATP形成。如图中，虚线左侧为豆科植物利马豆细胞中的相关过程示意图。 (1)图示电子传递链存在于______膜上，由F0和F1组成的复合体功能是______。 (2)氰化物是一种剧毒物质，可强烈抑制复合体IV的活性从而使动物细胞中ATP合成急剧减少导致中毒，结合上图分析，氰化物使动物细胞中ATP合成急剧减少的机理是______。利马豆中含有较高水平的氰化物，但是自身并未表现为中毒，这可能与利马豆细胞中存在而动物细胞中不存在的图示特定结构_____有关。 (3)图中UCP1（虚线右侧）是动物细胞中的一种H+转运蛋白，存在位置如图所示。DNP曾作为减肥药物，DNP可与UCP1结合并激活其H+转运活性。DNP的使用常导致体温上升、出汗过多，原因是_______，DNP作为减肥药物可能对人体造成的危害有_______。 【答案】(1) 线粒体内 运输H+和催化ATP合成 (2) 氰化物强烈抑制复合体IV的活性使其电子传递彻底中断，无法通过电子传递过程中释放的能量建立膜两侧H+浓度差来驱动ATP的合成 AOX (3) DNP会导致H+的电化学势梯度/浓度差降低，导致有机物氧化分解释放的能量中用于生成ATP的少，转化成的热能多，从而促进体温升高，汗腺分泌汗液增加 致命的高热导致蛋白质变性、脏器受损/能源物质不足/过量出汗导致人体虚脱（从对细胞代谢的影响、机体正常生命活动角度作答均可） 【解析】（1）由题意可知，该电子传递过程释放的能量可用于建立膜内外的H+浓度差，进而驱动ATP形成，此过程为有氧呼吸第三阶段，所以图示电子传递链存在于线粒体内膜上。 从图中能看到，由F0和F1组成的复合体功能是运输H+和催化ATP合成。 （2）因为氰化物强烈抑制复合体IV的活性使其电子传递彻底中断，无法通过电子传递过程中释放的能量建立膜两侧H+浓度差来驱动ATP的合成，所以氰化物使动物细胞中ATP合成急剧减少。 利马豆中含有较高水平的氰化物却自身未中毒，可能是与利马豆细胞中存在而动物细胞中不存在的图示特定结构AOX有关。 （3）为维持细胞正常生命活动，细胞呼吸强度增强，有机物氧化分解释放的能量更多以热能形式散失，所以DNP的使用常导致体温上升、出汗过多，原因是DNP会导致H+的电化学势梯度/浓度差降低，导致有机物氧化分解释放的能量中用于生成ATP的少，转化成的热能多，从而促进体温升高，汗腺分泌汗液增加。 因为DNP会使细胞呼吸增强，消耗有机物过多，还会使体温过高，所以DNP作为减肥药物可能对人体造成的危害有致命的高热导致蛋白质变性、脏器受损/能源物质不足/过量出汗导致人体虚脱。 ( 光合作用与呼吸作用综合 考点 3 ) 一、单选题 1．（2026·天津·一模）天津小站稻是我国著名优质稻种，科研人员对小站稻的光合作用特性进行研究，发现其光合速率受光照强度、CO2浓度等因素影响。下列相关叙述正确的是（　　） A．类囊体薄膜上的光合色素吸收光能后，可直接将CO2固定为C3 B．适当提高田间CO2浓度，可使小站稻光饱和点对应的光照强度升高 C．夏季正午光照过强时，小站稻光合速率下降是因气孔关闭导致水分解受阻 D．遮光处理会使小站稻叶绿体中ATP和NADPH的合成速率持续增加 【答案】B 【解析】A、CO₂固定属于暗反应过程，发生在叶绿体基质中，类囊体薄膜上光合色素吸收的光能需先用于光反应合成ATP和NADPH，无法直接用于固定CO₂，A错误； B、适当提高田间CO₂浓度，暗反应速率提升，需要光反应提供更多的ATP和NADPH，因此小站稻可利用更高强度的光照，光饱和点对应的光照强度升高，B正确； C、夏季正午光照过强时，小站稻光合速率下降是因为气孔关闭导致CO₂吸收不足，暗反应速率受限制，水的光解属于光反应过程，光照充足时不会受阻，C错误； D、遮光处理会使光照强度降低，光反应速率下降，叶绿体中ATP和NADPH的合成速率随之下降，不会持续增加，D错误。 2．（2026·辽宁抚顺·一模）光反应中，叶绿素吸收的光能会被转化成高能电子进行传递。高能电子从光系统Ⅱ(PSⅡ)转移到光系统Ⅰ(PSⅠ)，最终生成NADPH。PSⅡ驱动水的光解并释放O2和H+，H+可推动ATP的合成，相关过程如图所示。下列相关叙述错误的是（　　） A．在叶绿体中，PSⅠ和PSⅡ分布于类囊体薄膜上 B．ATP合酶有转运H+和催化ATP合成的作用 C．抑制PSⅡ的功能有利于暗反应中C3的还原 D．通过电子传递的能量可转移到NADPH和ATP中 【答案】C 【解析】A、光反应的场所是类囊体薄膜，PSI、PSⅡ 是光反应的关键复合体，均分布在类囊体薄膜上，A正确； B、从图中可以直接看出：ATP 合酶既介导了从 A 侧（类囊体腔）顺浓度梯度转运到 B 侧（基质），同时催化ADP和Pi合成 ATP，因此兼具转运蛋白和酶的双重功能，B正确； C、PSⅡ是水光解、电子传递的起点，抑制PSⅡ会导致ATP、NADPH生成不足，不利于暗反应C₃的还原，C错误； D、电子传递释放的能量，最终转移到 ATP 和 NADPH 中，为暗反应供能，D正确。 3．（2026·北京丰台·一模）我国科研人员研发出新材料，可利用CO2和H2O在自然光下产生CO和CH4.该材料上能发生水的光解反应。因能积累电子，其能量转换效率高于天然光合作用。下列叙述错误的是（　　） A．人工光合作用能转化光能 B．天然光合作用时电子无法积累 C．新材料可类比为叶绿体内膜 D．新材料可降低环境中CO2的浓度 【答案】C 【解析】A、人工光合作用可利用自然光进行反应，能将光能转化为化学能，A正确； B、由题意可知，新材料因能积累电子，能量转换效率高于天然光合作用，可推知天然光合作用时电子无法积累，B正确； C、水的光解发生在叶绿体的类囊体薄膜上，而非叶绿体内膜，因此新材料应类比为类囊体薄膜，C错误； D、该材料以CO2为反应原料合成产物，可消耗环境中的CO2，降低其浓度，D正确。 4．（2026·河北邢台·一模）海洋中有多种藻类，红藻和蓝细菌的光合色素主要是藻胆素（主要吸收绿光和橙黄光）和叶绿素a。藻胆素与蛋白质紧密结合形成难溶于有机溶剂但可溶于稀盐溶液的各种藻胆蛋白，这些藻胆蛋白最终附着在膜结构上，使不同藻胆素吸收的光能最终都传递给叶绿素a反应中心来参与光反应过程，其结构和传递过程如图。下列描述正确的是（　　） A．红藻光合色素的吸收光谱和绿藻相比存在差别 B．可用无水乙醇来提取红藻中不同的藻胆蛋白，并用层析液进行分离 C．藻胆素吸收的光能全部用于光反应中ATP的合成 D．蓝细菌和红藻的藻胆蛋白附着在叶绿体的类囊体薄膜上 【答案】A 【解析】A、红藻的光合色素主要是藻胆素和叶绿素a，而绿藻的光合色素主要是叶绿素和类胡萝卜素，它们的吸收光谱有差别，A正确； B、题意显示，藻胆素与蛋白质紧密结合形成难溶于有机溶剂但可溶于稀盐溶液的各种藻胆蛋白，而无水乙醇是一种有机溶剂，因此不能用无水乙醇来提取红藻中不同的藻胆蛋白，B错误； C、不同藻胆素吸收的光能最终都传递给叶绿素a反应中心来参与光反应过程，转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，C错误； D、蓝细菌为原核生物，无叶绿体结构，其藻胆蛋白附着在光合片层上；红藻的藻胆蛋白附着在叶绿体类囊体薄膜上，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 【解析】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·山东滨州·一模）水生生活的某绿藻进化出了特殊的光合效率提升机制，其关键过程如图所示。下列说法错误的是（    ） A．绿藻在富集HCO3-过程中需要消耗能量 B．物质X为氧气，可在线粒体基质中参与有氧呼吸第三阶段 C．适当增大光照强度可提高类囊体为暗反应提供CO2的速率 D．光反应产生的既参与NADPH的合成，又为HCO3-跨膜转运提供动力 【答案】B 【解析】A、由图可知，  HCO3− 从细胞外转运到叶绿体基质的过程需要线粒体产生的ATP供能，属于主动运输，消耗能量，A正确； B、水光解产生物质X，因此X是氧气；但氧气参与有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，不是线粒体基质，B错误； C、适当增大光照强度，光反应增强，产生更多的H+，可为HCO3− 跨膜转运提供更多动力，使更多HCO3− 分解生成  CO2，提高类囊体为暗反应提供CO2的速率，C正确； D、光反应产生的H+ 一方面可与NADP+结合合成NADPH，另一方面从图中可知，类囊体中光反应产生的H+形成的跨膜浓度梯度，可为HCO3− 跨类囊体膜转运提供动力，D正确。 故选B。 7．（2026·山东德州·一模）绿硫细菌是一类严格厌氧的光合自养细菌，绿小体是其捕获光能的结构，由单层磷脂膜和底部基板构成。单层磷脂膜上镶嵌着蛋白质，底部基板由蛋白质和叶绿素组成。下列说法正确的是（　　） A．绿小体能捕获并传递光能 B．单层磷脂膜属于生物膜系统 C．单层磷脂膜上的蛋白质需经过内质网的加工 D．绿硫细菌中进行的光反应可以产生氧气 【答案】A 【解析】A、绿小体是绿硫细菌捕获光能的结构，其底部基板含有叶绿素，可捕获并传递光能用于光合作用，A正确； B、生物膜系统是真核细胞特有的结构，由细胞膜、细胞器膜和核膜共同组成，绿硫细菌为原核生物，不存在生物膜系统，B错误； C、绿硫细菌是原核生物，细胞中没有内质网这种具膜细胞器，其蛋白质合成过程无需内质网加工，C错误； D、绿硫细菌为严格厌氧生物，其光合作用的电子供体不是水，光反应过程不会产生氧气，D错误。 故选A。 8．（2026·河北石家庄·一模）下列有关高等植物光合作用的叙述，正确的是（　　） A．类囊体膜上的光合色素均能吸收红光和蓝紫光 B．光照适宜且无CO2时，叶绿体会持续进行水的光解 C．CO2的固定过程消耗光反应产生的NADPH和ATP D．突然停止光照的短时间内，叶绿体中C5会减少 【答案】D 【解析】A、类囊体膜上的光合色素包括叶绿素（a、b）和类胡萝卜素（胡萝卜素、叶黄素），其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，A错误； B、光反应需要光，暗反应需要CO2，当光照适宜但无CO2时，暗反应无法进行，光反应产生的ATP和NADPH会积累，进而抑制光反应的进行，水的光解不会持续发生，B错误； C、CO2的固定过程属于暗反应的第一步，该过程不需要消耗ATP和NADPH，ATP和NADPH是在C3的还原过程中被消耗的，C错误； D、突然停止光照，光反应停止，ATP和NADPH的合成中断，C3的还原速率下降，而CO2的固定仍在进行（短时间内），导致C5的消耗速率大于生成速率，因此叶绿体中C5会减少，D正确。 9．（2026·江西南昌·一模）《齐民要术》中的农业生产经验蕴含丰富生物学知识。下列叙述正确的是（　　） A．“美田欲稠，恶田欲稀”——肥沃田地密植可提高光合面积，种植密度与农作物产量呈正相关 B．“时时灌溉，常令润泽”——浇水能维持叶片细胞充盈，保证气孔开放，利于CO2进入叶肉细胞 C．“深耕细锄，厚加粪壤”——农家肥中的有机物能够被植物根部直接吸收提供营养 D．“谷田必须岁易”——谷物间作可减少土壤养分单一消耗，充分利用土壤养分 【答案】B 【解析】A、当种植密度超过合理范围后，叶片相互遮挡会导致下层叶片光合效率下降，同时植株整体呼吸消耗的有机物增多，农作物产量反而会降低，因此种植密度与农作物产量不呈正相关，A错误； B、浇水能维持叶片细胞、保卫细胞的充盈状态，保卫细胞吸水膨胀时气孔开放，有利于CO₂进入叶肉细胞作为光合作用的原料，B正确； C、植物根部无法直接吸收有机物，农家肥中的有机物需要经土壤中的分解者分解为无机盐等无机物后，才能被根细胞吸收利用，C错误； D、“谷田必须岁易”指的是谷田要每年更换种植的作物类型，属于轮作而非间作，轮作可减少土壤养分的单一消耗，D错误。 10．（2026·天津河东·一模）“倒春寒”使紫花苜蓿在返青期发生低温胁迫。为探究低温胁迫后光合作用恢复的限制因素，科研人员选取苜蓿幼苗放入培养箱，低温处理后再进行室温恢复培养，检测指标及结果如图。下列叙述正确的是（　　） A．据图可知，低温会降低叶绿素含量且叶绿素含量变化是影响光合速率的唯一因素 B．取适量新鲜苜蓿叶片，加少量石英砂、碳酸钙和一定量的层析液，研磨过滤制成色素提取液，用于测定叶绿素含量 C．将叶片切成大小一致的圆片，置于适宜浓度的溶液中，测定叶圆片的释放速率（），代表净光合速率 D．低温胁迫只影响苜蓿光合作用的光反应阶段，对暗反应阶段无显著影响 【答案】C 【解析】A、从图1可知，低温确实会降低叶绿素含量，但室温恢复培养72h后，叶绿素含量超过处理前水平，然而净光合速率升高却未恢复到处理前水平，这表明叶绿素含量变化并非是影响光合速率的唯一因素，A错误； B、提取光合色素时，应加少量石英砂（有助于研磨充分）、碳酸钙（防止色素被破坏）和一定量的无水乙醇（溶解色素），而不是层析液，B错误； C、净光合速率可以用单位时间、单位叶面积氧气的释放量或二氧化碳的吸收量等来表示。将叶片切成大小一致的圆片置于适宜浓度的NaHCO3溶液中，NaHCO3溶液可提供二氧化碳，此时测定叶圆片的氧气释放速率（μmol/m²·s），能代表净光合速率，C正确； D、光合作用的光反应和暗反应是相互联系的整体，低温胁迫不仅会影响光反应阶段中叶绿素含量、光系统等，也会对暗反应阶段产生影响，比如影响暗反应相关酶的活性等，D错误。 故选C。 11．（2026·天津·一模）北极柳主要生长于2000~2800米的高山冻原上，是一种耐高寒植物。如图为20℃时北极柳植株光合作用和细胞呼吸过程中气体含量的变化（不考虑横坐标和纵坐标单位的具体表示形式，单位的表示方法相同，制造有机物的量用纵轴的气体量表示），且该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为15℃和20℃。下列叙述正确的是（　　） A．B点时叶肉细胞产生ATP的场所只有线粒体 B．若曲线代表CO2吸收量，据图分析BC段限制光合作用的因素是CO2浓度 C．若曲线代表CO2吸收量，温度降为15℃后，A点上移，B点左移 D．若曲线代表O2释放量，光照强度为8时，植物产生的O2量为16 【答案】C 【解析】A、图示曲线为北极柳植株的光合作用、呼吸作用过程中相关气体含量变化曲线，B点时气体变化是0，说明此时植物的光合速率等于呼吸速率，则叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，A错误； B、若曲线代表CO2吸收量，BC段随光照强度增大，CO2的吸收量也在增大，故BC段限制光合作用的因素是光照强度，B错误； C、图中丨OA丨可表示植物的呼吸作用强度，B是光补偿点，该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为15℃和20℃，图示为20℃条件，即呼吸作用最适温度测得的曲线，温度降为15℃后，呼吸作用降低，光合作用增强，A点上移，B点左移，C正确； D、植物产生的O2量指总光合作用，其值为净光合作用+呼吸作用，故为8+4=12，D错误。 故选C。 12．（2026·山东济宁·一模）绿色植物光合作用通过光合磷酸化合成ATP，该过程是在跨膜H⁺电化学势能的参与下，由跨膜的ATP合成酶催化完成。图1、图2为科研人员用银杏叶片进行实验的结果。下列叙述错误的是（    ） A．推测上述ATP合成酶位于叶绿体内膜 B．光合磷酸化产生的ATP在7~11月逐渐减少 C．ATP合成酶的跨膜部位呈疏水性，有利于和相应膜稳定结合 D．叶绿体放氧活性11月低于7月的原因有叶绿素含量减少、气温降低等 【答案】A 【解析】A、绿色植物的光合磷酸化是光反应合成ATP的过程，光反应的场所是叶绿体类囊体薄膜，因此ATP合成酶位于类囊体薄膜，而非叶绿体内膜，A错误； B、由图1可知，7~11月银杏叶片光合磷酸化活性逐渐下降，因此光合磷酸化产生的ATP逐渐减少，B正确； C、生物膜的基本支架是磷脂双分子层，磷脂双分子层内部为疏水环境，因此ATP合成酶的跨膜部位呈疏水性，有利于和膜稳定结合，C正确； D、叶片衰老进入秋季后（11月相对7月），气温降低会降低酶活性，同时叶片叶绿素含量下降，光反应减弱，因此叶绿体放氧活性11月低于7月，D正确。 故选A。 二、解答题 13．（2026·北京顺义·一模）强光会导致光合速率降低影响水稻产量，我国科学家利用基因工程在叶绿体中表达特定酶，优化代谢途径，成功实现增产。 (1)光合作用暗反应中，CO2在R酶的作用下与C5结合，该过程称作_____。生成的C3接受ATP和NADPH释放的能量，并被______还原，随后，一部分C3经一系列反应转化为糖类。 (2)R酶对CO2和O2均具有亲和力，R酶催化的反应方向取决于细胞中CO2/O2比值。如图1所示，当比值高时，主要进行暗反应；比值降低时，R酶催化C5与O2结合加强，在叶绿体、过氧化物酶体、线粒体中发生一系列反应，即光呼吸。 ①请分析图1，选填以下字母，解释夏季强光导致水稻减产的原因________；________；________；________。 A．CO2/O2比值下降    B．暗反应减弱        C．碳原子流失        D．光呼吸加剧 ②此外，氮原子流失也是造成水稻减产的原因之一。图1中的S酶位于叶绿体基质。光呼吸途径产生的NH3可能经气孔散失，或________，导致氮同化效率低。 (3)科学家将编码G酶、C酶、B酶、T酶的外源基因转入水稻叶绿体基因组，构建了光呼吸支路，如图2。请结合图1、图2，判断光呼吸支路能否减少碳、氮的流失，说明理由________________________。 【答案】(1) CO2的固定 NADPH (2) B A D C 运至叶绿体才能被同化 (3)能，因为该支路使光呼吸生成的C2在叶绿体中转化成糖，不产生CO2，减少碳流失；同时在叶绿体中产生NH3可迅速被同化，减少氮流失。 【解析】（1）光合作用暗反应过程：CO2与C5结合生成C3​的过程称为CO2​的固定；固定生成的C3​接受ATP和NADPH的能量后，被NADPH还原，再进一步转化为糖类和再生C5​。 （2）①夏季强光高温下，为降低蒸腾作用，水稻部分气孔关闭，两条路径导致减产：路径1：气孔关闭→CO2供应不足→暗反应减弱（Ⅰ对应B）→光合速率下降→减产；路径2：气孔关闭→细胞内CO2​减少、O2积累→CO2/O2比值下降（Ⅱ对应A）→R酶催化光呼吸加剧（Ⅲ对应D）→光呼吸导致碳原子以CO2形式流失（Ⅳ对应C）→光合原料减少，减产。 ②根据“图1中的S酶位于叶绿体基质”可知，光呼吸产生的NH3除了经气孔散失，或者运至叶绿体才能被S酶同化，导致氮同化效率降低。 （3）对比原光呼吸（碳、氮最终排出细胞散失），人工构建的光呼吸支路全程在叶绿体内完成：使光呼吸生成的C2转化为C3，进而转化为糖，减少碳流失；产生的NH3留在叶绿体内，可被S酶迅速同化利用，减少氮流失，因此可以减少碳、氮的流失。 14．（2026·天津·一模）为探究不同光质和光强对植物营养生长的影响，某高中智能生态社研究小组利用植物工厂的光调控设备对番茄和草莓植株进行实验，设置以下光处理组： A组：自然光（对照）； B组：50%红光（660nm）+50%蓝光（450nm）； C组：100%红光+100%蓝光； D组：白光LED+红蓝补光。 实验测定了叶片光合色素含量、可溶性蛋白含量、维生素C含量及总糖含量，部分数据如下图所示： 指标 植物 A组（自然光） B组 C组 D组 可溶性蛋白 番茄 1.74 1.23 1.57 1.98 草莓 1.64 1.45 2.12 1.7 维生素C 番茄 0.33 0.32 0.28 0.26 草莓 0.56 0.49 0.44 0.37 总糖 番茄 4.6 5.2 6.6 5.7 草莓 3.5 5.5 4.7 7.8 备注：抗坏血酸氧化酶（AOX）主要功能是催化维生素C氧化分解，强光下AOX加速分解维生素C。表为不同光质与光强对番茄草莓可溶性蛋白含量、维生素C含量及总糖含量的影响 请回答下列问题： (1)光合色素的功能是________，其可通过________（方法）分离。 (2)分析图色素的数据可知：对番茄光合色素合成促进效果最佳的光处理是_______组。 (3)总糖可反映果实综合品质。若需培育高糖番茄和高维生素C草莓，最佳光处理分别是________。 (4)植物工厂可通过精准调控光环境提高产量。结合实验结果，解释“超市植物工厂草莓更甜”的原因：植物工厂采用_______组，显著提高草莓总糖含量，且光配方可精准排除自然光中的无效光质，提升糖分积累效率。 【答案】(1) 吸收、传递和转化光能 纸层析法 (2)C (3)C组、A组 (4)D 【解析】（1）光合色素（叶绿素、类胡萝卜素）的功能：吸收、传递和转化光能；分离光合色素的经典方法是纸层析法，利用不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸条上扩散速度不同，从而实现分离。 （2）看柱状图中番茄的光合色素（叶绿素 a、类胡萝卜素）：C组的色素含量显著高于A、B、D组，说明C组光质对番茄光合色素的合成促进效果最强。 （3）看表格中番茄的总糖含量： A (4.6) < B (5.2) < D (5.7) < C(6.6)，C 组总糖最高，因此培育高糖番茄选 C组。看表格中草莓的维生素 C 含量： D (0.37) < C (0.44) < B (0.49) < A(0.56)，A 组（自然光）维生素 C 含量最高。 （4）看表格中草莓的总糖含量： A (3.5) < C (4.7) < B (5.5) < D(7.8)，D 组草莓总糖含量远高于其他组。 植物工厂采用 D 组光处理，可显著提高草莓总糖含量；同时精准调控光质，排除自然光中的无效光（如绿光等植物吸收少的光），提升光合效率和糖分积累效率，因此草莓更甜。 15．（2026·河北承德·一模）藻类贡献了地球上近一半的光合作用，在维系地球的碳循环中发挥着重要作用。然而，在水生环境中，溶解态CO2的供应往往稀少且不稳定，极大地限制了光合作用的高效进行。为应对这一环境胁迫，莱茵衣藻等藻类演化出独特而高效的CO2浓缩机制，如下图所示。回答下列问题： (1)在O2浓度正常情况下，莱茵衣藻可利用光能将H2O分解为_________；Rubisco是光合作用中催化CO2固定的酶，可将CO2转变为羧基并加到_________分子上，反应形成的产物可被水光解的某些产物还原为糖类。除光照外，影响上述反应的外界因素还有_________（写出两个）。研究发现，Rubisco由多条肽链构成，其中的一些肽链由_________（填细胞结构）中的基因编码，再由相应的信号序列引导进入叶绿体发挥其功能。在低O2浓度情况下，莱茵衣藻叶绿体中的产氢酶活性提高，会使NADPH转变为H2，在此条件下，莱茵衣藻常表现出生长不良现象，从光合作用的物质转化角度分析，原因是_________。 (2)在莱茵衣藻叶绿体的Rubisco周围形成了一个微区室（蛋白核），这个微区室能富集CO2，为Rubisco提供充足底物。理论上，在低浓度CO2环境下，与没有蛋白核的植物相比，莱茵衣藻的光反应水平_________。衣藻以形式富集CO2，该形式优于CO2形式，结合图示，从物质跨膜运输的角度分析，其原因是_________。 (3)被浓缩的CO2会不可避免地发生泄漏，针对此现象，研究人员对莱茵衣藻进行了如下改造：在蛋白核外周富集碳酸酐酶（催化CO2生成）和ACC（催化CO2生成脂肪酸），将光合作用与脂肪酸合成紧密协同，实现了衣藻在贫碳环境中高效利用无机碳的新模式，该新模型的应用价值有_________（写出一点）。为确认改造是否成功，该团队分别构建了红色荧光蛋白基因与碳酸酐酶基因的融合基因、绿色荧光蛋白基因与ACC基因的融合基因，并一同导入莱茵衣藻，显微镜下观察到_________（现象）说明改造成功。 【答案】(1) O2、H+（和e-） C5（或RuBP） CO2浓度、无机盐浓度（温度）等 细胞核 在低O2浓度情况下，NADPH转变为H2后会导致用于C还原的NADPH含量减少，暗反应减弱，有机物的生成量减少 (2) 较高 CO2可以自由扩散方式穿过生物膜（或进出叶绿体），难以富集；衣藻可主动吸收HCO3，易于富集 (3) 提高藻类的光合效率和脂肪酸产量，开发高产油微藻，促进生物燃料生产；增强碳捕获与利用，缓解温室效应，在生物能源和碳中和领域具有应用潜力；将该系统引入陆生作物，减少碳泄漏与代谢浪费，培育出碳利用效率更高、产量潜力更大的作物品种，为可持续农业与生物能源发展提供新动力（写出一点，合理即得分） （低CO2条件下）蛋白核周围有红色荧光和绿色荧光 【解析】（1）光反应阶段，莱茵衣藻利用光能将H2O分解，产物为O2、H+（和电子e⁻），其中H+与NADP+结合形成NADPH，为暗反应供氢。Rubisco催化CO2固定，将CO2加到C5（RuBP）分子上，生成C3，C3再被光反应的NADPH和ATP还原为糖类。除光照外，主要外界因素有CO2浓度、温度、无机盐浓度。Rubisco部分肽链由细胞核中的基因编码，经信号序列引导进入叶绿体，与叶绿体基因编码的肽链组装成功能酶。低O2时产氢酶活性升高，NADPH大量转化为H2，用于暗反应C3还原的NADPH不足，暗反应减弱，有机物合成减少，导致生长不良。 （2）理论上，在低浓度CO2环境中，莱茵衣藻能够富集CO2，其暗反应水平较高，因此光反应水平也较高。在富集CO2时，若以CO2的形式富集，则在叶绿体中富集的高浓度CO2会通过自由扩散的方式运出叶绿体；若以HCO3-形式富集CO2，叶绿体中富集的高浓度HCO3-，不能跨膜运出叶绿体（衣藻可主动吸收HCO3，易于富集）。 （3）提高藻类的光合效率和脂肪酸产量，开发高产油微藻，促进生物燃料生产；增强碳捕获与利用，缓解温室效应，在生物能源和碳中和领域具有应用潜力；将该系统引入陆生作物，减少碳泄漏与代谢浪费，培育出碳利用效率更高、产量潜力更大的作物品种，为可持续农业与生物能源发展提供新动力；红色荧光标记碳酸酐酶、绿色荧光标记ACC，若改造成功，低CO2条件下，蛋白核周围会同时出现红色荧光与绿色荧光，证明两种酶在目标位置富集。 16．（2026·江苏·一模）我国科学家将新鲜菠菜叶绿体中的类囊体（TK）与某种化合物（主要成分是CdTe+）进行结合，构建Tk-CdTe杂化能量模块，如图1。将Tk-CdTe、相关酶、底物、缓冲液等封装成人工光合作用细胞，以获得定制化产物。请回答下列问题： (1)图1中步骤①为获取类囊体。首先将菠菜叶肉细胞破碎后，通过_____法获取叶绿体，再在4℃条件下用______（填“低渗”“等渗”或“高渗”）缓冲溶液处理叶绿体释放出类囊体。类囊体活性与叶绿素含量呈正相关，可用分光光度计测定类囊体对______光的吸光度来计算叶绿素含量。 (2)据图1分析，在适宜条件下Tk-CdTe杂化能量模块进行相关生化反应产生的还原型辅酶有______，Tk-CdTe中CdTe+的主要作用有_____。 (3)将相关物质封装在油包水微滴中形成如图2所示的人工光合作用细胞。从结构分析，人工光合作用细胞的膜由_____层磷脂分子构成。与菠菜叶肉细胞相比，在同等条件下该人工细胞能积累更多有机物的原因有______。 (4)科研人员将图2中的还原酶替换为NADH依赖型甲酸脱氢酶生产定制化产物——甲酸（不直接消耗ATP）来研究人工光合作用细胞的生产效率，设置了三个实验组，分别封装CdTe+、Tk和Tk-CdTe，其他物质相同，其中物质B是______。在适宜条件下光照1h后分别检测甲酸盐的生成量，结果如图3。实验结果说明______。 【答案】(1) 差速离心 低渗 红 (2) NADPH和NADH 吸收光能，为光反应传递电子 (3) 1/一 人工细胞无呼吸作用，不会消耗生成的有机物，且Tk−CdTe对光能利用率更高，合成更多有机物 (4) NAD+ Tk−CdTe杂化模块产甲酸的效率显著高于单独的CdTe+和Tk，二者结合具有协同增效作用 【解析】（1）分离获取不同细胞器的常用方法是差速离心法；低渗溶液中，叶绿体渗透吸水涨破，可释放出类囊体，因此选择低渗缓冲液处理；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素也吸收蓝紫光，因此可通过测定对红光的吸光度计算叶绿素含量。 （2）从图1可直接看出，该过程将NADP+还原为NADPH、NAD+还原为NADH，因此产生的还原型辅酶为NADPH和NADH；根据图示电子流向，CdTe+可以吸收光能，并释放电子传递给类囊体光系统，为光反应提供电子。 （3）该人工细胞是油包水结构：内侧是水、外侧是油，磷脂分子亲水头部朝向内侧水，疏水尾部朝向外侧油，因此膜仅由1层磷脂分子构成；和天然叶肉细胞相比，人工细胞没有线粒体等结构，不能进行细胞呼吸消耗有机物，同时杂化模块对光能利用率更高，因此能积累更多有机物。 （4）实验中还原酶替换为NADH依赖型甲酸脱氢酶，反应需要NADH作为还原剂，图2中物质B是NAD+；从图3结果可知，Tk-CdTe组甲酸盐产量远高于单独CdTe⁺组和单独Tk组，说明二者结合形成的杂化模块产甲酸效率远高于单独组分，存在协同效应。 17．（2026·河南信阳·一模）光是光合作用的必要条件，叶绿体依靠光系统进行吸收、传递和转化光能。然而，过多的光能会损害光合装置并降低光合作用效率，这种现象称为光抑制。光系统主要包括光系统Ⅱ（PSⅡ）、质体醌（PQ）、细胞色素b6f（Cytb6f）和光系统Ⅰ（PSⅠ），光系统产生的高能电子沿光合电子传递链依次传递，在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。研究发现，在强光条件下，NADP+不足、NADPH积累时，PSⅠ会将电子传递给Cytb6f形成环式电子传递，Cytb6f不再接受PSⅡ提供的电子，PSⅡ工作暂时停止。 请分析回答下列问题： (1)PSⅠ、PSⅡ在叶绿体中分布的位置是______（填具体部位）。由图可知，图中ATP合成酶的作用有______。 (2)不同强度光照下，叶绿体在植物细胞中分布的位置会改变，与叶绿体移动直接相关的细胞结构是______。据图分析，强光条件下环式电子传递的增强可______（填“提高”或“降低”）NADPH/ATP的比例。 (3)百草枯是PQ的类似物，可接受来自PSⅡ反应中心的电子，且能够与Cytb6f特异性结合，阻止电子传递到Cytb6f，，抑制H+的运输。从电子传递角度分析，使用百草枯后叶绿体中ATP的合成量可能减少的原因是_____。 (4)从进化和适应的角度分析，环式电子传递对植物生长的意义是_____（答出1点即可）。 【答案】(1) 类囊体薄膜 运输和催化 (2) 细胞骨架 降低 (3)抑制H+的运输。进而导致类囊体膜两侧H+的浓度差减小，因而为ATP合成提供的H+梯度势能减少， (4)强光下可减少过多光能对叶绿体结构的损伤，缓解光抑制，有利于植物适应强光环境或环式电子传递既可以减少PSⅡ的工作避免光能损伤，又可以调整ATP和NADPH的比例，维持光合作用进行，是植物对强光环境的适应。 【解析】（1）PSⅠ、PSⅡ在叶绿体中分布的位置是类囊体薄膜，参与光合作用的光反应。由图可知，图中ATP合成酶的作用有运输和催化作用，即可以作为运输H+的转运蛋白，还可催化ATP的形成。 （2）不同强度光照下，叶绿体在植物细胞中分布的位置会改变，与叶绿体移动直接相关的细胞结构是细胞骨架，细胞骨架锚定着许多细胞器，与细胞中的物质运输、能量转化和信息传递有关。题意显示，在强光条件下，NADP+不足、NADPH积累时，PSⅠ会将电子传递给Cytb6f形成环式电子传递，Cytb6f不再接受PSⅡ提供的电子，PSⅡ工作暂时停止，因而推测，强光条件下环式电子传递的增强可减少NADPH的产生，进而“降低”NADPH/ATP的比例。 （3）百草枯是PQ的类似物，可接受来自PSⅡ反应中心的电子，且能够与Cytb6f特异性结合，阻止电子传递到Cytb6f，抑制H+的运输。进而导致类囊体膜两侧H+的浓度差减小，因而为ATP合成提供的H+梯度势能减少，故使用百草枯后叶绿体中ATP的合成量可能减少。 （4）从进化和适应的角度分析，环式电子传递对植物生长的意义表现在：强光下可减少过多光能对叶绿体结构的损伤，缓解光抑制，有利于植物适应强光环境，环式电子传递既可以减少PSⅡ的工作避免光能损伤，又可以调整ATP和NADPH的比例，维持光合作用进行，是植物对强光环境的适应。 18．（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 【解析】（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。 19．（2026·河北邢台·一模）海水中的无机碳主要以CO2和HCO3-两种形式存在，在水体中浓度低、扩散速度慢，某些蓝细菌与部分化能自养菌逐渐演化出了“摄取HCO3-→转化为CO2→浓缩于R酶（光合作用过程中催化CO2固定的酶）活性位点”的高效碳浓缩机制，如图所示（以蓝细菌为例）。回答下列问题： 注：羧酶体具有蛋白质外壳，可限制气体扩散，且允许阴离子通过。 (1)蓝细菌光合片层膜上可发生光反应，相当于植物细胞的______，光合片层膜上含有的光合色素有______和叶绿素，可分别利用试剂______对叶绿素进行提取、分离。 (2)R酶具有双功能性：在光下，它既能催化C5与CO2反应（光合作用），也可以催化C5与O2反应（光呼吸，消耗有机物）。 ①请结合羧酶体的结构，分析蓝细菌能高效积累有机物的原因：蓝细菌能以______和______两种方式吸收海水中的无机碳（CO2和HCO3-），HCO3-可进入羧酶体并转化为CO2；羧酶体的蛋白质外壳可限制气体扩散，从而______，促进光合作用。 ②高CO2浓度、低O2浓度下，蓝细菌积累有机物的效率较高，原因是______。 【答案】(1) 类囊体薄膜 藻蓝素 无水乙醇、层析液 (2) 自由扩散 主动运输 提高羧酶体中R酶周围的CO2浓度 高CO2浓度、低O2浓度下，可促进R酶催化CO2与C5结合，即促进CO2的固定，从而提高光合作用速率；同时抑制了O2与C5结合，即抑制光呼吸，减少有机物的消耗 【解析】（1）植物细胞中光反应的场所为叶绿体类囊体薄膜，完成水的光解产生氧气，以及NADPH和ATP的合成。蓝细菌光合片层膜上可发生光反应，相当于植物细胞的类囊体薄膜，光合片层膜上含有的光合色素有藻蓝素和叶绿素，可分别利用试剂无水乙醇、层析液对叶绿素进行提取、分离。 （2）①蓝细菌能以两种方式吸收海水中的无机碳（CO2和HCO3-）。CO2通过细胞膜的方式为自由扩散，进入细胞的CO2通过光合片层膜需要CO2转运蛋白参与并消耗能量，说明CO2通过光合片层膜的方式是主动运输；HCO3-通过细胞膜需要HCO3-转运蛋白参与并消耗能量，说明HCO3-通过细胞膜的方式是主动运输。羧酶体的蛋白质外壳可限制气体扩散，从而提高羧酶体中R酶周围的CO2浓度，促进光合作用。 ②高CO2浓度、低O2浓度下，可促进R酶催化CO2与C5结合，即促进CO2的固定，从而提高光合作用速率；同时抑制了O2与C5结合，即抑制光呼吸，减少有机物的消耗。 20．（2026·辽宁·一模）网纹草是一种耐阴植物，研究发现其能在富含远红光（700～750 nm）的弱光环境下高效进行光合作用。下表为网纹草与阳生植物光合特性的对比；光系统（如图）是植物进行光吸收的功能单位，具有吸收、传递和转化光能的作用。回答下列问题： 参数 网纹草 阳生植物 光补偿点/(μmol·m-2·s-1) 5～7 30～50 光饱和点/(μmol·m-2·s-1) 240～520 1000～2000 远红光利用率 高 极低 注：植物通过光合作用制造的有机物与呼吸作用消耗的有机物相等时的光照强度称为光补偿点；在一定的光强范围内，植物的光合速率会随着光照强度的上升而增大，但当光照强度上升到某一数值之后，光合速率就不再继续提高，此时的光照强度就是光饱和点。 注：→为电子传递途径；→为循环电子传递方式。 (1)由表可知，网纹草的光补偿点很低，说明其______强度低，在低光照条件下即可积累有机物；网纹草光饱和点低说明________。达到光饱和点后，限制网纹草光合速率的外界因素有_________（写出2点）等。 (2)研究团队通过模拟冠层遮阴环境（远红光富集，红光/远红光比值仅0.04），发现网纹草展现出“避阴”与“耐阴”的混合适应策略，下列属于耐阴生长策略的有______。 ①茎节和叶柄伸长  ②叶片未出现弱光下的黄化或衰老  ③叶片向上生长  ④叶绿体基粒增多、增厚 (3)光系统理论上提供的ATP：NADPH≈1.33：1，卡尔文循环消耗ATP与NADPH的比例为3：2，ATP与NADPH用于卡尔文循环中的_________（填具体过程）；远红光下网纹草还能启动循环电子传递（CEF）方式，CEF不伴随NADPH的生成或氧气释放，但能将H+转运至类囊体腔，结合题图推测CEF对提高网纹草在弱光下的光合速率的意义是____________。 (4)非光化学淬灭（NPQ）能将叶绿素吸收的过剩光能以热能形式耗散，避免光系统损伤。若将网纹草长期远红光处理后再置于强光照射下，NPQ值会______，且在恢复到强光照射前的状态时NPQ恢复速率较慢，这种变化速率的意义是____________。 【答案】(1) 呼吸 较弱光强（无须强光）即可达到最大光合速率 温度和CO2浓度 (2)②④ (3) C3还原生成C5和（CH2O） 维持跨类囊体膜的H+梯度，保障ATP合成，使暗反应不会因为缺乏ATP而中断 (4) 升高 能减缓能量释放速度以避免损伤光系统和维持较长时间的光保护状态（，适应波动光的环境） 【解析】（1）据表可知，网纹草的光补偿点很低，说明其细胞呼吸消耗的有机物少，细胞呼吸强度低，在低光照条件下即可积累有机物；网纹草的光饱和点低，较弱光强即可达到最大光合速率，从而积累较多的有机物，这两点均为网纹草适应弱光环境的生理优势。达到光饱和点后，限制网纹草光合速率的外界因素有温度和CO2浓度等。 （2）茎节和叶柄伸长、叶片向上生长都是为了获得更多光照，属于网纹草“避阴”的适应策略；叶绿素的合成需要光照，在弱光下网纹草的叶片未出现黄化或衰老（②）、叶绿体基粒增多、增厚（④）可以更多地捕获光能，这属于网纹草耐阴的适应性策略。 （3）ATP与NADPH用于卡尔文循环中的C3还原生成C5和（CH2O）；光系统理论上提供的ATP：NADPH≈1.33：1，卡尔文循环消耗ATP与NADPH的比例为3：2，因此ATP处于相对缺乏状态，由图可知，合成ATP时的动力是类囊体腔与叶绿体基质的H+的电化学梯度；网纹草启动循环电子传递（CEF）方式，能将H+转运至类囊体腔，维持跨类囊体膜的H+梯度，保障ATP合成，使暗反应不会因为缺乏ATP而中断。 （4）NPQ能将叶绿素吸收的过剩光能以热能形式耗散，避免光系统损伤，将网纹草长期远红光处理后置于强光照射下，NPQ值会升高，将多余的光能耗散掉，以免光系统损伤。在恢复到强光照射前的状态时，网纹草NPQ恢复速率变慢，这样能减缓能量释放速度，避免光系统被损伤，可以维持较长时间的光保护状态，让网纹草适应波动光的环境。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $