阶段检测(二) 二氧化碳固定方式的多样性及光呼吸(多选)（Word试题版）-【创新大课堂】2027年高三生物一轮总复习

**基本信息** 聚焦光合作用核心模块，整合蓝细菌CO₂浓缩、C4植物光合机制、光呼吸调控等专题，精选多地区模拟题及辽宁真题，适配一轮复习知识巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |选择题|6题（含2道多选）|蓝细菌结构与代谢、C4植物光合途径、光呼吸机制、人工合成淀粉、光合产物运输|结合科技前沿（人工淀粉合成）、多地区模拟情境，考查结构与功能观、物质能量观| |非选择题|1题|光呼吸过程及转基因调控|选用辽宁真题，综合考查CO₂来源分析、净光合速率计算及实验结论推导，突出科学思维与探究能力|

阶段检测（二）二氧化碳固定方式的多样性及光呼吸 一、选择题 （2026·湖北武汉二模） 1. 蓝细菌具有一种特殊的浓缩机制，部分过程如图所示。下列叙述正确的是（ ） 注：羧酶体具有蛋白质外壳，无法进出 A. 蓝细菌含细胞膜、光合片层膜等生物膜系统 B. 过程①需要ATP参与，过程②发生在细胞质基质中 C. 图中穿过蓝细菌的细胞膜和光合片层膜的方式相同 D. 必须转化为才能进入羧酶体实现的浓缩 （2026·山西吕梁期中） 2. 藜科植物异子蓬能在绿色组织的单个细胞中完成整个C₄光合作用，颠覆了C₄植物的光合作用只能依靠两种细胞共同作用的观点。光合细胞与大气接触的叶表面附近几乎没有叶绿体，维管束附近有叶绿体密集区，其光合作用过程如下图所示。据图分析错误的是（ ） A. 叶绿体固定的CO₂来自苹果酸的分解和自身呼吸作用产生的 B. 丙酮酸转化成PEP过程消耗的ATP来自叶绿体 C. 叶绿体中NADPH可作为三碳化合物的还原剂并提供能量 D. 叶绿体总是紧靠线粒体分布，有利于获得较高浓度CO₂ 3. 植物是指生长过程中从空气中吸收后，首先合成含四个碳原子化合物的植物，其能浓缩空气中低浓度的用于光合作用。玉米属于植物，与植物相比具有生长能力强、需水量少等优点。如图为植物光合作用固定过程的简图。下列相关叙述错误的是（ ） A. 植物叶肉细胞固定时不产生，而是形成苹果酸或天冬氨酸 B. 据图推测暗反应的场所在叶肉细胞中 C. 由浓缩机制可推测，PEP羧化酶对的亲和力高于Rubisco D. 图中丙酮酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸（）的过程属于吸能反应 （2026·湖南衡阳八中模拟） 4. 光呼吸是植物利用光能，吸收O2并释放CO2的过程。研究者将四种酶基因（GLO、CAT、GCL、TSR）导入水稻叶绿体，创造了一条新的光呼吸代谢支路（GCGT支路），如图虚线所示。 据图分析，下列推测错误的是（ ） A. 光呼吸时C5与O2的结合发生在线粒体内膜上 B. 光呼吸可以将部分碳重新回收进入卡尔文循环 C. GCGT支路有利于减少H2O2对叶绿体的损害 D. GCGT支路可以降低光呼吸从而提高光合效率 （多选） 5. 科学家研究出二氧化碳到淀粉的人工合成途径，这是基础研究领域的重大突破，技术路径如图所示，图中①～⑥表示相关过程。下列分析正确的是（ ） A. 该途径与叶肉细胞相比，不进行细胞呼吸消耗糖类，能积累更多的有机物 B. 过程④⑤⑥类似于固定二氧化碳产生糖类的过程 C. 该技术在物质转化的过程中没有能量的转化 D. 该途径能更大幅度地缓解粮食短缺问题，同时能节约耕地和淡水资源 （多选）（2026·重庆模拟） 6. 植物光合产物的产生器官被称作“源”，光合产物卸出和储存的部位被称作“库”。如图为棉花植株光合产物合成及运输过程示意图。下列相关说法正确的是（ ） A. 光合产物主要以蔗糖形式从“源”向“库”运输 B. 若摘去棉铃（棉花果实），叶片中淀粉和蔗糖储存量增加，光合速率上升 C. 叶绿体内转化生成丙糖磷酸过程中需要ATP和NADPH参与 D. 叶绿体中的淀粉在夜间被降解有利于白天的光合作用进行，可以提高光合速率 二、非选择题 （2024·辽宁卷，T21） 7. 在光下叶绿体中的C5能与CO2反应形成C3；当CO2/O2比值低时，C5也能与O2反应形成C2等化合物。C2在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。上述过程在叶绿体与线粒体中主要物质变化如图1。 光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程。回答下列问题。 （1）反应①是______过程。 （2）与光呼吸不同，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是______和______。 （3）我国科学家将改变光呼吸的相关基因转入某种农作物野生型植株（WT），得到转基因株系1和2，测定净光合速率，结果如图2、图3。图2中植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自______和______（填生理过程）。7—10时株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异，原因是______。据图3中的数据______（填“能”或“不能”）计算出株系1的总光合速率，理由是______。 （4）结合上述结果分析，选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势，判断的依据是______。 阶段检测（二）二氧化碳固定方式的多样性及光呼吸 一、选择题 （2026·湖北武汉二模） 【1题答案】 【答案】D 【解析】 【详解】A、生物膜系统包括细胞核膜、细胞器膜和细胞膜，蓝细菌是原核生物，只有细胞膜，没有生物膜系统，A错误； B、过程①为二氧化碳的固定，不需要ATP的参与，B错误； C、二氧化碳穿过细胞膜的方式是自由扩散，穿过光合片层膜需要消耗能量，需要转运蛋白的参与，为主动运输，方式不同，C错误； D、结合图示可知，由于羧酶体具有蛋白质外壳，二氧化碳无法进出，因此必须转化为才能进入羧酶体实现的浓缩，D正确。 （2026·山西吕梁期中） 【2题答案】 【答案】B 【解析】 【分析】光合作用过程包括光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段中水经光解变成O2和[H]，暗反应阶段中CO2进行CO2的固定形成C3，C3再经过还原变成有机物和C5。 【详解】A、从图中可以看出，苹果酸分解产生CO2，同时线粒体呼吸作用产生的CO2也可被叶绿体固定，A正确； B、卡尔文循环过程消耗的ATP来自叶绿体，丙酮酸转化成PEP过程消耗的ATP来自线粒体和细胞质基质，B错误； C、在光合作用的暗反应中，叶绿体中的NADPH可作为三碳化合物还原的还原剂，同时也为该过程提供能量，C正确； D、叶绿体进行光合作用需要CO2做原料，线粒体作为呼吸作用的场所能产生CO2，叶绿体紧靠线粒体分布有利于获得较高浓度CO2，D正确。 故选B。 【3题答案】 【答案】B 【解析】 【详解】A、C4植物叶肉细胞固定 CO2时，以磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）为 CO2受体，在 PEP 羧化酶催化下生成草酰乙酸（C4），再进一步转化为苹果酸或天冬氨酸（均为 C4化合物），不产生C3，A正确； B、C4植物暗反应包括 CO2的 C4途径固定和卡尔文循环两个阶段，其中CO2的 C4途径固定发生在叶肉细胞，卡尔文循环发生在维管束鞘细胞，B错误； C、PEP 羧化酶对 CO2的亲和力高于 Rubisco，可在低CO2浓度下高效固定CO2，实现CO2浓缩，使维管束鞘细胞内CO2浓度升高，保障卡尔文循环高效进行，C正确； D、丙酮酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸（C3）的过程需要消耗 ATP（ATP 水解为 AMP 和 Pi），属于吸能反应，D正确。 （2026·湖南衡阳八中模拟） 【4题答案】 【答案】A 【解析】 【分析】光呼吸代谢支路（GCGT支路）可以将部分碳重新回收进入卡尔文循环，利用于降低光呼吸消耗。 【详解】A、图中光呼吸代谢支路发生在叶绿体中，所以C5和O2的结合发生叶绿体上，A错误； B、GCGT支路中，甘油酸可转化为PGA，进而将碳重新回收进入卡尔文循环，B正确； C、GCGT支路中，H2O2可被分解为H2O和O2，有利于减少其对叶绿体的损害，C正确； D、光呼吸代谢支路（GCGT支路）可以将部分碳重新回收进入卡尔文循环，利用于降低光呼吸消耗从而提高光合速率，D正确。 故选A。 （多选） 【5题答案】 【答案】ABD 【解析】 【详解】A、该途径与叶肉细胞相比，不进行细胞呼吸，即不消耗糖类，在相同条件下能积累更多的有机物，A正确； B、过程④⑤⑥形成有机物，类似于固定二氧化碳产生糖类的过程，B正确； C、该途径实现了“光能→有机物中化学能”的能量转化，C错误； D、该研究成果的意义是有助于实现碳中和、缓解人类粮食短缺问题，同时可以节约耕地和淡水资源，D正确。 （多选）（2026·重庆模拟） 【6题答案】 【答案】ACD 【解析】 【详解】A、依题意，光合产物的产生器官被称作“源”，光合产物卸出和储存的部位被称作“库”。据图可知，含叶绿体的细胞是“源”，生长根、茎及储存淀粉块茎为“库”，光合产物从“源”通过维管组织向“库”运输的物质形式主要是蔗糖，A正确； B、若摘去棉铃（棉花果实），叶片中淀粉和蔗糖储存量增加，化学反应由于产物的积累导致反应速率变慢，因此光合速率下降，B错误； C、叶绿体内转化生成丙糖磷酸过程属于还原过程，还原过程需要ATP和NADPH参与，C正确； D、淀粉是光合作用的产物，叶绿体中的淀粉在夜间被降解减少了叶绿体中光合产物的储存，进而有利于白天的光合作用进行，可以提高光合速率，D正确。 二、非选择题 （2024·辽宁卷，T21） 【7题答案】 【答案】（1）CO2的固定 （2） ①. 细胞质基质 ②. 线粒体基质 （3） ①. 光呼吸 ②. 呼吸作用 ③. 随着光照增强，光呼吸增强，转基因株系1和2降低了光呼吸，净光合速率比Wt更高 ④. 不能 ⑤. 总光合速率=净光合速率+光呼吸速率+细胞呼吸速率，无法获得株系1准确的光呼吸、细胞呼吸产生 CO,的速率，不能计算株系1的总光合速率 （4）与株系2与WT相比，转基因株系1的净光合速率最大 【解析】 【分析】【关键能力】 （1）信息获取与加工 题干关键信息 所学知识 信息加工 反应过程的判断 光合作用暗反应包括二氧化碳固定和C3还原过程 反应①中五碳化合物与二氧化碳反应生成三碳化合物 有氧呼吸过程产生NADH的场所 有氧呼吸第一、二阶段产生NADH，分别发生在细胞质基质和线粒体基质 有氧呼吸以葡萄糖为底物，葡萄糖氧化分解产生NADH 判断植物光合作用中二氧化碳来源 植物叶片有气孔，叶片可通过气孔与外界交换气体；细胞呼吸也可产生二氧化碳 光呼吸可产生二氧化碳，细胞呼吸也产生二氧化碳，及从外界吸收 株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异的原因 净光合速率等于总光合速率减去呼吸速率 株系1和2是转基因植物，且改变的是光呼吸的相关基因； 计算出株系1的总光合速率 总光合作用速率=净光合作用速率+呼吸速率 光呼吸也提供二氧化碳，故总光合作用速率=净光合作用速率+呼吸速率+光呼吸速率。图3中提供了呼吸速率、净光合速率，但未提供光呼吸速率。 转基因株系1产量具优势的依据 植物的产量以净光合量来衡量 株系1净光合作用速率大 （2）逻辑推理与论证 【小问1详解】 在光合作用的暗反应过程中，CO2在特定酶的作用下，与C5结合形成两个C3，这个过程称作CO2的固定，故反应①是CO2的固定过程。 【小问2详解】 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NADH，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH，合成少量ATP，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是细胞质基质、线粒体基质。 【小问3详解】 由图1可知，在线粒体中进行光呼吸的过程中，也会产生二氧化碳，因此植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自光呼吸、呼吸作用。净光合速率=总光合速率-呼吸速率-光呼吸速率，7—10时，随着光照强度的增加，光呼吸增强，与WT相比，株系1、株系2降低了光呼吸，净光合速率比Wt更高。总光合速率=净光合速率+细胞呼吸速率+光呼吸速率，随着CO2浓度增加，光合速率增加，光呼吸速率减弱，图3中有净光合速率，该参数已知。当CO2浓度为0时，不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，此时净光合速率是个负值，取正后相当于呼吸速率，图3曲线虽然没有与纵轴相交，但稍微延长即可见其与纵轴将交于-10的点，因此呼吸速率也可以大致确定。但公式中的最后一项参数光呼吸速率随CO2的变化完全未知，导致总光合速率无法计算。 【小问4详解】 由图2、图3可知，与株系2与WT相比，转基因株系1的净光合速率最大，因此选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $