专题03 细胞呼吸与光合作用（6年汇编）（河北专用）2021-2026年高考生物真题分类汇编

**基本信息** 聚焦细胞呼吸与光合作用，汇编河北6年高考真题及模拟题，以真实情境和实验探究为核心，体现从知识记忆到机理分析的命题趋势。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|多题|细胞呼吸过程与ATP生成、光合作用光暗反应、酶的特性|以马拉松运动、拟南芥突变体、传统贮藏技术为情境| |非选择题|多题|细胞器代谢互作、环境因素对光合速率影响、实验设计|结合农业实践（覆膜育苗）、科技前沿（转运蛋白功能），强调跨模块融合|

专题03 细胞呼吸与光合作用 6年真题1年模拟 考点分类 河北考情 命题规律 考点01 细胞呼吸 2026河北（3题）、2025河北（2题）、2024河北（1题）、2023河北（1题）、2022河北（1题）、2021河北（1题） · 情境设置：以基因突变体、运动生理、传统贮藏技术等真实情境为载体，近年突现分子机制探究（如转运蛋白、T蛋白功能） · 考查重点：有氧呼吸过程与场所、无氧呼吸产物判断、ATP来源与去向、酶的特性及影响因素 · 命题趋势：从知识记忆转向机理分析，跨模块融合加剧（酶与能量代谢结合），实验探究比重上升 考点02 光合作用 2024河北（1题）、2022河北（1题）、2021河北（1题） · 情境设置：以农业生产实践（覆膜育苗、水肥调控）和特殊生理现象（叶片白化）为情境，突出应用导向 · 考查重点：光反应与暗反应过程、环境因素（光、水、矿质元素）对光合速率的影响、色素功能与结构基础 · 命题趋势：从单一环境因子分析转向多因子综合调控，结合设施农业新技术，强调解决实际问题能力 考点03 细胞呼吸与光合作用的综合 2026河北（1题）、2025河北（1题）、2023河北（2题） · 情境设置：以细胞器互作（叶绿体-线粒体ATP供应）、发育调控等前沿研究为背景，多涉及模式植物拟南芥 · 考查重点：两者物质联系（C、H、O转移）、能量转换（ATP产生与消耗场所）、代谢协调机制 · 命题趋势：深度考查细胞器功能整合，强调动态平衡与发育调控，实验设计能力要求提高 考点1 细胞呼吸 1.（2026·河北·高考真题）马拉松比赛时，运动员耗氧量显著增加，同时产生大量CO2。下列分析错误的是（        ） A. 机体代谢产生与排出的CO2基本相等是稳态调节的结果 B. 机体摄入的O2通过与内环境中的血红蛋白结合进行运输 C. 比赛过程中，HCO3-/H2CO3可缓冲乳酸导致的血浆pH降低 D. 运动时，CO2可通过神经系统对呼吸运动进行调节，以提高O2供给 2.（2026·河北·高考真题）酶与无机催化剂催化的两类反应中能量变化如图1和图2所示，下列分析错误的是（        ） A. 图1所示反应中酶与无机催化剂降低活化能的差值为e B. 图1所示为放能反应，图2所示为吸能反应 C. 与①反应相比，②反应所需的条件一般较温和 D. 图2所示反应中酶促反应的活化能为f 3.（2025·河北·高考真题）（多选）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]可来自细胞质基质 B. 突变体中有氧呼吸的第二阶段增强 C. 突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻 D. 突变体有氧呼吸强度的变化可导致无氧呼吸的增强 4.（2025·河北·高考真题）ATP是一种能为生命活动供能的化合物，下列过程不消耗ATP的是（       ） A. 肌肉的收缩 B. 光合作用的暗反应 C. Ca2+载体蛋白的磷酸化 D. 水的光解 5.（2024·河北·高考真题）下列关于酶的叙述，正确的是（       ） A. 作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物 B. 胃蛋白酶应在酸性、37℃条件下保存 C. 醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶，分布于其线粒体内膜上 D. 从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶 6.（2022·河北·高考真题）关于呼吸作用的叙述，正确的是（　　） A. 酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝水溶液变黄的气体 B. 种子萌发时需要有氧呼吸为新器官的发育提供原料和能量 C. 有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中 D. 通气培养的酵母菌液过滤后，滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰绿色 7.（2021·河北·高考真题）（多选）《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法（如图）。目前我国果蔬主产区普遍使用大型封闭式气调冷藏库（充入氮气替换部分空气），延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙述正确的是（       ） A. 荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解 B. 荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬，有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行，第三阶段受到抑制 C. 气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性 D. 气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间 8.（2026·河北·高考真题）M是植物线粒体膜上转运丙酮酸的蛋白。为探究M蛋白对植物镉耐受性的影响，科研人员利用拟南芥M基因缺失突变体进行了相关研究。 回答下列问题： （1）利用葡萄糖进行有氧呼吸时，丙酮酸是第　　　　　　　　　阶段的产物，ATP主要在第　　　　　　　　　　　阶段生成。 （2）无镉胁迫时，M缺失突变体细胞质基质中丙酮酸的含量　　　　　　　　　野生型。受到镉胁迫时，拟南芥可通过主动运输将镉排出胞外以缓解毒害，推测此时野生型中有氧呼吸强度会　　　　　　　　　。 （3）谷氨酸是植物合成谷胱甘肽的主要原料，在丙酮酸供应不足时也可用于维系有氧呼吸的正常运转，无镉胁迫时，M缺失突变体和野生型的根长无显著差异，而突变体谷胱甘肽含量显著低于野生型，推测造成此现象的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）拟南芥还可通过谷胱甘肽结合镉以减轻毒害。镉胁迫时，M缺失突变体中谷胱甘肽含量显著高于野生型，结合下图根长数据分析，相较于野生型，此时M缺失突变体根细胞中的ATP生成量　　　　　　　　　　，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 9.（2023·河北·高考真题）拟南芥发育早期的叶肉细胞中，未成熟叶绿体发育所需ATP须借助其膜上的转运蛋白H由细胞质基质进入。发育到一定阶段，叶肉细胞H基因表达量下降，细胞质基质ATP向成熟叶绿体转运受阻。 回答下列问题： （1）未成熟叶绿体发育所需ATP主要在　　　合成，经细胞质基质进入叶绿体。 （2）光照时，叶绿体类囊体膜上的色素捕获光能，将其转化为ATP和　　　中的化学能，这些化学能经　　　阶段释放并转化为糖类中的化学能。 （3）研究者通过转基因技术在叶绿体成熟的叶肉细胞中实现H基因过量表达，对转H基因和非转基因叶肉细胞进行黑暗处理，之后检测二者细胞质基质和叶绿体基质中ATP相对浓度，结果如图。相对于非转基因细胞，转基因细胞的细胞质基质ATP浓度明显　　　。据此推测，H基因的过量表达造成细胞质基质ATP被　　　（填“叶绿体”或“线粒体”）大量消耗，细胞有氧呼吸强度　　　。     （4）综合上述分析，叶肉细胞通过下调　　　阻止细胞质基质ATP进入成熟的叶绿体，从而防止线粒体　　　，以保证光合产物可转运到其他细胞供能。 考点2 光合作用 1.（2024·河北·高考真题）高原地区蓝光和紫外光较强，常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响，研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率，以及覆膜后幼苗光合色素的含量，结果如图、表所示。 覆膜处理 叶绿素含量（mg/g） 类胡萝卜素含量（mg/g） 白膜 1.67 0.71 蓝膜 2.20 0.90 绿膜 1.74 0.65 回答下列问题： （1）如图所示，三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异，其中　　　　　　　　光可被位于叶绿体　　　　　　　　上的光合色素高效吸收后用于光反应，进而使暗反应阶段的还原转化为　　　　　　　　和　　　　　　　　。与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的　　　　　　　　较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。 （2）光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比，选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时，可利用　　　　　　　　作为溶剂。测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）研究表明，覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果，其原因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（答出两点即可）。 2.（2022·河北·高考真题）某品种茶树叶片呈现阶段性白化：绿色的嫩叶在生长过程中逐渐转为乳白色，而后又恢复为绿色。白化期叶绿体内部结构解体（仅残留少量片层结构）。阶段性白化过程中相关生理指标检测结果如下图。回答下列问题： （1）从叶片中分离叶绿体可采用　　　　　　　　法。 （2）经检测，白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低，其原因是　　　　　　　　（写出两点即可）。 （3）白化过程中气孔导度下降，既能够满足光合作用对CO2的需求，又有助于减少　　　　　　　　。 （4）叶片复绿过程中需合成大量直接参与光反应的蛋白质。其中部分蛋白质由存在于　　　　　　　　中的基因编码，通过特定的机制完成跨膜运输：其余蛋白质由存在于　　　　　　　　中的基因编码。 3.（2021·河北·高考真题）为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：（1）对照组；（2）施氮组，补充尿素（12g·m-2）（3）水+氮组，补充尿素（12g·m-2）同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。 生理指标 对照组 施氮组 水+氮组 自由水/结合水 6.2 6.8 7.8 气孔导度（mmol·m-2s-1） 85 65 196 叶绿素含量（mg·g-1） 9.8 11.8 12.6 RuBP羧化酶活性（μmol·h-1g-1） 316 640 716 光合速率（μmol·m-2s-1） 6.5 8.5 11.4 注：气孔导度反映气孔开放的程度 回答下列问题： （1）植物细胞中自由水的生理作用包括　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　等（写出两点即可）。补充水分可以促进玉米根系对氮的　　　　　　　　　　，提高植株氮供应水平。 （2）参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与　　　　　　　　　　离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于驱动　　　　　　　　　　两种物质的合成以及　　　　　　　　　　的分解；RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到　　　　　　　　　　分子上，反应形成的产物被还原为糖类。 （3）施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的CO2供应。据实验结果分析，叶肉细胞CO2供应量增加的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 考点3 细胞呼吸与光合作用的综合 1.（2026·河北·高考真题）（多选）小立碗藓的叶绿体和线粒体都有为细胞质基质提供ATP的潜力。为探究两者对细胞质基质ATP水平的影响，对①、②和③组小立碗藓进行黑暗预处理后，检测其细胞质基质ATP对光的响应变化，结果如图所示。下列分析正确的是（        ） A. 光合产物的缺乏和光反应受阻导致③在光照下ATP无显著变化 B. 第一次光照时，①中ATP的增加与叶绿体、线粒体均有关 C. 光照时，叶绿体中的部分ATP用于暗反应中CO2与C5的结合 D. 小立碗藓中的线粒体有助于维持细胞质基质中ATP的稳定供应 2.（2025·河北·高考真题）对绿色植物的光合作用和呼吸作用过程进行比较，下列叙述错误的是（       ） A. 类囊体膜上消耗H2O，而线粒体基质中生成H2O B. 叶绿体基质中消耗CO2，而线粒体基质中生成CO2 C. 类囊体膜上生成O2，而线粒体内膜上消耗O2 D. 叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质中分解有机物 3.（2023·河北·高考真题）下列关于生物学实验的叙述，错误的是（       ） A. 性状分离比的模拟实验中，两个小桶内彩球的总数必须相同 B. 调查遗传病时，选发病率较高的单基因遗传病更容易推断其遗传方式 C. 利用抗生素对大肠杆菌逐代选择培养过程中，平板上抑菌圈可能逐渐变小 D. 用酸性重铬酸钾溶液检测酵母菌无氧呼吸产生的酒精，应先耗尽培养液中的葡萄糖 4.（2023·河北·高考真题）拟南芥发育早期的叶肉细胞中，未成熟叶绿体发育所需ATP须借助其膜上的转运蛋白H由细胞质基质进入。发育到一定阶段，叶肉细胞H基因表达量下降，细胞质基质ATP向成熟叶绿体转运受阻。 回答下列问题： （1）未成熟叶绿体发育所需ATP主要在　　　合成，经细胞质基质进入叶绿体。 （2）光照时，叶绿体类囊体膜上的色素捕获光能，将其转化为ATP和　　　中的化学能，这些化学能经　　　阶段释放并转化为糖类中的化学能。 （3）研究者通过转基因技术在叶绿体成熟的叶肉细胞中实现H基因过量表达，对转H基因和非转基因叶肉细胞进行黑暗处理，之后检测二者细胞质基质和叶绿体基质中ATP相对浓度，结果如图。相对于非转基因细胞，转基因细胞的细胞质基质ATP浓度明显　　　。据此推测，H基因的过量表达造成细胞质基质ATP被　　　（填“叶绿体”或“线粒体”）大量消耗，细胞有氧呼吸强度　　　。     （4）综合上述分析，叶肉细胞通过下调　　　阻止细胞质基质ATP进入成熟的叶绿体，从而防止线粒体　　　，以保证光合产物可转运到其他细胞供能。 1.（2026·河北保定·一模）生活在青藏高原的鼠兔可通过增大红细胞体积、增强无氧呼吸能力来应对低氧环境。下列叙述正确的是（       ） A. 鼠兔细胞进行有氧呼吸时不消耗水但能产生水 B. 鼠兔红细胞体积增大后细胞膜的物质运输效率提高 C. 鼠兔细胞进行无氧呼吸的过程中会释放少量CO2 D. 呼吸过程中的中间产物可以转化为甘油、氨基酸等物质 2.（2026·河北保定·一模）（多选）癌细胞主要依赖无氧呼吸，增强其线粒体功能会激发凋亡。铁皮石斛中存在一种天然活性多糖，该多糖可显著提高有氧呼吸第三阶段相关酶的合成。下列相关叙述正确的是（       ） A. 线粒体是有氧呼吸的主要场所，其内膜面积远大于外膜 B. 该多糖可通过增强线粒体功能促进癌细胞的凋亡 C. 该多糖促进相关酶合成时，需要核糖体等细胞器的参与 D. 端粒学说认为，细胞的凋亡与染色体端粒随细胞分裂次数增加而缩短有关 3.（2026·河北保定·一模）生活在青藏高原的鼠兔可通过增大红细胞体积、增强无氧呼吸能力来应对低氧环境。下列叙述正确的是（       ） A. 鼠兔细胞进行有氧呼吸时不消耗水但能产生水 B. 鼠兔红细胞体积增大后细胞膜的物质运输效率提高 C. 鼠兔细胞进行无氧呼吸的过程中会释放少量CO2 D. 呼吸过程中的中间产物可以转化为甘油、氨基酸等物质 4.（2026·河北保定·一模）（多选）癌细胞主要依赖无氧呼吸，增强其线粒体功能会激发凋亡。铁皮石斛中存在一种天然活性多糖，该多糖可显著提高有氧呼吸第三阶段相关酶的合成。下列相关叙述正确的是（       ） A. 线粒体是有氧呼吸的主要场所，其内膜面积远大于外膜 B. 该多糖可通过增强线粒体功能促进癌细胞的凋亡 C. 该多糖促进相关酶合成时，需要核糖体等细胞器的参与 D. 端粒学说认为，细胞的凋亡与染色体端粒随细胞分裂次数增加而缩短有关 5.（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 6.（2026·河北石家庄·一模）图1、图2分别表示温度和pH对几丁质酶活性的影响。下列叙述正确的是（　　） A. 几丁质酶可为几丁质的水解过程提供活化能 B. 进行图1实验时应将酶与几丁质先混合再保温 C. 图2实验时应将温度设置为50℃左右 D. 应在30℃、pH为4.0的条件下长期保存几丁质酶 7.（2026·河北承德·一模）（多选）剧烈运动时，由于供氧不足，肌细胞呼吸作用产生的丙酮酸和NADH发生反应，生成乳酸和NAD+，再生的NAD+可维持细胞呼吸的持续进行。生成的乳酸转运至肝脏并重新生成葡萄糖，葡萄糖又释放入血，再度供肌肉摄取利用。下列相关分析正确的是（　　） A. 在氧气充足情况下，丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与 B. 在肌细胞中，丙酮酸和NADH的反应发生在细胞质基质，产生NAD+的同时释放少量能量 C. 运动时，下丘脑会通过交感神经使胰高血糖素分泌增多，促进乳酸重新生成葡萄糖 D. 肌肉—肝脏间的代谢协作通路具有回收乳酸能量、防止乳酸酸中毒、维持血糖稳定等意义 8.（2026·河北石家庄·二模）在厌氧胁迫下，玉米根细胞中的丙酮酸经相关反应后可被乙醇脱氢酶（ADH）催化生成乙醇，或被乳酸脱氢酶（LDH）催化生成乳酸。下列叙述错误的是（       ） A. 玉米叶肉细胞中也含ADH基因和LDH基因 B. ADH催化生成的乙醇可用酸性重铬酸钾溶液进行鉴定 C. ADH和LDH发挥作用时，都消耗细胞质基质中产生的[H] D. ADH和LDH催化的化学反应中产生的ATP量不等 9.（2026·河北保定·二模）（多选）X酶是光合作用暗反应中的关键酶。经紫外线照射处理的某作物品系（S），其X酶相比于野生型（WT）发生了过量表达，科研人员对相关品系做了进一步研究，结果如图，下列叙述错误的是（　　） A. 未补光时，S植株的CO2固定速率始终高于WT B. X酶位于叶绿体类囊体薄膜上，其活性易受温度影响 C. A点之前，限制S植株光合速率的环境因素不包括光照强度 D. 胞间CO2浓度为300μmol·mol-1时，与曲线②相比，①光合速率更快的原因是X酶含量更高 10.（2026·河北保定·二模）下列关于种子萌发的相关叙述，正确的是（　　） A. 种子萌发时有机物的种类减少，鲜重逐渐增加 B. 种子萌发初期导致干重增加的主要元素是碳，来源于土壤中的有机物 C. 某些蛋白质在种子萌发时能合成，在植物开花期不能合成 D. 种子萌发时下胚轴向光弯曲生长，与向光侧的生长素浓度高于背光侧有关 11.（2026·河北保定·二模）下列关于光合作用与有氧呼吸作用共同点的叙述，正确的是（　　） A. 两者在绿色植物的所有活细胞中均可发生 B. 两者均只在具膜细胞器中进行 C. 两者产生的ATP均能用于各项生命活动 D. 两者发生过程中均有水的消耗 12.（2026·河北唐山·二模）（多选）绿色植物的卡尔文循环是由11种酶催化的代谢网络，其中核酮糖-1，5-二磷酸羧化加氧酶(Rubisco)的活性最低，但含量最高。在光照充足的条件下，光合作用速率受卡尔文循环的限制，关键的限速步骤是Rubisco催化CO2与C5的反应。下列说法正确的是（       ） A. 卡尔文循环独立于光反应单独进行 B. Rubisco活性突然下降，短时间内C5/C3的值上升 C. Rubisco含量较高可以缓解因其活性较低而对光合速率的限制 D. 通过诱变处理改变Rubisco的结构，是获得高产作物的途径之一 13.（2026·河北唐山·二模）下列关于眼虫细胞内ATP的叙述，错误的是（       ） A. 能与ADP相互转化 B. 只能由细胞呼吸产生 C. 可为伸缩泡运动提供能量 D. 释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合 14.（2026·河北张家口·二模）（多选）全球变暖导致的极端高温天气频发会对农作物的光合作用产生影响。科研人员通过模拟实验研究了不同CO2浓度和温度条件对小麦光合作用的影响，部分结果如下表所示。下列叙述正确的是（　　） 处理条件 净光合速率/（μmol·m-2·s-1） 气孔导度/（mol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度/（μmol·mol-1） 正常CO2+常温 18.5 0.32 260 正常CO2+高温 12.3 0.48 280 升高CO2+常温 22.6 0.25 410 升高CO2+高温 18.8 0.46 430 注：气孔导度表示植物气孔张开程度。 A. 该实验的自变量是CO2浓度和温度，小麦品种和光照强度等无关变量会影响实验结果 B. 与常温相比，高温条件下光合速率下降的主要限制因素是非气孔限制因素 C. 高温条件下对小麦增施CO2比常温下增施CO2对小麦生长的促进作用弱 D. 若高温条件破坏了叶绿体内膜，则会直接导致ATP和NADPH产生不足而影响C3的还原 15.（2026·河北沧州·一模）在密集种植或邻近植物遮挡时，光照中红光与远红光的比例降低，植物通常会表现出叶片变小、分枝减少等“避荫反应”。为研究远红光强度对黄瓜幼苗光合作用的影响，研究人员在固定红蓝光强度及光合有效辐射的基础上，设置了2组不同远红光强度处理，相关生理指标检测结果如下表所示。回答下列问题： 处理组 叶绿素a含量/（mg·L-1） 叶绿素b含量/（mg·L-1） 气孔导度/（mol·m-2·s-1） Rubisco酶活性/（U·mg-1） 净光合速率/（μmol·m-2·s-1） L-FR（低远红光） 8.9 8.5 0.015 58 1.79 H-FR（高远红光） 6.2 6.5 0.023 58 1.35 注：气孔导度反映气孔开放的程度；Rubisco酶催化CO2与C5结合生成C3. （1）　　　　　　　　主要吸收红光和远红光，在受到光照射时，该物质的　　　　　　　　发生变化，最终影响特定基因的表达，从而表现出“避荫反应”。 （2）设置固定红蓝光强度及光合有效辐射的目的是　　　　　　　　。 （3）Rubisco酶位于叶绿体的　　　　　　　　。有人认为远红光强度对该酶的活性影响不大，你　　　　　　　　（填“同意”或“不同意”）该观点，理由是　　　　　　　　。 （4）与L-FR处理相比，H-FR处理下黄瓜幼苗的净光合速率低主要与光反应有关，与暗反应无关，理由是　　　　　　　　。 16.（2026·河北保定·一模）为解决光伏发电的土地占用问题，科研人员以滇黄精、百部和仙茅为材料探索适宜“山地光伏+中药材”种植的中药材品种。将3种中药材分别种植在光伏板下，无光伏板区域（板外）作为对照，测定其净光合速率和胞间CO2浓度，结果见图。回答下列问题： （1）与对照组相比，光伏板下种植的仙茅净光合速率降低，主要原因是光伏板下　　　　　　较低，最终导致在　　　　　　（填具体场所）处生成的糖类减少。 （2）与对照组相比，光伏板下种植的百部胞间CO2浓度显著升高，分析可能原因有两种：①遮阴条件下的气孔开度不受影响，但遮阴条件降低了光合作用酶的活性；②遮阴条件下光合作用酶的活性不受抑制，但遮阴条件提高了气孔开度。你认为合理的原因是　　　（填“①”或“②”），理由是　　　　　　　　　　　。 （3）本研究表明，不太适合在光伏板下种植的一种中药材为　　　　　　，依据是　　　　　　　　。本研究对大田无遮荫条件下种植该药材提高产量的启示是　　　　　　　　　　　。 17.（2026·河北承德·一模）（多选）光系统Ⅰ（PSⅠ）和光系统Ⅱ（PSⅡ）是叶绿素和蛋白质构成的复合体，能够吸收、利用光能进行电子传递。图1为叶肉细胞类囊体上PSⅠ和PSⅡ发生的反应示意图。回答下列问题： （1）位于PSⅡ中的色素吸收光能后，一部分可用于水的光解，该过程产生的电子经PQ、Cytbf、PC等电子传递体传递到PSⅠ，此时NADP+结合电子和H+生成　　　　　，该过程发生的能量转换为　　　　　。 （2）CF0-CF1复合蛋白是位于类囊体膜上的ATP合成酶，该复合蛋白除了能催化　　　　　外，还具有转运H+的作用，通过CF0-CF1复合蛋白转运的H+来自　　　　　，其转运方式为　　　　　。 （3）我国科研人员将ATP合成酶和PSⅡ纯化并重组到磷脂囊泡膜上，制备出光合细胞器，并引入藻蓝蛋白增强其光收集能力，提高光能利用效率和ATP的产量，如图2所示。 ①图中磷脂囊泡膜相当于叶绿体中的　　　　　结构，给予适宜的光照，在磷脂囊泡膜上可合成ATP，但不能合成NADPH，原因是　　　　　。 ②如果适当降低磷脂囊泡膜内的pH（不影响酶活性），推测该光合细胞器合成ATP的速率将　　　　　（填“加快”或“减慢”），理由是　　　　　。 18.（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。 19.（2026·河北石家庄·二模）（多选）高温、干旱会影响植物的光合作用。光系统是由蛋白质和光合色素组成的复合物，具有吸收、传递和转化光能的作用，包括光系统Ⅰ（PSⅠ）和光系统Ⅱ（PSⅡ）。回答下列问题： （1）适宜条件下，光系统吸收的光能一方面可将水分解为H+和O2，其中O2的去向为　　　　　，H+与　　　　　结合；另一方面可提供能量促使　　　　　的合成。 （2）D1蛋白是PSⅡ的重要组成成分，PSⅡ更易受高温胁迫影响，机理如下图所示。一方面，高温使　　　　　膜流动性增强，导致PSⅡ从膜上脱落；另一方面，高温引起活性氧ROS含量增多，通过　　　　　和　　　　　两条途径，使PSⅡ失活抑制光反应。 （3）下表为在正常供水和持续干旱条件下培养某品种小麦幼苗时测定的部分指标，据表分析，持续干旱时小麦幼苗的抗旱策略是　　　　　（答出2点），此时净光合速率下降的原因为　　　　　。 根冠比（根干重/茎干重） 叶绿素含量（mg·g-1FW） 气孔导度（mmol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度（μmol·mol-1） 净光合速率（μmolCO2·m-2·s-1） 正常供水 1.21 1.2 290 285 14 持续干旱 2 0.8 180 352 7 20.（2026·河北保定·二模）水稻中存在由OsaCA1基因编码的碳酸酐酶，该酶在细胞质中，催化进入细胞的CO2迅速转化为HCO3-,于向叶绿体转运；在叶绿体中又能催化HCO3-快速转化为CO2。科研人员发现了某种因OsaCA1基因突变导致该酶合成受阻的水稻，然后检测野生型和该突变型水稻在不同光照强度下的光合作用速率，如图所示。回答下列问题： （1）OsaCA1基因编码碳酸酐酶（化学本质为蛋白质）时，需经过遗传信息的　　　　　　和　　　　　　过程，该酶的合成场所是　　　　　　。 （2）水稻叶肉细胞吸收的CO2被叶绿体中的　　　　　　（填物质名称）固定。图中　　　　　　曲线代表OsaCA1基因突变型水稻，理由是　　　　　　。 （3）水通道蛋白有多种类型，植物细胞的部分水通道蛋白也能顺浓度梯度运输CO2，该过程中CO2进入叶肉细胞的方式为　　　　　　。研究发现，OsaCA1基因突变型水稻叶绿体膜上的部分水通道蛋白明显多于野生型，其生物学意义是　　　　　　。 21.（2026·河北唐山·二模）我国西北地区环境干旱且缺氮。为筛选适合该地生长的白杨树种，研究者以秦白杨5号、新疆杨、84K三个白杨树种作为候选树种，开展了四组实验：A组：正常水+正常氮；B组：正常水+低氮；C：干旱+正常氮；D：干旱+低氮。结果如下图所示： 回答下列问题： （1）实验室常用　　　　　　　　　　　提取绿叶中的色素。研磨时需加入　　　　　　　　　　　防止色素被破坏。与A组相比，B组84K的叶绿素含量低，原因是　　　　　　　　　　　。 （2）与B组相比，秦白杨5号和新疆杨在D组条件下，叶绿素含量下降不明显但净光合速率显著降低，可能的原因是　　　　　　　　　　　，暗反应速率降低。 （3）由图3分析可知，　　　　　　　　　　　(填“水分”或“氮素”)对三种白杨的生长影响更大，依据为　　　　　　　　　　　。 （4）综合分析，更适合西北地区生长的白杨树种是　　　　　　　　　　　。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 细胞呼吸与光合作用 6年真题1年模拟 考点分类 河北考情 命题规律 考点01 细胞呼吸 2026河北（3题）、2025河北（2题）、2024河北（1题）、2023河北（1题）、2022河北（1题）、2021河北（1题） · 情境设置：以基因突变体、运动生理、传统贮藏技术等真实情境为载体，近年突现分子机制探究（如转运蛋白、T蛋白功能） · 考查重点：有氧呼吸过程与场所、无氧呼吸产物判断、ATP来源与去向、酶的特性及影响因素 · 命题趋势：从知识记忆转向机理分析，跨模块融合加剧（酶与能量代谢结合），实验探究比重上升 考点02 光合作用 2024河北（1题）、2022河北（1题）、2021河北（1题） · 情境设置：以农业生产实践（覆膜育苗、水肥调控）和特殊生理现象（叶片白化）为情境，突出应用导向 · 考查重点：光反应与暗反应过程、环境因素（光、水、矿质元素）对光合速率的影响、色素功能与结构基础 · 命题趋势：从单一环境因子分析转向多因子综合调控，结合设施农业新技术，强调解决实际问题能力 考点03 细胞呼吸与光合作用的综合 2026河北（1题）、2025河北（1题）、2023河北（2题） · 情境设置：以细胞器互作（叶绿体-线粒体ATP供应）、发育调控等前沿研究为背景，多涉及模式植物拟南芥 · 考查重点：两者物质联系（C、H、O转移）、能量转换（ATP产生与消耗场所）、代谢协调机制 · 命题趋势：深度考查细胞器功能整合，强调动态平衡与发育调控，实验设计能力要求提高 考点1 细胞呼吸 1.（2026·河北·高考真题）马拉松比赛时，运动员耗氧量显著增加，同时产生大量CO2。下列分析错误的是（        ） A. 机体代谢产生与排出的CO2基本相等是稳态调节的结果 B. 机体摄入的O2通过与内环境中的血红蛋白结合进行运输 C. 比赛过程中，HCO3-/H2CO3可缓冲乳酸导致的血浆pH降低 D. 运动时，CO2可通过神经系统对呼吸运动进行调节，以提高O2供给 【答案】B 【详解】 A、稳态是机体通过调节作用，使各器官、系统协调活动，共同维持内环境相对稳定的状态，机体产生和排出的CO2基本相等可维持内环境成分稳定，是稳态调节的结果，A正确； B、血红蛋白位于红细胞内部，不属于内环境的组成成分，B错误； C、血浆中存在HCO3-/H2CO3等缓冲对，可中和无氧呼吸产生的乳酸，避免血浆pH大幅降低，维持pH相对稳定，C正确； D、CO2可作为化学信号刺激呼吸中枢，使呼吸运动加深加快，提高O2供给，该过程有神经系统参与调节，D正确。 2.（2026·河北·高考真题）酶与无机催化剂催化的两类反应中能量变化如图1和图2所示，下列分析错误的是（        ） A. 图1所示反应中酶与无机催化剂降低活化能的差值为e B. 图1所示为放能反应，图2所示为吸能反应 C. 与①反应相比，②反应所需的条件一般较温和 D. 图2所示反应中酶促反应的活化能为f 【答案】D 【详解】 A、图1中更高的曲线为无机催化剂催化的反应能量变化，更低的曲线为酶催化的反应能量变化，二者所需活化能的差值就是酶比无机催化剂多降低的活化能，对应数值为e，A正确； B、放能反应的产物能量低于反应物能量，吸能反应的产物能量高于反应物能量，因此图1为放能反应，图2为吸能反应，B正确； C、①是无机催化剂催化的反应，②是酶促反应，与无机催化剂相比，酶的作用条件一般更温和，需要适宜的温度和pH，C正确； D、活化能是反应物分子从常态转变为易发生反应的活跃状态所需的能量，即图2中反应物2的能量水平到曲线峰值的能量差，f是②曲线峰值到产物2的能量差，不属于酶促反应的活化能，D错误。 3.（2025·河北·高考真题）（多选）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]可来自细胞质基质 B. 突变体中有氧呼吸的第二阶段增强 C. 突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻 D. 突变体有氧呼吸强度的变化可导致无氧呼吸的增强 【答案】ACD 【分析】 有氧呼吸的全过程，可以分为三个阶段：第一个阶段，一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸，在分解的过程中产生少量的氢(用[H]表示)，同时释放出少量的能量。这个阶段是在细胞质基质中进行的；第二个阶段，丙酮酸经过一系列的反应，分解成二氧化碳和氢，同时释放出少量的能量。这个阶段是在线粒体中进行的；第三个阶段，前两个阶段产生的氢，经过一系列的反应，与氧结合而形成水，同时释放出大量的能量。 【详解】 A、细胞质基质中可以进行糖酵解，产生[H]，进入线粒体参与有氧呼吸的第三阶段，A正确； B、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，有氧呼吸第二阶段能产生[H]，第三阶段[H]和氧气生成水，导致第一、二阶段积累的[H]被消耗，突变体线粒体内膜受损，第三阶段减弱，[H]积累，会抑制第二阶段的进行，因此突变体中有氧呼吸的第二阶段减弱，B错误； C、T蛋白缺失会造成线粒体内膜受损，线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，因此突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻，C正确； D、突变体有氧呼吸中间产物[H]更多且线粒体内膜受损，因此有氧呼吸强度变小，而突变体乳酸含量远大于野生型，因此无氧呼吸增强，D正确。 故选ACD。 4.（2025·河北·高考真题）ATP是一种能为生命活动供能的化合物，下列过程不消耗ATP的是（       ） A. 肌肉的收缩 B. 光合作用的暗反应 C. Ca2+载体蛋白的磷酸化 D. 水的光解 【答案】D 【分析】 ATP（腺苷三磷酸）是一种高能磷酸化合物，在细胞中，它与ADP的相互转化实现储能和放能，从而保证细胞各项生命活动的能量供应。生成ATP 的途径主要有两条：一条是植物体内含有叶绿体的细胞，在光合作用的光反应阶段生成ATP；另一条是活细胞能通过细胞呼吸生成ATP。 【详解】 A、肌肉收缩通过肌球蛋白与肌动蛋白相互作用，需要ATP水解供能，A不符合题意； B、光合作用暗反应中C3的还原需要消耗ATP（来自光反应产生的ATP），B不符合题意； C、ATP为主动运输供能时载体蛋白空间结构发生变化，Ca²⁺载体蛋白磷酸化需ATP水解提供磷酸基团和能量，C不符合题意； D、水的光解发生在光反应阶段，由光能驱动，不消耗ATP，反而生成ATP，D符合题意。 故选D。 5.（2024·河北·高考真题）下列关于酶的叙述，正确的是（       ） A. 作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物 B. 胃蛋白酶应在酸性、37℃条件下保存 C. 醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶，分布于其线粒体内膜上 D. 从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶 【答案】D 【分析】 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，应在最适pH、低温条件下保存。原核生物只有唯一的细胞器核糖体，无细胞核和其他细胞器。 【详解】 A、一般来说，酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，但其作用的反应物不一定是有机物，如过氧化氢酶作用的反应物过氧化氢就是无机物，A错误； B、胃蛋白酶应在酸性、低温下保存，B错误； C、醋酸杆菌是细菌，属于原核生物，不具有线粒体结构，C错误； D、成年牛、羊等草食类动物肠道中有可以分解纤维素的微生物，所以从其肠道内容物中可以获得纤维素酶，D正确。 故选D。 6.（2022·河北·高考真题）关于呼吸作用的叙述，正确的是（　　） A. 酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝水溶液变黄的气体 B. 种子萌发时需要有氧呼吸为新器官的发育提供原料和能量 C. 有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中 D. 通气培养的酵母菌液过滤后，滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰绿色 【答案】B 【分析】 1、 无氧呼吸分为两个阶段：第一阶段：葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，并释放少量能量；第二阶段丙酮酸在不同酶的作用下转化成乳酸或酒精和二氧化碳，不释放能量。整个过程都发生在细胞质基质。 2、 有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。 【详解】 A、能使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄的成分是二氧化碳，酵母菌无氧呼吸可产生二氧化碳，A错误； B、种子萌发时种子中的有机物经有氧呼吸氧化分解，可为新器官的发育提供原料和能量，B正确； C、有机物彻底分解、产生大量ATP的过程是有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，C错误； D、酸性的重铬酸钾可用于检测酒精，两者反应呈灰绿色，而通气培养时酵母菌进行有氧呼吸，不产生酒精，故酵母菌液过滤后的滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后不会变为灰绿色，D错误。 故选B。 7.（2021·河北·高考真题）（多选）《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法（如图）。目前我国果蔬主产区普遍使用大型封闭式气调冷藏库（充入氮气替换部分空气），延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙述正确的是（       ） A. 荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解 B. 荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬，有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行，第三阶段受到抑制 C. 气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性 D. 气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间 【答案】ACD 【分析】 细胞呼吸分有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。这两种类型的共同点是：在酶的催化作用下，分解有机物，释放能量。但是，前者需要氧和线粒体的参与，有机物彻底氧化释放的能量比后者多。温度、水分、氧气和二氧化碳浓度是影响呼吸作用的主要因素，储藏蔬菜、水果时采取零上低温、一定湿度、低氧等措施延长储藏时间，而种子采取零上低温、干燥、低氧等措施延长储存时间。 【详解】 A、荫坑和气调冷藏库环境中的低温均可通过降低温度抑制与呼吸作用相关的酶的活性，大型封闭式气调冷藏库（充入氮气替换部分空气）降低氧气浓度，有氧呼吸和无氧呼吸均减弱，从而减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解，A正确； B、荫坑和气调冷藏库贮存中的低温可以降低呼吸作用相关酶的活性，大型封闭式气调冷藏库（充入氮气替换部分空气）降低氧气浓度，其中酶的活性降低对有氧呼吸的三个阶段均有影响，B错误； C、温度会影响酶的活性，气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性，C正确； D、乙烯促进果实成熟，催熟是乙烯最主要和最显著的效应。所以气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬的保鲜时间，D正确。 故选ACD。 8.（2026·河北·高考真题）M是植物线粒体膜上转运丙酮酸的蛋白。为探究M蛋白对植物镉耐受性的影响，科研人员利用拟南芥M基因缺失突变体进行了相关研究。 回答下列问题： （1）利用葡萄糖进行有氧呼吸时，丙酮酸是第　　　　　　　　　阶段的产物，ATP主要在第　　　　　　　　　　　阶段生成。 （2）无镉胁迫时，M缺失突变体细胞质基质中丙酮酸的含量　　　　　　　　　野生型。受到镉胁迫时，拟南芥可通过主动运输将镉排出胞外以缓解毒害，推测此时野生型中有氧呼吸强度会　　　　　　　　　。 （3）谷氨酸是植物合成谷胱甘肽的主要原料，在丙酮酸供应不足时也可用于维系有氧呼吸的正常运转，无镉胁迫时，M缺失突变体和野生型的根长无显著差异，而突变体谷胱甘肽含量显著低于野生型，推测造成此现象的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）拟南芥还可通过谷胱甘肽结合镉以减轻毒害。镉胁迫时，M缺失突变体中谷胱甘肽含量显著高于野生型，结合下图根长数据分析，相较于野生型，此时M缺失突变体根细胞中的ATP生成量　　　　　　　　　　，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 一    ② 三     （2）① 高于    ② 增强     （3）M缺失突变体中丙酮酸进入线粒体受阻，细胞质基质中丙酮酸积累，抑制了谷氨酸向谷胱甘肽的合成途径（或谷氨酸更多用于维系有氧呼吸的正常运转，用于合成谷胱甘肽的谷氨酸减少）     （4）① 减少    ② M缺失突变体通过谷胱甘肽结合镉消耗大量ATP，且丙酮酸进入线粒体受阻，有氧呼吸减弱，ATP生成减少，主动运输排出镉的ATP供应不足，根生长受抑制更明显      (1)小问详解： 利用葡萄糖进行有氧呼吸时，第一阶段的产物是丙酮酸（葡萄糖分解为丙酮酸和[H]，释放少量能量）；有氧呼吸的第三阶段（[H]与O2结合生成水）释放的能量最多，因此ATP主要在第三阶段生成。 (2)小问详解： M蛋白是转运丙酮酸进入线粒体的蛋白，M缺失突变体中丙酮酸无法正常进入线粒体，因此细胞质基质中丙酮酸的含量高于野生型；镉胁迫时，野生型需通过主动运输排出镉，主动运输需要消耗ATP，因此有氧呼吸强度会增强（以提供更多ATP）。 (3)小问详解： M缺失突变体中，丙酮酸进入线粒体受阻，有氧呼吸的丙酮酸供应不足；此时谷氨酸更多用于维系有氧呼吸的正常运转（而非合成谷胱甘肽），因此用于合成谷胱甘肽的谷氨酸减少，谷胱甘肽含量显著低于野生型；同时，有氧呼吸的能量供应能满足根生长的需求，因此突变体和野生型的根长无显著差异。 (4)小问详解： 相较于野生型，镉胁迫时M缺失突变体细胞中的ATP生成量减少（更低）；原因：M缺失突变体中丙酮酸进入线粒体受阻，有氧呼吸强度降低，ATP生成减少；同时，突变体需合成更多谷胱甘肽结合镉，消耗了大量谷氨酸，可用于维系有氧呼吸的谷氨酸减少，进一步降低有氧呼吸强度，ATP生成量不足，根生长受抑制更明显（根长更短）。 9.（2023·河北·高考真题）拟南芥发育早期的叶肉细胞中，未成熟叶绿体发育所需ATP须借助其膜上的转运蛋白H由细胞质基质进入。发育到一定阶段，叶肉细胞H基因表达量下降，细胞质基质ATP向成熟叶绿体转运受阻。 回答下列问题： （1）未成熟叶绿体发育所需ATP主要在　　　合成，经细胞质基质进入叶绿体。 （2）光照时，叶绿体类囊体膜上的色素捕获光能，将其转化为ATP和　　　中的化学能，这些化学能经　　　阶段释放并转化为糖类中的化学能。 （3）研究者通过转基因技术在叶绿体成熟的叶肉细胞中实现H基因过量表达，对转H基因和非转基因叶肉细胞进行黑暗处理，之后检测二者细胞质基质和叶绿体基质中ATP相对浓度，结果如图。相对于非转基因细胞，转基因细胞的细胞质基质ATP浓度明显　　　。据此推测，H基因的过量表达造成细胞质基质ATP被　　　（填“叶绿体”或“线粒体”）大量消耗，细胞有氧呼吸强度　　　。     （4）综合上述分析，叶肉细胞通过下调　　　阻止细胞质基质ATP进入成熟的叶绿体，从而防止线粒体　　　，以保证光合产物可转运到其他细胞供能。 【答案】（1）线粒体（或“线粒体内膜”）     （2）① NADPH（或“还原型辅酶Ⅱ”）    ② 暗反应（或“卡尔文循环”）     （3）① 降低    ② 叶绿体    ③ 升高     （4）① H基因表达（或“H蛋白数量”）    ② 过多消耗光合产物（或“有氧呼吸增强”）      【分析】 由题干可知，拟南芥发育早期的叶肉细胞中，未成熟叶绿体发育需要来自细胞质基质的ATP，ATP是细胞中的直接能源物质，主要细胞呼吸和光合作用产生，其中细胞呼吸产生的ATP可以用于各种生命活动，因此未成熟的叶绿体发育所需的ATP来自细胞呼吸，细胞有氧呼吸产生大量ATP，有氧呼吸的场所主要在线粒体，因此细胞线粒体产生大量ATP通过叶绿体膜上的H蛋白转运至叶绿体促进其发育。待叶绿体发育成熟，H基因表达量下降，细胞有氧呼吸产生的ATP向叶绿体转运受阻，ATP可用于其他的生命活动，避免有机物的过度消耗。 (1)小问详解： 由题干可知，拟南芥幼苗叶肉细胞的叶绿体仍在发育且时，消耗的ATP主要来自自身线粒体。线粒体通过有氧呼吸为细胞提供生命活动所需的大约95%的能量。线粒体中能够大量合成ATP的化学反应在线粒体内膜上进行。 (2)小问详解： 在植物光合作用的光反应阶段，光能被光合色素捕获后，转化为储存在ATP和NADPH中的化学能。在暗反应阶段ATP和NADPH中的化学能再进一步转化固定到糖类等有机物中。 (3)小问详解： 由图可知，叶绿体成熟的非转基因叶肉细胞中H基因表达下调，细胞质基质ATP浓度远高于叶绿体基质。H基因过表达后，细胞质基质中ATP含量下降，且叶绿体基质中ATP含量未显著升高，表明叶绿体消耗了从细胞质基质中转入的ATP。推测，H基因过表达后，大量的ATP转运至叶绿体中被消耗，细胞需代偿性提高线粒体呼吸强度，以补充细胞质基质中的ATP。 (4)小问详解： 由题分析可知，ATP由细胞质基质向叶绿体转运过程中，H转运蛋白的数量是限制运输速率的一个主要因素。叶绿体成熟的叶肉细胞中H基因的表达下调，H转运蛋白的数量减少，进而ATP向叶绿体的流入被有效阻止，细胞质基质ATP可保持正常生理水平，从而避免了线粒体呼吸作用的额外增强、过多消耗光合产物，保证光合产物能被转运到其他细胞供能。 考点2 光合作用 1.（2024·河北·高考真题）高原地区蓝光和紫外光较强，常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响，研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率，以及覆膜后幼苗光合色素的含量，结果如图、表所示。 覆膜处理 叶绿素含量（mg/g） 类胡萝卜素含量（mg/g） 白膜 1.67 0.71 蓝膜 2.20 0.90 绿膜 1.74 0.65 回答下列问题： （1）如图所示，三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异，其中　　　　　　　　光可被位于叶绿体　　　　　　　　上的光合色素高效吸收后用于光反应，进而使暗反应阶段的还原转化为　　　　　　　　和　　　　　　　　。与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的　　　　　　　　较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。 （2）光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比，选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时，可利用　　　　　　　　作为溶剂。测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）研究表明，覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果，其原因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（答出两点即可）。 【答案】（1）① 蓝光    ② 类囊体薄膜    ③ C5    ④ 糖类    ⑤ 紫外光     （2）① 无水乙醇    ② 叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，选择红光可排除类胡萝卜素的干扰     （3）覆盖蓝膜紫外光透过率低，蓝光透过率高，降低紫外光对幼苗的辐射的同时不影响其光合作用；与覆盖白膜和绿膜比，覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜素含量都更高，有利幼苗进行光合作用      【分析】 光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫作光反应阶段。光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的产物有O2、ATP和NADPH。光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段。暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的。在这一阶段， CO2被利用，经过一系列的反应后生成糖类。 (1)小问详解： 叶绿体由双层膜包被，内部有许多基粒。每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成，这些囊状结构称为类囊 体。吸收光能的4种色素就分布在类囊体的薄膜上。其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。这 4种色素吸收的光波长有差别，但是都可以用于光合作用。光合色素吸收的光能用于暗反应阶段，在这一阶段，一些接受能量并被还原的C3，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的C3，经过一系列变化，又形成C5。据图可知，与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的紫外光较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。 (2)小问详解： 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，为了排除类胡萝卜素的干扰，测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光。 (3)小问详解： 据图可知，与覆盖其它色的膜相比，覆盖蓝膜的紫外光透过率低，蓝光透过率高，在降低紫外光对幼苗的辐射的同时不影响其光合作用；据表中数据分析，与覆盖白膜和绿膜比，覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜素含量都更高，有利幼苗进行光合作用。 2.（2022·河北·高考真题）某品种茶树叶片呈现阶段性白化：绿色的嫩叶在生长过程中逐渐转为乳白色，而后又恢复为绿色。白化期叶绿体内部结构解体（仅残留少量片层结构）。阶段性白化过程中相关生理指标检测结果如下图。回答下列问题： （1）从叶片中分离叶绿体可采用　　　　　　　　法。 （2）经检测，白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低，其原因是　　　　　　　　（写出两点即可）。 （3）白化过程中气孔导度下降，既能够满足光合作用对CO2的需求，又有助于减少　　　　　　　　。 （4）叶片复绿过程中需合成大量直接参与光反应的蛋白质。其中部分蛋白质由存在于　　　　　　　　中的基因编码，通过特定的机制完成跨膜运输：其余蛋白质由存在于　　　　　　　　中的基因编码。 【答案】（1）差速离心     （2）叶绿体内部结构解体；光合色素减少     （3）水分的散失     （4）① 细胞核    ② 叶绿体      【分析】 1、分离各种细胞器的方法是差速离心法。 2、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。 (1)小问详解： 叶绿体属于细胞器，根据不同细胞器的密度不同，可用差速离心法从叶片中分离叶绿体。 (2)小问详解： 光合作用的光反应过程可产生NADPH和ATP，该过程需要叶绿体类囊体薄膜上叶绿素的参与，据题意可知，白化期叶绿体内部结构解体，叶绿体类囊体薄膜减少，且白化过程中叶绿素等光合色素减少，光反应减慢，故白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低。 (3)小问详解： 白化过程中气孔导度下降，既能够满足光合作用对CO2的需求，又有助于减少水分的散失，利于植物的生存。　 (4)小问详解： 叶绿体属于半自主性细胞器，其中蛋白质的合成主要受到细胞核基因的编码，合成后经特定机制完成跨膜运输；其余蛋白质由存在于细胞质中（叶绿体）的基因编码。 3.（2021·河北·高考真题）为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：（1）对照组；（2）施氮组，补充尿素（12g·m-2）（3）水+氮组，补充尿素（12g·m-2）同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。 生理指标 对照组 施氮组 水+氮组 自由水/结合水 6.2 6.8 7.8 气孔导度（mmol·m-2s-1） 85 65 196 叶绿素含量（mg·g-1） 9.8 11.8 12.6 RuBP羧化酶活性（μmol·h-1g-1） 316 640 716 光合速率（μmol·m-2s-1） 6.5 8.5 11.4 注：气孔导度反映气孔开放的程度 回答下列问题： （1）植物细胞中自由水的生理作用包括　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　等（写出两点即可）。补充水分可以促进玉米根系对氮的　　　　　　　　　　，提高植株氮供应水平。 （2）参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与　　　　　　　　　　离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于驱动　　　　　　　　　　两种物质的合成以及　　　　　　　　　　的分解；RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到　　　　　　　　　　分子上，反应形成的产物被还原为糖类。 （3）施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的CO2供应。据实验结果分析，叶肉细胞CO2供应量增加的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】① 细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物     ② 主动吸收    ③ 镁    ④ ATP和NADPH    ⑤ 水    ⑥ C5（或RuBP）    ⑦ 气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大 【分析】 分析题意可知，该实验目的是探究水和氮对光合作用的影响，实验分成三组：对照组、施氮组、水+氮组；分析表格数据可知：自由水与结合水的比值：对照组＜施氮组＜水+氮组；气孔导度：对照组＞施氮组＜水+氮组；叶绿素含量：对照组＜施氮组＜水+氮组；RuBP羧化酶活性：对照组＜施氮组＜水+氮组；光合速率：对照组＜施氮组＜水+氮组。 【详解】 1）细胞内的水以自由水与结合水的形式存在，结合水是细胞结构的重要组成成分，自由水是细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物；根据表格分析，水+氮组的气孔导度大大增加，增强了植物的蒸腾作用，有利于植物根系吸收并向上运输氮，所以补充水分可以促进玉米根系的对氮的主动吸收，提高植株氮供应水平。 （2）参与光合作用的很多分子都含有氮，叶绿素的元素组成有C、H、O、N、Mg，其中氮与镁离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于光反应，光反应的场所是叶绿体的类囊体膜，完成的反应是水光解产生NADPH（[H]）和氧气，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH（[H]）中，其中ATP和NADPH（[H]）两种物质含有氮元素；暗反应包括二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程，其中RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到C5（RuBP）分子上，反应形成的C3被还原为糖类。 （3）分析表格数据可知，施氮同时补充水分使气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大，使植物有足量的CO2供应，从而增加了光合速率。 本题考查水的存在形式和作用、光合作用的过程、影响光合作用的因素等相关知识，意在考查考生把握知识间的相互联系，运用所学知识解决生物学实际问题的能力，难度中等。 考点3 细胞呼吸与光合作用的综合 1.（2026·河北·高考真题）（多选）小立碗藓的叶绿体和线粒体都有为细胞质基质提供ATP的潜力。为探究两者对细胞质基质ATP水平的影响，对①、②和③组小立碗藓进行黑暗预处理后，检测其细胞质基质ATP对光的响应变化，结果如图所示。下列分析正确的是（        ） A. 光合产物的缺乏和光反应受阻导致③在光照下ATP无显著变化 B. 第一次光照时，①中ATP的增加与叶绿体、线粒体均有关 C. 光照时，叶绿体中的部分ATP用于暗反应中CO2与C5的结合 D. 小立碗藓中的线粒体有助于维持细胞质基质中ATP的稳定供应 【答案】BD 【详解】 A、③用的是DCMU，抑制叶绿体ATP生成，③在光照下ATP无显著变化，应是光反应受阻导致，A错误； B、③阻断叶绿体ATP，细胞质基质ATP极低；②线粒体有氧呼吸受损，ATP峰值远低于①；说明光照下①野生型叶绿体光反应产生ATP，同时线粒体有氧呼吸持续供ATP，二者共同作用，B正确； C、CO2与C5的结合是暗反应CO2的固定，该过程不消耗ATP；叶绿体中的部分ATP用于暗反应中三碳酸的还原，C错误； D、对比①线粒体正常和②线粒体部分有氧呼吸受抑制；全程②的细胞质基质ATP含量都低于①，且黑暗阶段差距更明显，说明线粒体有氧呼吸为细胞质基质提供ATP，维持其ATP稳定供应，D正确。 2.（2025·河北·高考真题）对绿色植物的光合作用和呼吸作用过程进行比较，下列叙述错误的是（       ） A. 类囊体膜上消耗H2O，而线粒体基质中生成H2O B. 叶绿体基质中消耗CO2，而线粒体基质中生成CO2 C. 类囊体膜上生成O2，而线粒体内膜上消耗O2 D. 叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质中分解有机物 【答案】A 【分析】 光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段发生在类囊体薄膜上，完成水的光解和ATP的合成，暗反应阶段发生在叶绿体基质，完成二氧化碳的固定和三碳化合物的还原。 【详解】 A 、类囊体膜上进行水的光解消耗H2O，而线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段生成H2O，线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段不生成H2O，A错误； B、叶绿体基质中进行暗反应，消耗CO2进行二氧化碳的固定，线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段，涉及丙酮酸和水反应生成CO2，B正确； C、类囊体膜上进行水的光解生成O2，线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段，消耗O2和NADH生成水，C正确； D、叶绿体基质中进行暗反应，合成葡萄糖等有机物，线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段，分解有机物（丙酮酸），生成CO2和NADH，D正确。 故选A。 3.（2023·河北·高考真题）下列关于生物学实验的叙述，错误的是（       ） A. 性状分离比的模拟实验中，两个小桶内彩球的总数必须相同 B. 调查遗传病时，选发病率较高的单基因遗传病更容易推断其遗传方式 C. 利用抗生素对大肠杆菌逐代选择培养过程中，平板上抑菌圈可能逐渐变小 D. 用酸性重铬酸钾溶液检测酵母菌无氧呼吸产生的酒精，应先耗尽培养液中的葡萄糖 【答案】A 【分析】 由于雄性配子的数量多于雌配子的数量，所以性状分离模拟实验中代表雌、雄生殖器官的2个小桶中彩球总数可以不同。 酸性重铬酸钾既能将酒精中的羟基氧化成羧基，也能将葡萄糖中的醛基氧化成羧基，因此酸性重铬酸钾溶液与酒精和葡萄糖都会出现由橙色变为灰绿色的颜色变化。 【详解】 A、由于雄性配子的数量多于雌配子的数量，所以性状分离模拟实验中代表雌、雄生殖器官的2个小桶中彩球总数可以不同，A错误； B、多基因遗传病在人群中发病率较高，且易受环境影响，调查人群中的遗传病时，最好选择群体中发病率较高的单基因遗传病，更容易推断其遗传方式，B正确; C、利用抗生素对大肠杆菌逐代选择培养过程中，在抗生素的选择作用下，大肠杆菌的抗药性逐渐增强，平板上抑菌圈可能逐渐变小，C正确； D、酸性重铬酸钾既能将酒精中的羟基氧化成羧基，也能将葡萄糖中的醛基氧化成羧基，因此酸性重铬酸钾溶液与酒精和葡萄糖都会出现由橙色变为灰绿色的颜色变化，所以用酸性重铬酸钾溶液检测酵母菌无氧呼吸产生的酒精，应先耗尽培养液中的葡萄糖 ，D正确。 故选A。 4.（2023·河北·高考真题）拟南芥发育早期的叶肉细胞中，未成熟叶绿体发育所需ATP须借助其膜上的转运蛋白H由细胞质基质进入。发育到一定阶段，叶肉细胞H基因表达量下降，细胞质基质ATP向成熟叶绿体转运受阻。 回答下列问题： （1）未成熟叶绿体发育所需ATP主要在　　　合成，经细胞质基质进入叶绿体。 （2）光照时，叶绿体类囊体膜上的色素捕获光能，将其转化为ATP和　　　中的化学能，这些化学能经　　　阶段释放并转化为糖类中的化学能。 （3）研究者通过转基因技术在叶绿体成熟的叶肉细胞中实现H基因过量表达，对转H基因和非转基因叶肉细胞进行黑暗处理，之后检测二者细胞质基质和叶绿体基质中ATP相对浓度，结果如图。相对于非转基因细胞，转基因细胞的细胞质基质ATP浓度明显　　　。据此推测，H基因的过量表达造成细胞质基质ATP被　　　（填“叶绿体”或“线粒体”）大量消耗，细胞有氧呼吸强度　　　。     （4）综合上述分析，叶肉细胞通过下调　　　阻止细胞质基质ATP进入成熟的叶绿体，从而防止线粒体　　　，以保证光合产物可转运到其他细胞供能。 【答案】（1）线粒体（或“线粒体内膜”）     （2）① NADPH（或“还原型辅酶Ⅱ”）    ② 暗反应（或“卡尔文循环”）     （3）① 降低    ② 叶绿体    ③ 升高     （4）① H基因表达（或“H蛋白数量”）    ② 过多消耗光合产物（或“有氧呼吸增强”）      【分析】 由题干可知，拟南芥发育早期的叶肉细胞中，未成熟叶绿体发育需要来自细胞质基质的ATP，ATP是细胞中的直接能源物质，主要细胞呼吸和光合作用产生，其中细胞呼吸产生的ATP可以用于各种生命活动，因此未成熟的叶绿体发育所需的ATP来自细胞呼吸，细胞有氧呼吸产生大量ATP，有氧呼吸的场所主要在线粒体，因此细胞线粒体产生大量ATP通过叶绿体膜上的H蛋白转运至叶绿体促进其发育。待叶绿体发育成熟，H基因表达量下降，细胞有氧呼吸产生的ATP向叶绿体转运受阻，ATP可用于其他的生命活动，避免有机物的过度消耗。 (1)小问详解： 由题干可知，拟南芥幼苗叶肉细胞的叶绿体仍在发育且时，消耗的ATP主要来自自身线粒体。线粒体通过有氧呼吸为细胞提供生命活动所需的大约95%的能量。线粒体中能够大量合成ATP的化学反应在线粒体内膜上进行。 (2)小问详解： 在植物光合作用的光反应阶段，光能被光合色素捕获后，转化为储存在ATP和NADPH中的化学能。在暗反应阶段ATP和NADPH中的化学能再进一步转化固定到糖类等有机物中。 (3)小问详解： 由图可知，叶绿体成熟的非转基因叶肉细胞中H基因表达下调，细胞质基质ATP浓度远高于叶绿体基质。H基因过表达后，细胞质基质中ATP含量下降，且叶绿体基质中ATP含量未显著升高，表明叶绿体消耗了从细胞质基质中转入的ATP。推测，H基因过表达后，大量的ATP转运至叶绿体中被消耗，细胞需代偿性提高线粒体呼吸强度，以补充细胞质基质中的ATP。 (4)小问详解： 由题分析可知，ATP由细胞质基质向叶绿体转运过程中，H转运蛋白的数量是限制运输速率的一个主要因素。叶绿体成熟的叶肉细胞中H基因的表达下调，H转运蛋白的数量减少，进而ATP向叶绿体的流入被有效阻止，细胞质基质ATP可保持正常生理水平，从而避免了线粒体呼吸作用的额外增强、过多消耗光合产物，保证光合产物能被转运到其他细胞供能。 1.（2026·河北保定·一模）生活在青藏高原的鼠兔可通过增大红细胞体积、增强无氧呼吸能力来应对低氧环境。下列叙述正确的是（       ） A. 鼠兔细胞进行有氧呼吸时不消耗水但能产生水 B. 鼠兔红细胞体积增大后细胞膜的物质运输效率提高 C. 鼠兔细胞进行无氧呼吸的过程中会释放少量CO2 D. 呼吸过程中的中间产物可以转化为甘油、氨基酸等物质 【答案】D 【详解】 A、有氧呼吸第二阶段消耗水，第三阶段产生水，因此有氧呼吸既消耗水也能产生水，A错误； B、细胞体积越大，相对表面积（表面积与体积的比值）越小，细胞膜的物质运输效率越低，鼠兔红细胞体积增大后物质运输效率会降低，B错误； C、动物细胞无氧呼吸的产物为乳酸，整个过程不释放CO2，C错误； D、呼吸过程的中间产物（如丙酮酸等）可通过不同代谢途径转化为甘油、非必需氨基酸等物质，实现糖类、脂质、蛋白质等物质的相互转化，D正确。 2.（2026·河北保定·一模）（多选）癌细胞主要依赖无氧呼吸，增强其线粒体功能会激发凋亡。铁皮石斛中存在一种天然活性多糖，该多糖可显著提高有氧呼吸第三阶段相关酶的合成。下列相关叙述正确的是（       ） A. 线粒体是有氧呼吸的主要场所，其内膜面积远大于外膜 B. 该多糖可通过增强线粒体功能促进癌细胞的凋亡 C. 该多糖促进相关酶合成时，需要核糖体等细胞器的参与 D. 端粒学说认为，细胞的凋亡与染色体端粒随细胞分裂次数增加而缩短有关 【答案】ABC 【详解】 A 、线粒体是有氧呼吸的主要场所，内膜向内折叠形成嵴，其内膜面积远大于外膜，A正确； B、铁皮石斛中存在一种天然活性多糖，该多糖可显著提高有氧呼吸第三阶段相关酶的合成。癌细胞主要依赖无氧呼吸，增强其线粒体功能会激发凋亡。因此，该多糖可通过增强线粒体功能促进癌细胞的凋亡，B正确； C、铁皮石斛中存在一种天然活性多糖，该多糖可显著提高有氧呼吸第三阶段相关酶的合成。酶的化学本质是蛋白质，蛋白质的合成场所是核糖体，所需的能量主要来源于线粒体，C正确； D、端粒学说认为，细胞的衰老与染色体端粒随细胞分裂次数增加而缩短有关。细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，D错误。 3.（2026·河北保定·一模）生活在青藏高原的鼠兔可通过增大红细胞体积、增强无氧呼吸能力来应对低氧环境。下列叙述正确的是（       ） A. 鼠兔细胞进行有氧呼吸时不消耗水但能产生水 B. 鼠兔红细胞体积增大后细胞膜的物质运输效率提高 C. 鼠兔细胞进行无氧呼吸的过程中会释放少量CO2 D. 呼吸过程中的中间产物可以转化为甘油、氨基酸等物质 【答案】D 【详解】 A、有氧呼吸第二阶段消耗水，第三阶段产生水，因此有氧呼吸既消耗水也能产生水，A错误； B、细胞体积越大，相对表面积（表面积与体积的比值）越小，细胞膜的物质运输效率越低，鼠兔红细胞体积增大后物质运输效率会降低，B错误； C、动物细胞无氧呼吸的产物为乳酸，整个过程不释放CO2，C错误； D、呼吸过程的中间产物（如丙酮酸等）可通过不同代谢途径转化为甘油、非必需氨基酸等物质，实现糖类、脂质、蛋白质等物质的相互转化，D正确。 4.（2026·河北保定·一模）（多选）癌细胞主要依赖无氧呼吸，增强其线粒体功能会激发凋亡。铁皮石斛中存在一种天然活性多糖，该多糖可显著提高有氧呼吸第三阶段相关酶的合成。下列相关叙述正确的是（       ） A. 线粒体是有氧呼吸的主要场所，其内膜面积远大于外膜 B. 该多糖可通过增强线粒体功能促进癌细胞的凋亡 C. 该多糖促进相关酶合成时，需要核糖体等细胞器的参与 D. 端粒学说认为，细胞的凋亡与染色体端粒随细胞分裂次数增加而缩短有关 【答案】ABC 【详解】 A 、线粒体是有氧呼吸的主要场所，内膜向内折叠形成嵴，其内膜面积远大于外膜，A正确； B、铁皮石斛中存在一种天然活性多糖，该多糖可显著提高有氧呼吸第三阶段相关酶的合成。癌细胞主要依赖无氧呼吸，增强其线粒体功能会激发凋亡。因此，该多糖可通过增强线粒体功能促进癌细胞的凋亡，B正确； C、铁皮石斛中存在一种天然活性多糖，该多糖可显著提高有氧呼吸第三阶段相关酶的合成。酶的化学本质是蛋白质，蛋白质的合成场所是核糖体，所需的能量主要来源于线粒体，C正确； D、端粒学说认为，细胞的衰老与染色体端粒随细胞分裂次数增加而缩短有关。细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，D错误。 5.（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 【详解】 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。 6.（2026·河北石家庄·一模）图1、图2分别表示温度和pH对几丁质酶活性的影响。下列叙述正确的是（　　） A. 几丁质酶可为几丁质的水解过程提供活化能 B. 进行图1实验时应将酶与几丁质先混合再保温 C. 图2实验时应将温度设置为50℃左右 D. 应在30℃、pH为4.0的条件下长期保存几丁质酶 【答案】C 【详解】 A、酶的作用是降低化学反应的活化能，而不是提供活化能，A错误； B、探究pH和温度对该酶活性影响时，如果先将酶与底物混合后在预设条件下进行测定，酶促反应将会提前发生，导致实验结果误差较大，所以，探究pH和温度对该酶活性影响时不可先将酶与底物混合后在预设条件下进行测定，B错误； C、图2探究的是pH对酶活性的影响，温度属于无关变量，应保持在酶的最适温度。 从图1可知，几丁质酶的最适温度约为50℃，因此图2实验时应将温度设置为50℃左右，C正确； D、虽然该酶在温度为50℃时活性最高，但此温度不是低温，不利于酶的保存，所以不应该保存在50℃，酶应该低温保存，D错误。 7.（2026·河北承德·一模）（多选）剧烈运动时，由于供氧不足，肌细胞呼吸作用产生的丙酮酸和NADH发生反应，生成乳酸和NAD+，再生的NAD+可维持细胞呼吸的持续进行。生成的乳酸转运至肝脏并重新生成葡萄糖，葡萄糖又释放入血，再度供肌肉摄取利用。下列相关分析正确的是（　　） A. 在氧气充足情况下，丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与 B. 在肌细胞中，丙酮酸和NADH的反应发生在细胞质基质，产生NAD+的同时释放少量能量 C. 运动时，下丘脑会通过交感神经使胰高血糖素分泌增多，促进乳酸重新生成葡萄糖 D. 肌肉—肝脏间的代谢协作通路具有回收乳酸能量、防止乳酸酸中毒、维持血糖稳定等意义 【答案】CD 【详解】 A、丙酮酸分解成CO2和[H]的过程为有氧呼吸的第二阶段，不需要O2的直接参与，O2直接参与有氧呼吸的第三阶段，A错误； B、丙酮酸和NADH的反应为无氧呼吸的第二阶段，该过程不释放能量，B错误； C、运动时血糖浓度降低，下丘脑的某些区域兴奋，通过交感神经使胰岛A细胞分泌胰高血糖素，在肝细胞中使乳酸重新生成葡萄糖，使血糖浓度升高，C正确； D、题中描述的肌肉—肝脏间的代谢协作通路，可防止肌细胞中乳酸过多导致的酸中毒，肝细胞回收乳酸可防止乳酸中的能量浪费和维持血糖的稳定，D正确。 8.（2026·河北石家庄·二模）在厌氧胁迫下，玉米根细胞中的丙酮酸经相关反应后可被乙醇脱氢酶（ADH）催化生成乙醇，或被乳酸脱氢酶（LDH）催化生成乳酸。下列叙述错误的是（       ） A. 玉米叶肉细胞中也含ADH基因和LDH基因 B. ADH催化生成的乙醇可用酸性重铬酸钾溶液进行鉴定 C. ADH和LDH发挥作用时，都消耗细胞质基质中产生的[H] D. ADH和LDH催化的化学反应中产生的ATP量不等 【答案】D 【详解】 A、玉米叶肉细胞和根细胞都由受精卵经有丝分裂和细胞分化形成，所含遗传物质相同，因此都含有ADH基因和LDH基因，A正确； B、乙醇即酒精，可与酸性重铬酸钾发生颜色反应，使溶液由橙色变为灰绿色，因此可用酸性重铬酸钾溶液鉴定乙醇，B正确； C、ADH和LDH催化的是无氧呼吸第二阶段的反应，无氧呼吸第一阶段在细胞质基质中产生的[H]，会在第二阶段被消耗，用于还原丙酮酸生成乙醇或乳酸，C正确； D、无氧呼吸仅第一阶段释放少量能量、产生少量ATP，ADH和LDH催化的无氧呼吸第二阶段不释放能量，没有ATP生成，因此两个反应产生的ATP量相等，均为0，D错误。 9.（2026·河北保定·二模）（多选）X酶是光合作用暗反应中的关键酶。经紫外线照射处理的某作物品系（S），其X酶相比于野生型（WT）发生了过量表达，科研人员对相关品系做了进一步研究，结果如图，下列叙述错误的是（　　） A. 未补光时，S植株的CO2固定速率始终高于WT B. X酶位于叶绿体类囊体薄膜上，其活性易受温度影响 C. A点之前，限制S植株光合速率的环境因素不包括光照强度 D. 胞间CO2浓度为300μmol·mol-1时，与曲线②相比，①光合速率更快的原因是X酶含量更高 【答案】ABD 【详解】 A、未补光时，S对应曲线②，WT对应曲线③，从图中能看到，在胞间CO₂浓度较低时，曲线②在③上方，S的CO₂固定速率更高，但到B点时两者重合，说明后期S的CO₂固定速率不再高于WT，因此“始终高于WT”的表述错误，A错误； B、X酶是光合作用暗反应的关键酶，暗反应的场所是叶绿体基质，而类囊体薄膜是光反应的场所，所以X酶不在类囊体薄膜上，B错误； C、A点之前，S组和S+补光组曲线重合，光合速率随胞间CO₂浓度升高而持续上升，说明此时限制因素是CO₂浓度，光照强度不是限制因素，C正确； D、曲线①（S+补光，光照n×120%）和曲线②（S，光照n）的品系相同（X酶过量表达），所以胞间CO₂浓度为300μmol・mol-1时，①光合速率更快的原因是光照强度更高，不是X酶含量更高，D错误。 10.（2026·河北保定·二模）下列关于种子萌发的相关叙述，正确的是（　　） A. 种子萌发时有机物的种类减少，鲜重逐渐增加 B. 种子萌发初期导致干重增加的主要元素是碳，来源于土壤中的有机物 C. 某些蛋白质在种子萌发时能合成，在植物开花期不能合成 D. 种子萌发时下胚轴向光弯曲生长，与向光侧的生长素浓度高于背光侧有关 【答案】C 【详解】 A、种子萌发时细胞呼吸分解大分子有机物，产生多种小分子中间产物和单体，有机物种类增加，A错误； B、种子萌发初期未长出绿叶，无法进行光合作用固定碳元素，也不能直接吸收土壤中的有机物，油料作物种子萌发初期干重增加是脂肪转化为糖类所致，增加的主要元素是氧，B错误； C、基因的表达具有时空特异性，不同生长发育阶段细胞会选择性表达不同基因，因此种子萌发时期特异性合成的某些蛋白质，在开花期可能不表达、无法合成，C正确； D、向光弯曲生长的原理是单侧光使生长素向背光侧运输，背光侧生长素浓度高于向光侧，生长速度更快，D错误。 11.（2026·河北保定·二模）下列关于光合作用与有氧呼吸作用共同点的叙述，正确的是（　　） A. 两者在绿色植物的所有活细胞中均可发生 B. 两者均只在具膜细胞器中进行 C. 两者产生的ATP均能用于各项生命活动 D. 两者发生过程中均有水的消耗 【答案】D 【详解】 A、绿色植物的活细胞都能进行有氧呼吸，但光合作用仅能在含有叶绿体的细胞（如叶肉细胞）中进行，根尖细胞等不含叶绿体的活细胞无法进行光合作用，A错误； B、有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行，细胞质基质不属于具膜细胞器，因此有氧呼吸并非只在具膜细胞器中进行，B错误； C、光合作用光反应阶段产生的ATP仅能用于暗反应中C3的还原，不能用于其他生命活动，只有有氧呼吸产生的ATP可用于各项生命活动，C错误； D、光合作用的光反应阶段发生水的光解，消耗水；有氧呼吸第二阶段丙酮酸和水反应生成二氧化碳和还原氢，也消耗水，二者均有水的消耗，D正确。 12.（2026·河北唐山·二模）（多选）绿色植物的卡尔文循环是由11种酶催化的代谢网络，其中核酮糖-1，5-二磷酸羧化加氧酶(Rubisco)的活性最低，但含量最高。在光照充足的条件下，光合作用速率受卡尔文循环的限制，关键的限速步骤是Rubisco催化CO2与C5的反应。下列说法正确的是（       ） A. 卡尔文循环独立于光反应单独进行 B. Rubisco活性突然下降，短时间内C5/C3的值上升 C. Rubisco含量较高可以缓解因其活性较低而对光合速率的限制 D. 通过诱变处理改变Rubisco的结构，是获得高产作物的途径之一 【答案】BCD 【详解】 A、卡尔文循环（暗反应）不能独立于光反应单独进行，因为暗反应需要光反应提供的ATP和NADPH来还原C₃，A错误； B、若Rubisco活性突然下降，短时间内光反应正常，ATP和NADPH充足，C5的消耗速率减慢，而C3的还原仍在正常进行，因此C5含量会上升；C3的生成速率减慢，而还原速率不变，C3含量会下降。 因此短时间内C5/C3的值上升，B正确； C、Rubisco是关键的限速酶，生物体通过大量合成该酶，可以在一定程度上弥补其催化活性低的缺陷，增加酶与底物结合的机会，从而缓解其对光合速率的限制，C正确； D、诱变处理可以改变Rubisco的结构，若突变后Rubisco的催化活性提高，就能加快卡尔文循环，提高光合速率，从而获得高产作物，因此这是获得高产作物的途径之一，D正确。 13.（2026·河北唐山·二模）下列关于眼虫细胞内ATP的叙述，错误的是（       ） A. 能与ADP相互转化 B. 只能由细胞呼吸产生 C. 可为伸缩泡运动提供能量 D. 释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合 【答案】B 【详解】 A、活细胞内ATP和ADP可以时刻进行相互转化，实现能量的供应和储存，该过程普遍存在于所有细胞中，A正确； B、眼虫细胞内含有叶绿体，在光照条件下可以通过光合作用的光反应阶段合成ATP，因此ATP的来源包括细胞呼吸和光合作用，B错误； C、ATP是细胞生命活动的直接能源物质，伸缩泡运动属于耗能的生命活动，可由ATP水解提供能量，C正确； D、ATP水解释放的磷酸基团可使某些蛋白质磷酸化，即与蛋白质结合，进而改变蛋白质的空间结构和功能，D正确。 14.（2026·河北张家口·二模）（多选）全球变暖导致的极端高温天气频发会对农作物的光合作用产生影响。科研人员通过模拟实验研究了不同CO2浓度和温度条件对小麦光合作用的影响，部分结果如下表所示。下列叙述正确的是（　　） 处理条件 净光合速率/（μmol·m-2·s-1） 气孔导度/（mol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度/（μmol·mol-1） 正常CO2+常温 18.5 0.32 260 正常CO2+高温 12.3 0.48 280 升高CO2+常温 22.6 0.25 410 升高CO2+高温 18.8 0.46 430 注：气孔导度表示植物气孔张开程度。 A. 该实验的自变量是CO2浓度和温度，小麦品种和光照强度等无关变量会影响实验结果 B. 与常温相比，高温条件下光合速率下降的主要限制因素是非气孔限制因素 C. 高温条件下对小麦增施CO2比常温下增施CO2对小麦生长的促进作用弱 D. 若高温条件破坏了叶绿体内膜，则会直接导致ATP和NADPH产生不足而影响C3的还原 【答案】AB 【详解】 A、本实验的研究目的是探究不同CO2浓度和温度对小麦光合作用的影响，因此自变量就是CO2浓度和温度；小麦品种、光照强度等属于无关变量，无关变量会影响实验结果，实验中需要保证无关变量相同且适宜，A正确； B、对比正常CO2浓度下的常温和高温组：高温组气孔导度更大、胞间CO2浓度更高，说明CO2供应充足，但净光合速率更低，说明光合速率下降不是气孔关闭、CO2供应不足（气孔限制）导致的，主要限制因素是非气孔因素，B正确； C、增施CO2的促进作用体现为增施后净光合相对不增施的提升量：常温增施净光合提升量为22.6-18.5=4.1，高温增施提升量为18.8-12.3=6.5，可见高温下增施CO2的促进作用更强，C错误； D、光合作用光反应产生ATP和NADPH的场所是叶绿体类囊体薄膜，不是叶绿体内膜，因此破坏叶绿体内膜不会直接导致ATP和NADPH生成不足，D错误。 15.（2026·河北沧州·一模）在密集种植或邻近植物遮挡时，光照中红光与远红光的比例降低，植物通常会表现出叶片变小、分枝减少等“避荫反应”。为研究远红光强度对黄瓜幼苗光合作用的影响，研究人员在固定红蓝光强度及光合有效辐射的基础上，设置了2组不同远红光强度处理，相关生理指标检测结果如下表所示。回答下列问题： 处理组 叶绿素a含量/（mg·L-1） 叶绿素b含量/（mg·L-1） 气孔导度/（mol·m-2·s-1） Rubisco酶活性/（U·mg-1） 净光合速率/（μmol·m-2·s-1） L-FR（低远红光） 8.9 8.5 0.015 58 1.79 H-FR（高远红光） 6.2 6.5 0.023 58 1.35 注：气孔导度反映气孔开放的程度；Rubisco酶催化CO2与C5结合生成C3. （1）　　　　　　　　主要吸收红光和远红光，在受到光照射时，该物质的　　　　　　　　发生变化，最终影响特定基因的表达，从而表现出“避荫反应”。 （2）设置固定红蓝光强度及光合有效辐射的目的是　　　　　　　　。 （3）Rubisco酶位于叶绿体的　　　　　　　　。有人认为远红光强度对该酶的活性影响不大，你　　　　　　　　（填“同意”或“不同意”）该观点，理由是　　　　　　　　。 （4）与L-FR处理相比，H-FR处理下黄瓜幼苗的净光合速率低主要与光反应有关，与暗反应无关，理由是　　　　　　　　。 【答案】（1）① 光敏色素    ② (空间)结构     （2）保证实验结果仅仅是远红光强度不同所致，与其他因素无关     （3）① 基质    ② 不同意    ③ 实验仅提供该酶在低远红光和高远红光条件下的活性，没有提供中等强度及无远红光下 Rubisco酶的活性     （4）与L-FR处理相比。H-FR处理下黄瓜幼苗叶绿素含量降低，在固定红蓝光强度及光合有效辐射的基础上，光反应速率降低，进而导致光合速率降低；两组 Rubisco酶活性相同，H-FR处理时气孔导度更大，因此暗反应不是限制因素      (1)小问详解： 光敏色素主要吸收红光和远红光。在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应，即表现出“避荫反应”。 (2)小问详解： 设置对照实验，控制变量等措施可以提高实验结果的可靠性，因此设置固定红蓝光强度及光合有效辐射的目的是保证实验结果仅仅是远红光强度不同所致，与其他因素无关。 (3)小问详解： 由Rubisco酶催化CO2与C5结合生成C3可知。Rubisco酶参与CO2固定，因此其位于叶绿体的基质中。由于本实验仅提供该酶在低远红光和高远红光条件下的活性，没有提供中等强度及无远红光下 Rubisco酶的活性，因此无法得出"远红光强度对该酶的活性影响不大"的观点。 (4)小问详解： 由表中数据可知，与L-FR处理相比，H-FR处理下黄瓜幼苗叶绿素含量降低，在固定红蓝光强度及光合有效辐射的基础上，光反应速率降低，进而导致光合速率降低；两组Rubisco酶活性相同，气孔导度更大，因此暗反应不是限制因素。 16.（2026·河北保定·一模）为解决光伏发电的土地占用问题，科研人员以滇黄精、百部和仙茅为材料探索适宜“山地光伏+中药材”种植的中药材品种。将3种中药材分别种植在光伏板下，无光伏板区域（板外）作为对照，测定其净光合速率和胞间CO2浓度，结果见图。回答下列问题： （1）与对照组相比，光伏板下种植的仙茅净光合速率降低，主要原因是光伏板下　　　　　　较低，最终导致在　　　　　　（填具体场所）处生成的糖类减少。 （2）与对照组相比，光伏板下种植的百部胞间CO2浓度显著升高，分析可能原因有两种：①遮阴条件下的气孔开度不受影响，但遮阴条件降低了光合作用酶的活性；②遮阴条件下光合作用酶的活性不受抑制，但遮阴条件提高了气孔开度。你认为合理的原因是　　　（填“①”或“②”），理由是　　　　　　　　　　　。 （3）本研究表明，不太适合在光伏板下种植的一种中药材为　　　　　　，依据是　　　　　　　　。本研究对大田无遮荫条件下种植该药材提高产量的启示是　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 光照强度    ② 叶绿体基质     （2）① ②    ② 与对照组（全光照）相比，光伏板下种植的百部胞间CO2浓度显著升高的同时，净光合速率也显著升高，说明板下光合作用酶的活性不受抑制，而是提高了气孔开度。     （3）① 仙茅    ② 与对照组相比，仙茅在光伏板下的净光合速率显著降低，而滇黄精和百部在光伏板下光合速率变化不大甚至有所提高    ③ 要合理密植      (1)小问详解： 光伏板遮挡光线，板下光照强度更低，仙茅光反应受限制，暗反应（场所为叶绿体基质）中糖类的生成减少，因此净光合速率降低。 (2)小问详解： 若①合理，酶活性降低会导致净光合速率下降，与图中“板下百部净光合速率高于板外对照”的结果不符，而与对照组（全光照）相比，光伏板下种植的百部胞间CO2浓度显著升高的同时，净光合速率也显著升高，说明板下光合作用酶的活性不受抑制，而是提高了气孔开度，因此②合理。 (3)小问详解： 适合光伏板下种植的品种要求板下净光合速率较高，与对照组相比，仙茅在光伏板下的净光合速率显著降低，而滇黄精和百部在光伏板下光合速率变化不大甚至有所提高，因此不适合种植仙茅；该结果说明仙茅在充足光照下净光合更高，因此大田种植仙茅时要合理密植保证充足光照可提高产量。 17.（2026·河北承德·一模）（多选）光系统Ⅰ（PSⅠ）和光系统Ⅱ（PSⅡ）是叶绿素和蛋白质构成的复合体，能够吸收、利用光能进行电子传递。图1为叶肉细胞类囊体上PSⅠ和PSⅡ发生的反应示意图。回答下列问题： （1）位于PSⅡ中的色素吸收光能后，一部分可用于水的光解，该过程产生的电子经PQ、Cytbf、PC等电子传递体传递到PSⅠ，此时NADP+结合电子和H+生成　　　　　，该过程发生的能量转换为　　　　　。 （2）CF0-CF1复合蛋白是位于类囊体膜上的ATP合成酶，该复合蛋白除了能催化　　　　　外，还具有转运H+的作用，通过CF0-CF1复合蛋白转运的H+来自　　　　　，其转运方式为　　　　　。 （3）我国科研人员将ATP合成酶和PSⅡ纯化并重组到磷脂囊泡膜上，制备出光合细胞器，并引入藻蓝蛋白增强其光收集能力，提高光能利用效率和ATP的产量，如图2所示。 ①图中磷脂囊泡膜相当于叶绿体中的　　　　　结构，给予适宜的光照，在磷脂囊泡膜上可合成ATP，但不能合成NADPH，原因是　　　　　。 ②如果适当降低磷脂囊泡膜内的pH（不影响酶活性），推测该光合细胞器合成ATP的速率将　　　　　（填“加快”或“减慢”），理由是　　　　　。 【答案】（1）① NADPH    ② 光能转化为电能，再转化为活跃的化学能     （2）① ATP的合成    ② 水的光解和PQ的转运（或水的光解和叶绿体基质）    ③ 协助扩散     （3）① 类囊体膜    ② 缺少PSⅠ，无法将电子传递给NADP+使其生成NADPH    ③ 加快    ④ ATP合成酶催化ATP的合成所需能量来自磷脂囊泡膜内外H+浓度差，适当降低磷脂囊泡膜内的pH，会使膜内外H+浓度差增大，有利于ATP合成酶转运H+并催化ATP的合成，合成ATP的速率将加快      (1)小问详解： 位于PSⅡ中的色素吸收光能后，水被光解产生氧气、电子和H+，电子经一系列电子传递体传递到PSⅠ，此时NADP+结合电子和H+生成NADPH，此过程中能量转换先是光能转化为电能，之后电能再转化为活跃的化学能储存在NADPH中。 (2)小问详解： CF0-CF1是位于类囊体膜上的ATP合成酶，具有双重功能，一方面能催化ATP的合成，另一方面转运H+。通过CF0-CF1转运的H+一部分来自水的光解，一部分来自PQ将叶绿体基质中的H+转运至类囊体腔中；根据图1可知，合成ATP所需要的能量来自H+的电势能，因此H+是通过CF0-CF1顺浓度梯度进行转运的，所以其转运方式为协助扩散。 (3)小问详解： ①图2中磷脂囊泡膜相当于叶绿体中的类囊体膜结构。给予适宜光照时，在磷脂囊泡膜上可合成ATP，但不能合成NADPH，原因是该结构缺少PSⅠ，没有PSI就无法将电子传递给NADP+，进而不能使其生成NADPH。 ②根据图2可以推测ATP合成酶催化ATP的合成所需能量来自磷脂囊泡膜内外H+浓度差，适当降低磷脂囊泡膜内的pH，会使膜内H+浓度升高，膜内外H+浓度差增大，这样更有利于ATP合成酶转运H+并催化ATP的合成，所以如果适当降低磷脂囊泡膜内的pH，该光合细胞器合成ATP的速率将加快。 18.（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）① O2、H+（和e-）    ② C5（或RuBP）    ③ CO2浓度、无机盐浓度（温度）等    ④ 细胞核    ⑤ 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）① 较高    ② 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）① 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）    ② （低CO2条件下）蛋白核周围有红色荧光和绿色荧光      (1)小问详解： 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)小问详解： 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)小问详解： 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。 19.（2026·河北石家庄·二模）（多选）高温、干旱会影响植物的光合作用。光系统是由蛋白质和光合色素组成的复合物，具有吸收、传递和转化光能的作用，包括光系统Ⅰ（PSⅠ）和光系统Ⅱ（PSⅡ）。回答下列问题： （1）适宜条件下，光系统吸收的光能一方面可将水分解为H+和O2，其中O2的去向为　　　　　，H+与　　　　　结合；另一方面可提供能量促使　　　　　的合成。 （2）D1蛋白是PSⅡ的重要组成成分，PSⅡ更易受高温胁迫影响，机理如下图所示。一方面，高温使　　　　　膜流动性增强，导致PSⅡ从膜上脱落；另一方面，高温引起活性氧ROS含量增多，通过　　　　　和　　　　　两条途径，使PSⅡ失活抑制光反应。 （3）下表为在正常供水和持续干旱条件下培养某品种小麦幼苗时测定的部分指标，据表分析，持续干旱时小麦幼苗的抗旱策略是　　　　　（答出2点），此时净光合速率下降的原因为　　　　　。 根冠比（根干重/茎干重） 叶绿素含量（mg·g-1FW） 气孔导度（mmol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度（μmol·mol-1） 净光合速率（μmolCO2·m-2·s-1） 正常供水 1.21 1.2 290 285 14 持续干旱 2 0.8 180 352 7 【答案】（1）① 参与呼吸作用和释放到大气    ② NADP+    ③ ATP     （2）① 类囊体    ② 抑制D1蛋白合成    ③ 直接损伤D1蛋白（改变D1蛋白结构）     （3）① 根冠比升高，促进根系对水的吸收；气孔导度下降，减少水的蒸发    ② 叶绿素含量下降，捕获光能减少（光反应降低）      (1)小问详解： 光反应阶段，水光解产生的O2，一部分进入线粒体参与呼吸作用，另一部分排出细胞释放到大气中；水光解产生的H⁺与NADP⁺结合形成NADPH；光能转化的活跃化学能，可促使ADP和Pi合成ATP，为暗反应提供能量。 (2)小问详解： 光系统PSⅡ位于叶绿体的类囊体薄膜上，高温会使类囊体膜的流动性增强，导致PSⅡ从膜上脱落失活。据图可知，高温引发的ROS过量，一方面会抑制D1蛋白的合成，无法形成有活性的PSⅡ，另一方面可直接损伤D1蛋白使其失活，两条途径共同抑制光反应。 (3)小问详解： ①抗旱策略：根冠比升高，促进根系生长以增强吸水能力，同时降低地上部分的生物量，减少水分消耗；气孔导度下降，减少水的蒸发，降低蒸腾作用的水分散失。      ②净光合速率下降的原因：持续干旱导致小麦叶绿素含量降低，吸收和转化光能的能力减弱，光反应速率下降；同时干旱胁迫降低了光合作用相关酶的活性，叶肉细胞对CO2的固定和利用能力大幅减弱（非气孔限制），因此净光合速率显著下降。 20.（2026·河北保定·二模）水稻中存在由OsaCA1基因编码的碳酸酐酶，该酶在细胞质中，催化进入细胞的CO2迅速转化为HCO3-,于向叶绿体转运；在叶绿体中又能催化HCO3-快速转化为CO2。科研人员发现了某种因OsaCA1基因突变导致该酶合成受阻的水稻，然后检测野生型和该突变型水稻在不同光照强度下的光合作用速率，如图所示。回答下列问题： （1）OsaCA1基因编码碳酸酐酶（化学本质为蛋白质）时，需经过遗传信息的　　　　　　和　　　　　　过程，该酶的合成场所是　　　　　　。 （2）水稻叶肉细胞吸收的CO2被叶绿体中的　　　　　　（填物质名称）固定。图中　　　　　　曲线代表OsaCA1基因突变型水稻，理由是　　　　　　。 （3）水通道蛋白有多种类型，植物细胞的部分水通道蛋白也能顺浓度梯度运输CO2，该过程中CO2进入叶肉细胞的方式为　　　　　　。研究发现，OsaCA1基因突变型水稻叶绿体膜上的部分水通道蛋白明显多于野生型，其生物学意义是　　　　　　。 【答案】（1）① 转录    ② 翻译    ③ 核糖体     （2）① C5（或五碳化合物）    ② 乙    ③ OsaCA1基因突变型水稻中碳酸酐酶减少（或不能合成），不能催化HCO3-快速转化为CO2，光照强度较大时，吸收的CO2量比野生型少，从而光合速率低于甲     （3）① 协助扩散    ② OsaCA1基因突变型水稻中碳酸酐酶缺失导致其叶绿体内CO2供应不足，其水通道蛋白增多提高了其运输CO2的运输效率，缓解CO2的不足      (1)小问详解： 基因编码蛋白质（基因表达）需要经过转录（DNA遗传信息传递给mRNA）和翻译（mRNA指导蛋白质合成）两个过程，蛋白质的合成场所是核糖体。 (2)小问详解： 光合作用暗反应中，进入叶绿体的CO₂会被五碳化合物（C₅）固定生成三碳化合物。根据题干，OsaCA1基因突变型水稻中碳酸酐酶减少（或不能合成），不能催化HCO3-快速转化为CO2，光照强度较大时，吸收的CO2量比野生型少，从而光合速率低于甲，所以乙曲线代表OsaCA1基因突变型水稻。 (3)小问详解： 该运输顺浓度梯度进行，需要通道蛋白协助、不消耗能量，符合协助扩散的特点。OsaCA1基因突变型水稻中碳酸酐酶缺失导致其叶绿体内CO2供应不足，其水通道蛋白增多提高了其运输CO2的效率，弥补碳酸酐酶功能缺陷带来的CO₂供应不足，提高光合速率，是对突变性状的适应性补偿。 21.（2026·河北唐山·二模）我国西北地区环境干旱且缺氮。为筛选适合该地生长的白杨树种，研究者以秦白杨5号、新疆杨、84K三个白杨树种作为候选树种，开展了四组实验：A组：正常水+正常氮；B组：正常水+低氮；C：干旱+正常氮；D：干旱+低氮。结果如下图所示： 回答下列问题： （1）实验室常用　　　　　　　　　　　提取绿叶中的色素。研磨时需加入　　　　　　　　　　　防止色素被破坏。与A组相比，B组84K的叶绿素含量低，原因是　　　　　　　　　　　。 （2）与B组相比，秦白杨5号和新疆杨在D组条件下，叶绿素含量下降不明显但净光合速率显著降低，可能的原因是　　　　　　　　　　　，暗反应速率降低。 （3）由图3分析可知，　　　　　　　　　　　(填“水分”或“氮素”)对三种白杨的生长影响更大，依据为　　　　　　　　　　　。 （4）综合分析，更适合西北地区生长的白杨树种是　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 无水乙醇    ② 碳酸钙    ③ 氮是叶绿素合成的必需元素，低氮条件下叶绿素合成不足     （2）干旱条件下气孔开放度降低，CO2吸收减少     （3）① 水分    ② 相同氮素条件下，干旱组较正常水组生物量的下降幅度，大于相同水分条件下低氮组较正常氮组生物量的下降幅度     （4）秦白杨5号      (1)小问详解： 实验室常用无水乙醇提取绿叶中的色素，因为色素能够溶解到有机溶剂无水乙醇中。研磨时需加入碳酸钙防止色素被破坏，这是因为碳酸钙和有机酸反应，起到了保护色素的作用。与A组相比，B组84K的叶绿素含量低，该组的处理是正常水+低氮，N是叶绿素的组成成分，因而氮素水平较低时叶绿素含量低。 (2)小问详解： 与B组相比，秦白杨5号和新疆杨在D组条件下，叶绿素含量下降不明显但净光合速率显著降低，叶绿素含量下降不明显说明光反应受影响较小，但干旱条件下植物为减少水分散失，气孔开放度降低，CO2摄入减少，暗反应中CO2固定受阻，暗反应速率降低，因此净光合速率显著下降。 (3)小问详解： 由图3可知，相同氮素条件下，干旱组较正常水组生物量的下降幅度，大于相同水分条件下低氮组较正常氮组生物量的下降幅度，且三种白杨均是这样的变化趋势，因而可知，“水分”对三种白杨的生长影响更大。 (4)小问详解： 我国西北地区为干旱缺氮环境，秦白杨5号在模拟西北环境的D组（干旱+低氮）中，叶绿素含量、净光合速率、生物量均为三个树种中最高，因此更适合在西北地区种植。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 细胞呼吸与光合作用 考点1 细胞呼吸 1.【答案】B 2.【答案】D 3.【答案】ACD 4.【答案】D 5.【答案】D 6.【答案】B 7.【答案】ACD 8.【答案】（1）① 一    ② 三     （2）① 高于    ② 增强     （3）M缺失突变体中丙酮酸进入线粒体受阻，细胞质基质中丙酮酸积累，抑制了谷氨酸向谷胱甘肽的合成途径（或谷氨酸更多用于维系有氧呼吸的正常运转，用于合成谷胱甘肽的谷氨酸减少）     （4）① 减少    ② M缺失突变体通过谷胱甘肽结合镉消耗大量ATP，且丙酮酸进入线粒体受阻，有氧呼吸减弱，ATP生成减少，主动运输排出镉的ATP供应不足，根生长受抑制更明显      9.【答案】（1）线粒体（或“线粒体内膜”）     （2）① NADPH（或“还原型辅酶Ⅱ”）    ② 暗反应（或“卡尔文循环”）     （3）① 降低    ② 叶绿体    ③ 升高     （4）① H基因表达（或“H蛋白数量”）    ② 过多消耗光合产物（或“有氧呼吸增强”）      考点2 光合作用 1.【答案】（1）① 蓝光    ② 类囊体薄膜    ③ C5    ④ 糖类    ⑤ 紫外光     （2）① 无水乙醇    ② 叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，选择红光可排除类胡萝卜素的干扰     （3）覆盖蓝膜紫外光透过率低，蓝光透过率高，降低紫外光对幼苗的辐射的同时不影响其光合作用；与覆盖白膜和绿膜比，覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜素含量都更高，有利幼苗进行光合作用      2.【答案】（1）差速离心     （2）叶绿体内部结构解体；光合色素减少     （3）水分的散失     （4）① 细胞核    ② 叶绿体      3.【答案】① 细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物     ② 主动吸收    ③ 镁    ④ ATP和NADPH    ⑤ 水    ⑥ C5（或RuBP）    ⑦ 气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大 考点3 细胞呼吸与光合作用的综合 1.【答案】BD 2.【答案】A 3.【答案】A 4.【答案】（1）线粒体（或“线粒体内膜”）     （2）① NADPH（或“还原型辅酶Ⅱ”）    ② 暗反应（或“卡尔文循环”）     （3）① 降低    ② 叶绿体    ③ 升高     （4）① H基因表达（或“H蛋白数量”）    ② 过多消耗光合产物（或“有氧呼吸增强”）      1.【答案】D 2.【答案】ABC 3.【答案】D 4.【答案】ABC 5.【答案】D 6.【答案】C 7.【答案】CD 8.【答案】D 9.【答案】ABD 10.【答案】C 11.【答案】D 12.【答案】BCD 13.【答案】B 14.【答案】AB 15.【答案】（1）① 光敏色素    ② (空间)结构     （2）保证实验结果仅仅是远红光强度不同所致，与其他因素无关     （3）① 基质    ② 不同意    ③ 实验仅提供该酶在低远红光和高远红光条件下的活性，没有提供中等强度及无远红光下 Rubisco酶的活性     （4）与L-FR处理相比。H-FR处理下黄瓜幼苗叶绿素含量降低，在固定红蓝光强度及光合有效辐射的基础上，光反应速率降低，进而导致光合速率降低；两组 Rubisco酶活性相同，H-FR处理时气孔导度更大，因此暗反应不是限制因素      16.【答案】（1）① 光照强度    ② 叶绿体基质     （2）① ②    ② 与对照组（全光照）相比，光伏板下种植的百部胞间CO2浓度显著升高的同时，净光合速率也显著升高，说明板下光合作用酶的活性不受抑制，而是提高了气孔开度。     （3）① 仙茅    ② 与对照组相比，仙茅在光伏板下的净光合速率显著降低，而滇黄精和百部在光伏板下光合速率变化不大甚至有所提高    ③ 要合理密植      17.【答案】（1）① NADPH    ② 光能转化为电能，再转化为活跃的化学能     （2）① ATP的合成    ② 水的光解和PQ的转运（或水的光解和叶绿体基质）    ③ 协助扩散     （3）① 类囊体膜    ② 缺少PSⅠ，无法将电子传递给NADP+使其生成NADPH    ③ 加快    ④ ATP合成酶催化ATP的合成所需能量来自磷脂囊泡膜内外H+浓度差，适当降低磷脂囊泡膜内的pH，会使膜内外H+浓度差增大，有利于ATP合成酶转运H+并催化ATP的合成，合成ATP的速率将加快      18.【答案】（1）① O2、H+（和e-）    ② C5（或RuBP）    ③ CO2浓度、无机盐浓度（温度）等    ④ 细胞核    ⑤ 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）① 较高    ② 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）① 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）    ② （低CO2条件下）蛋白核周围有红色荧光和绿色荧光      19.【答案】（1）① 参与呼吸作用和释放到大气    ② NADP+    ③ ATP     （2）① 类囊体    ② 抑制D1蛋白合成    ③ 直接损伤D1蛋白（改变D1蛋白结构）     （3）① 根冠比升高，促进根系对水的吸收；气孔导度下降，减少水的蒸发    ② 叶绿素含量下降，捕获光能减少（光反应降低）      20.【答案】（1）① 转录    ② 翻译    ③ 核糖体     （2）① C5（或五碳化合物）    ② 乙    ③ OsaCA1基因突变型水稻中碳酸酐酶减少（或不能合成），不能催化HCO3-快速转化为CO2，光照强度较大时，吸收的CO2量比野生型少，从而光合速率低于甲     （3）① 协助扩散    ② OsaCA1基因突变型水稻中碳酸酐酶缺失导致其叶绿体内CO2供应不足，其水通道蛋白增多提高了其运输CO2的运输效率，缓解CO2的不足      21.【答案】（1）① 无水乙醇    ② 碳酸钙    ③ 氮是叶绿素合成的必需元素，低氮条件下叶绿素合成不足     （2）干旱条件下气孔开放度降低，CO2吸收减少     （3）① 水分    ② 相同氮素条件下，干旱组较正常水组生物量的下降幅度，大于相同水分条件下低氮组较正常氮组生物量的下降幅度     （4）秦白杨5号      试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $