专题02 细胞的代谢（3大考点）（北京专用）2026年高考生物二模分类汇编

**基本信息** 北京二模生物试题汇编，聚焦细胞代谢三大核心考点，融合“天宫尼尔菌”“人工光合系统”等科技前沿情境与实验探究，全面考查生命观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|约15题|ATP结构与功能、酶活性影响、细胞呼吸场所、光合曲线分析等|结合PCR技术、极端环境细菌等真实科研情境，考查基础概念辨析| |非选择题|约5题|NADH/NAD⁺平衡调控、线粒体与睡眠节律、工程菌代谢优化等|以材料分析题为主，如工业乳酸生产、肿瘤细胞呼吸研究，突出科学探究与综合应用能力|

专题02 细胞的代谢 3大考点概览 考点01 ATP和酶 考点02 细胞呼吸 考点03 光合作用 ATP和酶 考点1 1、（2026·北京丰台·二模）PCR时会添加四种脱氧核糖核苷三磷酸，下列叙述错误的是（    ） A．脱氧核糖腺苷三磷酸与ATP的结构相差一个氧原子 B．脱氧核糖核苷三磷酸的高能磷酸键水解时释放能量 C．四种脱氧核糖核苷三磷酸可作为DNA复制的原料 D．PCR时模板DNA解螺旋所需要的能量来自ATP 2、（2026·北京东城·二模）我国空间站发现了能适应极端空间环境的细菌新物种，命名为“天宫尼尔菌”。关于“天宫尼尔菌”的判断不合理的是（　　） A．遗传信息储存在DNA中 B．主要由脂双层构成细胞膜 C．ATP为其直接能源物质 D．通过内质网合成加工蛋白质 3、（2026·北京朝阳·二模）为探究pH对酶活性的影响，研学小组将新鲜土豆片（含过氧化氢酶）放入过氧化氢溶液中，观察土豆片上浮所用时间，结果如图。 下列叙述错误的是（    ） A．实验中温度、过氧化氢浓度等保持相同且适宜 B．将土豆片与过氧化氢溶液混合后再调pH C．判断过氧化氢酶的较适宜pH在7左右 D．pH=1或13的组，实验后调中性，土豆片仍不上浮 4、（2026·北京昌平·二模）月季花色深浅受花瓣中花青素含量影响，研究发现适度低温可提升浅色品种月季花青素合成酶的活性。相关叙述错误的是（　　） A．低温使浅色品种月季花瓣颜色变浅 B．温度影响花青素合成酶的空间结构 C．花青素合成酶降低花青素合成反应的活化能 D．月季花色是基因和环境共同作用的结果 细胞呼吸 考点2 1、（2026·北京西城·二模）下列高中生物学探究实践中，需要使用显微镜的是（    ） A．培养液中酵母菌种群数量的变化 B．利用酵母菌制作传统发酵食品 C．探究酵母菌细胞呼吸的方式 D．酵母菌的纯培养 2、（2026·北京丰台·二模）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 细胞内NADH/NAD+的平衡及利用 细胞内代谢反应的稳定进行，离不开氧化还原平衡。NAD+作为细胞中重要的氢载体，可接受反应中脱下的氢原子转为NADH，二者的比例决定了细胞的氧化还原状态。大肠杆菌以葡萄糖为碳源，在有氧时利用细胞膜上的呼吸链，将产生的NADH经Q的传递，氧化生成水并实现NAD+再生，如图1a。无氧时无法用氧气消耗NADH，而以丙酮酸消耗NADH生成乳酸，这也是工业生产乳酸的原理，如图1b。 工业生产希望利用来自废弃油脂水解产生的廉价甘油取代葡萄糖合成乳酸。然而甘油氢元素比例高于糖类，为生产带来了困难。若处于有氧环境，产生的NADH会优先进入呼吸链被氧气消耗，丙酮酸无法转化为乳酸；若处于无氧环境，反应因NADH/NAD+失衡也无法持续生成乳酸，如图2a。 为解决上述问题，研究者对大肠杆菌进行了两步关键改造，获得菌株N。第一步，敲除所有编码使NADH进入呼吸链的脱氢酶基因，导致即使在有氧条件下，细菌代谢也被“强制”进入发酵模式，即用氧气以外途径消耗NADH。第二步，利用基因工程使大肠杆菌能表达3-磷酸甘油脱氢酶（glpD）。该酶用Q代替NAD+接收甘油脱下的氢形成QH2后，氢被传递至呼吸链，实现持续发酵，如图2b。 这一研究结果也打破了传统观念中“有氧只能彻底氧化分解、无氧只能进行发酵”的固有观念。菌株N可实现在有氧条件下的发酵，用不同质粒向菌株N中导入不同代谢体系的酶基因，还可以实现更多高价值物质的工业化生产。 (1)真核生物有氧呼吸场所是________，大肠杆菌有氧呼吸场所是________。 (2)文中第二段提到：“若处于无氧环境，反应因NADH/NAD+失衡也无法持续生成乳酸”，从反应过程分析，失衡是由于1分子甘油生成1分子丙酮酸的过程中产生________分子NADH，而每分子丙酮酸接收________分子NADH。菌株N通过glpD减少________的产生实现平衡，乳酸发酵能持续进行。 (3)科学家敲除菌株N乳酸代谢酶的基因，导入下列四条代谢路径的酶基因，以生产其他物质。若各酶均能正常表达并发挥作用，中间产物和终产物均不影响细胞的正常生长。下列代谢路径中，可顺利获得预期终产物的是________。 A． B． C． D． (4)丙酮酸转化为琥珀酸的总反应为： 丙酮酸+CO2+ATP+2NADH琥珀酸+ADP+Pi+2NAD+ 有人提出在大肠杆菌中敲除所有NADH进入呼吸链的脱氢酶基因后，可不转入glpD，而转入酶系A基因来实现用甘油生产琥珀酸。实践后发现产量极低，请你从能量的角度分析原因________。 3、（2026·北京东城·二模）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 线粒体新角色——睡眠节律调节器 果蝇中枢神经系统中存在着进行睡眠稳态调控的D神经元，其兴奋可诱导和维持睡眠，睡眠剥夺（强制唤醒）后D神经元的兴奋会被抑制。D神经元线粒体内膜上分布着各种转运蛋白（如图1），与睡眠状态相比，睡眠剥夺果蝇D神经元中这些转运蛋白对应基因的转录水平均显著上调。 D神经元耗能不足会发生“电子泄漏”，生成活性氧，当活性氧的生成速率高于机体消除能力时，会破坏线粒体膜结构，进而出现线粒体碎片化（裂变）。裂变至一定程度，线粒体与内质网接触增强，内质网广阔的膜结构帮助线粒体片段融合、修复，损伤严重的片段会经自噬作用降解。检测不同条件下D神经元中线粒体数量和体积，结果如图2。研究也发现人工诱导线粒体融合可使D神经元的兴奋性增加，睡眠变长，阻碍线粒体融合会使果蝇“重度失眠”；而调控线粒体裂变则相反。证明线粒体不仅是能量工厂，更是关键的睡眠节律调节器。 除D神经元外，机体其他细胞也会在睡眠时进行线粒体融合、修复。睡眠是优化能量代谢效率的关键生命活动，充足的睡眠对机体健康至关重要。 (1)图1线粒体内膜为有氧呼吸第______阶段的场所，H+通过Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ运至线粒体膜间隙，并以______方式通过ATP合成酶，进而生成大量ATP，最终通过转运蛋白sesB运输至细胞质基质，为D神经元的生命活动供能。 (2)综合文中信息，完善短期睡眠剥夺后D神经元中发生的调控过程______。 (3)针对这一调控过程的理解正确的有______。 A．可通过抑制活性氧的产生，促进线粒体裂变 B．过表达促进线粒体裂变的蛋白，睡眠减少 C．自噬可有效清除线粒体受损区域，利于其修复 D．体现线粒体、内质网、溶酶体等分工合作，维持机体稳态、 (4)人体中也存在类似的睡眠调控神经元，其调控睡眠的机理与D神经元相同。请结合图2解释，在日常学习生活中应规避长期睡眠不足的原因______。 4、（2026·北京朝阳·二模）色氨酸是人体必需氨基酸之一，在食品、医药等领域应用广泛。研究者为开发遗传稳定、高产、安全的工程菌进行了研究。 (1)葡萄糖通过大肠杆菌细胞膜上的PTS进入细胞（如图），生成6-磷酸葡萄糖（G6P），这一过程消耗合成色氨酸的前体之一——磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）。为减少PEP消耗，增加色氨酸产量，敲除大肠杆菌W菌株PTS中的ptsI基因，随后将其接种在____________的培养基中进行适应性实验室进化，筛选出葡萄糖摄取能力最强的菌株，命名为W1。 (2)图中，大肠杆菌代谢途径Ⅰ相关的酶主要有三种。为进一步提高色氨酸产量，在W1中敲除上述相关酶基因，分别构建单基因缺失（W6）、双基因缺失（W7）和三基因缺失（W10）的突变菌株，检测相关指标，结果见表。 菌株 菌体密度相对值 丙氨酸（g/L） 色氨酸（g/L） 葡萄糖消耗量（g/L） 转化率（%） W1 10.00 2.13 6.78 47.41 14.3 W6 9.89 1.36 7.47 47.58 15.7 W7 7.47 0.24 3.17 20.58 15.4 W10 4.62 0.07 2.73 16.75 16.3 注：转化率=（色氨酸产量/葡萄糖消耗量）×100% 研究者选择菌株____________用于继续优化。从权衡生长与生产矛盾的角度解释未选择转化率更高的W10菌株的原因__________。 (3)胞内色氨酸积累导致菌体渗透压升高、反馈抑制等不利效应。构建含有色氨酸外排转运蛋白基因的重组质粒，并将该基因整合至工程菌拟核DNA中，最终获得一株高产、无重组质粒的工程菌W14。分析无重组质粒工程菌的特点及在生产中的优势________（写出一条）。 (4)工程菌通过图1中代谢途径Ⅱ为合成色氨酸大量供能。将W14投入发酵罐进行发酵，同时监测温度、pH、溶氧量等指标，可将________作为自动补充葡萄糖的指标。 5、（2026·北京海淀·二模）研究者以乳腺癌细胞M和线粒体DNA完全缺失的乳腺癌细胞M0为材料，探究线粒体DNA与肿瘤生长的关系。 (1)M0无法合成线粒体中的部分蛋白，但其ATP合成速率与M无显著差异，推测乳腺癌细胞主要依靠________呼吸供能。 (2)将小鼠均分为两组，分别接种等量M或M0至相同部位，一段时间后测定肿瘤体积，结果如下图。 结果表明，M0的________能力低于M。 (3)线粒体中酶D是催化嘧啶合成的关键酶，而M0中酶D无法被激活。研究者在相同条件下单独培养M和M0，检测处于细胞周期不同阶段——依次为G1期、S期（DNA复制）、G2期和M期（分裂期）的细胞数量，结果显示M0大多被阻滞在________。 (4)肿瘤微环境还存在间充质干细胞（MSC）。研究者将被绿色荧光标记的M0与线粒体被红色荧光标记的MSC混合，移植至小鼠皮下，3天后观察到绿色荧光细胞内出现红色荧光，说明________。 (5)综合上述信息，M0肿瘤体积后期恢复增长的原因是：________。 光合作用 考点3 1、（2026·北京丰台·二模）以下实验中，酒精的用途错误的是（    ） A．观察花生种子的脂肪时，苏丹Ⅲ染液染色后用50%酒精洗去浮色 B．观察植物有丝分裂实验中，解离液中含体积分数为95%的酒精 C．绿叶中色素的提取和分离实验中，用无水乙醇提取色素 D．植物组织培养实验中，使用95%酒精对外植体进行消毒 2、（2026·北京东城·二模）将火龙果植株置于密闭、恒温的透明容器内进行实验，测得容器内O2含量变化如图，据图分析不能得出的是（　　） A．LM段曲线下降是因细胞呼吸消耗氧气 B．MN段曲线上升说明光合速率不断增加 C．MN段平均净光合速率为8×10-7mol/h D．N点后有机物合成速率等于分解速率 3、（2026·北京朝阳·二模）喀斯特地区岩石裸露，水土流失严重，分布有苔藓-固氮蓝细菌共生体。苔藓保护蓝细菌免受高温强光影响，蓝细菌为苔藓提供氮源。下列关于两种生物的叙述，错误的是（    ） A．均为自养生物 B．捕获光能的色素种类完全相同 C．共同改善氮输入，促进植物定居 D．有望用于喀斯特地区的生态修复 4、（2026·北京海淀·二模）研究者在实验室条件下培养铁皮石斛，除黑暗和恒定光强相互交替外，其他环境条件相同。测定一天中不同时刻的CO2吸收速率，结果如下图。 下列叙述错误的是（    ） A．ab段吸收CO2与光反应无关 B．b点释放的CO2来自细胞呼吸 C．气孔开闭可能会引起be段变化 D．ad段有机物积累量接近于零 5、（2026·北京石景山·二模）研究人员探究了叶片温度、CO2浓度对某植物光合速率的影响，结果如下图所示。下列说法正确的是（    ） A．温度会影响酶活性，且仅对光合作用的暗反应阶段产生影响 B．较高CO2浓度下，温度约为35℃时植物的实际光合速率最高 C．30℃时，从低CO2浓度提至高CO2浓度，短时间内C5含量增加 D．较高CO2浓度下，光合速率对温度变化的响应更显著 6、（2026·北京石景山·二模）下列关于高中生物学实验的叙述，正确的是（    ） A．鉴定蛋白质时，要将试剂A液与B液混合后再加入含样品的试管中 B．探究植物细胞吸水和失水时，可选用黑藻叶片作为实验材料 C．提取光合色素时，滤液细线浸入层析液可导致滤纸条上的色素带重叠 D．探究NAA促进月季插条生根的最适浓度，需进行预实验以减小误差 7、（2026·北京房山·二模）细胞代谢过程中，底物需要运输到反应场所。下列对应关系错误的是（    ） A．氨基酸—核糖体 B．核糖核苷酸—DNA复制部位 C．丙酮酸—线粒体 D．ADP—叶绿体类囊体膜 8、（2026·北京房山·二模）下图为植物细胞部分结构电子显微镜下照片，以下说法错误的是（    ） A．在植物细胞中普遍存在 B．①富含光合色素和酶 C．与植物的能量转化有关 D．②中能够合成蛋白质 9、（2026·北京房山·二模）将某种植物置于高温环境（HT）下生长一定时间后，测定HT植株和生长在正常温度（CT）下植株的光合速率，结果如图。以下推论正确的是（    ） A．CT植株和HT植株是发育状况基本相同的不同物种的植株 B．在35℃时，二者CO2固定量无显著差异 C．在50℃时，CT植株产生[H]的场所为叶绿体和线粒体 D．在45℃时，HT植株光合和呼吸速率差值最大 10、（2026·北京房山·二模）下列实验中，实验现象可直接用肉眼观察的是（    ） A．洋葱根尖细胞有丝分裂 B．黑藻叶片中叶绿体的流动 C．洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离与复原 D．绿叶中色素层析形成的色素带 11、（2026·北京朝阳·二模）研究者依据光合作用原理构建人工光合系统。 (1)绿色植物光合作用的光反应阶段，相关酶与光合色素均分布于叶绿体____________薄膜上。研究者从菠菜叶绿体中分离出该膜结构，以此构建光驱动能量再生模块（TEM）。 (2)向TEM中加入基础反应液，测量产能效果，结果如图1。 图1a表明，NADPH的生成依赖____________。图1b中，黑暗条件下TEM仍能产生少量ATP，原因是____________。 (3)为进一步测试TEM的供能效果，将TEM、基础反应液、乙醛酸、乙醛酸还原酶（Ghr）等封装进液滴，作为实验组，只含NADPH的液滴作为对照组1，含TEM和基础反应液的液滴作为对照组2，检测3组NADPH的浓度，部分结果如图2。 ①图2b中，对照组1的作用是____________。 ②实验结果表明，TEM可为Ghr催化反应高效供能。请在图2b中补充实验组的结果___________。 (4)研究者将TEM结合人工固碳循环，构建了人工光合系统。请从资源利用、环境保护角度，提出该系统可能的应用前景___________。 12、（2026·北京昌平·二模）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 揭示光合与光呼吸调控新机制-未来作物增产新策略 阐明光合作用与光呼吸的精细调控机制，对提高作物光合效率、抗逆性和最终产量至关重要。 光呼吸是绿色植物在光下吸收O2，将叶绿体中的C5氧化分解为C3和CO2的过程。在光下，当O2浓度高、CO2浓度低时，R酶催化光呼吸过程；反之，R酶催化CO2的固定过程。 研究团队获得一株具有典型光呼吸表型的拟南芥AspRS3基因突变体，该突变体生长迟缓、矮小黄化。一方面AspRS3基因缺失抑制R酶等叶绿体基因编码蛋白的合成，导致光合膜系统的破坏和活性氧的积累，活性氧的积累会抑制核编码基因的表达和光呼吸酶的活性；另一方面，叶绿体基因编码蛋白合成障碍会抑制部分核基因表达，如Fd-GOGAT等光呼吸酶丰度下降，从而影响植物光合作用和光呼吸。 利用另一拟南芥突变体glu1（Fd-GOGAT功能缺陷）构建了突变体库，从中筛选到表型恢复突变体rog1（ROG1基因编码ABA合成关键酶），ABA（脱落酸）对碳同化和氮同化有抑制作用，这些抑制作用依赖于ABA信号通路中的关键组分——ABI5，其机制如下图。 本研究揭示了ABI5在ABA调控光合作用中的核心作用，为通过调控ABI5表达来提升碳氮利用效率、增加作物产量的新策略提供依据。而且ABI5突变体在高光胁迫下仍较好保持光合膜系统的光能捕获效率，说明在提升产量的同时并未显著牺牲抗逆性，这为其在未来农业中的应用提供了可能性。 注：RCA、RBCS是碳同化基因表达产物，GLU1是氮同化基因表达产物，GLN是谷氨酰胺，Glu是谷氨酸 (1)光呼吸与细胞呼吸的相同点是_____（答出两点即可）。文中的碳同化过程是指光合作用过程的_____阶段。 (2)植物在干旱天气和过强光照下，光反应速率______暗反应速率，光呼吸______，消耗光反应生成的多余NADPH和ATP，造成了能量的损耗，但也防止了强光对叶绿体的破坏，又可以为暗反应阶段提供原料。 (3)下列对具有典型光呼吸表型的拟南芥突变体相关叙述正确的是_____。 A．AspRS3基因突变抑制部分核基因表达导致光呼吸减弱 B．AspRS3基因突变导致光呼吸酶活性降低导致光呼吸减弱 C．AspRS3基因突变的拟南芥在高浓度CO2条件下能恢复正常生长 (4)请提出一条通过调控ABI5表达来提升碳氮利用效率、增加作物产量的新举措：_____。 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 细胞的代谢 3大考点概览 考点01 ATP和酶 考点02 细胞呼吸 考点03 光合作用 ATP和酶 考点1 1、D 2、D 3、B 4、A 细胞呼吸 考点2 1、A 2、【答案】(1) 线粒体、细胞质基质 细胞膜、细胞质基质 (2) 2 1 1分子NADH (3)ABD (4)敲除所有NADH进入呼吸链的脱氢酶基因，且不转入glpD基因，会导致细胞无法通过呼吸链获得能量；而生产琥珀酸的反应需要消耗能量，导致细胞能量供应不足，细胞的增殖受到显著抑制，产量低 3、【答案】(1) 三 协助扩散/易化扩散 (2)增加    减少   增加   裂变     融合、修复 (3)BCD (4)据图2可知，解除睡眠剥夺后，可以修复因睡眠剥夺导致裂变的线粒体；但长期睡眠不足会导致裂变的线粒体得不到及时、有效的融合、修复，影响细胞正常功能 4、【答案】(1)以葡萄糖为唯一碳源 (2) W6 W10虽然转化率更高，但三基因缺失严重抑制菌体生长，菌体密度和葡萄糖总消耗量都很低，最终色氨酸总产量远低于W6 (3)目的基因整合到拟核DNA中，不会发生质粒丢失导致目的基因丢失的问题，因而可稳定遗传 (4)溶解氧 5、【答案】(1)无氧 (2)增殖（或分裂） (3)S期 (4)MSC可将线粒体转移给M0细胞 (5)肿瘤环境中的MSC为M0细胞提供线粒体，使其获得线粒体DNA或线粒体功能后激活酶D，解除对细胞周期的阻滞而恢复增殖能力 光合作用 考点3 1、D 2、B 3、B 4、D 5、D 6、B 7、B 8、A 9、D 10、D 11、【答案】(1)类囊体 (2) 光和电子受体Fdx TEM上的腺苷酸激酶，可在黑暗中催化ATP的生成 (3) 排除NADPH自身分解对实验结果的影响 实验组的曲线整体在对照组2之下，实验组黑暗中的下降幅度比对照组2大，相关补充图示如下： 。 (4)制造有机物，解决粮食危机；摆脱土地种植限制，充分利用二氧化碳，缓解温室效应 12、【答案】(1) 消耗氧气；产生二氧化碳 暗反应 (2) 大于 加快 (3)AB (4)抑制ABI5基因的表达（利用基因编辑技术敲除ABI5基因） 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 细胞的代谢 3大考点概览 考点01 ATP和酶 考点02 细胞呼吸 考点03 光合作用 ATP和酶 考点1 1、（2026·北京丰台·二模）PCR时会添加四种脱氧核糖核苷三磷酸，下列叙述错误的是（    ） A．脱氧核糖腺苷三磷酸与ATP的结构相差一个氧原子 B．脱氧核糖核苷三磷酸的高能磷酸键水解时释放能量 C．四种脱氧核糖核苷三磷酸可作为DNA复制的原料 D．PCR时模板DNA解螺旋所需要的能量来自ATP 【答案】D 【知识点】ATP的功能及利用、ATP的结构、PCR扩增的原理与过程 【详解】A、脱氧核糖腺苷三磷酸（dATP）的五碳糖为脱氧核糖，ATP的五碳糖为核糖，二者结构仅相差一个氧原子，A正确； B、脱氧核糖核苷三磷酸和ATP结构类似，都含有高能磷酸键，高能磷酸键水解时可释放大量能量，B正确； C、四种脱氧核糖核苷三磷酸水解掉两个磷酸基团后即为脱氧核糖核苷酸，是DNA复制的基本单位，因此可作为DNA复制的原料，C正确； D、PCR过程中模板DNA解螺旋依赖90~95℃的高温断裂氢键，不需要ATP提供能量，D错误。 2、（2026·北京东城·二模）我国空间站发现了能适应极端空间环境的细菌新物种，命名为“天宫尼尔菌”。关于“天宫尼尔菌”的判断不合理的是（　　） A．遗传信息储存在DNA中 B．主要由脂双层构成细胞膜 C．ATP为其直接能源物质 D．通过内质网合成加工蛋白质 【答案】D 【知识点】ATP的功能及利用、生物膜的流动镶嵌模型、真核细胞与原核细胞 【详解】A、所有细胞结构生物的遗传物质均为DNA，“天宫尼尔菌”是细菌，属于细胞生物，遗传信息储存在DNA中，A正确； B、细胞膜的基本支架为磷脂双分子层（脂双层），原核细胞和真核细胞的细胞膜均主要由脂双层构成，B正确； C、ATP是所有细胞生物的直接能源物质，可直接为生命活动供能，C正确； D、“天宫尼尔菌”是原核生物，仅含有核糖体一种细胞器，无内质网，无法通过内质网合成加工蛋白质，D错误。 3、（2026·北京朝阳·二模）为探究pH对酶活性的影响，研学小组将新鲜土豆片（含过氧化氢酶）放入过氧化氢溶液中，观察土豆片上浮所用时间，结果如图。 下列叙述错误的是（    ） A．实验中温度、过氧化氢浓度等保持相同且适宜 B．将土豆片与过氧化氢溶液混合后再调pH C．判断过氧化氢酶的较适宜pH在7左右 D．pH=1或13的组，实验后调中性，土豆片仍不上浮 【答案】B 【知识点】酶促反应的因素及实验、验证性实验与探究性实验 【详解】A、H2O2溶液的浓度、温度属于无关变量，无关变量会影响实验结果，要保持相同且适宜，A正确； B、若先将土豆片（含过氧化氢酶）和过氧化氢混合，再调节pH，酶会在pH达到预设值前就提前催化过氧化氢分解，会导致实验结果出现误差，正确操作应为先调pH，再混合酶和底物，B错误； C、从图中可知，pH约为7时，土豆片完全上浮时间最短，说明过氧化氢酶活性最高，最适pH约为7，C正确； D、pH为1和13时，溶液过酸或过碱，酶失活，即使后续调回中性，酶活性也无法恢复，不能催化过氧化氢产生氧气，因此土豆片仍不上浮，D正确。 4、（2026·北京昌平·二模）月季花色深浅受花瓣中花青素含量影响，研究发现适度低温可提升浅色品种月季花青素合成酶的活性。相关叙述错误的是（　　） A．低温使浅色品种月季花瓣颜色变浅 B．温度影响花青素合成酶的空间结构 C．花青素合成酶降低花青素合成反应的活化能 D．月季花色是基因和环境共同作用的结果 【答案】A 【知识点】酶的作用及机理、酶的特性、基因、蛋白质与性状的关系 【详解】A、适度低温提升浅色品种月季花青素合成酶的活性，会促进花青素合成，使花瓣中花青素含量升高，花色变深而非变浅，A错误； B、温度会影响酶的空间结构：高温会破坏酶的空间结构使酶永久失活，低温会使酶的空间结构更稳定、活性被抑制，适度温度下酶的空间结构适宜、催化活性更高，B正确； C、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，花青素合成酶作为生物催化剂，可降低花青素合成反应的活化能，C正确； D、月季花色由控制色素合成的相关基因决定，同时受温度等环境因素的影响，因此是基因和环境共同作用的结果，D正确。 细胞呼吸 考点2 1、（2026·北京西城·二模）下列高中生物学探究实践中，需要使用显微镜的是（    ） A．培养液中酵母菌种群数量的变化 B．利用酵母菌制作传统发酵食品 C．探究酵母菌细胞呼吸的方式 D．酵母菌的纯培养 【答案】A 【知识点】微生物的培养与应用综合、探究培养液中酵母菌种群数量的变化、探究酵母菌细胞呼吸的方式、显微镜的种类、构造及使用 【详解】A、培养液中酵母菌种群数量的变化实验采用血细胞计数板计数法，需要借助显微镜观察、统计单位体积内的酵母菌数量，A符合题意； B、利用酵母菌制作传统发酵食品，只需观测发酵宏观现象、检测发酵产物即可，不需要观察酵母菌个体，无需使用显微镜，B不符合题意； C、探究酵母菌细胞的呼吸方式是营造有氧和无氧条件实现的，不需要使用显微镜，C不符合题意； D、酵母菌的纯培养实验通过观察菌落的宏观特征判断纯化结果，不需要使用显微镜观察酵母菌个体，D不符合题意。 2、（2026·北京丰台·二模）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 细胞内NADH/NAD+的平衡及利用 细胞内代谢反应的稳定进行，离不开氧化还原平衡。NAD+作为细胞中重要的氢载体，可接受反应中脱下的氢原子转为NADH，二者的比例决定了细胞的氧化还原状态。大肠杆菌以葡萄糖为碳源，在有氧时利用细胞膜上的呼吸链，将产生的NADH经Q的传递，氧化生成水并实现NAD+再生，如图1a。无氧时无法用氧气消耗NADH，而以丙酮酸消耗NADH生成乳酸，这也是工业生产乳酸的原理，如图1b。 工业生产希望利用来自废弃油脂水解产生的廉价甘油取代葡萄糖合成乳酸。然而甘油氢元素比例高于糖类，为生产带来了困难。若处于有氧环境，产生的NADH会优先进入呼吸链被氧气消耗，丙酮酸无法转化为乳酸；若处于无氧环境，反应因NADH/NAD+失衡也无法持续生成乳酸，如图2a。 为解决上述问题，研究者对大肠杆菌进行了两步关键改造，获得菌株N。第一步，敲除所有编码使NADH进入呼吸链的脱氢酶基因，导致即使在有氧条件下，细菌代谢也被“强制”进入发酵模式，即用氧气以外途径消耗NADH。第二步，利用基因工程使大肠杆菌能表达3-磷酸甘油脱氢酶（glpD）。该酶用Q代替NAD+接收甘油脱下的氢形成QH2后，氢被传递至呼吸链，实现持续发酵，如图2b。 这一研究结果也打破了传统观念中“有氧只能彻底氧化分解、无氧只能进行发酵”的固有观念。菌株N可实现在有氧条件下的发酵，用不同质粒向菌株N中导入不同代谢体系的酶基因，还可以实现更多高价值物质的工业化生产。 (1)真核生物有氧呼吸场所是________，大肠杆菌有氧呼吸场所是________。 (2)文中第二段提到：“若处于无氧环境，反应因NADH/NAD+失衡也无法持续生成乳酸”，从反应过程分析，失衡是由于1分子甘油生成1分子丙酮酸的过程中产生________分子NADH，而每分子丙酮酸接收________分子NADH。菌株N通过glpD减少________的产生实现平衡，乳酸发酵能持续进行。 (3)科学家敲除菌株N乳酸代谢酶的基因，导入下列四条代谢路径的酶基因，以生产其他物质。若各酶均能正常表达并发挥作用，中间产物和终产物均不影响细胞的正常生长。下列代谢路径中，可顺利获得预期终产物的是________。 A． B． C． D． (4)丙酮酸转化为琥珀酸的总反应为： 丙酮酸+CO2+ATP+2NADH琥珀酸+ADP+Pi+2NAD+ 有人提出在大肠杆菌中敲除所有NADH进入呼吸链的脱氢酶基因后，可不转入glpD，而转入酶系A基因来实现用甘油生产琥珀酸。实践后发现产量极低，请你从能量的角度分析原因________。 【答案】(1) 线粒体、细胞质基质 细胞膜、细胞质基质 (2) 2 1 1分子NADH (3)ABD (4)敲除所有NADH进入呼吸链的脱氢酶基因，且不转入glpD基因，会导致细胞无法通过呼吸链获得能量；而生产琥珀酸的反应需要消耗能量，导致细胞能量供应不足，细胞的增殖受到显著抑制，产量低 【知识点】有氧呼吸过程、无氧呼吸过程 【详解】（1）真核生物：有氧呼吸三个阶段分别在细胞质基质（第一阶段）、线粒体基质（第二阶段）、线粒体内膜（第三阶段），因此总场所是细胞质基质和线粒体。大肠杆菌是原核生物，没有线粒体，它的呼吸链位于细胞膜上（图1a也标注了“大肠杆菌细胞膜”），因此有氧呼吸场所是细胞质基质和细胞膜。 （2）结合图2a可知，甘油生成丙酮酸的过程中，甘油脱氢和中间产物脱氢共产生2分子NADH；而1分子丙酮酸转化为乳酸只消耗1分子NADH，因此多余NADH导致NADH/NAD⁺失衡。菌株N的glpD用Q代替NAD⁺接收甘油脱下的氢，减少了NADH的生成，使NADH的生成量和消耗量平衡，发酵可以持续进行。 （3）菌株N为改造后的工程菌，每生成1分子丙酮酸就会产生1分子NADH，需要导入的代谢路径消耗等量NADH，生成NAD⁺才能维持平衡，持续生产： A、1分子丙酮酸消耗1分子NADH，生成1分子NAD⁺，平衡，可获得产物； B、1分子丙酮酸消耗1分子NADH，生成1分子NAD⁺，平衡，可获得产物； C、2分子丙酮酸对应产生2分子NADH，该路径仅消耗1分子NADH，NADH积累，无法持续，不能获得产物； D、2分子丙酮酸对应产生2分子NADH，该路径共消耗2分子NADH，生成2分子NAD⁺，平衡，可获得产物。 （4）从能量角度分析，题干给出的总反应显示，生成琥珀酸需要消耗ATP；若不转入glpD，甘油脱下的氢全部生成NADH，而NADH无法进入呼吸链氧化磷酸化产生ATP，仅甘油发酵产生的ATP远不能满足反应的需求，因此琥珀酸产量极低。总结原因为敲除所有NADH进入呼吸链的脱氢酶基因，且不转入glpD基因，会导致细胞无法通过呼吸链获得能量；而生产琥珀酸的反应需要消耗能量，导致细胞能量供应不足，细胞的增殖受到显著抑制，产量低。 3、（2026·北京东城·二模）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 线粒体新角色——睡眠节律调节器 果蝇中枢神经系统中存在着进行睡眠稳态调控的D神经元，其兴奋可诱导和维持睡眠，睡眠剥夺（强制唤醒）后D神经元的兴奋会被抑制。D神经元线粒体内膜上分布着各种转运蛋白（如图1），与睡眠状态相比，睡眠剥夺果蝇D神经元中这些转运蛋白对应基因的转录水平均显著上调。 D神经元耗能不足会发生“电子泄漏”，生成活性氧，当活性氧的生成速率高于机体消除能力时，会破坏线粒体膜结构，进而出现线粒体碎片化（裂变）。裂变至一定程度，线粒体与内质网接触增强，内质网广阔的膜结构帮助线粒体片段融合、修复，损伤严重的片段会经自噬作用降解。检测不同条件下D神经元中线粒体数量和体积，结果如图2。研究也发现人工诱导线粒体融合可使D神经元的兴奋性增加，睡眠变长，阻碍线粒体融合会使果蝇“重度失眠”；而调控线粒体裂变则相反。证明线粒体不仅是能量工厂，更是关键的睡眠节律调节器。 除D神经元外，机体其他细胞也会在睡眠时进行线粒体融合、修复。睡眠是优化能量代谢效率的关键生命活动，充足的睡眠对机体健康至关重要。 (1)图1线粒体内膜为有氧呼吸第______阶段的场所，H+通过Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ运至线粒体膜间隙，并以______方式通过ATP合成酶，进而生成大量ATP，最终通过转运蛋白sesB运输至细胞质基质，为D神经元的生命活动供能。 (2)综合文中信息，完善短期睡眠剥夺后D神经元中发生的调控过程______。 (3)针对这一调控过程的理解正确的有______。 A．可通过抑制活性氧的产生，促进线粒体裂变 B．过表达促进线粒体裂变的蛋白，睡眠减少 C．自噬可有效清除线粒体受损区域，利于其修复 D．体现线粒体、内质网、溶酶体等分工合作，维持机体稳态、 (4)人体中也存在类似的睡眠调控神经元，其调控睡眠的机理与D神经元相同。请结合图2解释，在日常学习生活中应规避长期睡眠不足的原因______。 【答案】(1) 三 协助扩散/易化扩散 (2)增加    减少   增加   裂变     融合、修复 (3)BCD (4)据图2可知，解除睡眠剥夺后，可以修复因睡眠剥夺导致裂变的线粒体；但长期睡眠不足会导致裂变的线粒体得不到及时、有效的融合、修复，影响细胞正常功能 【知识点】细胞器的结构、功能及分离方法、有氧呼吸过程、兴奋在神经元之间的传递、协助扩散 【详解】（1）有氧呼吸共三个阶段，第三阶段的场所就是线粒体内膜；由图1可知H+先被转运蛋白泵到线粒体膜间隙，使得膜间隙H+浓度高于线粒体基质，H+顺浓度梯度通过ATP合成酶，且不需要消耗额外能量，因此运输方式为协助扩散（易化扩散）。 （2）结合题干信息可知，睡眠剥夺后D神经元兴奋被抑制，机体持续维持清醒状态，能量消耗增加，同时D神经元耗能不足，ATP合成无法满足需求，因此三个空依次为：ATP合成减少、消耗增加、ATP总量减少；ATP不足会引发电子泄漏、活性氧积累，最终破坏线粒体膜诱导线粒体碎片化，因此第三个框（引发线粒体____）填裂变。裂变到一定程度后，内质网会帮助线粒体片段完成融合修复，最终恢复D神经元兴奋性，因此最后一个空（最终引发线粒体____）填融合、修复。 （3）A、由题意可知，活性氧积累才会促进线粒体裂变，因此抑制活性氧产生会抑制（而非促进）线粒体裂变，A错误； B、由题可知“诱导线粒体融合可使D神经元兴奋性增加，睡眠变长，调控线粒体裂变则相反”，因此过表达促进线粒体裂变的蛋白会抑制D神经元兴奋性，最终导致睡眠减少，B正确； C、由题可知“损伤严重的片段会经自噬作用降解”，清除受损片段后，更利于线粒体剩余部分修复，C正确； D、该过程中，线粒体发生裂变/融合，内质网辅助修复，溶酶体参与自噬降解损伤，多种细胞器分工合作，共同维持睡眠节律（机体稳态），D正确。 （4）分析图2，对比三组实验可知：短期睡眠剥夺会让线粒体裂变，表现为线粒体数量增加、平均体积减小，而短期睡眠剥夺后只要恢复睡眠（解除剥夺），线粒体就可以完成融合修复，数量和体积都恢复到接近正常水平，如果长期睡眠不足，线粒体持续处于裂变状态，受损线粒体始终得不到及时、充分的融合修复；一方面会导致调控睡眠的神经元兴奋性持续被抑制，引发长期睡眠紊乱，另一方面受损线粒体无法正常合成ATP，能量供应不足，会影响神经元乃至整个机体的正常生理功能，长期会危害健康，因此日常需要规避长期睡眠不足。 4、（2026·北京朝阳·二模）色氨酸是人体必需氨基酸之一，在食品、医药等领域应用广泛。研究者为开发遗传稳定、高产、安全的工程菌进行了研究。 (1)葡萄糖通过大肠杆菌细胞膜上的PTS进入细胞（如图），生成6-磷酸葡萄糖（G6P），这一过程消耗合成色氨酸的前体之一——磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）。为减少PEP消耗，增加色氨酸产量，敲除大肠杆菌W菌株PTS中的ptsI基因，随后将其接种在____________的培养基中进行适应性实验室进化，筛选出葡萄糖摄取能力最强的菌株，命名为W1。 (2)图中，大肠杆菌代谢途径Ⅰ相关的酶主要有三种。为进一步提高色氨酸产量，在W1中敲除上述相关酶基因，分别构建单基因缺失（W6）、双基因缺失（W7）和三基因缺失（W10）的突变菌株，检测相关指标，结果见表。 菌株 菌体密度相对值 丙氨酸（g/L） 色氨酸（g/L） 葡萄糖消耗量（g/L） 转化率（%） W1 10.00 2.13 6.78 47.41 14.3 W6 9.89 1.36 7.47 47.58 15.7 W7 7.47 0.24 3.17 20.58 15.4 W10 4.62 0.07 2.73 16.75 16.3 注：转化率=（色氨酸产量/葡萄糖消耗量）×100% 研究者选择菌株____________用于继续优化。从权衡生长与生产矛盾的角度解释未选择转化率更高的W10菌株的原因__________。 (3)胞内色氨酸积累导致菌体渗透压升高、反馈抑制等不利效应。构建含有色氨酸外排转运蛋白基因的重组质粒，并将该基因整合至工程菌拟核DNA中，最终获得一株高产、无重组质粒的工程菌W14。分析无重组质粒工程菌的特点及在生产中的优势________（写出一条）。 (4)工程菌通过图1中代谢途径Ⅱ为合成色氨酸大量供能。将W14投入发酵罐进行发酵，同时监测温度、pH、溶氧量等指标，可将________作为自动补充葡萄糖的指标。 【答案】(1)以葡萄糖为唯一碳源 (2) W6 W10虽然转化率更高，但三基因缺失严重抑制菌体生长，菌体密度和葡萄糖总消耗量都很低，最终色氨酸总产量远低于W6 (3)目的基因整合到拟核DNA中，不会发生质粒丢失导致目的基因丢失的问题，因而可稳定遗传 (4)溶解氧 【知识点】有氧呼吸过程、培养基的成分及其功能、基因工程在农牧业、制药及环境等方面的应用 【详解】（1）葡萄糖通过大肠杆菌细胞膜上的PTS进入细胞，生成6-磷酸葡萄糖（G6P），这一过程消耗合成色氨酸的前体之一——磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）。为减少PEP消耗，增加色氨酸产量，敲除大肠杆菌W菌株PTS中的ptsI基因，随后将其接种在以葡萄糖为唯一碳源的培养基中进行适应性实验室进化，筛选出葡萄糖摄取能力最强的菌株，命名为W1。 （2）根据表中数据可知，W10虽然转化率更高，但三基因缺失严重抑制菌体生长，菌体密度和葡萄糖总消耗量都很低，最终色氨酸总产量远低于W6，无法兼顾生长和色氨酸生产的需求，因此不选择W10。 （3）胞内色氨酸积累导致菌体渗透压升高、反馈抑制等不利效应。构建含有色氨酸外排转运蛋白基因的重组质粒，并将该基因整合至工程菌拟核DNA中，最终获得一株高产、无重组质粒的工程菌W14。根据题意可知，W14的优势表现在遗传稳定性高，因为目的基因整合到拟核DNA中，不会发生质粒丢失导致目的基因丢失的问题，因而可稳定遗传。 （4）途径Ⅱ是大肠杆菌的有氧呼吸，葡萄糖作为呼吸底物，其含量变化会影响耗氧量：葡萄糖含量降低时，有氧呼吸强度下降，耗氧量减少，培养基溶氧量升高，因此可将溶氧量作为指标判断葡萄糖剩余量，自动补充葡萄糖。 5、（2026·北京海淀·二模）研究者以乳腺癌细胞M和线粒体DNA完全缺失的乳腺癌细胞M0为材料，探究线粒体DNA与肿瘤生长的关系。 (1)M0无法合成线粒体中的部分蛋白，但其ATP合成速率与M无显著差异，推测乳腺癌细胞主要依靠________呼吸供能。 (2)将小鼠均分为两组，分别接种等量M或M0至相同部位，一段时间后测定肿瘤体积，结果如下图。 结果表明，M0的________能力低于M。 (3)线粒体中酶D是催化嘧啶合成的关键酶，而M0中酶D无法被激活。研究者在相同条件下单独培养M和M0，检测处于细胞周期不同阶段——依次为G1期、S期（DNA复制）、G2期和M期（分裂期）的细胞数量，结果显示M0大多被阻滞在________。 (4)肿瘤微环境还存在间充质干细胞（MSC）。研究者将被绿色荧光标记的M0与线粒体被红色荧光标记的MSC混合，移植至小鼠皮下，3天后观察到绿色荧光细胞内出现红色荧光，说明________。 (5)综合上述信息，M0肿瘤体积后期恢复增长的原因是：________。 【答案】(1)无氧 (2)增殖（或分裂） (3)S期 (4)MSC可将线粒体转移给M0细胞 (5)肿瘤环境中的MSC为M0细胞提供线粒体，使其获得线粒体DNA或线粒体功能后激活酶D，解除对细胞周期的阻滞而恢复增殖能力 【知识点】有氧呼吸过程、无氧呼吸过程、细胞增殖的方式及细胞周期 【详解】（1）有氧呼吸的主要场所是线粒体，而无氧呼吸只在细胞质基质中进行。由题干信息“乳腺癌细胞 M₀的线粒体 DNA 完全缺失，无法合成线粒体中的部分蛋白（如有氧呼吸第三阶段的酶）； 但它的ATP合成速率与正常的 M细胞无显著差异”可知，M0无法进行完整的有氧呼吸，却能正常合成 ATP，说明它主要依靠无氧呼吸供能。 （2）从图中曲线可以看出，接种M细胞的小鼠，肿瘤体积增长速度快； 接种M0细胞的小鼠，肿瘤体积增长速度明显慢于 M 组。这说明M0的增殖 （或分裂）能力低于 M。 （3）题干信息：线粒体中的酶 D 是催化嘧啶合成的关键酶，而 M₀中酶 D 无法被激活；嘧啶是DNA复制的原料，DNA复制发生在S期。 酶D无法激活，嘧啶合成受阻，DNA复制无法正常进行，因此细胞大多被阻滞在S期，无法完成DNA复制。 （4）实验设计：M₀细胞被绿色荧光标记；MSC 细胞的线粒体被红色荧光标记；混合培养后，绿色荧光的M0细胞内出现了红色荧光。这说明MSC可将线粒体转移给M0细胞，即细胞间发生了线粒体的转移。 （5）综合前面的信息：M0自身线粒体DNA缺失，酶D无法激活，嘧啶合成受阻，细胞周期被阻滞，肿瘤生长缓慢；但肿瘤环境中的MSC为M0细胞提供线粒体，使其获得线粒体DNA或线粒体功能后激活酶D，解除对细胞周期的阻滞而恢复增殖能力。 光合作用 考点3 1、（2026·北京丰台·二模）以下实验中，酒精的用途错误的是（    ） A．观察花生种子的脂肪时，苏丹Ⅲ染液染色后用50%酒精洗去浮色 B．观察植物有丝分裂实验中，解离液中含体积分数为95%的酒精 C．绿叶中色素的提取和分离实验中，用无水乙醇提取色素 D．植物组织培养实验中，使用95%酒精对外植体进行消毒 【答案】D 【知识点】检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质、绿叶中色素的提取和分离实验、有丝分裂实验、植物组织的培养及基本过程 【详解】A、观察花生种子脂肪的实验中，苏丹Ⅲ染液为脂溶性染料，染色后会在装片表面形成浮色干扰观察，50%酒精可溶解苏丹Ⅲ染液洗去浮色，A正确； B、观察植物有丝分裂实验中的解离液由质量分数15%的盐酸和体积分数95%的酒精按1:1比例混合配制，作用是使组织细胞相互分散开，B正确； C、绿叶中的光合色素属于有机物，易溶于有机溶剂，因此可用无水乙醇提取色素，C正确； D、植物组织培养实验中，外植体消毒使用的是70%的酒精，95%酒精浓度过高，会使微生物表面蛋白质瞬间凝固形成保护膜，无法进入微生物内部，消毒效果差，且易损伤外植体，D错误。 2、（2026·北京东城·二模）将火龙果植株置于密闭、恒温的透明容器内进行实验，测得容器内O2含量变化如图，据图分析不能得出的是（　　） A．LM段曲线下降是因细胞呼吸消耗氧气 B．MN段曲线上升说明光合速率不断增加 C．MN段平均净光合速率为8×10-7mol/h D．N点后有机物合成速率等于分解速率 【答案】B 【知识点】总、净光合与呼吸、影响光合作用的因素、有氧呼吸过程 【详解】A、LM段处于黑暗环境中，火龙果植株无法进行光合作用，只能进行细胞呼吸，细胞呼吸会消耗容器内的氧气，所以容器内O₂含量下降，A正确； B、MN段给予光照，植株开始进行光合作用，曲线上升是因为光合速率大于呼吸速率，容器内氧气积累。但曲线上升的斜率逐渐变小，说明光合速率是在逐渐降低的，而不是不断增加，B错误； C、MN段从第15分钟到第45分钟，时长是30分钟也就是0.5小时，氧气含量从4×10⁻⁷mol上升到8×10⁻⁷mol，氧气增加量是4×10⁻⁷mol，净光合速率=氧气增加量/时间=4×10⁻⁷mol÷0.5h=8×10⁻⁷mol/h，C正确； D、N点之后容器内氧气含量不再变化，说明光合速率等于呼吸速率，光合作用合成有机物，呼吸作用分解有机物，此时有机物合成速率等于分解速率，D正确。 3、（2026·北京朝阳·二模）喀斯特地区岩石裸露，水土流失严重，分布有苔藓-固氮蓝细菌共生体。苔藓保护蓝细菌免受高温强光影响，蓝细菌为苔藓提供氮源。下列关于两种生物的叙述，错误的是（    ） A．均为自养生物 B．捕获光能的色素种类完全相同 C．共同改善氮输入，促进植物定居 D．有望用于喀斯特地区的生态修复 【答案】B 【知识点】真核细胞与原核细胞、光合色素的种类、含量及功能、群落中生物的种间关系、生态工程的意义和生态工程发展的前景 【详解】A、苔藓属于植物，含有叶绿体可进行光合作用合成有机物；固氮蓝细菌为原核生物，含有光合色素也可进行光合作用合成有机物，二者均为自养生物，A正确； B、苔藓捕获光能的色素为叶绿素和类胡萝卜素，蓝细菌捕获光能的色素为叶绿素和藻蓝素，二者色素种类不完全相同，B错误； C、蓝细菌可通过固氮作用为该区域提供氮源，二者共同改善区域氮输入，提升土壤肥力，可促进其他植物定居，C正确； D、该共生体可适应喀斯特地区的恶劣环境，还可改善土壤氮含量，因此有望用于喀斯特地区的生态修复，D正确。 4、（2026·北京海淀·二模）研究者在实验室条件下培养铁皮石斛，除黑暗和恒定光强相互交替外，其他环境条件相同。测定一天中不同时刻的CO2吸收速率，结果如下图。 下列叙述错误的是（    ） A．ab段吸收CO2与光反应无关 B．b点释放的CO2来自细胞呼吸 C．气孔开闭可能会引起be段变化 D．ad段有机物积累量接近于零 【答案】D 【知识点】光合作用与细胞呼吸在物质和能量代谢上的区别与联系、光合作用与呼吸作用的综合计算问题 【详解】A、ab段处于黑暗期（0：00~8：00），铁皮石斛没有光反应，无法进行光合作用，ab段吸收CO₂与光反应无关，A正确； B、b点是8：00，刚进入光照期，此时CO₂吸收速率为0，此时光合速率为0，释放的CO₂全部来自细胞呼吸，B正确； C、be段处于光照期，曲线出现波动（先升后降再升），这与光照、温度变化引起的气孔开闭直接相关：气孔开度影响CO₂吸收量，进而影响光合速率，导致CO₂吸收速率出现波动，C正确； D、ad段从0时到16时，ab段就已经吸收了较多CO2贮存，光照阶段进一步合成有机物，整个ad段CO2吸收总量大于0，有机物积累量大于0，不是接近于零，D错误。 5、（2026·北京石景山·二模）研究人员探究了叶片温度、CO2浓度对某植物光合速率的影响，结果如下图所示。下列说法正确的是（    ） A．温度会影响酶活性，且仅对光合作用的暗反应阶段产生影响 B．较高CO2浓度下，温度约为35℃时植物的实际光合速率最高 C．30℃时，从低CO2浓度提至高CO2浓度，短时间内C5含量增加 D．较高CO2浓度下，光合速率对温度变化的响应更显著 【答案】D 【知识点】酶促反应的因素及实验、影响光合作用的因素、环境条件骤变时光合作用过程中各种物质含量变化规律、总、净光合与呼吸 【详解】A、光合作用的光反应阶段和暗反应阶段都需要酶的催化，温度通过影响酶活性会对光反应和暗反应都产生影响，并非仅影响暗反应，A错误； B、图中CO₂吸收量代表净光合速率，实际光合速率=净光合速率+呼吸速率，题目未提供呼吸速率数据，无法确定实际光合速率最高的温度，B错误； C、CO₂浓度升高时，CO₂与C₅结合生成C₃的速率加快，C₅消耗增加，而C₃还原生成C₅的速率在短时间内不变，所以C₅含量会减少，C错误； D、观察图中曲线，较高CO₂浓度下的曲线随温度变化的幅度比低CO₂浓度下的曲线更明显，说明较高CO₂浓度下光合速率对温度变化的响应更显著，D正确。 6、（2026·北京石景山·二模）下列关于高中生物学实验的叙述，正确的是（    ） A．鉴定蛋白质时，要将试剂A液与B液混合后再加入含样品的试管中 B．探究植物细胞吸水和失水时，可选用黑藻叶片作为实验材料 C．提取光合色素时，滤液细线浸入层析液可导致滤纸条上的色素带重叠 D．探究NAA促进月季插条生根的最适浓度，需进行预实验以减小误差 【答案】B 【知识点】检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质、质壁分离及其复原实验、绿叶中色素的提取和分离实验、探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度 【详解】A、鉴定蛋白质的双缩脲试剂使用时，需先加A液（质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液）创造碱性环境，摇匀后再加B液（质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液），若将A、B液混合后加入，Cu2+会与NaOH提前反应生成沉淀，无法与肽键发生显色反应，A错误； B、黑藻叶片的叶肉细胞具有大液泡，且细胞中含有绿色的叶绿体，可清晰观察到质壁分离及复原现象，因此可作为探究植物细胞吸水和失水的实验材料，B正确； C、提取光合色素时，若滤液细线浸入层析液，色素会直接溶解在层析液中，导致滤纸条上无法形成色素带，而非色素带重叠，C错误； D、探究NAA促进月季插条生根的最适浓度时，预实验的作用是为正式实验摸索浓度范围，检验实验设计的科学性和可行性，避免人力、物力、财力的浪费，预实验不能减小实验误差，减小误差需通过正式实验的重复操作实现，D错误。 7、（2026·北京房山·二模）细胞代谢过程中，底物需要运输到反应场所。下列对应关系错误的是（    ） A．氨基酸—核糖体 B．核糖核苷酸—DNA复制部位 C．丙酮酸—线粒体 D．ADP—叶绿体类囊体膜 【答案】B 【知识点】细胞器的结构、功能及分离方法、有氧呼吸过程、光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化、DNA分子的复制过程、特点及意义 【详解】A、核糖体是蛋白质合成的场所，氨基酸是蛋白质的基本组成单位，A正确； B、DNA复制的原料是脱氧核糖核苷酸，核糖核苷酸是RNA合成的原料，B错误； C、有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质，丙酮酸在细胞质基质生成后会运输到线粒体参与有氧呼吸第二阶段反应，C正确； D、叶绿体类囊体膜是光反应的场所，光反应过程会利用ADP和Pi合成ATP，因此ADP需要运输到类囊体膜作为反应底物，D正确。 8、（2026·北京房山·二模）下图为植物细胞部分结构电子显微镜下照片，以下说法错误的是（    ） A．在植物细胞中普遍存在 B．①富含光合色素和酶 C．与植物的能量转化有关 D．②中能够合成蛋白质 【答案】A 【知识点】叶绿体的结构与功能 【详解】A、叶绿体仅存在于植物可进行光合作用的细胞（如叶肉细胞、幼茎皮层细胞）中，植物的根细胞、表皮细胞等不含叶绿体，并非在植物细胞中普遍存在，A错误； B、①是基粒，类囊体薄膜上分布有光合色素和与光反应有关的酶，是光反应的场所，B正确； C、叶绿体是光合作用的场所，可将光能转化为有机物中的稳定化学能，与植物的能量转化有关，C正确； D、②是叶绿体基质，叶绿体属于半自主性细胞器，基质中含有核糖体，可以合成部分自身所需的蛋白质，D正确。 9、（2026·北京房山·二模）将某种植物置于高温环境（HT）下生长一定时间后，测定HT植株和生长在正常温度（CT）下植株的光合速率，结果如图。以下推论正确的是（    ） A．CT植株和HT植株是发育状况基本相同的不同物种的植株 B．在35℃时，二者CO2固定量无显著差异 C．在50℃时，CT植株产生[H]的场所为叶绿体和线粒体 D．在45℃时，HT植株光合和呼吸速率差值最大 【答案】D 【知识点】有氧呼吸过程、光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化、影响光合作用的因素、总、净光合与呼吸 【详解】A、题干说明实验材料为“某种植物”，CT和HT是发育状况基本相同的同一物种的不同植株，仅培养温度不同，A错误； B、CO2吸收速率代表净光合速率，而总光合速率=净光合速率+呼吸速率。由图可知35℃时两组植株的净光合速率相等，但呼吸速率未知，故35℃时二者CO2固定量（总光合速率）无法比较，B错误； C、50℃时CT植株净光合速率为0，光合速率等于呼吸速率，产生[H]的场所有叶绿体（光反应阶段）、细胞质基质（有氧呼吸第一阶段）、线粒体（有氧呼吸第二阶段），C错误； D、光合速率和呼吸速率的差值就是净光合速率，由图可知，HT植株净光合速率的峰值出现在约45℃时，D正确。 10、（2026·北京房山·二模）下列实验中，实验现象可直接用肉眼观察的是（    ） A．洋葱根尖细胞有丝分裂 B．黑藻叶片中叶绿体的流动 C．洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离与复原 D．绿叶中色素层析形成的色素带 【答案】D 【知识点】观察叶绿体、线粒体和细胞质流动实验、质壁分离及其复原实验、绿叶中色素的提取和分离实验、有丝分裂实验 【详解】A、洋葱根尖细胞有丝分裂观察的是细胞内染色体的存在状态，属于细胞水平的结构，需要借助光学显微镜才能观察，无法用肉眼直接观测，A错误； B、黑藻叶片中叶绿体是细胞器，体积微小，其流动现象需要借助高倍光学显微镜观察，肉眼无法直接看到，B错误； C、洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离与复原是单个细胞的原生质层与细胞壁的分离/复位变化，属于细胞水平的现象，需要借助光学显微镜观察，肉眼无法直接观测，C错误； D、绿叶中色素经纸层析分离后，滤纸条上会形成四条颜色、宽度不同的宏观色素带，可直接用肉眼观察到，D正确。 11、（2026·北京朝阳·二模）研究者依据光合作用原理构建人工光合系统。 (1)绿色植物光合作用的光反应阶段，相关酶与光合色素均分布于叶绿体____________薄膜上。研究者从菠菜叶绿体中分离出该膜结构，以此构建光驱动能量再生模块（TEM）。 (2)向TEM中加入基础反应液，测量产能效果，结果如图1。 图1a表明，NADPH的生成依赖____________。图1b中，黑暗条件下TEM仍能产生少量ATP，原因是____________。 (3)为进一步测试TEM的供能效果，将TEM、基础反应液、乙醛酸、乙醛酸还原酶（Ghr）等封装进液滴，作为实验组，只含NADPH的液滴作为对照组1，含TEM和基础反应液的液滴作为对照组2，检测3组NADPH的浓度，部分结果如图2。 ①图2b中，对照组1的作用是____________。 ②实验结果表明，TEM可为Ghr催化反应高效供能。请在图2b中补充实验组的结果___________。 (4)研究者将TEM结合人工固碳循环，构建了人工光合系统。请从资源利用、环境保护角度，提出该系统可能的应用前景___________。 【答案】(1)类囊体 (2) 光和电子受体Fdx TEM上的腺苷酸激酶，可在黑暗中催化ATP的生成 (3) 排除NADPH自身分解对实验结果的影响 实验组的曲线整体在对照组2之下，实验组黑暗中的下降幅度比对照组2大，相关补充图示如下： 。 (4)制造有机物，解决粮食危机；摆脱土地种植限制，充分利用二氧化碳，缓解温室效应 【知识点】光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化、关注全球性生态环境问题 【详解】（1）绿色植物光合作用的光反应阶段发生在叶绿体的类囊体薄膜上，因此，与光反应相关的酶和光合色素均分布于叶绿体类囊体薄膜上。 （2）图1a实验结果显示，光照条件下，添加高浓度Fdx时NADPH生成量远大于无Fdx组，说明NADPH生成依赖光和电子受体Fdx。腺苷酸激酶可催化ATP+AMP⇌2ADP，TEM上的腺苷酸激酶，黑暗条件下可催化逆反应生成少量ATP，因此黑暗下仍能检测到少量ATP。 （3）①对照组1只含NADPH，无TEM和Ghr，作为空白对照，用来检测乙醛酸还原酶（Ghr）催化反应过程中NADPH的消耗速率，排除NADPH自身分解对实验结果的影响。 ② 已知TEM可高效供能，Ghr催化反应消耗NADPH，光照下TEM合成NADPH补充消耗，黑暗下TEM停止合成NADPH，反应继续消耗，因此实验组的曲线整体在对照组2之下，实验组黑暗中的下降幅度比对照组2大，相应的图示补充如下： 。 （4）从从资源利用角度，制造有机物，解决粮食危机，摆脱土地种植限制；从环境保护角度看，人工光合系统可充分利用二氧化碳，缓解温室效应 12、（2026·北京昌平·二模）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 揭示光合与光呼吸调控新机制-未来作物增产新策略 阐明光合作用与光呼吸的精细调控机制，对提高作物光合效率、抗逆性和最终产量至关重要。 光呼吸是绿色植物在光下吸收O2，将叶绿体中的C5氧化分解为C3和CO2的过程。在光下，当O2浓度高、CO2浓度低时，R酶催化光呼吸过程；反之，R酶催化CO2的固定过程。 研究团队获得一株具有典型光呼吸表型的拟南芥AspRS3基因突变体，该突变体生长迟缓、矮小黄化。一方面AspRS3基因缺失抑制R酶等叶绿体基因编码蛋白的合成，导致光合膜系统的破坏和活性氧的积累，活性氧的积累会抑制核编码基因的表达和光呼吸酶的活性；另一方面，叶绿体基因编码蛋白合成障碍会抑制部分核基因表达，如Fd-GOGAT等光呼吸酶丰度下降，从而影响植物光合作用和光呼吸。 利用另一拟南芥突变体glu1（Fd-GOGAT功能缺陷）构建了突变体库，从中筛选到表型恢复突变体rog1（ROG1基因编码ABA合成关键酶），ABA（脱落酸）对碳同化和氮同化有抑制作用，这些抑制作用依赖于ABA信号通路中的关键组分——ABI5，其机制如下图。 本研究揭示了ABI5在ABA调控光合作用中的核心作用，为通过调控ABI5表达来提升碳氮利用效率、增加作物产量的新策略提供依据。而且ABI5突变体在高光胁迫下仍较好保持光合膜系统的光能捕获效率，说明在提升产量的同时并未显著牺牲抗逆性，这为其在未来农业中的应用提供了可能性。 注：RCA、RBCS是碳同化基因表达产物，GLU1是氮同化基因表达产物，GLN是谷氨酰胺，Glu是谷氨酸 (1)光呼吸与细胞呼吸的相同点是_____（答出两点即可）。文中的碳同化过程是指光合作用过程的_____阶段。 (2)植物在干旱天气和过强光照下，光反应速率______暗反应速率，光呼吸______，消耗光反应生成的多余NADPH和ATP，造成了能量的损耗，但也防止了强光对叶绿体的破坏，又可以为暗反应阶段提供原料。 (3)下列对具有典型光呼吸表型的拟南芥突变体相关叙述正确的是_____。 A．AspRS3基因突变抑制部分核基因表达导致光呼吸减弱 B．AspRS3基因突变导致光呼吸酶活性降低导致光呼吸减弱 C．AspRS3基因突变的拟南芥在高浓度CO2条件下能恢复正常生长 (4)请提出一条通过调控ABI5表达来提升碳氮利用效率、增加作物产量的新举措：_____。 【答案】(1) 消耗氧气；产生二氧化碳 暗反应 (2) 大于 加快 (3)AB (4)抑制ABI5基因的表达（利用基因编辑技术敲除ABI5基因） 【知识点】光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化、影响光合作用的因素 【详解】（1）光呼吸是绿色植物在光下吸收O2，将叶绿体中的C5氧化分解为C3和CO2的过程。细胞呼吸（有氧呼吸）消耗氧气，产生二氧化碳，因此光呼吸与细胞呼吸的相同点是都消耗氧气，都会产生二氧化碳。文中的碳同化过程是指光合作用过程的暗反应阶段。 （2）植物在干旱天气，二氧化碳吸收减少，暗反应速率慢，过强光照下，光反应速率快，因此植物在干旱天气和过强光照下，光反应速率大于暗反应速率。光反应速率快，产生的氧气多，因此光呼吸加快，消耗光反应生成的多余NADPH和ATP，造成了能量的损耗，但也防止了强光对叶绿体的破坏，又可以为暗反应阶段提供原料。 （3）A、AspRS3基因突变抑制部分核基因表达，导致Fd-GOGAT等光呼吸酶丰度下降，进而使得光呼吸减弱，A正确； B、AspRS3基因突变抑制R酶等叶绿体基因编码蛋白的合成，导致光合膜系统的破坏和活性氧的积累，活性氧的积累会抑制光呼吸酶的活性，导致光呼吸减弱，B正确； C、AspRS3基因突变抑制R酶等叶绿体基因编码蛋白的合成，R酶参与暗反应过程，因此在高浓度CO2条件下不能恢复正常生长，C错误。 （4）ABA（脱落酸）对碳同化和氮同化有抑制作用，这些抑制作用依赖于ABA信号通路中的关键组分——ABI5，为了提升碳氮利用效率、增加作物产量可以适度抑制ABI5基因的表达（利用基因编辑技术敲除ABI5基因）。 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $