第11讲 细胞代谢的综合分析 （ 3大核心速记+3层高分专练）（专项训练）（天津专用）2027年高考生物一轮复习讲练测

**基本信息** 聚焦细胞呼吸与光合作用综合分析，构建“考情-核心-专练”三维体系，以物质能量转化为基础、速率关系为核心、实验测定为手段，融合天津考情与全国视野，强化科学思维与探究实践。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |三大核心|3大核心要点|物质能量转化对比法、速率关系判定法（曲线/关键词/实验条件）、实验测定技术（液滴移动/白瓶法/半叶法）|从物质能量基础→速率数学关系→实验验证，形成“概念-推导-应用”逻辑链| |分层专练|两年模拟（7选择+3解答）、一年重难（6选择+4解答）、高考真题（6题）|多因子曲线解读技巧、情境化问题逻辑表达、数据定量计算方法|基础题巩固概念辨析，情境题强化科研/生产应用，真题感知综合考向|

第11讲 细胞代谢的综合分析 （天津专用） 第1部分 五年考情·精准定向 第2部分 三大核心·主干速记 核心1 细胞呼吸、光合作用的物质和能量转化 核心2 真正的光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的关系 核心3 光合速率与呼吸速率的实验测定 第3部分 分层专练·靶向攻关 天津专练+全国视野 两年模拟·基础通关 & 一年重难·情境应用 & 高考真题·考向感知 五年考情·精准定向 考情概览 新课标要求 说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。 考情分析： 1．考查频次：五年全覆盖，属于必考核心模块。细胞代谢综合（光合 + 细胞呼吸联动分析）为天津等级性考试每年必考，选择、非选择两类题型稳定出题，分值占比稳定在 12~18 分，是整套试卷权重最高的代谢专题。 2．考查要点：（一）核心主干综合考点（高频）。光合与呼吸过程的物质、能量联动综合叶绿体、线粒体结构协同：二氧化碳、ATP、NADPH、[H] 跨细胞器交换规律；光反应、暗反应、有氧呼吸三阶段连锁变化：光照 /二氧化碳突变后\C3、\C5、有机物、ATP 动态变化推导；总光合、净光合、呼吸速率三者换算、数值计算、曲线拐点含义判断（A 点光补偿点、B 点光饱和点、D 点光合 = 呼吸）。多环境因子协同限制光合速率曲线综合分析：同步考查光照强度、温度、二氧化碳浓度、水分、矿质元素多变量曲线（对应你提供的甲、乙、丙三类复合曲线图）：判断不同区段的主要限制因素；不同温度 /二氧化碳梯度下曲线高低差异的机理解释；结合酶活性、气孔开闭、叶绿素合成解释曲线升降逻辑。细胞代谢综合实验分析。基础实验：色素提取分离、酵母菌呼吸方式探究；定量测定实验：密闭装置测呼吸 / 净光合、叶圆片上浮法、红外二氧化碳检测仪数据解读；拓展实验：野生型 vs 光合突变体、胁迫（高温 / 干旱 / 弱光）处理对比实验，分析 PSⅡ 活性、光合产物分配。（二）应用类综合考点（稳定每年 1 小问）以农业、温室生产为载体，综合代谢原理作答：昼夜温差调控、大棚增施二氧化碳、合理灌溉施肥、稻田种养模式、智能植物工厂 LED 补光，要求同时解释「白天提升光合、夜间降低呼吸」双重逻辑。（三）拓展综合融合考点（逐年升温）与酶、ATP、物质跨膜运输融合：光合呼吸关键酶的温度特性、叶绿体膜二氧化碳转运机制；与稳态、生态融合：碳汇、碳中和、农田生态系统能量流动；分子机制拓展：叶绿体 - 线粒体信号互作、活性氧（ROS）介导胁迫下代谢紊乱。（四）能力考查侧重 图表解读能力：坐标曲线、柱状图、实验数据表、细胞器物质交换示意图；逻辑长句表达：曲线变化原因、生产措施原理、突变株代谢差异机理；定量计算：有机物积累量、气体变化量、多组实验对比差值计算；探究推理：根据实验结果反向推导代谢调控通路。 3．命题情境：（1）基础教材实验情境（选择题为主，每年必考）素材：绿叶色素提取分离、酵母菌有氧 / 无氧呼吸装置、光照下叶绿体物质转化图解；考法：依托教材原型，小幅改变操作条件（如缺镁培养液、遮光处理），辨析代谢过程变化，侧重基础概念综合。（2）本土农业生产真实情境（非选择题主流情境，天津特色）高频本地素材：天津设施蔬菜温室、大田粮食作物、滨海盐碱地耐盐植物、稻田综合种养；典型设问方向：温室昼夜控温、红蓝光 LED 补光、水肥一体化灌溉对光合呼吸综合影响；盐碱胁迫下气孔关闭、叶绿素降解，联动分析净光合下降机理；命题导向：对接粮食安全、乡村振兴，强调知识解决本地农业实际问题，体现应用性素养。（3）高校前沿科研实验情境（区分度大题，近三年占比提升）素材来源：中科院、南开大学生命科学相关植物代谢研究文献简化改编；常见载体：光合突变体（如 MOD1 脂肪酸合成突变体），分析叶绿体与线粒体互作、ROS 积累对代谢的抑制；多因子梯度实验（温度 + CO2)+ 光照复合变量曲线，即你课件中甲、乙、丙图原型）；非生物胁迫（高温、干旱、弱光）下作物光合参数动态检测；命题特点：题干信息量大、陌生专业名词多，要求学生剥离冗余信息，迁移课本光合呼吸核心逻辑完成综合分析，重点考查信息提取、模型转化、逻辑推理高阶思维。 备考策略 1．抓牢核心点： 二氧化碳、ATP、NADPH、[H] 跨细胞器交换规律；光反应、暗反应、有氧呼吸三阶段连锁变化：光照 /二氧化碳突变后\C3、\C5、有机物、ATP 动态变化推导；总光合、净光合、呼吸速率三者换算、数值计算、曲线拐点含义判断（A 点光补偿点、B 点光饱和点、D 点光合 = 呼吸）。 2．熟记关键点：绿叶色素提取分离、酵母菌有氧 / 无氧呼吸装置、光照下叶绿体物质转化图解 3．紧扣命题趋势：知识层面：从单独考光合 / 呼吸，转向二者全程联动综合，强化细胞器、物质能量的整体性；能力层面：重点突破多因子曲线解读、实验数据分析、机理长句表达三大难点；情境层面：以天津本地农业、前沿植物科研为核心载体，实现「知识 — 实践 — 科研」三层情境递进考查。 三大核心·主干速记 核心1 细胞呼吸、光合作用的物质和能量转化 一、物质方面 特别提醒！ HO经过光合作用的光反应转移给18O2，HO经过有氧呼吸的第二阶段转移给C18O2。 二、能量方面 A．光反应（叶绿体类囊体薄膜） 能量转变：光能 → 活跃化学能 载体：光能驱动水的光解，生成 ATP、NADPH，能量暂时储存在二者中； 特点：能量活跃、易分解，只能供给暗反应，不能直接用于细胞其他生命活动。 B．暗反应（叶绿体基质） 能量转变：活跃化学能 → 稳定化学能 过程：ATP、NADPH 供能，将\(\ce{CO_{2}}\)固定、还原生成糖类； 特点：糖类中的化学能稳定，可长期储存，能跨细胞器、跨细胞运输。 C．细胞呼吸（细胞质基质 + 线粒体）有机物分解释放能量，分两条去路： 热能：大部分能量以热能散失，用于维持植物体温，无法再利用； ATP 中活跃化学能：少部分能量储存在 ATP，可被细胞直接利用。 D．生命活动利用ATP 水解释放活跃化学能，供给：主动运输、细胞分裂、物质合成、肌肉运动（动物）、植株生长等全部耗能生命活动。 三、光合作用和有氧呼吸中物质的来源与去路 物质名称 所属生理过程 核心来源 主要去路 关键补充说明 NADH 有氧呼吸 1. 有氧呼吸第一阶段：葡萄糖分解产生； 2. 有氧呼吸第二阶段：丙酮酸和水反应产生 有氧呼吸第三阶段：还原 O₂生成 H₂O，同时释放大量能量 有氧呼吸专属的还原型辅酶，仅参与细胞呼吸相关的能量代谢 NADPH 光合作用 光合作用光反应阶段：水的光解过程产生 光合作用暗反应阶段：用于还原 C₃，推动有机物合成 光合作用专属的还原型辅酶，仅参与光合碳固定过程，不参与细胞呼吸 ATP 有氧呼吸 有氧呼吸三个阶段均能产生，其中第三阶段产生量最多 作为生物体各项生命活动的直接能源物质，为细胞分裂、物质运输、肌肉收缩等所有耗能过程供能 细胞内最主要的直接能源物质，并非唯一直接能源，还包括 GTP、UTP 等 ATP 光合作用 光合作用光反应阶段产生 主要用于光合作用暗反应阶段 C₃的还原 光合产生的 ATP 仅能供给暗反应使用，不能用于细胞其他生命活动 核心2 真正的光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的关系 一、微观辨析总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系 二、合速率与呼吸速率的常用表示方法 项目 含义 表示方法(单位面积的叶片在单位时间内的变化量) 真正光 合速率 植物在光下实际合成有机物的速率 O2产生(生成)速率或叶绿体释放O2量 CO2固定速率或叶绿体吸收CO2量 有机物产生(制造、生成)速率 净光 合速率 植物有机物的积累速率 植物或叶片或叶肉细胞O2释放速率 植物或叶片或叶肉细胞CO2吸收速率 有机物积累速率 呼吸速率 单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率 黑暗中O2吸收速率 黑暗中CO2释放速率 有机物消耗速率 特别提醒！总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率 ①光合作用消耗的CO2量＝从环境中吸收的CO2量＋呼吸释放的CO2量 ②光合作用产生的O2量＝释放到环境中的O2量＋呼吸作用消耗的O2量 三、判定方法 （1）根据坐标曲线分析 ①当光照强度为 0 时，若CO2吸收值为负值，该值的绝对值代表细胞呼吸速率，该曲线代表净光合速率，如图甲。②当光照强度为 0 时，光合速率也为 0，该曲线代表真正光合速率，如图乙。 (2) 根据关键词判定 检测指标 细胞呼吸速率 净光合速率 真正(总)光合速率 CO₂ 释放量（黑暗） 吸收量 利用量、固定量、消耗量 O₂ 吸收量（黑暗） 释放量 产生量 有机物 消耗量（黑暗） 积累量 制造量、产生量 (3) 根据实验条件判定 黑暗条件下绿色植物的测定值：只进行细胞呼吸，代表细胞呼吸速率； 有光条件下绿色植物的测定值：光合作用和呼吸作用同时进行，测得的气体 / 有机物变化是抵消呼吸后的结果，代表净光合速率。 四、合作用和呼吸作用的“关键点”的移动 1、模型构建 2、模型判断 据图可知，OA 表示呼吸作用释放的 CO₂量，由光 (CO₂) 补偿点到光 (CO₂) 饱和点围成△BCD 面积代表净光合作用有机物的积累量。改变影响光合作用某一因素，对补偿点和饱和点会有一定的影响，因此净光合作用有机物的积累量也会随之变化。具体分析如下表所示 特别提醒！ 适当提高温度指在最适光合作用温度的基础上；光照强度或二氧化碳浓度的改变均是在饱和点之前。 四、自然环境与密闭环境中一昼夜内光合速率曲线的变化 (1)图1的B点、图2的B′C′段形成的原因：凌晨约2时～4时，温度降低，细胞呼吸减弱，CO2释放量减少。 (2)图1的C点、图2的C′点：此时开始出现光照，光合作用启动。 (3)图1的D点、图2的D′点：此时光合作用强度等于细胞呼吸强度。 (4)图1的E点、图2的F′G′段形成的原因：温度过高，部分气孔关闭，CO2供应不足，出现“光合午休”现象。 (5)图1的F点、图2的H′点：此时光合作用强度等于细胞呼吸强度，之后光合作用强度小于细胞呼吸强度。 (6)图1的G点、图2的I′点：此时光照强度降为0，光合作用停止。 (7)图2 所示一昼夜密闭容器中植物能(填“能”或“不能”)正常生长，原因是J′点低于A′点，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减少，即总光合作用量大于总细胞呼吸量。 五、光合速率的测定方法 1、液滴移动——测定装置中O2的变化 对比项目 测定呼吸速率装置 测定净光合速率装置 装置内溶液 NaOH 溶液（吸收全部 CO₂） NaHCO₃溶液（缓释 CO₂，维持瓶内 CO₂稳定） 测量条件 黑暗、适宜温度（只进行细胞呼吸） 光照、适宜温度（光合 + 呼吸同时进行） 生理过程 仅细胞呼吸：消耗 O₂、释放 CO₂ 光合作用强度＞细胞呼吸强度：释放 O₂、消耗 CO₂ 测量原理 CO₂被 NaOH 吸收，瓶内气压减小 NaHCO₃持续补充 CO₂，植物净释放 O₂，瓶内气压增大 红色液滴移动方向 向左移动 向右移动 测量指标 单位时间左移距离 = 有氧呼吸消耗 O₂速率（呼吸速率） 单位时间右移距离 = O₂释放速率（净光合速率） 特别提醒！物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。 2、白瓶法”——测溶氧量的变化 实验操作流程 1） 取样：从目标水层取水样均分为 3 份，第一份直接测定初始溶氧量m0；剩下两份分别装入黑瓶（不透光）、白瓶（透光）。 2） 原位培养：将黑、白两瓶放回原水深处悬挂培养时长t。 3） 终值测定：培养结束后，测得黑瓶溶氧量m1、白瓶溶氧量m2。 三个速率的推导与含义 1） 呼吸速率（黑瓶） 黑瓶不透光，浮游生物 / 藻类只进行细胞呼吸、不进行光合作用，仅消耗氧气： m0-m1就是培养时间t内整体呼吸消耗的溶解氧总量。 2） 净光合速率（白瓶） 白瓶透光，生物同时进行光合作用产氧 + 呼吸作用耗氧，最终溶氧变化是净积累量： m2-m0是培养时间t内水体氧气的净增加量。 3）（真正）光合速率 根据核心关系： 代入公式推导： 特别提醒！ 1. 适用场景：多用于水生生态系统（湖泊、海洋等）浮游植物光合与呼吸速率的野外测定。 2. 数值大小规律：正常光照下；若光照极弱，可能出现，代表净光合为负（呼吸强度大于光合）。 3. 控制变量：黑白瓶必须放在同一水深、相同环境培养，保证温度、生物初始密度等无关变量一致。 4. 黑白瓶法常用于水生生态系统光合速率和呼吸速率的测定。 5. 在没有初始值m0时，可利用计算出总光合速率。 6. 3、半叶法——测定光合作用有机物的产生量 叶片一半遮光、一半曝光，遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度值，曝光的一半测得的数据变化值代表净光合作用强度值，最后计算真正光合作用强度值。需要注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理，以防止有机物的运输。 特别提醒！ 　遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度值，照光的一半测得的数据变化值代表净光合作用强度值，最后计算总光合作用强度值。 分层专练·靶向攻关 两年模拟·基础通关 一、单选题 1．（2025·江苏苏州·三模）关于NADH和NADPH的叙述，错误的是（    ） A．两者组成元素均有C、H、O等 B．两者均可作为辅酶降低反应活化能 C．两者均可在植物的叶肉细胞中生成 D．两者均可作为还原剂参与细胞代谢 2．（2025·北京房山·一模）环境因素对两种植物光合作用的影响如图所示。下列相关叙述正确的是（    ） A．光照强度为r时，两种植物单位时间内固定的CO2量相同 B．适当提高温度，则图1中a、b之间的差值会变小 C．呼吸作用较弱的是植物1，更适合林下种植的是植物2 D．光照强度大于p时，两种植物均能正常生长 3．（2026·天津滨海新区·模拟预测）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．叶绿体基质中消耗CO2，而线粒体基质中生成CO2 B．类囊体膜上生成O2，而线粒体内膜上消耗O2 C．叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质中分解有机物 D．类囊体膜上消耗H2O，而线粒体基质中生成H2O 4．（2026·安徽·模拟预测）下列表格中左右两栏所描述的实验中，实验原理或实验方法一致的是（　　） 选项 实验名称 A 用绿色和红色荧光蛋白证明细胞膜的流动性 探究光合作用中O2是来源于水还是CO2 B 向葡萄糖溶液中滴加斐林试剂后水浴加热 将玻璃棒上丝状物溶于NaCl溶液后滴加二苯胺试剂后沸水浴加热 C 向H2O2溶液中添加H2O2酶或FeCl3溶液 摘除小狗的甲状腺观察其生理状况 D 叶绿体中的色素分布在滤纸条的不同位置 用甲紫染液对根尖细胞的染色体进行处理 A．A B．B C．C D．D 5．（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 6．（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 7．（25-26高三上·安徽·阶段检测）某研究者为探究某种植物光合速率与呼吸速率对生长发育的影响，进行如下实验：选取长势一致的该植物幼苗，均分为7组，分别置于20℃、23℃、26℃、29℃、32℃、35℃、38℃、的恒温环境中（光照强度、CO2浓度等其他条件均相同且适宜）。每组幼苗先暗处理1h，再光照1h，测定从实验初始到光照结束时的干重变化量（结果如下表）。下列说法正确的是（　　） 温度（℃） 20 23 26 29 32 35 38 从实验初始到光照结束时的干重变化（mg） 1 3 4 3 1 -1 -4 暗处理1h后干重变化量（mg） -2 -4 -6 -8 -10 -8 -8 A．该植物进行光合作用时，当光照强度突然增强，短时间内C5的量将会减少 B．23℃和29℃时，该植物的净光合速率相等 C．35℃时，该植物幼苗的总光合速率为7mg/h D．26℃恒温24h条件下，只有光照时间超过9h，该植物幼苗才能正常生长 二、解答题 8．（2026·天津滨海新区·三模）碳点（CDs）是新兴碳纳米荧光材料，它能吸收叶绿体利用率低的紫外光，并发射出和叶绿体吸收相匹配的光谱，使光合作用效率显著提高，其作用机理见下图，图中字母A—F表示物质，请分析回答。 (1)PSII（光系统Ⅱ）和PSI（光系统I）是由蛋白质和光合色素组成的复合物，其功能为___________。 (2)H2O在PSII作用下被分解形成O2和H+，H+__________（填“顺”或“逆”）浓度梯度通过ATP合酶驱动合成物质D；另一方面释放电子（e-）最终传递给A合成B，则B是__________。 (3)据图分析，碳点能将紫外光转换为叶绿体主要吸收的__________，光反应速率加快，__________和__________合成量增加（填图中字母）。碳点还可以上调RuBisco酶活性，加快__________（填“C3”或“C5”）的合成，提高光合作用效率。 (4)研究小组进一步测定了不同温度下经碳点处理的小麦叶片CO2吸收速率与黑暗下（CO2释放速率，结果如下表所示。 温度/℃ 5 10 15 20 25 30 光照下CO2吸收速率/（mg/h） 1 1.5 2.9 3.5 3.1 3 黑暗下CO2释放速率/（mg/h） 0.6 0.9 1.1 2 3.3 3.9 ①据表分析，碳点处理后的小麦光合作用的最适温度__________（填“大于”“小于”或“不能确定”）呼吸作用的最适温度。 ②假设环境温度稳定为10℃，则小麦在密闭装置内光照12h的情况下，一昼夜后装置内CO2减少量为_______________。 9．（2026·天津·三模）强光照射下，拟南芥叶肉细胞内因NADP+不足，O2浓度过高，会生成大量光有毒产物，这些物质会攻击叶绿素和光系统Ⅱ，导致光合作用下降，出现光抑制现象，拟南芥细胞内的交替呼吸途径可帮助其抵抗强光等逆境。eATP与呼吸链对光合作用的影响如图1所示，其中iATP为细胞内ATP，eATP为细胞外ATP。请回答下列问题。 (1)图1中的光系统I和光系统Ⅱ是由蛋白质和________组成，对后者进行提取及分离实验时，距离滤液细线最近的色度带颜色为________，据题干及已学知识推测，NADPH直接促进的反应过程是________。强光下NADP+不足的原因可能是________。 (2)交替呼吸途径由交替氧化酶（AOX）主导，营养缺乏、呼吸抑制剂等都可能抑制该途径。交替呼吸途径不发生H+跨膜运输过程，故不能形成驱动ATP合成的膜质子（H+）势差。AOX主要分布于________，可催化水的生成，交替呼吸途径产生的ATP较少。 (3)研究人员继续对拟南芥的光合特性展开研究，结果如图2。 ①种植拟南芥的光照强度宜控制在________。 ②光照强度超过1000μmol/（m2·s），拟南芥光合作用出现光抑制现象，此时其胞间CO2浓度增加的主要原因是________。 (4)为探究eATP对植物光系统反应效率的影响及其作用机制，研究者以野生型拟南芥（WT）和eATP受体缺失突变体拟南芥（Dorn-1）为实验材料，利用交替呼吸抑制剂（SHAM）进行实验，结果如图3。 ①结合图1、图2中的相关信息，下列分析正确的是________。 A．SHAM会影响叶肉细胞产生iATP B．交替呼吸对光系统反应效率的保护依赖细胞内的物质和能量转移 C．DORN1受体缺失降低了光系统反应效率对SHAM的敏感性 D．SHAM对光系统反应效率的影响与eATP的含量变化有关 ②结合题干信息，阐述强光照射下植物防御光损伤，避免光抑制发生的机制：强光环境下，叶绿体产生大量的________，该物质过多通过“苹果酸-草酰乙酸穿梭”途径合成________并转移到线粒体，在AOX的作用下，将其中大部分能量以________形式散失，减少光有毒产物的产生及对光系统的损伤，同时，________通过DORN1受体可缓解因交替呼吸抑制引起的光系统反应效率下降，进一步避免光抑制现象产生。 10．（2026·天津·模拟预测）图1是高温胁迫下黄瓜幼苗叶肉细胞代谢的部分示意图，①～④代表过程，A、B代表物质。Fd是还原态铁氧还蛋白，可将电子转移至NADPH中，也可参与光呼吸（图中虚线过程）。R酶是双功能酶，高温下R酶对CO2的亲和力下降而对O2的亲和力增强，请回答下列问题。 (1)物质A和B分别是__________、_________。过程④发生的场所是_________。 (2)光反应中电子传递过快或受阻，会产生过多的活性氧，引发光抑制。高温胁迫下，光反应产生的NADPH无法及时被消耗，能否通过抑制Fd活性解除光抑制，请说明理由。____________。 (3)为进一步研究黄瓜幼苗对高温胁迫的响应机制，研究人员选择生长一致的幼苗随机均分为3组：高温组（昼/夜温度为42℃/32℃）、亚高温组（昼/夜温度为35℃/25℃）和对照组（昼/夜温度为28℃/18℃），在其他条件适宜时培养并测定相关数据，结果如图2。 ①0～3天亚高温组和高温组气孔导度升高，其主要意义是_________。与第1天相比，第3天亚高温组和高温组虽气孔导度仍然较大，但净光合速率却降低，其主要原因可能是_________。 ②有同学认为胁迫3～5天高温组光呼吸速率下降，说明黄瓜已适应高温环境。你认为该观点是否正确，简要说明理由。_________。 一年重难·情境应用 一、单选题 1．【新情境·将科研情境与细胞的呼吸及光合等细胞代谢活动相结合】（2026·湖南长沙·三模）科研小组以华容芥菜为实验材料，探究光照强度对其光合速率的影响。测得黑暗条件下CO2释放速率为4 μmol·m-2·s-1，光补偿点对应光照强度为a，光饱和点b对应的净光合速率为18μmol·m-2·s-1。下列分析正确的是（     ） A．a点时，芥菜叶肉细胞的光合速率与呼吸速率相等 B．b点时，芥菜植株的总光合速率为18 μmol·m-2·s-1 C．适当降低环境温度，a点一定会右移，b点净光合速率一定会下降 D．光照强度大于b后，限制光合速率的环境因素可能有CO2浓度、温度 2．（2026·江苏徐州·模拟预测）关于生物体中的NADPH、细胞色素c、胆固醇，下列叙述正确的是（     ） A．三者都含有的元素是C、H、O、N B．胆固醇参与血液中脂质的运输，可过量摄入 C．细胞色素c为生物大分子，参与有氧呼吸的第三阶段 D．水的光解产生两个电子，与NADP+结合生成NADPH 3．【新情境·将科研情境与细胞的呼吸及光合等细胞代谢活动相结合】（2026·湖南长沙·三模）科研人员探究光照强度对某高等植物光合速率的影响，测得黑暗条件下CO₂释放速率为4 μmol·m⁻²·s⁻¹，光补偿点对应光照强度为m，光饱和点n对应的净光合速率为20 μmol·m⁻²·s⁻¹。下列分析正确的是（　　） A．m点时，植物叶肉细胞的光合速率与呼吸速率相等 B．n点时，植物的总光合速率为20 μmol·m⁻²·s⁻¹ C．适当提高环境CO₂浓度，m点左移，n点对应净光合速率升高 D．光照强度超过n后，光合速率不再受任何环境因素的限制 4．【新考法·将科研方法与细胞的呼吸及光合等细胞代谢活动相结合】（2026·广西桂林·三模）同位素标记法是生物学研究中常用的方法，下列说法正确的是（　　） A．用含标记腺苷的培养液培养动物细胞，可能检测到放射性的结构只有细胞核和线粒体 B．给细胞提供标记的葡萄糖，被标记的化合物均为细胞呼吸的产物 C．噬菌体侵染细菌的实验若用标记噬菌体，则上清液和沉淀物中都有放射性 D．用标记的供小球藻光合作用，可根据放射性化合物出现的先后顺序推断暗反应过程中碳原子的转移路径 5．【新情境·将科研情境与细胞的呼吸及光合等细胞代谢活动相结合】（2026·陕西榆林·模拟预测）科研团队研究了C4植物（如玉米）和C3植物（如小麦）在三种环境条件下的光合速率（μmol CO2·m-2·s-1），结果如表所示。已知玉米的叶肉细胞和维管束鞘细胞通过“CO2泵（CO2浓缩”）机制（将空气中的CO2“泵”到植物细胞一个局部高浓度CO2的环境中）协同完成光合作用，其PEP羧化酶对CO2亲和力极高。下列叙述错误的是（　　） 植物类型 适宜条件（25℃，正常光） 高温、强光（40℃，强光） 低CO2浓度（150ppm） 玉米 35 32 30 小麦 30 15 10 A．玉米光合速率高于小麦，与C4植物高效转运和固定CO2的机制有关 B．高温、强光下小麦光合速率下降，与其气孔开度减小导致CO2吸收受阻有关 C．与适宜条件比，低CO2浓度下，小麦叶绿体基质中C3含量增加，C5含量减少 D．低CO2浓度下玉米光合速率变化不大，体现了PEP羧化酶高亲和力维持碳固定的优势 6．（2026·湖南郴州·三模）光合作用暗反应的关键酶Rubisco既可催化RuBP与CO2 反应进行碳固定，也可催化RuBP与O2反应进行光呼吸。研究发现，Rubisco在高等植物叶绿体基质中与特定蛋白共组装形成 “浓缩微滴”，显著提高局部CO2 浓度，从而提高碳固定效率。下列相关叙述错误的是（　　） A．Rubisco催化CO2固定发生在叶绿体基质中 B．“浓缩微滴”可减少光呼吸的发生，从而提高光合效率 C．高温可能破坏“浓缩微滴”的结构，导致CO2浓度无法维持 D．“浓缩微滴”会直接影响光反应中的ATP和NADPH产量 二、解答题 7．【新情境·将科研情境与细胞的呼吸及光合等细胞代谢活动相结合】（2026·广东深圳·模拟预测）研究人员以克新1号、中薯3号和金山薯三个马铃薯品种为材料，研究温度（5℃、10℃，以20℃为对照）对马铃薯植株光合作用的影响，结果如下表。回答下列问题： 品种及温度 研究项目 20℃ 10℃ 5℃ 克新 1号 中薯 3号 金山薯 克新 1号 中薯 3号 金山薯 克新 1号 中薯 3号 金山薯 黑暗中CO2释放速率 /（mg·h-1） 5.0 4.5 4.1 4.2 4.0 3.7 3.6 3.1 2.9 CO2吸收速率 /（mg·h-1） 17.4 22.9 24.9 17.2 12.7 12.2 - 7.5 - 注：“-”表示测得数值太小，误差太大，无法得到有效数字。 (1)马铃薯叶肉细胞中，光合作用光反应阶段发生在_____（填具体场所），该阶段可为暗反应提供_____等物质。当达到某一光照强度时，光合速率不再随光照强度的增强而增大，该光照强度被称为光饱和点。推测金山薯在10℃时的光饱和点_____（填“大于”“小于”或“等于”）20℃时的光饱和点。 (2)据表分析，黑暗条件下不同品种马铃薯在5℃时CO2释放速率都较20℃时低，原因是_____。适宜光照下，若给马铃薯植株提供H218O，一段时间后其体内会出现（CH218O），用箭头和对应物质写出由H218O最终生成（CH218O）的过程：_____。 (3)在10℃条件下每天给予克新1号适宜光照10h，一昼夜后环境中CO2的减少量为_____mg。据表分析，适合在冬春低温环境下种植的品种是_____。 8．【新情境·将科研情境与细胞的呼吸及光合等细胞代谢活动相结合】（2026·湖南长沙·三模）湘莲是湖南特色水生经济作物。科研人员探究不同红光与远红光比例（R/FR）对大棚湘莲叶片光合特性的影响，实验结果如下：对照组（自然白光，R/FR=1.2）净光合速率为16.8μmol·m-2·s-1，呼吸速率为3.2μmol·m-2·s-1；T1组（R/FR=1.5）净光合速率为19.2μmol·m-2·s-1，呼吸速率为3.0μmol·m-2·s-1；T2组（R/FR=2.0）净光合速率为17.5μmol·m-2·s-1，呼吸速率为2.8μmol·m-2·s-1；T3组（R/FR=2.5）净光合速率为12.1μmol·m-2·s-1，呼吸速率为2.5μmol·m-2·s-1。回答下列问题： (1)湘莲叶肉细胞中，捕获光能的色素分布在叶绿体的________上；暗反应阶段C₃的还原需要光反应提供________和NADPH。 (2)提取湘莲叶片光合色素时，加入碳酸钙的作用是________；实验中若用缺镁的培养液培养湘莲，叶片会出现黄化现象，原因是________。 (3)T3组条件下，湘莲的总光合速率为________μmol·m-2·s-1。结合实验数据分析，适当提高红光比例可提升湘莲净光合速率，其原因是________。 (4)夏季正午露天种植的湘莲也会出现“光合午休”现象，从光合产物积累的角度分析，原因可能是________。 (5)结合实验结果，给大棚湘莲种植提出两项增产的合理建议：________。 9．【新情境·将科研情境与细胞的呼吸及光合等细胞代谢活动相结合】（2026·湖南长沙·三模）湖南省农科院科研人员以本地主栽番茄品种“湘粉1号”为材料，探究光照强度对大棚番茄光合产量的影响。结合光合作用与细胞呼吸的知识回答下列问题： (1)光合作用的光反应阶段发生在叶绿体的_____上，该阶段产生的_____和_____可参与暗反应中C₃的还原过程。 (2)番茄细胞有氧呼吸过程中，CO₂产生于第_____阶段，该阶段发生的场所是_____。 (3)实验测得：遮光处理（光照强度为0）时，番茄植株CO₂释放速率为5 μmol·m⁻²·s⁻¹；光照强度达到光饱和点时，植株CO₂吸收速率为20 μmol·m⁻²·s⁻¹。该实验条件下番茄的呼吸速率为_____ μmol·m⁻²·s⁻¹，最大总光合速率为_____ μmol·m⁻²·s⁻¹。 (4)大棚种植中，菜农常采用白天补光、夜间适当降温的措施提升番茄产量，请从有机物积累的角度解释其原理：_____。 (5)生产中除调控光照强度外，还可通过_____（答出两点即可）等措施提升大棚番茄的光合效率。 10．【新考法·将生活情境与细胞的呼吸及光合等细胞代谢活动相结合】（2026·湖南衡阳·三模）甲醛（HCHO）是常见的环境污染物。如图为植物体内甲醛代谢过程示意图（其中RU5P和HU6P是中间产物）。请回答下列问题： (1)过程①（C3的还原）的场所是________，该过程需要光反应提供________。 (2)若突然停止光照，短时间内叶绿体中C5的含量会______（填“上升”“下降”或“不变”），原因是_______。 (3)结合所学知识和图分析，植物体内甲醛代谢的意义是________（答出2点）。 (4)研究人员进一步探究甲醛浓度对菠菜光合速率的影响，同时检测了叶绿体中RU5P含量和FALDH（甲醛脱氢酶）活性，结果如表。已知RU5P含量和FALDH活性是净光合速率的标志之一。 甲醛浓度/（mg·L-1） RU5P含量/（mg⋅g-1） FALDH活性/（U·mg-1） 0（对照组） 2.8 15.2 5 3.2 28.6 10 3.5 42.1 15 2.9 36.5 20 2.1 22.3 分析表格数据，请完善实验以探究促进菠菜净光合速率的最适甲醛浓度： ①在_________mg·L-1之间设置一系列甲醛浓度梯度； ②分别处理生长发育状况一致的菠菜幼苗； ③检测各组的________，进而推测净光合速率的大小。 高考真题·考向感知 一、非选择题 1．（2026·山东·高考真题）某细菌是严格厌氧的光合细菌，在光线充足的条件下主要通过光合作用为自身供能。其光合作用与呼吸作用过程如图所示，其中①~④表示反应过程。 (1)与高等植物相比，该细菌特有的光反应产物有_______和_______。①和②属于光合作用的_______阶段。 (2)②与高等植物有氧呼吸第一阶段的反应过程相反，图中C3是_______（填物质名称），②的进行除C3外还需要的原料有_______和_______。 (3)①和③是合成C3的两个路径，在光线充足、乙酸含量高的环境中，该菌会优先通过③进行光合作用。从能量的角度推测，其原因是________________________________________________________。 2．（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）研究人员以森林中某落叶阔叶树为对象，测定了树冠顶部和底部当年生总枝条的相关指标，结果如表所示。当年生总枝条是指在一个生长季节内（通常是春季萌芽到秋季落叶前）萌发、生长并木质化的枝条及其上的所有叶片。回答下列问题。 相关指标 总枝条位置 叶片最大光合速率 （CO2μmol·m-2·s-1） 叶片呼吸速率 （CO2μmol·m-2·s-1） 相对碳成本 （%） 比叶面积 （m2·kg-1） 树冠顶部 11.9 1.8 15.6 9.8 树冠底部 9.5 1.1 15.2 13.5 注：相对碳成本=（当年生总枝条的碳总量/叶片脱落前该总枝条从环境中吸收的碳总量）×100%； 比叶面积=叶面积/叶干重。 (1)实验中测定最大光合速率时，除使用饱和光照外，还应保证________和________等环境因子一致且适宜。与测定光合速率不同，测定叶片的呼吸速率必须在________环境条件下。 (2)已知，光合速率=净光合速率＋呼吸速率。以一定强度的光照射该植物顶部叶片，此时顶部叶片的呼吸速率与光合速率相等，若用同强度的光照射底部叶片，此时底部叶片的净光合速率应________（填“>0”、“<0”或“=0”）。 (3)植株生长过程中，总枝条可向根等部位输出有机物，总枝条输出有机物的能力与相对碳成本呈________（填“正”或“负”）相关。底部与顶部总枝条的相对碳成本接近，但底部总枝条所处环境光照较弱，在此条件下，据表中数据分析，底部总枝条通过________和________，使其碳输出量实现最大化。此外，其叶片还可能通过哪些生理或结构变化来提高光能捕获效率？________（答出2点即可），这些变化的作用是________（从光反应的物质和能量转化角度作答）。 3．（2026·广东·高考真题）Rubisco是植物光合作用暗反应阶段的关键酶。水稻中的Rubisco由核基因（S）编码的小亚基和叶绿体基因（L）编码的大亚基组成。通过对野生型水稻S基因进行编辑，获得了单基因突变体植株，以研究Rubisco对光合作用的影响。 回答下列问题： (1)S基因在__________中转录形成的mRNA在细胞质翻译成肽链后进入叶绿体，肽链在叶绿体基质中形成一定空间结构后与____________组装构成完整Rubisco。 (2)研究发现，突变体与野生型叶片中Rubisco的蛋白结构无明显差异且功能未发生改变，但突变体叶片中Rubisco总活性显著降低，可能的原因是____________________________________________________。 (3)水稻在大气CO2浓度条件下净光合速率与光照强度关系如图所示。已知突变体与野生型的呼吸速率基本一致，推测突变体的净光合速率变化曲线。与野生型相比，突变体的光饱和点___________（填“升高”“不变”或“降低”）；在达到光饱和点之前，突变体净光合速率的限制因素是_____________；在C区提高_____________________________时，野生型净光合速率的变化趋势为先升高后趋于稳定。 注：a点为光饱和点（光合速率不再随光照强度增加而增加时的光照强度） (4)野生型与突变体净光合速率的变化曲线会出现部分重合，重合部分一定会在__________区出现，推测曲线重合的原因是______________________________________________________________________。 4．（2026·四川·高考真题）农光互补能在同一片土地上兼顾太阳能光伏发电与农业生产，有利于推动资源综合利用。在某干旱农业区农光互补系统的光伏板下，光照强度最大值降低近75%，研究人员测定了该系统对某作物净光合速率的影响，结果如图1。回答下列问题。 (1)光合作用与农作物的产量联系密切，_________________作为直接原料参与植物的光合作用。 (2)11:00到15:00期间，与全日照相比，农光互补系统下该作物的净光合速率更高，原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)农光互补系统下，该作物全天光合作用吸收CO2总量较全日照下__________。 (4)正常灌溉是全日照下的最适灌溉。推测在农光互补系统中，适当减量灌溉更适合该作物生长，从而提高产量。有人测量了不同处理下该作物的产量，正常灌溉组应为图2中的________组，请综合分析后，在图2方框内画出符合上述推测的实验结果________。 5．（2026·云南·高考真题）研究人员使用人工气候室探究温度对某品种水稻产量的影响，实验结果如下表。 温度/℃ 28 34 38 光照下CO2吸收速率/（μmol·m-2·s-1） 22.52 23.41 24.15 黑暗下CO2释放速率/（μmol⋅m-2·s-1） 3.26 4.56 5.59 回答下列问题： (1)水稻叶绿体中吸收光能的色素分布在________上。光能被吸收后转化为________储存在NADPH和ATP中参与暗反应。暗反应将CO2转化为储存能量的________，部分CO2来自细胞呼吸。细胞中产生CO2的场所包括________。 (2)在实验设置的三个温度下，水稻固定CO2速率最高的是________℃，理由是________。 (3)某地持续高温（34~38℃）伴随干燥天气，此时，在大田生产中水稻的光合速率会降低，其原因是________。 6．（2026·浙江·高考真题）水稻是我国的五大主要粮食作物之一。米饭中的淀粉在消化系统中水解为葡萄糖，经血液循环运输至组织细胞，既可作为细胞呼吸的底物，也可在某些组织器官中转化或储存。 回答下列问题： (1)研究人员发现，某稻田中有1株深绿色水稻突变体，其光合速率较其他的水稻高，可能的原因是突变体单位叶面积吸收的光能更________。该突变体光合速率变化如图1所示，6：00—9：00光合速率持续上升的主要原因是______________（答出2点即可）。空气湿度对该水稻光合速率的影响如图2所示，图中灰色区域内，与正常空气湿度相比，空气湿度较低时水稻光合速率也较低，原因是______________。 (2)米饭在口腔中被唾液淀粉酶初步分解。唾液淀粉酶由唾液腺腺泡细胞中的________合成，依次经________加工后，通过囊泡运输分泌至细胞外。唾液淀粉酶随食团进入胃部，由于胃液的________环境，导致其活性丧失。 (3)小肠上皮细胞可通过________的方式，逆浓度梯度吸收葡萄糖。葡萄糖经细胞呼吸能生成ATP，为肌肉运动提供能量。充足时，肌细胞产生ATP的场所有________。适度的有氧运动可消耗人体内储存的________，配合科学饮食，有助于实现有效的体重管理。 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $ 第11讲 细胞代谢的综合分析 （天津专用） 第1部分 五年考情·精准定向 第2部分 三大核心·主干速记 核心1 细胞呼吸、光合作用的物质和能量转化 核心2 真正的光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的关系 核心3 光合速率与呼吸速率的实验测定 第3部分 分层专练·靶向攻关 天津专练+全国视野 两年模拟·基础通关 & 一年重难·情境应用 & 高考真题·考向感知 五年考情·精准定向 考情概览 新课标要求 说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。 考情分析： 1．考查频次：五年全覆盖，属于必考核心模块。细胞代谢综合（光合 + 细胞呼吸联动分析）为天津等级性考试每年必考，选择、非选择两类题型稳定出题，分值占比稳定在 12~18 分，是整套试卷权重最高的代谢专题。 2．考查要点：（一）核心主干综合考点（高频）。光合与呼吸过程的物质、能量联动综合叶绿体、线粒体结构协同：二氧化碳、ATP、NADPH、[H] 跨细胞器交换规律；光反应、暗反应、有氧呼吸三阶段连锁变化：光照 /二氧化碳突变后\C3、\C5、有机物、ATP 动态变化推导；总光合、净光合、呼吸速率三者换算、数值计算、曲线拐点含义判断（A 点光补偿点、B 点光饱和点、D 点光合 = 呼吸）。多环境因子协同限制光合速率曲线综合分析：同步考查光照强度、温度、二氧化碳浓度、水分、矿质元素多变量曲线（对应你提供的甲、乙、丙三类复合曲线图）：判断不同区段的主要限制因素；不同温度 /二氧化碳梯度下曲线高低差异的机理解释；结合酶活性、气孔开闭、叶绿素合成解释曲线升降逻辑。细胞代谢综合实验分析。基础实验：色素提取分离、酵母菌呼吸方式探究；定量测定实验：密闭装置测呼吸 / 净光合、叶圆片上浮法、红外二氧化碳检测仪数据解读；拓展实验：野生型 vs 光合突变体、胁迫（高温 / 干旱 / 弱光）处理对比实验，分析 PSⅡ 活性、光合产物分配。（二）应用类综合考点（稳定每年 1 小问）以农业、温室生产为载体，综合代谢原理作答：昼夜温差调控、大棚增施二氧化碳、合理灌溉施肥、稻田种养模式、智能植物工厂 LED 补光，要求同时解释「白天提升光合、夜间降低呼吸」双重逻辑。（三）拓展综合融合考点（逐年升温）与酶、ATP、物质跨膜运输融合：光合呼吸关键酶的温度特性、叶绿体膜二氧化碳转运机制；与稳态、生态融合：碳汇、碳中和、农田生态系统能量流动；分子机制拓展：叶绿体 - 线粒体信号互作、活性氧（ROS）介导胁迫下代谢紊乱。（四）能力考查侧重 图表解读能力：坐标曲线、柱状图、实验数据表、细胞器物质交换示意图；逻辑长句表达：曲线变化原因、生产措施原理、突变株代谢差异机理；定量计算：有机物积累量、气体变化量、多组实验对比差值计算；探究推理：根据实验结果反向推导代谢调控通路。 3．命题情境：（1）基础教材实验情境（选择题为主，每年必考）素材：绿叶色素提取分离、酵母菌有氧 / 无氧呼吸装置、光照下叶绿体物质转化图解；考法：依托教材原型，小幅改变操作条件（如缺镁培养液、遮光处理），辨析代谢过程变化，侧重基础概念综合。（2）本土农业生产真实情境（非选择题主流情境，天津特色）高频本地素材：天津设施蔬菜温室、大田粮食作物、滨海盐碱地耐盐植物、稻田综合种养；典型设问方向：温室昼夜控温、红蓝光 LED 补光、水肥一体化灌溉对光合呼吸综合影响；盐碱胁迫下气孔关闭、叶绿素降解，联动分析净光合下降机理；命题导向：对接粮食安全、乡村振兴，强调知识解决本地农业实际问题，体现应用性素养。（3）高校前沿科研实验情境（区分度大题，近三年占比提升）素材来源：中科院、南开大学生命科学相关植物代谢研究文献简化改编；常见载体：光合突变体（如 MOD1 脂肪酸合成突变体），分析叶绿体与线粒体互作、ROS 积累对代谢的抑制；多因子梯度实验（温度 + CO2)+ 光照复合变量曲线，即你课件中甲、乙、丙图原型）；非生物胁迫（高温、干旱、弱光）下作物光合参数动态检测；命题特点：题干信息量大、陌生专业名词多，要求学生剥离冗余信息，迁移课本光合呼吸核心逻辑完成综合分析，重点考查信息提取、模型转化、逻辑推理高阶思维。 备考策略 1．抓牢核心点： 二氧化碳、ATP、NADPH、[H] 跨细胞器交换规律；光反应、暗反应、有氧呼吸三阶段连锁变化：光照 /二氧化碳突变后\C3、\C5、有机物、ATP 动态变化推导；总光合、净光合、呼吸速率三者换算、数值计算、曲线拐点含义判断（A 点光补偿点、B 点光饱和点、D 点光合 = 呼吸）。 2．熟记关键点：绿叶色素提取分离、酵母菌有氧 / 无氧呼吸装置、光照下叶绿体物质转化图解 3．紧扣命题趋势：知识层面：从单独考光合 / 呼吸，转向二者全程联动综合，强化细胞器、物质能量的整体性；能力层面：重点突破多因子曲线解读、实验数据分析、机理长句表达三大难点；情境层面：以天津本地农业、前沿植物科研为核心载体，实现「知识 — 实践 — 科研」三层情境递进考查。 三大核心·主干速记 核心1 细胞呼吸、光合作用的物质和能量转化 一、物质方面 特别提醒！ HO经过光合作用的光反应转移给18O2，HO经过有氧呼吸的第二阶段转移给C18O2。 二、能量方面 A．光反应（叶绿体类囊体薄膜） 能量转变：光能 → 活跃化学能 载体：光能驱动水的光解，生成 ATP、NADPH，能量暂时储存在二者中； 特点：能量活跃、易分解，只能供给暗反应，不能直接用于细胞其他生命活动。 B．暗反应（叶绿体基质） 能量转变：活跃化学能 → 稳定化学能 过程：ATP、NADPH 供能，将\(\ce{CO_{2}}\)固定、还原生成糖类； 特点：糖类中的化学能稳定，可长期储存，能跨细胞器、跨细胞运输。 C．细胞呼吸（细胞质基质 + 线粒体）有机物分解释放能量，分两条去路： 热能：大部分能量以热能散失，用于维持植物体温，无法再利用； ATP 中活跃化学能：少部分能量储存在 ATP，可被细胞直接利用。 D．生命活动利用ATP 水解释放活跃化学能，供给：主动运输、细胞分裂、物质合成、肌肉运动（动物）、植株生长等全部耗能生命活动。 三、光合作用和有氧呼吸中物质的来源与去路 物质名称 所属生理过程 核心来源 主要去路 关键补充说明 NADH 有氧呼吸 1. 有氧呼吸第一阶段：葡萄糖分解产生； 2. 有氧呼吸第二阶段：丙酮酸和水反应产生 有氧呼吸第三阶段：还原 O₂生成 H₂O，同时释放大量能量 有氧呼吸专属的还原型辅酶，仅参与细胞呼吸相关的能量代谢 NADPH 光合作用 光合作用光反应阶段：水的光解过程产生 光合作用暗反应阶段：用于还原 C₃，推动有机物合成 光合作用专属的还原型辅酶，仅参与光合碳固定过程，不参与细胞呼吸 ATP 有氧呼吸 有氧呼吸三个阶段均能产生，其中第三阶段产生量最多 作为生物体各项生命活动的直接能源物质，为细胞分裂、物质运输、肌肉收缩等所有耗能过程供能 细胞内最主要的直接能源物质，并非唯一直接能源，还包括 GTP、UTP 等 ATP 光合作用 光合作用光反应阶段产生 主要用于光合作用暗反应阶段 C₃的还原 光合产生的 ATP 仅能供给暗反应使用，不能用于细胞其他生命活动 核心2 真正的光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的关系 一、微观辨析总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系 二、合速率与呼吸速率的常用表示方法 项目 含义 表示方法(单位面积的叶片在单位时间内的变化量) 真正光 合速率 植物在光下实际合成有机物的速率 O2产生(生成)速率或叶绿体释放O2量 CO2固定速率或叶绿体吸收CO2量 有机物产生(制造、生成)速率 净光 合速率 植物有机物的积累速率 植物或叶片或叶肉细胞O2释放速率 植物或叶片或叶肉细胞CO2吸收速率 有机物积累速率 呼吸速率 单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率 黑暗中O2吸收速率 黑暗中CO2释放速率 有机物消耗速率 特别提醒！总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率 ①光合作用消耗的CO2量＝从环境中吸收的CO2量＋呼吸释放的CO2量 ②光合作用产生的O2量＝释放到环境中的O2量＋呼吸作用消耗的O2量 三、判定方法 （1）根据坐标曲线分析 ①当光照强度为 0 时，若CO2吸收值为负值，该值的绝对值代表细胞呼吸速率，该曲线代表净光合速率，如图甲。②当光照强度为 0 时，光合速率也为 0，该曲线代表真正光合速率，如图乙。 (2) 根据关键词判定 检测指标 细胞呼吸速率 净光合速率 真正(总)光合速率 CO₂ 释放量（黑暗） 吸收量 利用量、固定量、消耗量 O₂ 吸收量（黑暗） 释放量 产生量 有机物 消耗量（黑暗） 积累量 制造量、产生量 (3) 根据实验条件判定 黑暗条件下绿色植物的测定值：只进行细胞呼吸，代表细胞呼吸速率； 有光条件下绿色植物的测定值：光合作用和呼吸作用同时进行，测得的气体 / 有机物变化是抵消呼吸后的结果，代表净光合速率。 四、合作用和呼吸作用的“关键点”的移动 1、模型构建 2、模型判断 据图可知，OA 表示呼吸作用释放的 CO₂量，由光 (CO₂) 补偿点到光 (CO₂) 饱和点围成△BCD 面积代表净光合作用有机物的积累量。改变影响光合作用某一因素，对补偿点和饱和点会有一定的影响，因此净光合作用有机物的积累量也会随之变化。具体分析如下表所示 特别提醒！ 适当提高温度指在最适光合作用温度的基础上；光照强度或二氧化碳浓度的改变均是在饱和点之前。 四、自然环境与密闭环境中一昼夜内光合速率曲线的变化 (1)图1的B点、图2的B′C′段形成的原因：凌晨约2时～4时，温度降低，细胞呼吸减弱，CO2释放量减少。 (2)图1的C点、图2的C′点：此时开始出现光照，光合作用启动。 (3)图1的D点、图2的D′点：此时光合作用强度等于细胞呼吸强度。 (4)图1的E点、图2的F′G′段形成的原因：温度过高，部分气孔关闭，CO2供应不足，出现“光合午休”现象。 (5)图1的F点、图2的H′点：此时光合作用强度等于细胞呼吸强度，之后光合作用强度小于细胞呼吸强度。 (6)图1的G点、图2的I′点：此时光照强度降为0，光合作用停止。 (7)图2 所示一昼夜密闭容器中植物能(填“能”或“不能”)正常生长，原因是J′点低于A′点，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减少，即总光合作用量大于总细胞呼吸量。 五、光合速率的测定方法 1、液滴移动——测定装置中O2的变化 对比项目 测定呼吸速率装置 测定净光合速率装置 装置内溶液 NaOH 溶液（吸收全部 CO₂） NaHCO₃溶液（缓释 CO₂，维持瓶内 CO₂稳定） 测量条件 黑暗、适宜温度（只进行细胞呼吸） 光照、适宜温度（光合 + 呼吸同时进行） 生理过程 仅细胞呼吸：消耗 O₂、释放 CO₂ 光合作用强度＞细胞呼吸强度：释放 O₂、消耗 CO₂ 测量原理 CO₂被 NaOH 吸收，瓶内气压减小 NaHCO₃持续补充 CO₂，植物净释放 O₂，瓶内气压增大 红色液滴移动方向 向左移动 向右移动 测量指标 单位时间左移距离 = 有氧呼吸消耗 O₂速率（呼吸速率） 单位时间右移距离 = O₂释放速率（净光合速率） 特别提醒！物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。 2、白瓶法”——测溶氧量的变化 实验操作流程 1） 取样：从目标水层取水样均分为 3 份，第一份直接测定初始溶氧量m0；剩下两份分别装入黑瓶（不透光）、白瓶（透光）。 2） 原位培养：将黑、白两瓶放回原水深处悬挂培养时长t。 3） 终值测定：培养结束后，测得黑瓶溶氧量m1、白瓶溶氧量m2。 三个速率的推导与含义 1） 呼吸速率（黑瓶） 黑瓶不透光，浮游生物 / 藻类只进行细胞呼吸、不进行光合作用，仅消耗氧气： m0-m1就是培养时间t内整体呼吸消耗的溶解氧总量。 2） 净光合速率（白瓶） 白瓶透光，生物同时进行光合作用产氧 + 呼吸作用耗氧，最终溶氧变化是净积累量： m2-m0是培养时间t内水体氧气的净增加量。 3）（真正）光合速率 根据核心关系： 代入公式推导： 特别提醒！ 1. 适用场景：多用于水生生态系统（湖泊、海洋等）浮游植物光合与呼吸速率的野外测定。 2. 数值大小规律：正常光照下；若光照极弱，可能出现，代表净光合为负（呼吸强度大于光合）。 3. 控制变量：黑白瓶必须放在同一水深、相同环境培养，保证温度、生物初始密度等无关变量一致。 4. 黑白瓶法常用于水生生态系统光合速率和呼吸速率的测定。 5. 在没有初始值m0时，可利用计算出总光合速率。 6. 3、半叶法——测定光合作用有机物的产生量 叶片一半遮光、一半曝光，遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度值，曝光的一半测得的数据变化值代表净光合作用强度值，最后计算真正光合作用强度值。需要注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理，以防止有机物的运输。 特别提醒！ 　遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度值，照光的一半测得的数据变化值代表净光合作用强度值，最后计算总光合作用强度值。 分层专练·靶向攻关 两年模拟·基础通关 一、单选题 1．（2025·江苏苏州·三模）关于NADH和NADPH的叙述，错误的是（    ） A．两者组成元素均有C、H、O等 B．两者均可作为辅酶降低反应活化能 C．两者均可在植物的叶肉细胞中生成 D．两者均可作为还原剂参与细胞代谢 【答案】B 【难度】0.65 【知识点】组成细胞的元素、有氧呼吸过程、光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化 【详解】A、NADH和NADPH的组成元素均包含C、H、O、N、P，A正确； B、只有酶能降低化学反应的活化能，NADH和NADPH的功能是传递氢、电子，本身不具备催化作用，无法降低反应活化能，B错误； C、植物叶肉细胞中，有氧呼吸的第一、二阶段可生成NADH，光合作用的光反应阶段可生成NADPH，因此二者均可在叶肉细胞中生成，C正确； D、NADH可作为还原剂参与有氧呼吸第三阶段和氧气结合生成水的反应，NADPH可作为还原剂参与光合作用暗反应中C3的还原过程，二者都可作为还原剂参与细胞代谢，D正确。 2．（2025·北京房山·一模）环境因素对两种植物光合作用的影响如图所示。下列相关叙述正确的是（    ） A．光照强度为r时，两种植物单位时间内固定的CO2量相同 B．适当提高温度，则图1中a、b之间的差值会变小 C．呼吸作用较弱的是植物1，更适合林下种植的是植物2 D．光照强度大于p时，两种植物均能正常生长 【答案】B 【难度】0.6 【知识点】影响光合作用的因素、总、净光合与呼吸、光合作用与呼吸作用的综合计算问题 【详解】A、在图1中，光照强度为r时，两种植物的净光合速率相等。净光合速率=总光合速率 - 呼吸速率，由于两种植物的呼吸速率不同，所以总光合速率（单位时间固定的CO2量）不相等，A错误； B、图1中a、b之间的差值代表植物1和植物2在相同光照强度下的净光合速率差值。从图2可知，在温度为M时，植物1的净光合速率相对较高，适当提高温度，植物1净光合速率下降幅度可能比植物2大，那么a、b之间的差值会变小，B正确； C、从图1中与纵轴交点可知，植物1的呼吸作用强度大于植物2；植物2在较低光照强度下净光合速率大于0，更适合在光照较弱的林下种植，C错误； D、光照强度大于p时，植物2的净光合速率大于0，能正常生长；但植物1的净光合速率在光照强度大于p后有一段小于0，不能正常生长，D错误。 3．（2026·天津滨海新区·模拟预测）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．叶绿体基质中消耗CO2，而线粒体基质中生成CO2 B．类囊体膜上生成O2，而线粒体内膜上消耗O2 C．叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质中分解有机物 D．类囊体膜上消耗H2O，而线粒体基质中生成H2O 【答案】D 【难度】0.85 【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 【详解】A、叶绿体基质是暗反应的场所，暗反应发生CO2的固定过程消耗CO2；线粒体基质是有氧呼吸第二阶段的场所，丙酮酸和水反应生成CO2和[H]，会生成CO2，A正确； B、类囊体膜是光反应的场所，光反应中发生水的光解，生成O2；线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，[H]和O2结合生成水，消耗O2，B正确； C、叶绿体基质中进行暗反应，可将CO2等无机物合成糖类等有机物；线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段，分解丙酮酸（有机物），C正确； D、类囊体膜上发生水的光解，消耗H2O；但线粒体基质进行有氧呼吸第二阶段需要消耗H2O，H2O的生成发生在有氧呼吸第三阶段的线粒体内膜上，D错误。 4．（2026·安徽·模拟预测）下列表格中左右两栏所描述的实验中，实验原理或实验方法一致的是（　　） 选项 实验名称 A 用绿色和红色荧光蛋白证明细胞膜的流动性 探究光合作用中O2是来源于水还是CO2 B 向葡萄糖溶液中滴加斐林试剂后水浴加热 将玻璃棒上丝状物溶于NaCl溶液后滴加二苯胺试剂后沸水浴加热 C 向H2O2溶液中添加H2O2酶或FeCl3溶液 摘除小狗的甲状腺观察其生理状况 D 叶绿体中的色素分布在滤纸条的不同位置 用甲紫染液对根尖细胞的染色体进行处理 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【难度】0.65 【知识点】酶促反应的因素及实验、绿叶中色素的提取和分离实验、光合作用原理实验、DNA的粗提取及鉴定 【详解】A、左侧证明细胞膜流动性的实验使用荧光标记法标记膜蛋白，右侧探究光合作用O₂来源的实验使用同位素标记法对O元素进行示踪，二者实验方法不同，A错误； B、左侧是还原糖鉴定实验，利用还原糖与斐林试剂水浴加热产生砖红色沉淀的显色反应检测葡萄糖；右侧是DNA鉴定实验，利用DNA与二苯胺试剂沸水浴加热显蓝色的显色反应检测丝状物中的DNA，二者实验原理均为待检测物质与特定试剂在加热条件下发生特征性显色反应，原理一致，B正确； C、左侧实验通过向反应体系添加不同种类的催化剂（加法原理），设计对照实验探究酶的高效性；右侧实验通过摘除甲状腺去除甲状腺的作用（减法原理）研究甲状腺功能，二者实验设计方法不同，C错误； D、左侧叶绿体色素分离的原理是不同色素在层析液中溶解度不同，随层析液在滤纸条上的扩散速率不同；右侧实验的原理是碱性染料甲紫可以使染色体着色，便于观察染色体，二者实验原理完全不同，D错误。 故选B。 5．（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 【难度】0.65 【知识点】绿叶中色素的提取和分离实验、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、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。 6．（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 【难度】0.44 【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、总、净光合与呼吸 【详解】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。 7．（25-26高三上·安徽·阶段检测）某研究者为探究某种植物光合速率与呼吸速率对生长发育的影响，进行如下实验：选取长势一致的该植物幼苗，均分为7组，分别置于20℃、23℃、26℃、29℃、32℃、35℃、38℃、的恒温环境中（光照强度、CO2浓度等其他条件均相同且适宜）。每组幼苗先暗处理1h，再光照1h，测定从实验初始到光照结束时的干重变化量（结果如下表）。下列说法正确的是（　　） 温度（℃） 20 23 26 29 32 35 38 从实验初始到光照结束时的干重变化（mg） 1 3 4 3 1 -1 -4 暗处理1h后干重变化量（mg） -2 -4 -6 -8 -10 -8 -8 A．该植物进行光合作用时，当光照强度突然增强，短时间内C5的量将会减少 B．23℃和29℃时，该植物的净光合速率相等 C．35℃时，该植物幼苗的总光合速率为7mg/h D．26℃恒温24h条件下，只有光照时间超过9h，该植物幼苗才能正常生长 【答案】D 【难度】0.4 【知识点】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、当光照强度突然增强时，光反应增强，产生的ATP和NADPH增多，从而促进C3的还原，C5的生成速率增加，此时C5的消耗速率尚未改变，故C5的量增加，A错误； BC、据题意，暗处理1h的干重变化量（设为x）即呼吸速率，从实验初始到光照结束时的干重变化（设为y）是1h的光合作用与2h呼吸作用带来的有机物变化量，于是光合速率等于y+2x，净光合速率等于y+x，不难计算，23°C时的净光合速率=3+4=7mg/h，29°C时的净光合速率=3+8=11mg/h，35°C时的总光合速率 =-1+8×2=15mg/h， BC错误； D、26°C恒温24h条件下，需通过“有机物积累量>0” 判断植物能否正常生长，26°C时的呼吸速率=6mg/h，净光合速率=4+6=10mg/h，设光照时间为th，则黑暗时间为（24-t）h，即10t-6（24-t）>0，即只有光照时间超过9 h，该植物幼苗才有有机物积累，才能正常生长，D正确。 故选D。 二、解答题 8．（2026·天津滨海新区·三模）碳点（CDs）是新兴碳纳米荧光材料，它能吸收叶绿体利用率低的紫外光，并发射出和叶绿体吸收相匹配的光谱，使光合作用效率显著提高，其作用机理见下图，图中字母A—F表示物质，请分析回答。 (1)PSII（光系统Ⅱ）和PSI（光系统I）是由蛋白质和光合色素组成的复合物，其功能为___________。 (2)H2O在PSII作用下被分解形成O2和H+，H+__________（填“顺”或“逆”）浓度梯度通过ATP合酶驱动合成物质D；另一方面释放电子（e-）最终传递给A合成B，则B是__________。 (3)据图分析，碳点能将紫外光转换为叶绿体主要吸收的__________，光反应速率加快，__________和__________合成量增加（填图中字母）。碳点还可以上调RuBisco酶活性，加快__________（填“C3”或“C5”）的合成，提高光合作用效率。 (4)研究小组进一步测定了不同温度下经碳点处理的小麦叶片CO2吸收速率与黑暗下（CO2释放速率，结果如下表所示。 温度/℃ 5 10 15 20 25 30 光照下CO2吸收速率/（mg/h） 1 1.5 2.9 3.5 3.1 3 黑暗下CO2释放速率/（mg/h） 0.6 0.9 1.1 2 3.3 3.9 ①据表分析，碳点处理后的小麦光合作用的最适温度__________（填“大于”“小于”或“不能确定”）呼吸作用的最适温度。 ②假设环境温度稳定为10℃，则小麦在密闭装置内光照12h的情况下，一昼夜后装置内CO2减少量为_______________。 【答案】(1)吸收、传递和转化光能 (2) 顺 NADPH (3) 蓝紫光 B D C3 (4) 不能确定 7.2mg 【难度】0.52 【知识点】光合色素的种类、含量及功能、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、光合作用与呼吸作用的综合计算问题 【详解】（1）由图可知，PSⅡ和PSⅠ分布在叶肉细胞的类囊体薄膜上，是由蛋白质和光合色素组成的复合物，其功能为吸收、传递和转化光能。 （2）水分解后类囊体腔中H＋浓度高于叶绿体基质，因此H＋顺浓度梯度通过ATP合酶，势能释放驱动ATP合成；光反应中，电子最终传递给NADP+，生成NADPH，因此B为NADPH。 （3）根据题干和图示，碳点能将紫外光转换为叶绿体主要吸收的蓝紫光，使光反应速率加快，增加图中物质B（NADPH）和D（ATP）的合成量；碳点在光合作用中除了可以发挥自身优异的光学性质外，还可以上调RuBisco酶活性，Rubisco酶是暗反应中的关键酶，它催化CO2与RuBP生成三碳化合物（C3），加快三碳化合物（C3）的合成，提高光合作用效率。 （4）①光照下CO2吸收速率代表净光合速率，黑暗下CO2释放速率代表呼吸速率，而总光合速率=净光合速率+呼吸速率，从计算结果，总光合速率在30℃时仍在上升，无法确定光合作用的最适温度。而呼吸速率随温度升高持续上升，也无法确定呼吸作用的最适温度。因此，不能确定小麦光合作用的最适温度与呼吸作用的最适温度的大小关系。 ②温度10℃时，净光合速率=1.5 mg/h，呼吸速率=0.9 mg/h，进行光照12h、黑暗12h的处理，一昼夜CO2变化量=光照时吸收的CO2-黑暗时释放的CO2=(1.5 × 12)-(0.9 × 12)=18-10.8 =7.2 mg，即一昼夜后装置内CO2减少量为7.2 mg。 9．（2026·天津·三模）强光照射下，拟南芥叶肉细胞内因NADP+不足，O2浓度过高，会生成大量光有毒产物，这些物质会攻击叶绿素和光系统Ⅱ，导致光合作用下降，出现光抑制现象，拟南芥细胞内的交替呼吸途径可帮助其抵抗强光等逆境。eATP与呼吸链对光合作用的影响如图1所示，其中iATP为细胞内ATP，eATP为细胞外ATP。请回答下列问题。 (1)图1中的光系统I和光系统Ⅱ是由蛋白质和________组成，对后者进行提取及分离实验时，距离滤液细线最近的色度带颜色为________，据题干及已学知识推测，NADPH直接促进的反应过程是________。强光下NADP+不足的原因可能是________。 (2)交替呼吸途径由交替氧化酶（AOX）主导，营养缺乏、呼吸抑制剂等都可能抑制该途径。交替呼吸途径不发生H+跨膜运输过程，故不能形成驱动ATP合成的膜质子（H+）势差。AOX主要分布于________，可催化水的生成，交替呼吸途径产生的ATP较少。 (3)研究人员继续对拟南芥的光合特性展开研究，结果如图2。 ①种植拟南芥的光照强度宜控制在________。 ②光照强度超过1000μmol/（m2·s），拟南芥光合作用出现光抑制现象，此时其胞间CO2浓度增加的主要原因是________。 (4)为探究eATP对植物光系统反应效率的影响及其作用机制，研究者以野生型拟南芥（WT）和eATP受体缺失突变体拟南芥（Dorn-1）为实验材料，利用交替呼吸抑制剂（SHAM）进行实验，结果如图3。 ①结合图1、图2中的相关信息，下列分析正确的是________。 A．SHAM会影响叶肉细胞产生iATP B．交替呼吸对光系统反应效率的保护依赖细胞内的物质和能量转移 C．DORN1受体缺失降低了光系统反应效率对SHAM的敏感性 D．SHAM对光系统反应效率的影响与eATP的含量变化有关 ②结合题干信息，阐述强光照射下植物防御光损伤，避免光抑制发生的机制：强光环境下，叶绿体产生大量的________，该物质过多通过“苹果酸-草酰乙酸穿梭”途径合成________并转移到线粒体，在AOX的作用下，将其中大部分能量以________形式散失，减少光有毒产物的产生及对光系统的损伤，同时，________通过DORN1受体可缓解因交替呼吸抑制引起的光系统反应效率下降，进一步避免光抑制现象产生。 【答案】(1) 光合色素 黄绿色 C3的还原 强光下，光反应产生的NADPH量大于暗反应的消耗量 (2)线粒体内膜 (3) 500-700μmol/（m-2·s-1）（或500μmol/（m-2·s-1） 光合作用强度降低，叶肉细胞消耗的二氧化碳减少，且气孔导度增加，从外界吸收的二氧化碳增加，导致胞间二氧化碳增加 (4) ABCD NADPH NADH 热能 eATP 【难度】0.41 【知识点】有氧呼吸过程、光合色素的种类、含量及功能、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）光系统是叶绿体类囊体上由蛋白质和光合色素组成的复合体；叶绿体色素纸层析实验中，溶解度越小的色素距离滤液细线越近，叶绿素b溶解度最小，颜色为黄绿色；光反应产生的NADPH直接为暗反应中C3的还原提供还原剂和能量；强光下光反应速率远大于暗反应，NADP+被大量还原为NADPH后不能及时再生，因此NADP+不足。 （2）交替呼吸途径中，[H]和O2结合生成水的过程发生在线粒体内膜，因此催化该过程的AOX（交替氧化酶）主要分布于线粒体内膜。 （3）①据图2可知，光照强度宜控制在500-700μmol/m-2⋅s-1，因为在该光照强度下，拟南芥的净光合速率达到最大值，植物有机物积累量将最大，利于生长； ②光照强度超过1000μmol/m-2⋅s-1，拟南芥光合作用出现光抑制现象，此时其胞间CO2浓度增加的主要原因是光合作用强度降低，叶肉细胞消耗的二氧化碳减少，且气孔导度增加，从外界吸收的二氧化碳增加，导致胞间二氧化碳增加； （4）①A、在WT叶片中，与对照组相比，SHAM处理能够引起实际光系统反应效率降低，说明SHAM会影响叶肉细胞产生iATP，A正确； B、由图1可知，交替呼吸通过穿梭途径转移叶绿体中过多的还原力，依赖细胞内的物质和能量转移，起到保护光系统的作用，B正确； C、对比图3两组结果，受体缺失突变体组中SHAM处理无显著差异，野生型SHAM处理后光系统效率显著下降，说明DORN1缺失降低了光系统对SHAM的敏感性，C正确； D、野生型中SHAM处理后效率下降，添加外源ATP后效率恢复，说明SHAM的影响与eATP含量变化有关，D正确。 ②结合题干和图示过程可推知：强光下叶绿体积累大量NADPH，经穿梭途径生成NADH转移到线粒体，AOX将NADH中大部分能量以热能形式散失，减少光有毒产物；同时细胞内ATP释放到细胞外成为eATP，通过DORN1受体缓解交替呼吸抑制导致的光系统效率下降。 10．（2026·天津·模拟预测）图1是高温胁迫下黄瓜幼苗叶肉细胞代谢的部分示意图，①～④代表过程，A、B代表物质。Fd是还原态铁氧还蛋白，可将电子转移至NADPH中，也可参与光呼吸（图中虚线过程）。R酶是双功能酶，高温下R酶对CO2的亲和力下降而对O2的亲和力增强，请回答下列问题。 (1)物质A和B分别是__________、_________。过程④发生的场所是_________。 (2)光反应中电子传递过快或受阻，会产生过多的活性氧，引发光抑制。高温胁迫下，光反应产生的NADPH无法及时被消耗，能否通过抑制Fd活性解除光抑制，请说明理由。____________。 (3)为进一步研究黄瓜幼苗对高温胁迫的响应机制，研究人员选择生长一致的幼苗随机均分为3组：高温组（昼/夜温度为42℃/32℃）、亚高温组（昼/夜温度为35℃/25℃）和对照组（昼/夜温度为28℃/18℃），在其他条件适宜时培养并测定相关数据，结果如图2。 ①0～3天亚高温组和高温组气孔导度升高，其主要意义是_________。与第1天相比，第3天亚高温组和高温组虽气孔导度仍然较大，但净光合速率却降低，其主要原因可能是_________。 ②有同学认为胁迫3～5天高温组光呼吸速率下降，说明黄瓜已适应高温环境。你认为该观点是否正确，简要说明理由。_________。 【答案】(1) H⁺、O2 C3（3-磷酸甘油酸） 叶绿体基质 (2)不能，抑制Fd活性会阻碍电子传递，进一步导致活性氧积累，加剧光抑制 (3) 增强蒸腾作用以降低叶片温度 失水过多或者高温导致酶活性降低，影响植物光合作用 不正确，净光合速率和气孔导度都在下降，说明高温造成黄瓜结构损伤、酶活性下降、生理性缺水 【难度】0.45 【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、总、净光合与呼吸 【详解】（1）从图中①过程看，H₂O在PSⅡ作用下分解，产生e⁻、H⁺，以及O₂。Fd（铁氧还蛋白）接受e⁻后可将电子传给NADPH，也可参与光呼吸（虚线）。因此，水分解产生的气体产物A是O₂；同时伴随产生H⁺。从卡尔文循环可知，CO₂固定后生成C₃（3-磷酸甘油酸），再还原成3-磷酸甘油醛。R酶（Rubisco）催化C₅与O₂结合，启动光呼吸，产物为磷酸乙醇酸，进入过氧化物酶体等后续过程。此过程发生在叶绿体基质，因为Rubisco位于叶绿体基质。 （2）题干指出，光反应中电子传递过快或受阻会产生过多的活性氧，引发光抑制。图中显示，还原态铁氧还蛋白（Fd）可以将电子转移至NADPH中，也可参与光呼吸（虚线过程）。如果抑制Fd活性，电子传递链的末端电子受体减少，会导致电子传递受阻。电子传递受阻会使得光反应中产生的电子无法顺利传递，从而进一步增加活性氧的积累，加剧光抑制现象。 （3）①高温环境下，气孔导度升高会增强蒸腾作用，通过水分蒸发带走叶片热量，降低叶片温度，避免高温对光合酶的直接损伤。第3天时，尽管气孔导度较大（意味着CO2供应可能不是主要限制因素），但净光合速率下降。结合高温环境，这可能是因为高温导致植物失水过多，或者高温直接降低了光合作用相关酶的活性，从而影响了光合作用效率。 ②适应高温的核心表现应为 “光合与呼吸的协调平衡、净光合速率稳定或回升”，但结合图2数据：高温组净光合速率持续下降，气孔导度也持续降低，说明高温已造成光合结构损伤、酶活性不可逆下降；呼吸速率下降，并非“主动适应”的表现，而是高温导致细胞结构损伤、酶活性降低，细胞代谢整体减弱的被动结果，反映出黄瓜幼苗的生理功能已受高温严重破坏，并非适应，故观点不正确。 一年重难·情境应用 一、单选题 1．【新情境·将科研情境与细胞的呼吸及光合等细胞代谢活动相结合】（2026·湖南长沙·三模）科研小组以华容芥菜为实验材料，探究光照强度对其光合速率的影响。测得黑暗条件下CO2释放速率为4 μmol·m-2·s-1，光补偿点对应光照强度为a，光饱和点b对应的净光合速率为18μmol·m-2·s-1。下列分析正确的是（     ） A．a点时，芥菜叶肉细胞的光合速率与呼吸速率相等 B．b点时，芥菜植株的总光合速率为18 μmol·m-2·s-1 C．适当降低环境温度，a点一定会右移，b点净光合速率一定会下降 D．光照强度大于b后，限制光合速率的环境因素可能有CO2浓度、温度 【答案】D 【知识点】影响光合作用的因素、总、净光合与呼吸 【详解】A、a点为光补偿点，代表整株植物光合速率等于呼吸速率，叶肉细胞光合速率大于呼吸速率，A错误； B、总光合速率=净光合速率+呼吸速率=18+4=22 μmol·m-2·s-1，B错误； C、若原温度高于最适温度，适当降温会使光合速率提升，a点左移，b点净光合速率上升，C错误； D、达到光饱和点后，光照不再是限制因素，CO2浓度、温度等仍可限制光合速率，D正确。 2．（2026·江苏徐州·模拟预测）关于生物体中的NADPH、细胞色素c、胆固醇，下列叙述正确的是（     ） A．三者都含有的元素是C、H、O、N B．胆固醇参与血液中脂质的运输，可过量摄入 C．细胞色素c为生物大分子，参与有氧呼吸的第三阶段 D．水的光解产生两个电子，与NADP+结合生成NADPH 【答案】C 【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、脂质的种类及功能 【详解】A、胆固醇属于固醇类脂质，元素组成为C、H、O，不含N，A错误； B、胆固醇参与动物血液中脂质的运输，但过量摄入会引发血管粥样硬化等心血管疾病，不可过量摄入，B错误； C、细胞色素c的本质是蛋白质，属于生物大分子，是线粒体内膜上电子传递链的组成成分，参与有氧呼吸第三阶段的电子传递过程，C正确； D、NADPH的生成除2个电子外还需要H＋参与才能生成NADPH，D错误。 3．【新情境·将科研情境与细胞的呼吸及光合等细胞代谢活动相结合】（2026·湖南长沙·三模）科研人员探究光照强度对某高等植物光合速率的影响，测得黑暗条件下CO₂释放速率为4 μmol·m⁻²·s⁻¹，光补偿点对应光照强度为m，光饱和点n对应的净光合速率为20 μmol·m⁻²·s⁻¹。下列分析正确的是（　　） A．m点时，植物叶肉细胞的光合速率与呼吸速率相等 B．n点时，植物的总光合速率为20 μmol·m⁻²·s⁻¹ C．适当提高环境CO₂浓度，m点左移，n点对应净光合速率升高 D．光照强度超过n后，光合速率不再受任何环境因素的限制 【答案】C 【知识点】影响光合作用的因素、总、净光合与呼吸、光合作用与呼吸作用的综合计算问题 【详解】A、m点为整株植物的光补偿点，整株植物的光合速率（主要是叶肉细胞进行光合作用）=整株植物的呼吸速率（所有细胞均进行呼吸作用），但叶肉细胞光合速率大于呼吸速率，A错误； B、总光合速率=净光合速率+呼吸速率=20+4=24 μmol·m⁻²·s⁻¹，B错误； C、提高CO₂浓度可提升光合速率，光补偿点m点左移，光饱和点n点净光合速率升高，C正确； D、超过光饱和点后，温度、CO₂浓度等环境因素仍为限制因素，D错误。 4．【新考法·将科研方法与细胞的呼吸及光合等细胞代谢活动相结合】（2026·广西桂林·三模）同位素标记法是生物学研究中常用的方法，下列说法正确的是（　　） A．用含标记腺苷的培养液培养动物细胞，可能检测到放射性的结构只有细胞核和线粒体 B．给细胞提供标记的葡萄糖，被标记的化合物均为细胞呼吸的产物 C．噬菌体侵染细菌的实验若用标记噬菌体，则上清液和沉淀物中都有放射性 D．用标记的供小球藻光合作用，可根据放射性化合物出现的先后顺序推断暗反应过程中碳原子的转移路径 【答案】D 【知识点】有氧呼吸过程、光合作用原理实验、光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化、噬菌体侵染细菌的实验 【详解】A、腺苷是RNA的组成成分，而RNA主要存在于细胞核、线粒体和核糖体中，因此，当使用含3H标记的腺苷培养液培养动物细胞时，放射性标记会出现在核糖体、线粒体、细胞核中，A错误； B、给细胞提供18O标记的葡萄糖，如果是肝脏细胞，可将18O标记的葡萄糖合成肝糖原，肝糖原不是细胞呼吸的产物，B错误； C、15N不具放射性，故若用15N标记噬菌体，则上清液和沉淀物中都无放射性，C错误； D、用14C标记14CO2的供小球藻光合作用，根据带14C标记的化合物出现时间的先后顺序，推测出了C的转移过程，光合作用的暗反应的物质变化为：暗反应中14CO2经固定成214C3，再还原成14C6H12O6和14C5，故C的转移过程可表示为14CO2→14C3→14C6 H12O6+14C5，D正确。 5．【新情境·将科研情境与细胞的呼吸及光合等细胞代谢活动相结合】（2026·陕西榆林·模拟预测）科研团队研究了C4植物（如玉米）和C3植物（如小麦）在三种环境条件下的光合速率（μmol CO2·m-2·s-1），结果如表所示。已知玉米的叶肉细胞和维管束鞘细胞通过“CO2泵（CO2浓缩”）机制（将空气中的CO2“泵”到植物细胞一个局部高浓度CO2的环境中）协同完成光合作用，其PEP羧化酶对CO2亲和力极高。下列叙述错误的是（　　） 植物类型 适宜条件（25℃，正常光） 高温、强光（40℃，强光） 低CO2浓度（150ppm） 玉米 35 32 30 小麦 30 15 10 A．玉米光合速率高于小麦，与C4植物高效转运和固定CO2的机制有关 B．高温、强光下小麦光合速率下降，与其气孔开度减小导致CO2吸收受阻有关 C．与适宜条件比，低CO2浓度下，小麦叶绿体基质中C3含量增加，C5含量减少 D．低CO2浓度下玉米光合速率变化不大，体现了PEP羧化酶高亲和力维持碳固定的优势 【答案】C 【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、环境条件骤变时光合作用过程中各种物质含量变化规律 【详解】A、玉米为C4植物，存在CO2浓缩机制，PEP羧化酶对CO2亲和力极高，可高效转运、固定CO2，因此光合速率高于C3植物小麦，A正确； B、高温、强光环境下，小麦为降低蒸腾作用减少水分散失，气孔开度减小，导致CO2吸收量减少，光合速率下降，B正确； C、低CO2浓度下，暗反应中CO2固定（CO2与C5结合生成C3）速率减慢，C3生成量减少，而短时间内C3还原速率基本不变，因此叶绿体基质中C3含量减少，C5含量增加，C错误； D、玉米的PEP羧化酶对CO2亲和力极高，低CO2浓度下仍可固定足量CO2维持碳反应进行，因此光合速率变化不大，体现了该酶的优势，D正确。 6．（2026·湖南郴州·三模）光合作用暗反应的关键酶Rubisco既可催化RuBP与CO2 反应进行碳固定，也可催化RuBP与O2反应进行光呼吸。研究发现，Rubisco在高等植物叶绿体基质中与特定蛋白共组装形成 “浓缩微滴”，显著提高局部CO2 浓度，从而提高碳固定效率。下列相关叙述错误的是（　　） A．Rubisco催化CO2固定发生在叶绿体基质中 B．“浓缩微滴”可减少光呼吸的发生，从而提高光合效率 C．高温可能破坏“浓缩微滴”的结构，导致CO2浓度无法维持 D．“浓缩微滴”会直接影响光反应中的ATP和NADPH产量 【答案】D 【知识点】酶的特性、叶绿体的结构与功能、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】A、CO2固定属于暗反应阶段的反应，暗反应的发生场所是叶绿体基质，因此Rubisco催化CO2固定的过程发生在叶绿体基质中，A正确； B、Rubisco既能催化RuBP与CO2的碳固定反应，也能催化RuBP与O2的光呼吸反应，“浓缩微滴”可提高局部CO2浓度，使Rubisco更多参与碳固定过程，减少光呼吸的发生，进而提高光合效率，B正确； C、“浓缩微滴”是Rubisco和特定蛋白共组装形成的结构，高温会破坏蛋白质的空间结构，因此高温可能破坏“浓缩微滴”的结构，使其无法维持局部高CO2浓度，C正确； D、ATP和NADPH是光反应的产物，“浓缩微滴”直接作用于暗反应阶段，提高暗反应的碳固定效率，不会直接影响光反应中ATP和NADPH的产量，D错误。 二、解答题 7．【新情境·将科研情境与细胞的呼吸及光合等细胞代谢活动相结合】（2026·广东深圳·模拟预测）研究人员以克新1号、中薯3号和金山薯三个马铃薯品种为材料，研究温度（5℃、10℃，以20℃为对照）对马铃薯植株光合作用的影响，结果如下表。回答下列问题： 品种及温度 研究项目 20℃ 10℃ 5℃ 克新 1号 中薯 3号 金山薯 克新 1号 中薯 3号 金山薯 克新 1号 中薯 3号 金山薯 黑暗中CO2释放速率 /（mg·h-1） 5.0 4.5 4.1 4.2 4.0 3.7 3.6 3.1 2.9 CO2吸收速率 /（mg·h-1） 17.4 22.9 24.9 17.2 12.7 12.2 - 7.5 - 注：“-”表示测得数值太小，误差太大，无法得到有效数字。 (1)马铃薯叶肉细胞中，光合作用光反应阶段发生在_____（填具体场所），该阶段可为暗反应提供_____等物质。当达到某一光照强度时，光合速率不再随光照强度的增强而增大，该光照强度被称为光饱和点。推测金山薯在10℃时的光饱和点_____（填“大于”“小于”或“等于”）20℃时的光饱和点。 (2)据表分析，黑暗条件下不同品种马铃薯在5℃时CO2释放速率都较20℃时低，原因是_____。适宜光照下，若给马铃薯植株提供H218O，一段时间后其体内会出现（CH218O），用箭头和对应物质写出由H218O最终生成（CH218O）的过程：_____。 (3)在10℃条件下每天给予克新1号适宜光照10h，一昼夜后环境中CO2的减少量为_____mg。据表分析，适合在冬春低温环境下种植的品种是_____。 【答案】(1) 类囊体薄膜 NADPH和ATP 小于 (2) 黑暗条件下CO2释放速率可表示呼吸作用强度，5℃时温度更低，与呼吸作用有关酶的活性相较于20℃更弱，因此呼吸强度更低 H218O→C18O2→C3→C6H1218O6→（CH218O） (3) 113.2 中薯3号 【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、总、净光合与呼吸 【详解】（1）马铃薯叶肉细胞中，光合作用光反应阶段发生在叶绿体类囊体薄膜，该阶段可为暗反应提供NADPH和ATP等物质。当达到某一光照强度时，光合速率不再随光照强度的增强而增大，该光照强度被称为光饱和点。分析表中数据可知，金山薯在20℃时的光合作用强度更高，可推测金山薯在10℃时的光饱和点小于20℃时的光饱和点。 （2）黑暗条件下CO2释放速率可表示呼吸作用强度5℃时温度更低，与呼吸作用有关酶的活性相较于20℃更弱，因此呼吸强度更低。为植物叶片提供H218O，有氧呼吸的第二阶段，含18O的水会进入二氧化碳中，二氧化碳参与光合作用的暗反应过程进入有机物中，进而进入块根中，因此，马铃薯的糖类会含18O，则该元素的转运过程为H218O→C18O2→C3→C6H1218O6→（CH218O）。 （3）分析表中10℃条件下克新1号的相关数据可知，克新1号呼吸速率为4.2（mg⋅h−1），光合速率为4.2+17.2=21.4（mg⋅h−1），因此在每天给予克新1号适宜光照10h条件下，一昼夜后环境中CO2的减少量为21.4×10-4.2×24=113.2（mg⋅h−1）.分析表中数据可知，适合在冬春低温环境下种植的品种是中薯3号。 8．【新情境·将科研情境与细胞的呼吸及光合等细胞代谢活动相结合】（2026·湖南长沙·三模）湘莲是湖南特色水生经济作物。科研人员探究不同红光与远红光比例（R/FR）对大棚湘莲叶片光合特性的影响，实验结果如下：对照组（自然白光，R/FR=1.2）净光合速率为16.8μmol·m-2·s-1，呼吸速率为3.2μmol·m-2·s-1；T1组（R/FR=1.5）净光合速率为19.2μmol·m-2·s-1，呼吸速率为3.0μmol·m-2·s-1；T2组（R/FR=2.0）净光合速率为17.5μmol·m-2·s-1，呼吸速率为2.8μmol·m-2·s-1；T3组（R/FR=2.5）净光合速率为12.1μmol·m-2·s-1，呼吸速率为2.5μmol·m-2·s-1。回答下列问题： (1)湘莲叶肉细胞中，捕获光能的色素分布在叶绿体的________上；暗反应阶段C₃的还原需要光反应提供________和NADPH。 (2)提取湘莲叶片光合色素时，加入碳酸钙的作用是________；实验中若用缺镁的培养液培养湘莲，叶片会出现黄化现象，原因是________。 (3)T3组条件下，湘莲的总光合速率为________μmol·m-2·s-1。结合实验数据分析，适当提高红光比例可提升湘莲净光合速率，其原因是________。 (4)夏季正午露天种植的湘莲也会出现“光合午休”现象，从光合产物积累的角度分析，原因可能是________。 (5)结合实验结果，给大棚湘莲种植提出两项增产的合理建议：________。 【答案】(1) 类囊体薄膜 ATP (2) 防止研磨中色素被破坏 镁是叶绿素的组成元素，缺镁导致叶绿素合成受阻，类胡萝卜素颜色显现，叶片黄化 (3) 14.6 叶绿素主要吸收红光，适当提高红光比例可提升光反应速率，总光合速率上升，同时呼吸速率下降，因此净光合速率提升 (4)正午光合产物输出受阻，在叶片中积累，反馈抑制光合作用，导致光合速率下降 (5)大棚内适当调控红光比例（维持R/FR=1.5左右）；夏季正午采取通风、遮阴措施缓解光合午休 【知识点】光合色素的种类、含量及功能、绿叶中色素的提取和分离实验、光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化、总、净光合与呼吸 【详解】（1）叶绿体中承担捕获光能功能的光合色素分布在类囊体薄膜（基粒）上；暗反应阶段C3的还原需要光反应提供能量（ATP）和还原剂（NADPH）。 （2）提取光合色素时，细胞破碎后释放的酸性细胞液会破坏叶绿素，加入碳酸钙可中和酸性物质，避免叶绿素被破坏；镁是构成叶绿素的必需矿质元素，缺镁时叶绿素合成不足，叶片中类胡萝卜素的黄色显现，因此出现黄化现象。 （3）总光合速率计算公式为总光合速率=净光合速率+呼吸速率，代入T3组数据可得：12.1+2.5=14.6μmol·m-2·s-1；叶绿素主要吸收红光，适当提高红光比例可提升光反应速率、增大总光合速率，同时实验数据显示随R/FR适当升高呼吸速率下降，因此净光合速率（总光合-呼吸）升高。 （4）从光合产物积累角度分析：夏季正午温度过高，光合产物通过韧皮部向外运输的速率减慢，大量积累在叶肉细胞中，反馈抑制光合作用进程，因此出现“光合午休”现象。 （5）由实验结果可知R/FR=1.5时湘莲净光合速率最高，调控大棚光质比例至该值可直接提升光合效率；另外夏季正午采取通风降温、合理密植等措施，可减少光合产物积累、缓解光合午休，最终实现增产。 9．【新情境·将科研情境与细胞的呼吸及光合等细胞代谢活动相结合】（2026·湖南长沙·三模）湖南省农科院科研人员以本地主栽番茄品种“湘粉1号”为材料，探究光照强度对大棚番茄光合产量的影响。结合光合作用与细胞呼吸的知识回答下列问题： (1)光合作用的光反应阶段发生在叶绿体的_____上，该阶段产生的_____和_____可参与暗反应中C₃的还原过程。 (2)番茄细胞有氧呼吸过程中，CO₂产生于第_____阶段，该阶段发生的场所是_____。 (3)实验测得：遮光处理（光照强度为0）时，番茄植株CO₂释放速率为5 μmol·m⁻²·s⁻¹；光照强度达到光饱和点时，植株CO₂吸收速率为20 μmol·m⁻²·s⁻¹。该实验条件下番茄的呼吸速率为_____ μmol·m⁻²·s⁻¹，最大总光合速率为_____ μmol·m⁻²·s⁻¹。 (4)大棚种植中，菜农常采用白天补光、夜间适当降温的措施提升番茄产量，请从有机物积累的角度解释其原理：_____。 (5)生产中除调控光照强度外，还可通过_____（答出两点即可）等措施提升大棚番茄的光合效率。 【答案】(1) 类囊体薄膜 ATP NADPH（或[H]） (2) 二 线粒体基质 (3) 5 25 (4)白天补光可增强光合作用，增加有机物合成量；夜间降温能减弱细胞呼吸，减少有机物消耗量，最终提高有机物积累量 (5)适当提高CO₂浓度、合理调控温度（或增施有机肥、补充矿质元素等，合理即可） 【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】（1）光合作用光反应阶段的场所是叶绿体的类囊体薄膜，该阶段产生的ATP和NADPH可参与暗反应中C3的还原过程。 （2）有氧呼吸第二阶段，丙酮酸与水反应生成CO2和[H]，该过程发生的场所是线粒体基质。 （3）光照强度为0时植物只进行细胞呼吸，CO₂释放速率即为呼吸速率，因此呼吸速率为5 μmol·m⁻²·s⁻¹；总光合速率=净光合速率+呼吸速率，光饱和点时净光合速率为20 μmol·m⁻²·s⁻¹，因此最大总光合速率为20+5=25 μmol·m⁻²·s⁻¹。 （4）有机物积累量=光合作用合成量-呼吸作用消耗量，白天补光促进光合作用，增加有机物合成，夜间降温抑制呼吸作用减少有机物消耗，最终提升有机物净积累量。 （5）影响光合速率的环境因素除光照强度外，还有CO2浓度、温度、水分、矿质元素等，合理调控均可提升光合效率。 10．【新考法·将生活情境与细胞的呼吸及光合等细胞代谢活动相结合】（2026·湖南衡阳·三模）甲醛（HCHO）是常见的环境污染物。如图为植物体内甲醛代谢过程示意图（其中RU5P和HU6P是中间产物）。请回答下列问题： (1)过程①（C3的还原）的场所是________，该过程需要光反应提供________。 (2)若突然停止光照，短时间内叶绿体中C5的含量会______（填“上升”“下降”或“不变”），原因是_______。 (3)结合所学知识和图分析，植物体内甲醛代谢的意义是________（答出2点）。 (4)研究人员进一步探究甲醛浓度对菠菜光合速率的影响，同时检测了叶绿体中RU5P含量和FALDH（甲醛脱氢酶）活性，结果如表。已知RU5P含量和FALDH活性是净光合速率的标志之一。 甲醛浓度/（mg·L-1） RU5P含量/（mg⋅g-1） FALDH活性/（U·mg-1） 0（对照组） 2.8 15.2 5 3.2 28.6 10 3.5 42.1 15 2.9 36.5 20 2.1 22.3 分析表格数据，请完善实验以探究促进菠菜净光合速率的最适甲醛浓度： ①在_________mg·L-1之间设置一系列甲醛浓度梯度； ②分别处理生长发育状况一致的菠菜幼苗； ③检测各组的________，进而推测净光合速率的大小。 【答案】(1) 叶绿体基质 ATP和NADPH (2) 下降 突然停止光照，光反应产生的ATP和NADPH减少，C3的还原减慢，C5的生成减少，而CO2的固定仍在消耗C5 (3)转化为CO2参与暗反应；转化为RU5P，进而转化为C5参与暗反应 (4) 5～15 RU5P含量和FALDH活性 【知识点】光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化、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】（1）C3的还原的场所是叶绿体基质，该过程需要光反应提供的ATP、NADPH。 （2）突然停止光照，光反应产生的ATP和NADPH减少，C3的还原减慢，C5的生成减少，而CO2的固定仍在消耗C5，因此短时间内C5的含量下降。 （3）据图可知，甲醛转化为CO2参与暗反应；转化为RU5P，进而转化为C5参与暗反应。 （4）据图和题意可知，RU5P含量高和FALDH活性高的组别，净光合速率也高。据表可知，甲醛浓度为10mg·L-1时，净光合速率较高，故最适浓度应在5~15mg·L-1之间。可通过检测各组的RU5P含量和FALDH活性进而推测比较净光合速率的高低。 高考真题·考向感知 一、非选择题 1．（2026·山东·高考真题）某细菌是严格厌氧的光合细菌，在光线充足的条件下主要通过光合作用为自身供能。其光合作用与呼吸作用过程如图所示，其中①~④表示反应过程。 (1)与高等植物相比，该细菌特有的光反应产物有_______和_______。①和②属于光合作用的_______阶段。 (2)②与高等植物有氧呼吸第一阶段的反应过程相反，图中C3是_______（填物质名称），②的进行除C3外还需要的原料有_______和_______。 (3)①和③是合成C3的两个路径，在光线充足、乙酸含量高的环境中，该菌会优先通过③进行光合作用。从能量的角度推测，其原因是________________________________________________________。 【答案】(1) S NADH 暗反应 (2) 3-磷酸甘油酸 ATP NADH (3)路径③合成有机物消耗的光能更少，能节省光反应固定的能量，且乙酸中的能量可以转移到糖类等有机物中，能量利用效率更高。 【难度】0.42 【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 【详解】（1）高等植物光反应以水为供氢体，产物是氧气、ATP、NADPH；该光合细菌以H2S为供氢体，分解产生S，还原剂是NADH而非NADPH，因此特有产物为S和NADH。①二氧化碳固定生成C3、②C3还原生成葡萄糖，均属于光合作用暗反应阶段发生的物质变化。 （2）高等植物有氧呼吸第一阶段葡萄糖分解为丙酮酸；②过程是合成葡萄糖，和该过程完全相反，因此图中三碳化合物是3-磷酸甘油酸；暗反应还原过程需要光反应提供的能量载体ATP、还原剂NADH，所以②的进行除C3外还需要的原料有ATP、NADH。 （3）路径①需要直接固定，要消耗更多光反应产生的ATP、NADH；乙酸是有机物，通过路径③合成无需大量消耗光能，节省光反应产生的能量，且乙酸中的能量可以转移到糖类等有机物中，能量利用效率更高，因此乙酸充足时优先走③途径。 2．（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）研究人员以森林中某落叶阔叶树为对象，测定了树冠顶部和底部当年生总枝条的相关指标，结果如表所示。当年生总枝条是指在一个生长季节内（通常是春季萌芽到秋季落叶前）萌发、生长并木质化的枝条及其上的所有叶片。回答下列问题。 相关指标 总枝条位置 叶片最大光合速率 （CO2μmol·m-2·s-1） 叶片呼吸速率 （CO2μmol·m-2·s-1） 相对碳成本 （%） 比叶面积 （m2·kg-1） 树冠顶部 11.9 1.8 15.6 9.8 树冠底部 9.5 1.1 15.2 13.5 注：相对碳成本=（当年生总枝条的碳总量/叶片脱落前该总枝条从环境中吸收的碳总量）×100%； 比叶面积=叶面积/叶干重。 (1)实验中测定最大光合速率时，除使用饱和光照外，还应保证________和________等环境因子一致且适宜。与测定光合速率不同，测定叶片的呼吸速率必须在________环境条件下。 (2)已知，光合速率=净光合速率＋呼吸速率。以一定强度的光照射该植物顶部叶片，此时顶部叶片的呼吸速率与光合速率相等，若用同强度的光照射底部叶片，此时底部叶片的净光合速率应________（填“>0”、“<0”或“=0”）。 (3)植株生长过程中，总枝条可向根等部位输出有机物，总枝条输出有机物的能力与相对碳成本呈________（填“正”或“负”）相关。底部与顶部总枝条的相对碳成本接近，但底部总枝条所处环境光照较弱，在此条件下，据表中数据分析，底部总枝条通过________和________，使其碳输出量实现最大化。此外，其叶片还可能通过哪些生理或结构变化来提高光能捕获效率？________（答出2点即可），这些变化的作用是________（从光反应的物质和能量转化角度作答）。 【答案】(1) CO2​浓度 温度 黑暗 (2)>0 (3) 负 降低呼吸速率 增大比叶面积 增加叶绿素含量、增大叶面积（或增加叶绿体类囊体膜面积，合理即可） 吸收更多光能，促进光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，提高光反应效率 【难度】0.48 【知识点】影响光合作用的因素、总、净光合与呼吸 【详解】（1）测定最大光合速率时，除光照强度外，需要保证其他影响光合作用的环境因子如CO2​浓度、温度等处于适宜且一致的状态；测定呼吸速率时，为排除光合作用吸收CO2​对结果的干扰，必须在黑暗条件下进行。 （2）根据题干定义，光合速率（总光合）=净光合速率+呼吸速率，题目中该光强下顶部叶片总光合=呼吸速率，说明顶部净光合为0，该光强为顶部（阳生叶）的光补偿点。底部叶片是阴生叶，光补偿点低于阳生叶，即该光强高于底部的光补偿点，因此底部叶片净光合速率大于0。 （3）相对碳成本是当年生枝条自身保留的碳量占总吸收碳量的比例，保留比例越高，可输出的碳越少，因此枝条输出有机物的能力与相对碳成本呈负相关。 底部光照较弱，结合表格数据可知：底部叶片通过降低呼吸速率减少自身有机物消耗、增大比叶面积（相同叶干重获得更大光合面积）捕获更多光能，在相对碳成本接近时实现碳输出量最大化。 弱光环境下，植物还可通过增加叶绿素含量、扩大类囊体膜/叶面积等变化提高光能捕获效率；从光反应的物质能量转化角度看，这些变化能吸收更多光能，促进光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，提高光反应效率。 3．（2026·广东·高考真题）Rubisco是植物光合作用暗反应阶段的关键酶。水稻中的Rubisco由核基因（S）编码的小亚基和叶绿体基因（L）编码的大亚基组成。通过对野生型水稻S基因进行编辑，获得了单基因突变体植株，以研究Rubisco对光合作用的影响。 回答下列问题： (1)S基因在__________中转录形成的mRNA在细胞质翻译成肽链后进入叶绿体，肽链在叶绿体基质中形成一定空间结构后与____________组装构成完整Rubisco。 (2)研究发现，突变体与野生型叶片中Rubisco的蛋白结构无明显差异且功能未发生改变，但突变体叶片中Rubisco总活性显著降低，可能的原因是____________________________________________________。 (3)水稻在大气CO2浓度条件下净光合速率与光照强度关系如图所示。已知突变体与野生型的呼吸速率基本一致，推测突变体的净光合速率变化曲线。与野生型相比，突变体的光饱和点___________（填“升高”“不变”或“降低”）；在达到光饱和点之前，突变体净光合速率的限制因素是_____________；在C区提高_____________________________时，野生型净光合速率的变化趋势为先升高后趋于稳定。 注：a点为光饱和点（光合速率不再随光照强度增加而增加时的光照强度） (4)野生型与突变体净光合速率的变化曲线会出现部分重合，重合部分一定会在__________区出现，推测曲线重合的原因是______________________________________________________________________。 【答案】(1) 细胞核 L基因编码的大亚基 (2)突变体中Rubisco酶合成量减少，酶总浓度降低，酶总催化活性显著下降 (3) 降低 光照强度 CO2​浓度（二氧化碳浓度） (4) A 低光照强度下，光反应产生的ATP和NADPH不足，是光合速率的主要限制因素，A区光照强度较低，Rubisco活性差异不影响暗反应速率 【难度】0.42 【知识点】影响光合作用的因素、总、净光合与呼吸、遗传信息的翻译 【详解】（1）S是核基因，真核生物的核基因转录发生在细胞核中；Rubisco由核基因（S）编码的小亚基和叶绿体基因（L）编码的大亚基组成，S编码的小亚基进入叶绿体后，需要和叶绿体基因L编码的大亚基组装才能形成完整的Rubisco。 （2）突变体叶片中Rubisco的蛋白结构无明显差异且功能未发生改变，说明单个Rubisco的催化能力不变；突变是S基因被编辑，S负责编码小亚基，因此S基因突变后，小亚基合成量减少，能组装得到的完整Rubisco总数量减少、总浓度降低，最终导致总催化活性显著下降。 （3）突变体Rubisco总活性更低，暗反应固定CO₂的能力更弱，较低光照强度下，光反应产生的ATP和NADPH就能满足减弱的暗反应需求，光合速率就会达到饱和，因此和野生型相比，突变体的光饱和点降低；达到光饱和点之前，净光合速率随光照强度升高而升高，说明此时光照强度是净光合速率的主要限制因素；C区是光照强度超过野生型光饱和点的区域，此时光照已经不再是限制因素，大气CO₂浓度条件下，暗反应的限制因素主要是CO₂浓度，因此提高CO₂浓度（二氧化碳浓度）后，暗反应速率提升，净光合速率先升高，CO₂饱和后趋于稳定。 （4）结合题意及题图信息可知，A区光照强度极低，此时限制光合作用的关键因素是光照强度：低光照强度下，光反应产生的ATP和NADPH不足，是光合速率的主要限制因素，A区光照强度较低，Rubisco活性差异不影响暗反应速率，因此突变体和野生型净光合速率没有明显差异，曲线重合。 4．（2026·四川·高考真题）农光互补能在同一片土地上兼顾太阳能光伏发电与农业生产，有利于推动资源综合利用。在某干旱农业区农光互补系统的光伏板下，光照强度最大值降低近75%，研究人员测定了该系统对某作物净光合速率的影响，结果如图1。回答下列问题。 (1)光合作用与农作物的产量联系密切，_________________作为直接原料参与植物的光合作用。 (2)11:00到15:00期间，与全日照相比，农光互补系统下该作物的净光合速率更高，原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)农光互补系统下，该作物全天光合作用吸收CO2总量较全日照下__________。 (4)正常灌溉是全日照下的最适灌溉。推测在农光互补系统中，适当减量灌溉更适合该作物生长，从而提高产量。有人测量了不同处理下该作物的产量，正常灌溉组应为图2中的________组，请综合分析后，在图2方框内画出符合上述推测的实验结果________。 【答案】(1)CO2和H2O (2)该时间段内温度较高，植物因蒸腾作用过强导致关闭气孔，二氧化碳吸收量减少，光合速率下降；农光互补系统下光伏板遮光导致光照强度降低，蒸腾作用减弱，气孔关闭程度小，二氧化碳吸收量较多，净光合速率更高 (3)更大 (4) A 【难度】0.48 【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、光合作用原理的应用、总、净光合与呼吸 【详解】（1）光合作用光反应的原料是水，暗反应的原料是二氧化碳，因此CO2和H2O是光合作用的直接原料。 （2）该区域气候干旱，11:00~15:00 全日照条件下光照强、温度高，植物蒸腾作用过强，为减少水分散失，叶片气孔大量关闭，CO2吸收减少，暗反应受限，净光合速率降低； 农光互补模式下因光伏板遮挡，光照强度大幅降低，既能满足光合作用对光照的需求，又避免了强光高温引发的气孔关闭，植物气孔开放程度更高，CO2供应充足，同时蒸腾作用减弱，水分散失少，缓解了光合午休现象，因此净光合速率更高。 （3）全天光合作用吸收CO2总量代表总光合速率，总光合速率=净光合速率+呼吸速率。由图1可知：两组为同种作物且无关变量一致，呼吸速率无显著差异，结合白天大部分时段农光互补组净光合速率更高，可推出其全天光合作用吸收CO2总量更大。 （4）题干说明正常灌溉是全日照下的最适灌溉，A 组全日照的作物产量高于B 组全日照，因此A为正常灌溉组，B为减量灌溉组。推测在农光互补系统中，适当减量灌溉更适合该作物生长，从而提高产量。按此推测，农光互补组，B组要高于A组。示意图如下：。 5．（2026·云南·高考真题）研究人员使用人工气候室探究温度对某品种水稻产量的影响，实验结果如下表。 温度/℃ 28 34 38 光照下CO2吸收速率/（μmol·m-2·s-1） 22.52 23.41 24.15 黑暗下CO2释放速率/（μmol⋅m-2·s-1） 3.26 4.56 5.59 回答下列问题： (1)水稻叶绿体中吸收光能的色素分布在________上。光能被吸收后转化为________储存在NADPH和ATP中参与暗反应。暗反应将CO2转化为储存能量的________，部分CO2来自细胞呼吸。细胞中产生CO2的场所包括________。 (2)在实验设置的三个温度下，水稻固定CO2速率最高的是________℃，理由是________。 (3)某地持续高温（34~38℃）伴随干燥天气，此时，在大田生产中水稻的光合速率会降低，其原因是________。 【答案】(1) 类囊体薄膜 活跃的化学能 有机物（糖类） 细胞质基质和线粒体基质 (2) 38 水稻固定CO2​的速率是总光合速率，总光合速率=净光合速率（光照下CO2​吸收速率）+呼吸速率（黑暗下CO2​释放速率），计算得38℃时总光合速率为29.74，为三组中最大 (3) 高温干燥条件下，水稻为减少水分散失，气孔大量关闭，CO2​吸收量减少，暗反应速率降低，导致光合速率下降 【难度】0.75 【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】（1）叶绿体中吸收光能的光合色素只分布在类囊体薄膜上；光反应将光能转化为活跃的化学能，储存在ATP和NADPH中；暗反应最终将CO2转化为储存能量的有机物（糖类）；水稻是真核植物，有氧呼吸第二阶段在线粒体基质产生CO2，无氧呼吸在细胞质基质产生CO2，因此产CO2的场所为细胞质基质和线粒体基质。 （2）固定CO2的速率代表总光合速率，总光合速率=净光合速率+呼吸速率：表格中光照下CO2吸收速率是净光合速率，黑暗下CO2释放速率是呼吸速率，计算得：28℃总光合=22.52+3.26=25.78、34℃总光合=23.41+4.56=27.97、38℃总光合=24.15+5.59=29.74，因此38℃时固定CO2速率最高。 （3）高温干燥环境下，水稻蒸腾作用过强，为减少水分散失，叶片气孔会大量关闭，导致CO2吸收量减少，暗反应原料不足，速率下降，最终整体光合速率降低。 6．（2026·浙江·高考真题）水稻是我国的五大主要粮食作物之一。米饭中的淀粉在消化系统中水解为葡萄糖，经血液循环运输至组织细胞，既可作为细胞呼吸的底物，也可在某些组织器官中转化或储存。 回答下列问题： (1)研究人员发现，某稻田中有1株深绿色水稻突变体，其光合速率较其他的水稻高，可能的原因是突变体单位叶面积吸收的光能更________。该突变体光合速率变化如图1所示，6：00—9：00光合速率持续上升的主要原因是______________（答出2点即可）。空气湿度对该水稻光合速率的影响如图2所示，图中灰色区域内，与正常空气湿度相比，空气湿度较低时水稻光合速率也较低，原因是______________。 (2)米饭在口腔中被唾液淀粉酶初步分解。唾液淀粉酶由唾液腺腺泡细胞中的________合成，依次经________加工后，通过囊泡运输分泌至细胞外。唾液淀粉酶随食团进入胃部，由于胃液的________环境，导致其活性丧失。 (3)小肠上皮细胞可通过________的方式，逆浓度梯度吸收葡萄糖。葡萄糖经细胞呼吸能生成ATP，为肌肉运动提供能量。充足时，肌细胞产生ATP的场所有________。适度的有氧运动可消耗人体内储存的________，配合科学饮食，有助于实现有效的体重管理。 【答案】(1) 多/大/高 光照变强，气孔开放程度变大，温度升高 气孔开放程度小，吸收少 (2) 核糖体/附着型核糖体 （粗面）内质网、高尔基体 强酸性/过酸/酸性过强/较低pH (3) 主动转运/主动运输 细胞质基质/细胞溶胶、线粒体 脂肪/油脂（中的能量） 【难度】0.65 【知识点】细胞器之间的协调配合、主动运输、有氧呼吸过程、影响光合作用的因素 【分析】光合作用的影响因素分内因和外因。内因主要是光合色素的含量、光合酶的活性与数量，以及叶绿体的结构；外因核心为光照（强度、波长、时长）、CO₂浓度、温度，水和矿质元素也会通过提供原料、构成光合结构等间接影响光合速率。 【详解】（1）深绿色水稻突变体的叶绿素含量更高，因此单位面积吸收的光能更多，光合速率更高。6:00–9:00 光照强度逐渐增强，同时气孔开放程度增大（吸收更多 CO₂）、温度升高（光合酶活性增强），共同推动光合速率持续上升。空气湿度较低时，水稻为减少蒸腾失水会关闭部分气孔，导致 CO₂吸收量减少，暗反应速率降低，从而光合速率下降。 （2）唾液淀粉酶是分泌蛋白，在附着于内质网的核糖体上合成。分泌蛋白需依次经粗面内质网进行初步加工、高尔基体进行进一步加工和包装，再通过囊泡运输分泌到细胞外。胃液为强酸性环境，唾液淀粉酶的最适pH接近中性，在强酸条件下其空间结构被破坏，酶活性丧失。 （3）小肠上皮细胞逆浓度梯度吸收葡萄糖，需要载体蛋白和能量，属于主动运输（主动转运）。氧气充足时，肌细胞进行有氧呼吸，在细胞质基质（细胞溶胶）和线粒体中产生ATP。适度有氧运动可动员体内储存的脂肪分解供能，配合科学饮食能有效消耗脂肪，实现体重管理。 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $ 第11讲 细胞代谢的综合分析 （天津专用） 分层专练·靶向攻关 两年模拟·基础通关 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 B B D B C C D 8． (1)吸收、传递和转化光能 (2) 顺 NADPH (3) 蓝紫光 B D C3 (4) 不能确定 7.2mg 9． (1) 光合色素 黄绿色 C3的还原 强光下，光反应产生的NADPH量大于暗反应的消耗量 (2)线粒体内膜 (3) 500-700μmol/（m-2·s-1）（或500μmol/（m-2·s-1） 光合作用强度降低，叶肉细胞消耗的二氧化碳减少，且气孔导度增加，从外界吸收的二氧化碳增加，导致胞间二氧化碳增加 (4) ABCD NADPH NADH 热能 eATP 10． (1) H⁺、O2 C3（3-磷酸甘油酸） 叶绿体基质 (2)不能，抑制Fd活性会阻碍电子传递，进一步导致活性氧积累，加剧光抑制 (3) 增强蒸腾作用以降低叶片温度 失水过多或者高温导致酶活性降低，影响植物光合作用 不正确，净光合速率和气孔导度都在下降，说明高温造成黄瓜结构损伤、酶活性下降、生理性缺水 一年重难·情境应用 题号 1 2 3 4 5 6 答案 D C C D C D 7． (1) 类囊体薄膜 NADPH和ATP 小于 (2) 黑暗条件下CO2释放速率可表示呼吸作用强度，5℃时温度更低，与呼吸作用有关酶的活性相较于20℃更弱，因此呼吸强度更低 H218O→C18O2→C3→C6H1218O6→（CH218O） (3) 113.2 中薯3号 8． (1) 类囊体薄膜 ATP (2) 防止研磨中色素被破坏 镁是叶绿素的组成元素，缺镁导致叶绿素合成受阻，类胡萝卜素颜色显现，叶片黄化 (3) 14.6 叶绿素主要吸收红光，适当提高红光比例可提升光反应速率，总光合速率上升，同时呼吸速率下降，因此净光合速率提升 (4)正午光合产物输出受阻，在叶片中积累，反馈抑制光合作用，导致光合速率下降 (5)大棚内适当调控红光比例（维持R/FR=1.5左右）；夏季正午采取通风、遮阴措施缓解光合午休 9． (1) 类囊体薄膜 ATP NADPH（或[H]） (2) 二 线粒体基质 (3) 5 25 (4)白天补光可增强光合作用，增加有机物合成量；夜间降温能减弱细胞呼吸，减少有机物消耗量，最终提高有机物积累量 (5)适当提高CO₂浓度、合理调控温度（或增施有机肥、补充矿质元素等，合理即可） 10． (1) 叶绿体基质 ATP和NADPH (2) 下降 突然停止光照，光反应产生的ATP和NADPH减少，C3的还原减慢，C5的生成减少，而CO2的固定仍在消耗C5 (3)转化为CO2参与暗反应；转化为RU5P，进而转化为C5参与暗反应 (4) 5～15 RU5P含量和FALDH活性 高考真题·考向感知 1． (1) S NADH 暗反应 (2) 3-磷酸甘油酸 ATP NADH (3)路径③合成有机物消耗的光能更少，能节省光反应固定的能量，且乙酸中的能量可以转移到糖类等有机物中，能量利用效率更高。 2． (1) CO2​浓度 温度 黑暗 (2)>0 (3) 负 降低呼吸速率 增大比叶面积 增加叶绿素含量、增大叶面积（或增加叶绿体类囊体膜面积，合理即可） 吸收更多光能，促进光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，提高光反应效率 3． (1) 细胞核 L基因编码的大亚基 (2)突变体中Rubisco酶合成量减少，酶总浓度降低，酶总催化活性显著下降 (3) 降低 光照强度 CO2​浓度（二氧化碳浓度） (4) A 低光照强度下，光反应产生的ATP和NADPH不足，是光合速率的主要限制因素，A区光照强度较低，Rubisco活性差异不影响暗反应速率 4．(1)CO2和H2O (2)该时间段内温度较高，植物因蒸腾作用过强导致关闭气孔，二氧化碳吸收量减少，光合速率下降；农光互补系统下光伏板遮光导致光照强度降低，蒸腾作用减弱，气孔关闭程度小，二氧化碳吸收量较多，净光合速率更高 (3)更大 (4) A 5． (1) 类囊体薄膜 活跃的化学能 有机物（糖类） 细胞质基质和线粒体基质 (2) 38 水稻固定CO2​的速率是总光合速率，总光合速率=净光合速率（光照下CO2​吸收速率）+呼吸速率（黑暗下CO2​释放速率），计算得38℃时总光合速率为29.74，为三组中最大 (3) 高温干燥条件下，水稻为减少水分散失，气孔大量关闭，CO2​吸收量减少，暗反应速率降低，导致光合速率下降 6． (1) 多/大/高 光照变强，气孔开放程度变大，温度升高 气孔开放程度小，吸收少 (2) 核糖体/附着型核糖体 （粗面）内质网、高尔基体 强酸性/过酸/酸性过强/较低pH (3) 主动转运/主动运输 细胞质基质/细胞溶胶、线粒体 脂肪/油脂（中的能量） 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $