专题03 细胞呼吸与光合作用（6年汇编）（湖南专用）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2021-2026年湖南高考真题及模拟题，以生活化、科研情境为载体，强化原理应用与实验分析。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|6题|细胞呼吸过程及影响因素（如2021真题考查种子萌发条件）、光合作用光反应与暗反应（如2022真题光合强度减弱原因）|情境贴近生产实践，如早稻浸种、柑橘保鲜| |非选择题|11题|呼吸与光合联动（如2022真题水稻成苗条件）、实验设计与数据分析（如2026真题ABA抗盐碱实验）|结合科研案例，如对硝基苯酚降解、C3/C4植物差异，突出图表解读与综合应用|

专题 03 细胞呼吸与光合作用 6年汇编1年模拟 考点分类 湖南考情 命题规律 考点1 细胞呼吸 2022湖南(1题)、2021湖南(1题) · 情境设置：以种子萌发、田间管理、生产实践等生活化情境引入，强调原理应用。 · 考查重点：无氧呼吸与有氧呼吸过程、影响因素（温度、氧气）、呼吸原理在农业和食品保存中的应用。 · 命题趋势：题目灵活度增加，侧重呼吸与光合的联动分析，常结合实验数据或曲线图考查综合运用能力。 考点2 光合作用 2026湖南(1题)、2025湖南(1题)、2024湖南(1题)、2023湖南(1题)、2022湖南(1题)、2021湖南(2题) · 情境设置：多以植物抗逆性（盐碱、ABA）、物质降解、元素缺乏等真实科研或农业生产情境为载体，强调实验设计与分析。 · 考查重点：聚焦光反应与暗反应过程、C3与C4植物差异、光合速率影响因素（光照、CO2、温度等）及调控机制。 · 命题趋势：逐年加强综合实验设计与数据图表分析，注重光合与呼吸的关联，体现学科交叉与科学思维素养。 考点1 细胞呼吸 1.（2021·湖南·高考真题）下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是（       ） A. 南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气 B. 农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长 C. 油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气 D. 柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用 2.（2022·湖南·高考真题）将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为8～10μmol/（s·m2）时，固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量;日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1天后，播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温为35℃/25℃，光照强度为2μmol/（s·m2），每天光照时长为14小时。回答下列问题: （1）在此条件下，该水稻种子　　　　（填“能”或“不能”）萌发并成苗（以株高≥2厘米，至少1片绿叶视为成苗），理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10μmol/（s·m2），其他条件与上述实验相同，该水稻　　　（填“能”或“不能”）繁育出新的种子，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（答出两点即可）。 （3）若该水稻种子用于稻田直播（即将种子直接撒播于农田），为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，该种子应具有　　　　　　　　　特性。 考点2 光合作用 1.（2021·湖南·高考真题）绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是（       ） A. 弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用 B. 在暗反应阶段，CO2不能直接被还原 C. 在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降 D. 合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度 2.（2022·湖南·高考真题）（多选）在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是（　　） A. 叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少 B. 光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量 C. 叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低 D. 光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降 3.（2025·湖南·高考真题）对硝基苯酚可用于生产某些农药和染料，其化学性质稳定。研究发现，某细菌不能在无氧条件下生长，在适宜条件下能降解和利用对硝基苯酚，并释放。在Burk无机培养基和光照条件下，培养某栅藻（真核生物）的过程中，对硝基苯酚含量与栅藻光合放氧量的关系如图a。为进一步分析栅藻与细菌共培养条件下对硝基苯酚的降解情况，开展了Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组对比实验，结果如图b。回答下列问题： （1）栅藻的光合放氧反应部位是　　　　　　（填细胞器名称）。图a结果表明，对硝基苯酚　　　　　　栅藻的光合放氧反应。 （2）细菌在利用对硝基苯酚时，限制因子是　　　　　　。 （3）若Ⅰ中对硝基苯酚含量为，培养10min后，推测该培养液pH会　　　　　　，培养液中对硝基苯酚相对含量　　　　　　。 （4）细菌与栅藻通过原始合作，可净化被对硝基苯酚污染的水体，理由是　　　　　　。 4.（2024·湖南·高考真题）钾是植物生长发育的必需元素，主要生理功能包括参与酶活性调节、渗透调节以及促进光合产物的运输和转化等。研究表明，缺钾导致某种植物的气孔导度下降，使CO2通过气孔的阻力增大；Rubisco的羧化酶（催化CO2的固定反应）活性下降，最终导致净光合速率下降。回答下列问题： （1）从物质和能量转化角度分析，叶绿体的光合作用即在光能驱动下，水分解产生　　　　　　　　；光能转化为电能，再转化为　　　　　　　　中储存的化学能，用于暗反应的过程。 （2）长期缺钾导致该植物的叶绿素含量　　　　　　　　，从叶绿素的合成角度分析，原因是　　　　　　　（答出两点即可）。 （3）现发现该植物群体中有一植株，在正常供钾条件下，总叶绿素含量正常，但气孔导度等其他光合作用相关指标均与缺钾时相近，推测是Rubisco的编码基因发生突变所致。Rubisco由两个基因（包括1个核基因和1个叶绿体基因）编码，这两个基因及两端的DNA序列已知。拟以该突变体的叶片组织为实验材料，以测序的方式确定突变位点。写出关键实验步骤：①　　　　　　　；②　　　　　　　；③　　　　　　；④基因测序；⑤　　　　　　。 5.（2021·湖南·高考真题）图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题： （1）图b表示图a中的　　　　　　结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H+和e-，光能转化成电能，最终转化为　　　　　　和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低．暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP+减少，则图b中电子传递速率会　　　　　　（填“加快”或“减慢”）。 （2）为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP替代NADP+为电子受体，以相对放氧量表示光反应速率，实验结果如表所示。 叶绿体A：双层膜结构完整 叶绿体B：双层膜局部受损，类囊体略有损伤 叶绿体C：双层膜瓦解，类囊体松散但未断裂 叶绿体D：所有膜结构解体破裂成颗粒或片段 实验一：以Fecy为电子受体时的放氧量 100 167.0 425.1 281.3 实验二：以DCIP为电子受体时的放氧量 100 106.7 471.1 109.6 注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。 据此分析： ①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明，叶绿体双层膜对以　　　　　　　　　（填“Fecy”或“DCIP”）为电子受体的光反应有明显阻碍作用，得出该结论的推理过程是　　　　　　　　　。 ②该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C，表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下，更有利于　　　　　　　　　，从而提高光反应速率。 ③以DCIP为电子受体进行实验，发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释　　　　　　　　　。 6.（2026·湖南·高考真题）为探究脱落酸（ABA）对某品种葡萄抗盐碱（200mmol/LNaHCO3）胁迫的作用，分别用蒸馏水（T1组）、NaHCO3（T2组）、NaHCO3+ABA合成抑制剂（T3组）、NaHCO3+ABA（T4组）处理葡萄幼苗，一段时间后采集叶片测定相关生理指标，结果见表。回答下列问题： 组别指标 T1 T2 T3 T4 叶绿素含量（mg/g鲜重） 3.8 2.2 1.3 2.9 H2O2含量（μmol·g-1鲜重） 9.6 20.3 29.5 14.7 净光合速率（μmol·m-2·s-1） 9.8 6.1 4.6 7.9 注：H2O2会引起生物膜发生氧化损伤，膜通透性升高。 （1）叶绿素主要吸收可见光中的　　　　　　　　，光反应产生的NADPH在暗反应阶段的作用是　　　　　　　　　　　。 （2）盐碱胁迫下，葡萄幼苗的光合作用速率下降。据表分析，出现该变化的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）研究表明植物体内ABA含量与抗盐碱能力正相关。拟培育抗盐碱作物新品种，可筛选　　　　　（填序号）。 ①ABA合成酶缺失突变体   ②ABA合成酶高活性品种   ③ABA受体低敏感性品种   ④ABA降解酶低活性品种 （4）盐碱胁迫下，葡萄幼苗的细胞将细胞质基质中的Na+运送到液泡中储存或排出细胞，降低盐碱胁迫伤害。与正常栽培条件相比，葡萄幼苗在一定浓度的盐碱处理下，一段时间后生物量减少，从物质跨膜运输和呼吸作用的关系分析其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 7.（2023·湖南·高考真题）下图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的Rubisco酶对CO2的Km为450μmol·L-1（K越小，酶对底物的亲和力越大）,该酶既可催化RuBP与CO2反应，进行卡尔文循环，又可催化RuBP与O2反应，进行光呼吸（绿色植物在光照下消耗O2并释放CO2的反应）。该酶的酶促反应方向受CO2和O2相对浓度的影响。与水稻相比，玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘，其中叶肉细胞叶绿体是水光解的主要场所，维管束鞘细胞的叶绿体主要与ATP生成有关。玉米的暗反应先在叶肉细胞中利用PEPC酶（PEPC对CO2的Km为7μmol·L-1）催化磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）与CO2反应生成C4,固定产物C4转运到维管束鞘细胞后释放CO2,再进行卡尔文循环。回答下列问题： （1）玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产物是　　　　　　（填具体名称）,该产物跨叶绿体膜转运到细胞质基质合成　　　　　　（填"葡萄糖""蔗糖"或"淀粉"）后，再通过　　　　　长距离运输到其他组织器官。 （2）在干旱、高光照强度环境下，玉米的光合作用强度　　　　　（填"高于"或"低于"）水稻。从光合作用机制及其调控分析，原因是 　　　　　　　　　　　　（答出三点即可）。 （3）某研究将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻，水稻叶绿体中CO2浓度大幅提升，其他生理代谢不受影响，但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化。其原因可能是　　　　　　　　　　　　　（答出三点即可）。 1.（2026·湖南怀化·二模）人体的骨骼肌由肌纤维组成，肌纤维主要包括快肌纤维和慢肌纤维两类。快肌纤维内线粒体含量较少，慢肌纤维则含有丰富的线粒体。基于此，下列叙述正确的是（　　） A. 短跑等爆发性运动主要依赖慢肌纤维 B. 长跑等耐力性运动主要依赖快肌纤维 C. 快肌纤维进行无氧呼吸供能时会产生大量乳酸 D. 慢肌纤维产生的ATP主要来自细胞质基质和线粒体基质 2.（2026·湖南张家界·二模）（多选）某研究小组将生长状况相同的某种植物幼苗分为甲、乙两组，甲组置于适宜光照下，乙组置于黑暗中，其他条件相同且适宜，分别测定两组幼苗在不同时间的净光合速率和呼吸速率，结果如下图所示，下列相关叙述正确的是（　　） A. 甲组幼苗的总光合速率等于净光合速率加上呼吸速率 B. 乙组幼苗的呼吸速率下降，可能是因为黑暗中幼苗不能进行光合作用，有机物不断消耗 C. 若持续培养，甲组幼苗能正常生长，乙组幼苗不能正常生长 D. 甲组幼苗在光照下，叶绿体中C3的含量会持续升高 3.（2026·湖南张家界·二模）下图是某植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的过程示意图，其中①~⑤代表生理过程，下列相关叙述正确的是（　　）     A. 过程①产生的ATP和NADPH可用于过程③④⑤ B. 过程②消耗的CO2全部来自过程④产生的CO2 C. 过程③④⑤中，只有过程⑤能产生大量ATP D. 光照充足时，过程②的速率等于过程③④⑤的总速率 4.（2026·湖南岳阳·一模）细胞正常的生活离不开物质的相互转化，图中甲、乙代表物质，①②代表过程。下列叙述错误的是（　　） A. 若甲为O2，乙为H2O，则①伴随着ATP的生成 B. 若甲为NADP+，乙为NADPH，则①伴随着水的分解 C. 若甲为ATP，乙为ADP，则②可发生在叶绿体基质 D. 若甲为葡萄糖，乙为乳酸，则②可发生在人体肝脏 5.（2025·湖南益阳·一模）（多选）利用不同质量分数的NaCl溶液对盐敏感水稻IR29和不同品种的海水稻（FL478、JX99和Pokkali）进行盐胁迫处理，分别测定叶绿素和可溶性糖的含量，结果如图所示。下列叙述错误的是（　　） 注: 各组NaCl溶液的质量分数为CK（0g/ kg）、T1（1g/ kg）、T2（3g/ kg）、T3（5g/ kg） A. 该实验的自变量为NaCl溶液的质量分数 B. 与 IR29对比可知盐胁迫提高了JX99的叶绿素含量 C. 最不适合种植在盐碱地的海水稻品种是FL478 D. 若将IR29细胞置于某浓度的 NaCl溶液出现失水现象，最终细胞液浓度可能与外界相等 6.（2026·湖南怀化·二模）（多选）线粒体呼吸链中的电子传递效率直接影响细胞能量供应。研究人员发现，细胞色素c与呼吸复合物Ⅱ之间的长距离电子传递并非由直接接触完成，而是由H+和O2获得一个电子后形成的活性氧自由基作为“媒介”介导的。为验证这一机制，研究人员进行了一系列实验，结果如图所示。已知重水（D2O）中的氘（2H）比普通氢（1H）质量大，会干扰质子转移过程。下列相关叙述错误的是（　　） A. 线粒体呼吸链位于线粒体基质中，是有氧呼吸第三阶段的场所 B. 实验1结果表明，适当增加浓度可提高电子传递效率 C. 实验2结果说明，电子传递过程与水分子的参与无关 D. 该研究提示，活性氧自由基对细胞呼吸总是有害的 7.（2026·湖南岳阳·一模）（多选）微藻是地球碳循环的重要驱动者，其光合电子传递链是收集光能进行碳代谢的关键环节，主要包含线性（LET）和环式（CET）电子传递两种途径，具体过程如图所示，下列叙述错误的是（　　） A. LET途径中，由H2O提供电子，NADPH接受电子 B. 叶绿体基质中的H⁺借助Cytb6f以主动运输方式进入类囊体腔 C. CET途径可为卡尔文循环提供相应的化学能和还原力 D. 干旱胁迫下，推测光合电子传递过程以LET途径主导 8.（2026·湖南常德·二模）莱茵衣藻是一种用于研究光合作用的模式生物，也被广泛用于探索脂质的代谢机制。在低浓度CO2的环境中，莱茵衣藻会启动CO2浓缩机制（CCM），使叶绿体内的CO2浓度远高于海水，过程如图1所示。已有研究表明，光照等环境因子以及氮磷等营养胁迫可有效促进莱茵衣藻油脂的高效合成和积累。某研究小组在高碳低氮的基础上，进一步探究了培养基中不同磷水平（正常为32 mg/L）对莱茵衣藻产油特性的影响，结果如图2所示。 （1）“蛋白核”是真核藻类常见的一种结构，其内富含催化CO2固定的酶，推测“蛋白核”所处的部位是　　　　　　。 （2）当环境CO2浓度较低时，HCO3⁻进入叶绿体的方式为　　　　　　，莱茵衣藻的CO2浓缩机制是以HCO3⁻形式而不是以CO2形式在细胞内富集碳，其原因是　　　　　　。 （3）本实验中“高碳低氮”属于　　　　　　变量，在高碳低氮条件下，适当降低培养基磷水平会导致莱茵衣藻可溶性糖的积累量变少，结合图2分析，原因可能是　　　　　　。 （4）研究发现，莱茵衣藻的光合产物可以转化为生物柴油，综合分析，在　　　　　　条件下莱茵衣藻产生生物柴油的效率最佳。 【答案】（1）叶绿体基质     （2）① 主动运输 主动转运    ② CO2易于以自由扩散的方式逃逸，不能以自由扩散的方式进出细胞。     （3）① 无关    ② 适当降低磷水平，会促进光合产物（可溶性糖）更多地转化为油脂     （4）高碳低氮低磷      9.（2026·湖南张家界·二模）水稻是湖南省主要的粮食作物，其光合作用效率直接影响产量。某研究小组探究了不同光照强度对水稻叶片光合作用的影响，实验结果如下图所示，请回答下列问题：     （1）水稻叶肉细胞中，光合作用的暗反应阶段发生的场所是　　　　　　，该阶段需要光反应阶段提供的物质是　　　　　　。 （2）图中B点时，水稻叶肉细胞产生ATP的场所有　　　　　　；当光照强度低于B点时，水稻植株的干重会　　　　　　（填“增加”“减少”或“不变”），原因是　　　　　　。 （3）D点之后，限制水稻净光合速率进一步升高的环境因素主要有　　　　　　（答出两点即可）；若适当提高环境中CO2浓度，B点将向　　　　　　（填“左”“右”或“不”）移动。 （4）在农业生产中，合理密植可提高水稻的产量，请从光合作用的角度分析其原理：　　　　　　。 10.（2026·湖南永州·二模）光呼吸是绿色植物在光照条件下吸收O2并释放CO2的过程，会消耗30%~50%光合作用固定的碳，影响某些农作物的产量。中国农科院在水稻叶绿体中成功引入来自细菌的3种酶：GCS、GCCM5和TCR，创建了一条新的光呼吸代谢旁路——TaCo通路，该通路能将光呼吸的中间产物乙醇酸在叶绿体中转化为甘油酸回收，提高了光合效率，相关代谢过程如图所示。回答下列问题： （1）图中卡尔文循环发生的具体场所是　　　　　，该过程所需CO2除了来自外界环境，还可能来自　　　　　　　　　　　　（填生理过程）。 （2）R酶是一种既能固定CO2又能与O2发生反应的双功能酶，CO2和O2竞争性结合R酶的活性位点。据此推测，在干旱、高温、强光条件下，水稻的光呼吸速率会　　　　　　（填“增大”或“减小”）。 （3）TaCo通路既能减少光呼吸过程碳的损耗，还能　　　　　　　　　　　，从而提高产量。 （4）科研人员测定了转基因水稻（导入了上述3种酶的基因）与普通水稻的CO2补偿点（光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度）。预测结果：　　　　　水稻的CO2补偿点更低，原因是　　　　　　　　　。 11.（2026·湖南株洲·一模）我国科学家将ATP合成酶和光系统Ⅱ重组到磷脂囊泡上，制备光合细胞器。通过异柠檬酸脱氢酶（IDH）、乌头酸酶（ACO）和ATP柠檬酸裂解酶（ACL）的级联，建立了从α-酮戊二酸到乙酰辅酶A的碳固定途径，如下图所示。回答下列问题： （1）光合细胞器发生的反应与自然光合作用光反应的区别是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）IDH、ACO、ACL三种酶能依次催化级联反应与酶的　　　　　　　　　（答特性）有关。 （3）研究人员在光照下测定了囊泡b内pH值与ATP生成量、光合固碳效率的关系。结果显示ATP生成量会随pH值升高而升高，结合上图分析，其原因是较高溶液pH值会使光合细胞器磷脂膜内外　　　　　　　　　升高，从而推动ATP合成酶合成ATP。从理论上，ATP含量的增加会促进乙酰辅酶A和草酰乙酸的生成，但结果显示，pH值大于7后，光合固碳效率反而下降，原因是　　　　　　　　　。 （4）与自然界光合生物的碳固定相比，该人工系统固定CO2的优势是　　　　　　　　　（答出三点）。 12.（2026·湖南怀化·二模）高温是限制农作物产量的重要环境因子之一。为探究高温对番茄光合作用的影响机制，科研人员开展了一系列实验。科研人员先测定了不同温度下番茄幼苗的净光合速率，结果如图1所示。回答下列问题： （1）据图1可知，当温度超过40℃时，净光合速率显著下降，从酶的角度分析，原因是　　　　　　　　。 （2）光系统Ⅱ（PSⅡ）是光合作用中负责光解水和释放氧气的色素—蛋白复合体，对高温尤为敏感。科研人员测定了不同温度处理下番茄叶片PSⅡ的最大光化学效率（Fv/Fm），结果如图2所示。Fv/Fm为叶绿素荧光参数，反映PSⅡ的活性。图2表明，当温度较高时，PSⅡ活性明显下降。PSⅡ活性下降会直接影响光合作用的　　　　　　　　阶段，导致　　　　　　　　的产生减少，进而使光合速率下降。 （3）研究表明，高温胁迫会导致植物细胞内活性氧的积累，从而损伤光合结构。褪黑素作为一种植物生长调节剂，能缓解多种逆境胁迫。科研人员用褪黑素预处理番茄幼苗24h，然后进行45℃高温处理24h，检测叶片中含量和净光合速率，结果如表所示。据表分析，褪黑素会　　　　　　　　（填“增强”或“缓解”）高温胁迫，其机制可能是　　　　　　　　。 处理组 H2O2含量 净光合速率 对照（25℃） 5.2 12.5 高温（45℃） 18.6 2.1 褪黑素+高温（45℃） 8.3 8.7 （4）综合上述信息，为减轻高温对番茄生产的危害，可采取的措施有　　　　　　　　（答出1点）。 【解析】(1) 从酶的角度分析，光合作用过程中需要多种酶的催化，酶的活性受温度影响，据图1可知，当温度超过40℃时，高温可能会使光合作用相关酶的空间结构改变，活性降低，从而导致净光合速率显著下降。 (2) 光反应阶段会产生的ATP和NADPH用于暗反应，光系统Ⅱ（PSⅡ）参与光反应阶段中光解水和释放氧气的过程，PSⅡ活性下降会直接影响光合作用的光反应阶段，导致ATP和NADPH的产生减少，进而使光合速率下降。 (3) 研究表明，高温胁迫会导致植物细胞内活性氧的积累，从而损伤光合结构。与高温组相比，褪黑素+高温组的H2O2含量降低，净光合速率升高，说明褪黑素缓解了高温胁迫，其机制可能是褪黑素通过降低活性氧（H₂O₂）水平，减轻氧化胁迫对光合结构的损伤，进而使净光合速率升高。 (4) 为减轻高温对番茄生产的危害，可培育耐高温品种，使其能在高温环境下保持相对稳定的光合性能；高温时段遮阴降温，降低环境温度，减少高温对番茄的胁迫；合理灌溉增加蒸腾降温，通过蒸腾作用带走热量，降低植株温度；喷施褪黑素，发挥其缓解高温胁迫的作用。 13.（2026·湖南邵阳·二模）常春藤叶形美丽，四季常青，花呈淡黄白色或淡绿白色，具有一定的观赏和药用价值。研究发现常春藤可吸收并同化家装过程中的污染气体甲醛（HCHO），其细胞内部物质代谢及甲醛清除机制如图1所示，其中FALDH为甲醛脱氢酶，可催化甲醛（HCHO）氧化成甲酸（HCOOH）。请回答下列问题： （1）常春藤花呈淡黄白色或淡绿白色，与花色有关的色素分布在　　　　　中。图1中①是卡尔文循环，该循环发生的场所是　　　　　（填具体场所），该循环为光反应提供的原料是　　　　　，甲是由　　　　　堆叠而成。 （2）为测定常春藤叶片的叶绿素含量，可用　　　　　（填试剂）分离叶绿素。色素对特定波长光的吸收量可反映色素的含量，为减少类胡萝卜素的干扰，应选择　　　　　（填“蓝紫光”或“红光”）来测定叶绿素含量。 （3）为探究常春藤对不同浓度甲醛的耐受性，科研人员分别测定了可溶性糖含量的变化（如图2）、叶片气孔导度（气孔的开放程度）和FALDH活性的相对值（如图3）。 ①图2结果显示，经2mmol·L-1甲醛处理后细胞中可溶性糖含量较高，据图1分析原因可能是　　　　　。 ②图2结果显示常春藤对低浓度甲醛具有一定的耐受性，通过以上研究，据图3推测甲醛胁迫下常春藤的抗逆机制是　　　　　。 14.（2026·湖南怀化·一模）高温强光下，光合吸收的光能超出自身最大利用能力时，就容易使PSⅡ（光合色素与蛋白结合的复合体）受损，致使光合速率降低，称为“光抑制”现象。光抑制现象严重影响作物产量。 （1）叶绿体中，PSⅡ的分布场所为　　　　。 （2）叶绿体psbA基因编码的D1蛋白是PSⅡ的核心蛋白。科研人员使用凝胶电泳技术检测不同光照条件下的D1相对含量，结果如图1所示，分析可知：　　　　。 （3）进一步研究发现，高温或强光会造成叶绿体内活性氧（ROS）的大量累积，攻击叶绿素和PSⅡ反应中心中的D1蛋白，使得D1极易受到破坏；同时，ROS积累显著抑制psbA mRNA的翻译，影响D1蛋白的从头合成，因此D1蛋白含量减少。 为提高PSⅡ的修复效率，科学家将原本位于叶绿体基因组的D1蛋白编码基因（psbA），与编码转运肽的DNA片段及高温响应启动子连接，构建成图2所示的融合基因，并将其导入水稻的核基因组中，从而获得了转基因水稻。 分析以上资料，回答下列问题： ①该研究建立的D1蛋白合成“双途径”机制是指转基因植物细胞中具有内源和外源的两种psbA基因在不同部位进行　　　　。 ②转基因水稻在受到高温胁迫时，核基因组中的psbA基因表达优势为　　　　（选择并正确排序表达） a．响应高温信号及时启动表达       b．在叶绿体中高效转录和翻译 c．定向转运至叶绿体             d．精确定位并整合至类囊体膜 ③为验证“核编码的D1蛋白能成功补充并修复叶绿体中的PSⅡ”，研究者利用叶绿体蛋白质合成抑制剂林可霉素处理野生型与转基因水稻幼苗。实验结果发现，转基因幼苗的生长受抑制程度显著低于野生型。请分析该实验的设计逻辑：使用林可霉素的目的是模拟　　　　；实验结果　　　　（填“支持”或“不支持”）实验结论。 15.（2026·湖南岳阳·二模）科学家研究发现，细胞内脂肪的合成与有氧呼吸过程有关，机理如图所示： （1）据图1，蛋白A位于　　　　　　　　　　　膜上，蛋白S与蛋白A结合，使Ca2+进入该细胞器腔内，从而促进Ca2+进入线粒体，Ca2+在　　　　　　　　　　　中参与调控有氧呼吸的第二阶段反应，影响脂肪合成。 （2）运动锻炼可增加体内ATP的消耗，导致细胞中线粒体数量增多，体育锻炼可减肥，但停止锻炼后易反弹，请结合图1推测停止锻炼后容易反弹的原因　　　　　　　　　　　。 （3）棕色脂肪组织细胞内含有大量线粒体，其线粒体内膜含有UCP2蛋白可以使能量以热能形式释放，如图2所示。 ①一般情况下H+通过F0F1ATP合成酶流至线粒体基质，驱动ADP形成ATP，F0F1ATP合成酶的作用为　　　　　　　　　　。 ②研究表明持续锻炼可激活体内棕色脂肪组织细胞，同时促进白色脂肪细胞通过以下通路转变为米色脂肪细胞：白色脂肪细胞→受刺激（运动、甲状腺激素等）→大脂滴裂解为多小脂滴、线粒体大量增生、UCP2上调→转变为“米色脂肪”（功能同棕色脂肪）。以上细胞功能转变的实质是　　　　　　　　　。由此判断，持续锻炼者消耗相同的有机物合成的ATP将　　　　　　　　　　（填“增加”或“减少”）。 16.（2026·湖南岳阳·一模）玉米以宽窄行模式种植时，植株在宽行侧的光照条件较好；而窄行侧由于相互遮荫，光能受限，叶片的光合能力降低。在这种异质性光（植株不同部位受到的光照条件不同）下，宽行侧叶片的光合能力通常会增强，以补偿窄行侧叶片光合能力的降低，即表现出光合补偿现象。回答下列问题： （1）评估叶片光合能力的大小，可通过测量　　　　　　指标实现（答1点）。 （2）当植株生长至第6片叶可见时，选取长势一致的植株随机分成两组（如图），一组继续置于自然光照下作为同质性光对照（PC）。另一组的植株使用遮阳网（透光率为25%）对第1、3、5片叶一侧进行遮光处理，另一侧置于自然光照下即异质性光处理（LH）。待最新叶第6片叶完全展开后，用打孔器对两组第6片叶叶片中段进行取样，测定相关光合指标，取样时应避开叶片的　　　　　　。为探究异质性光下未遮光侧叶片对遮光侧的光合补偿机制，应增设一组对照组（NC），其设计为　　　　　　，待第6片叶完全展开后，用打孔器对LH组和NC组的第5片叶的叶片中段取样测定，理由是　　　　　　。 （3）玉米叶片中的蔗糖一方面可通过TSTs蛋白转运至液泡中，另一方面通过SUTs蛋白导入至筛管。研究发现，在LH处理下，某玉米品种未遮光侧叶片与PC组比较，TSTs基因的相对表达量上升，SUTs基因的表达量降低，这将导致　　　　　　，进而使光合补偿受到限制。结合上述信息，从光合产物分配的角度分析，可通过　　　　　　使玉米增产。 【答案】（1）吸收速率/释放速率/有机物积累速率/单位时间内圆形小叶片上浮的数目     （2）① 大叶脉    ② 用透光率为25%的遮阳网对所有叶片进行遮光    ③ LH组和PC组测定的第6片叶是最新叶，依据单一变量原则，LH组和NC组作为对比的新叶是第5片叶     （3）① 蔗糖输出受阻，在叶片中逐渐积累    ② 提高SUTs基因的表达水平，促进光合产物向籽粒运输      17.（2025·湖南益阳·一模）光系统是叶绿体中光合色素和蛋白质的复合体。当光照过强时，植物吸收的光能会超过光合作用所能利用的量，致使电子积累过多而产生活性氧，使得光系统变性失活，最终引起光能转化效率降低，这种现象被称为光抑制。中国科学院科学家团队对光抑制现象及施加铁氰化钾的影响开展了研究。请回答下列问题： 时间 光强（μmol·m⁻2·s-1） 最大光化学效率（Fv/Fm） 6:00 50 0.8 8:00 250 0.78 10:00 1260 0.7 12:00 1700 0.65 14:00 1800 0.6 16:00 750 0.7 18:00 100 0.78 注：最大光化学效率与光系统对光能的转化效率呈正相关 （1）光系统吸收光能后，将能量储存在　　　　　　中用于 C₃的还原，C₃被还原后有两个代谢途径，分别形成了　　　　　　。 （2）图中膜A和膜B依次为　　　　　　。据图分析，铁氰化钾可以　　　　　　（填“缓解”或“强化”）植物的光抑制现象。 （3）某植物在不同光强下的最大光化学效率如表所示，据表分析，短期的强光对光系统是否造成严重损伤，依据是什么?　　　　　　。 （4）为了探究E蛋白和F蛋白对光系统中D蛋白含量的调控机理所 进行的实验显示：若E蛋白缺失会导致D 蛋白含量降低，而F蛋白缺失或两种蛋白同时缺失时D 蛋白含量没有明显下降。请将“E蛋白”、“F蛋白”填入方框中，在括号中填入“促进”或“抑制”，完善D蛋白的调控机理　　　　　　。 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】（1）① 能    ② 种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，且光照有利于叶片叶绿素的形成     （2）① 不能    ② 光照强度为10μmol/(s•m2)，等于光补偿点，每天光照时长为14小时，此时光照时没有有机物的积累，黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物，故全天没有有机物积累；且每天光照时长大于12小时，植株不能开花     （3）耐受酒精毒害      考点2 光合作用 1.【答案】A 2.【答案】AD 3.【答案】（1）① 叶绿体    ② 抑制     （2）氧气     （3）① 升高    ② 基本不变     （4）细菌可利用栅藻光合作用产生的氧气生长繁殖，降解对硝基苯酚，减少对硝基苯 酚对栅藻光合作用的抑制，细菌产生的CO2又是栅藻光合作用的原料。      4.【答案】（1）① O2、H+、电子    ② ATP和NADPH     （2）① 减少    ② 缺钾影响光合产物的运输和转化，叶绿素合成的底物供应不足：缺钾影响 叶绿素合成相关酶的活性     （3）① 提取DNA    ② 设计引物    ③ 进行PCR扩增    ④ 和已知基因序列进行比较      5.【答案】① 类囊体膜    ② NADPH    ③ 减慢    ④ Fecy    ⑤ 实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异；结合所给信息：“Fecy具有亲水性，而DCIP具有亲脂性”，可推知叶绿体双层膜对以Fecy为电子受体的光反应有明显阻碍作用    ⑥ 类囊体上的色素吸收光能、转化光能    ⑦ ATP的合成依赖于水光解的电子传递和氢离子顺浓度梯度通过囊体薄膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低 6.【答案】（1）① 红光和蓝紫光    ② 作为还原剂、提供能量     （2）盐碱胁迫使叶片叶绿素含量降低，吸收光能减少，光反应速率减弱；同时细胞内H2O2积累，造成生物膜氧化损伤，叶绿体结构受损，净光合速率下降     （3）② ④     （4）盐碱胁迫下，细胞需消耗更多能量用于排钠、区隔钠离子，用于细胞生长、有机物合成的能量减少；同时呼吸总消耗增加，有机物积累量下降，最终生物量减少      7.【答案】（1）① 3-磷酸甘油醛    ② 蔗糖    ③ 维管组织（韧皮部）     （2）① 高于    ② 高光照条件下玉米可以将光合产物及时转移；玉米的PEPC酶对CO2的亲和力比水稻的Rubisco酶更高；玉米能通过PEPC酶生成C4，使维管束鞘内的CO2浓度高于外界环境，抑制玉米的光呼吸     （3）酶的活性达到最大，对CO2的利用率不再提高；受到ATP以及NADPH等物质含量的限制；原核生物和真核生物光合作用机制有所不同      1.【答案】C 2.【答案】ABC 3.【答案】C 4.【答案】C 5.【答案】AB 6.【答案】ACD 7.【答案】ACD 8.【答案】（1）叶绿体基质     （2）① 主动运输 主动转运    ② CO2易于以自由扩散的方式逃逸，不能以自由扩散的方式进出细胞。     （3）① 无关    ② 适当降低磷水平，会促进光合产物（可溶性糖）更多地转化为油脂     （4）高碳低氮低磷      9.【答案】（1）① 叶绿体基质    ② ATP和NADPH     （2）① 细胞质基质、线粒体、叶绿体（类囊体薄膜）    ② 减少    ③ 光照强度低于B点时，水稻植株的净光合速率小于0，有机物的消耗大于合成，干重减少     （3）① CO2浓度、温度    ② 左     （4）合理密植可充分利用光照，提高光能利用率；同时可保证田间通风良好，提高CO2浓度，从而提高光合作用速率，增加有机物积累，提高产量      10.【答案】（1）① 叶绿体基质    ② 光呼吸和细胞呼吸（呼吸作用）     （2）增大     （3）额外增加碳的固定     （4）① 转基因    ② 转基因与普通水稻相比，转基因水稻对CO₂的利用率更高，因此达到光合速率与呼吸速率相等时的CO₂浓度更低      11.【答案】（1）不产生NADPH     （2）专一性     （3）① H⁺浓度差（质子梯度）    ② pH过高使IDH、ACO、ACL等酶活性降低     （4）不受生物生长周期限制、可持续运行、可人工调控优化、不消耗固定的有机物用于自身呼吸      12.【答案】（1）高温使光合作用相关酶的活性降低     （2）① 光反应    ② ATP和NADPH     （3）① 缓解    ② 褪黑素通过降低活性氧（H2O2）水平，减轻氧化胁迫对光合结构的损伤     （4）培育耐高温品种（或高温时段遮阴降温或合理灌溉增加蒸腾降温），喷施褪黑素      13.【答案】（1）① 液泡    ② 叶绿体基质    ③ NADP+、ADP和Pi（磷酸）    ④ 类囊体     （2）① 层析液    ② 红光     （3）① CO2是植物进行光合作用的原料，甲醛被植物吸收后会转化为CO2，CO2浓度升高光合作用增强，可溶性糖含量增加    ② 降低气孔导度，减少甲醛的吸收；提高FALDH的活性，增强对甲醛的代谢能力      14.【答案】（1）类囊体（薄膜）（或基粒）     （2）强光下，D1蛋白含量降低     （3）① 转录、翻译（或表达）    ② acd    ③ 高温胁迫下叶绿体中翻译过程受（ROS积累）抑制    ④ 支持      15.【答案】（1）① 内质网    ② 线粒体基质     （2）停止锻炼后ATP消耗减少，线粒体数量多产生的ATP多，Ca2+进入线粒体的量增加，生成的柠檬酸增多，脂肪合成的原料充足，因此脂肪合成增加导致反弹     （3）① 既作为载体蛋白运输H+，又作为酶催化ADP和Pi合成ATP。    ② 基因的选择性表达    ③ 减少      16.【答案】（1）吸收速率/释放速率/有机物积累速率/单位时间内圆形小叶片上浮的数目     （2）① 大叶脉    ② 用透光率为25%的遮阳网对所有叶片进行遮光    ③ LH组和PC组测定的第6片叶是最新叶，依据单一变量原则，LH组和NC组作为对比的新叶是第5片叶     （3）① 蔗糖输出受阻，在叶片中逐渐积累    ② 提高SUTs基因的表达水平，促进光合产物向籽粒运输      17.【答案】（1）① ATP、NADPH    ② C5、糖类     （2）① 叶绿体膜、类囊体薄膜    ② 缓解     （3）未造成严重损伤，强光胁迫后最大光化学效率在弱光恢复时能够恢复到接近正常水平     （4）      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年汇编1年模拟 考点分类 湖南考情 命题规律 考点1 细胞呼吸 2022湖南(1题)、2021湖南(1题) · 情境设置：以种子萌发、田间管理、生产实践等生活化情境引入，强调原理应用。 · 考查重点：无氧呼吸与有氧呼吸过程、影响因素（温度、氧气）、呼吸原理在农业和食品保存中的应用。 · 命题趋势：题目灵活度增加，侧重呼吸与光合的联动分析，常结合实验数据或曲线图考查综合运用能力。 考点2 光合作用 2026湖南(1题)、2025湖南(1题)、2024湖南(1题)、2023湖南(1题)、2022湖南(1题)、2021湖南(2题) · 情境设置：多以植物抗逆性（盐碱、ABA）、物质降解、元素缺乏等真实科研或农业生产情境为载体，强调实验设计与分析。 · 考查重点：聚焦光反应与暗反应过程、C3与C4植物差异、光合速率影响因素（光照、CO2、温度等）及调控机制。 · 命题趋势：逐年加强综合实验设计与数据图表分析，注重光合与呼吸的关联，体现学科交叉与科学思维素养。 考点1 细胞呼吸 1.（2021·湖南·高考真题）下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是（       ） A. 南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气 B. 农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长 C. 油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气 D. 柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用 【答案】B 【解析】 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。 【解析】 A、南方稻区早稻浸种后催芽过程中，“常用40℃左右温水淋种”可以为种子的呼吸作用提供水分和适宜的温度，“时常翻种”可以为种子的呼吸作用提供氧气，A正确； B、种子无氧呼吸会产生酒精，因此，农作物种子入库储藏时，应在低氧和零上低温条件下保存，贮藏寿命会显著延长，B错误； C、油料作物种子种含有大量脂肪，脂肪中C、H含量高，O含量低，油料作物种子萌发时呼吸作用需要消耗大量氧气，因此，油料作物种子播种时宜浅播，C正确； D、柑橘在塑料袋中“密封保存”使水分散失减少，氧气浓度降低，从而降低了呼吸速率，低氧、一定湿度是新鲜水果保存的适宜条件，D正确。 故选B。 2.（2022·湖南·高考真题）将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为8～10μmol/（s·m2）时，固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量;日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1天后，播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温为35℃/25℃，光照强度为2μmol/（s·m2），每天光照时长为14小时。回答下列问题: （1）在此条件下，该水稻种子　　　　（填“能”或“不能”）萌发并成苗（以株高≥2厘米，至少1片绿叶视为成苗），理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10μmol/（s·m2），其他条件与上述实验相同，该水稻　　　（填“能”或“不能”）繁育出新的种子，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（答出两点即可）。 （3）若该水稻种子用于稻田直播（即将种子直接撒播于农田），为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，该种子应具有　　　　　　　　　特性。 【答案】（1）① 能    ② 种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，且光照有利于叶片叶绿素的形成     （2）① 不能    ② 光照强度为10μmol/(s•m2)，等于光补偿点，每天光照时长为14小时，此时光照时没有有机物的积累，黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物，故全天没有有机物积累；且每天光照时长大于12小时，植株不能开花     （3）耐受酒精毒害      【解析】 种子萌发初期，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，有机物含量逐渐减少；当幼苗出土、形成绿叶后，开始通过光合作用合成有机物，但光合作用大于呼吸作用时，植株有机物开始增加。 (1) 种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，因此在光照强度为2μmol/(s•m2)，每天光照时长为14小时，虽然光照强度低于光补偿点，但光照有利于叶片叶绿素的形成，种子仍能萌发并成苗。 (2) 将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10μmol/(s•m2)，等于光补偿点，每天光照时长为14小时，此时光照时没有有机物的积累，黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物，且每天光照时长大于12小时，植株不能开花，因此该水稻不能繁育出新的种子。 (3) 该水稻种子用于稻田直播(即将种子直接撒播于农田)，为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，此时种子获得氧气较少，可通过无氧呼吸分解有机物供能，无氧呼吸产生的酒精对种子有一定的毒害作用，推测该种子应具有耐受酒精毒害的特性。 考点2 光合作用 1.（2021·湖南·高考真题）绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是（       ） A. 弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用 B. 在暗反应阶段，CO2不能直接被还原 C. 在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降 D. 合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度 【答案】A 【解析】 光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把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。光合作用根据是否需要光能，可以概括地分为光反应和暗反应两个阶段。光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫做光反应阶段。光合作用第二个阶段的化学反应，有没有光都可以进行，这个阶段叫做暗反应阶段。 【解析】 A、弱光条件下植物没有氧气的释放，有可能是光合作用强度小于或等于呼吸作用强度，光合作用产生的氧气被呼吸作用消耗完，此时植物虽然进行了光合作用，但是没有氧气的释放，A错误； B、二氧化碳性质不活泼，在暗反应阶段，一个二氧化碳分子被一个C5分子固定以后，很快形成两个C3分子，在有关酶的催化作用下，C3接受ATP释放的能量并且被[H]还原，因此二氧化碳不能直接被还原，B正确； C、在禾谷类作物开花期减掉部分花穗，光合作用产物输出受阻，叶片的光合速率会暂时下降，C正确； D、合理密植可以充分利用光照，增施有机肥可以为植物提供矿质元素和二氧化碳，这些措施均能提高农作物的光合作用强度，D正确； 故选A。 2.（2022·湖南·高考真题）（多选）在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是（　　） A. 叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少 B. 光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量 C. 叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低 D. 光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降 【答案】AD 【解析】 影响光合作用的因素：1、光照强度：光照会影响光反应，从而影响光合作用，因此，当光照强度低于光饱和点时，光合速率随光照强度的增加而增加，但达到光饱和点后，光合作用不再随光照强度增加而增加；2、CO2浓度：CO2是光合作用暗反应的原料，当CO2浓度增加至1%时，光合速率会随CO2浓度的增高而增高；3、温度：温度对光合作用的影响主要是影响酶的活性，或午休现象；4、矿质元素：在一定范围内，增大必须矿质元素的供应，以提高光合作用速率；5、水分：水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，植物缺水时又会导致气孔关闭，影响CO2的吸收，使光合作用减弱。 【解析】 A、夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，光合作用强度明显减弱，A正确； B、夏季中午气温过高，导致光合酶活性降低，呼吸酶不受影响（呼吸酶最适温度高于光合酶），光合作用强度减弱，但此时光合作用强度仍然大于呼吸作用强度，即呼吸释放的CO2量小于光合固定的CO2量，B错误； C、光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜而非叶绿体内膜上，C错误； D、夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，导致光反应产物积累，产生反馈抑制，使叶片转化光能的能力下降，光合作用强度明显减弱，D正确。 故选AD。 3.（2025·湖南·高考真题）对硝基苯酚可用于生产某些农药和染料，其化学性质稳定。研究发现，某细菌不能在无氧条件下生长，在适宜条件下能降解和利用对硝基苯酚，并释放。在Burk无机培养基和光照条件下，培养某栅藻（真核生物）的过程中，对硝基苯酚含量与栅藻光合放氧量的关系如图a。为进一步分析栅藻与细菌共培养条件下对硝基苯酚的降解情况，开展了Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组对比实验，结果如图b。回答下列问题： （1）栅藻的光合放氧反应部位是　　　　　　（填细胞器名称）。图a结果表明，对硝基苯酚　　　　　　栅藻的光合放氧反应。 （2）细菌在利用对硝基苯酚时，限制因子是　　　　　　。 （3）若Ⅰ中对硝基苯酚含量为，培养10min后，推测该培养液pH会　　　　　　，培养液中对硝基苯酚相对含量　　　　　　。 （4）细菌与栅藻通过原始合作，可净化被对硝基苯酚污染的水体，理由是　　　　　　。 【答案】（1）① 叶绿体    ② 抑制     （2）氧气     （3）① 升高    ② 基本不变     （4）细菌可利用栅藻光合作用产生的氧气生长繁殖，降解对硝基苯酚，减少对硝基苯 酚对栅藻光合作用的抑制，细菌产生的CO2又是栅藻光合作用的原料。      【解析】 栅藻为真核细胞，其捕获光能的过程发生在光反应阶段，光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜。 (1) 栅藻是真核生物， 进行光合作用的细胞器是叶绿体。图a结果表明，对硝基苯酚可抑制栅藻光合放氧反应，且在一定范围内，随着对硝基苯酚浓度增加，栅藻的光合放氧量逐渐下降，对光合放氧的抑制作用增强。 (2) 由题意知，该细菌不能在无氧条件下生长，栅藻在光照下会产生氧气，分析图b可知，I、Ⅱ、Ⅲ三组对比，I组有氧气，Ⅱ、Ⅲ组有细菌+氧气，Ⅱ、Ⅲ组对硝基苯酚相对含量下降趋势基本一致，I组基本不变，则细菌在有氧条件下可降解对硝基苯酚，可推知细菌利用对硝基苯酚的限制因子是氧气。 (3) 图b中，I组为“栅藻+光照” ，对硝基苯酚含量为40mg×L-1；分析图a可知，对硝基苯酚含量为20mg×L -1时，栅藻进行光合放氧量较高，而光合作用会消耗培养液中的CO2，故培养液的pH会升高；结合图b的I组可知，对硝基苯酚相对含量不变，栅藻不能吸收利用对硝基苯酚，所以培养液中对硝基苯酚相对含量基本不变。 (4) 结合题意和图b的I组可知，在光照条件下栅藻进行光合放氧为细菌提供有氧环境，而细菌在有氧环境下可降解对硝基苯酚，并为栅藻提供CO2，故二者可通过原始合作净化被对硝基苯酚污染的水体。 4.（2024·湖南·高考真题）钾是植物生长发育的必需元素，主要生理功能包括参与酶活性调节、渗透调节以及促进光合产物的运输和转化等。研究表明，缺钾导致某种植物的气孔导度下降，使CO2通过气孔的阻力增大；Rubisco的羧化酶（催化CO2的固定反应）活性下降，最终导致净光合速率下降。回答下列问题： （1）从物质和能量转化角度分析，叶绿体的光合作用即在光能驱动下，水分解产生　　　　　　　　；光能转化为电能，再转化为　　　　　　　　中储存的化学能，用于暗反应的过程。 （2）长期缺钾导致该植物的叶绿素含量　　　　　　　　，从叶绿素的合成角度分析，原因是　　　　　　　（答出两点即可）。 （3）现发现该植物群体中有一植株，在正常供钾条件下，总叶绿素含量正常，但气孔导度等其他光合作用相关指标均与缺钾时相近，推测是Rubisco的编码基因发生突变所致。Rubisco由两个基因（包括1个核基因和1个叶绿体基因）编码，这两个基因及两端的DNA序列已知。拟以该突变体的叶片组织为实验材料，以测序的方式确定突变位点。写出关键实验步骤：①　　　　　　　；②　　　　　　　；③　　　　　　；④基因测序；⑤　　　　　　。 【答案】（1）① O2、H+、电子    ② ATP和NADPH     （2）① 减少    ② 缺钾影响光合产物的运输和转化，叶绿素合成的底物供应不足：缺钾影响 叶绿素合成相关酶的活性     （3）① 提取DNA    ② 设计引物    ③ 进行PCR扩增    ④ 和已知基因序列进行比较      【解析】 光合作用包括光反应和暗反应阶段： 1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。 2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，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三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。 (1) 植物光反应过程中水的光解会产生O2和H+，H+和NADP+结合产生NADPH。该过程中光能转化为电能，电能再转化为储存在ATP和NADPH中的化学能。 (2) 长期缺钾导致该植物的叶绿素含量降低，其原因是缺钾影响光合产物的运输和转化，叶绿素合成的底物供应不足：缺钾影响 叶绿素合成相关酶的活性。 (3) Rubisco由两个基因编码，这两个基因及两端的DNA序列已知，因此检测其是否突变的基本思路利利用PCR技术扩增突变体的相应基因，测序后和已知序列进行比较。其具体步骤为：①分别提取该组织细胞的细胞核DNA和叶绿体DNA；② 根据编码Rubisco的两个基因的两端DNA序列设计相应引物；③ 利用提取的DNA和设计的引物分别进行PCR扩增并电泳；④ 基因测序；⑤ 和已知基因序列进行比较。 5.（2021·湖南·高考真题）图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题： （1）图b表示图a中的　　　　　　结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H+和e-，光能转化成电能，最终转化为　　　　　　和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低．暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP+减少，则图b中电子传递速率会　　　　　　（填“加快”或“减慢”）。 （2）为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP替代NADP+为电子受体，以相对放氧量表示光反应速率，实验结果如表所示。 叶绿体A：双层膜结构完整 叶绿体B：双层膜局部受损，类囊体略有损伤 叶绿体C：双层膜瓦解，类囊体松散但未断裂 叶绿体D：所有膜结构解体破裂成颗粒或片段 实验一：以Fecy为电子受体时的放氧量 100 167.0 425.1 281.3 实验二：以DCIP为电子受体时的放氧量 100 106.7 471.1 109.6 注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。 据此分析： ①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明，叶绿体双层膜对以　　　　　　　　　（填“Fecy”或“DCIP”）为电子受体的光反应有明显阻碍作用，得出该结论的推理过程是　　　　　　　　　。 ②该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C，表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下，更有利于　　　　　　　　　，从而提高光反应速率。 ③以DCIP为电子受体进行实验，发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释　　　　　　　　　。 【答案】① 类囊体膜    ② NADPH    ③ 减慢    ④ Fecy    ⑤ 实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异；结合所给信息：“Fecy具有亲水性，而DCIP具有亲脂性”，可推知叶绿体双层膜对以Fecy为电子受体的光反应有明显阻碍作用    ⑥ 类囊体上的色素吸收光能、转化光能    ⑦ ATP的合成依赖于水光解的电子传递和氢离子顺浓度梯度通过囊体薄膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低 【解析】 图a表示叶绿体的结构，图b中有水的光解和ATP的生成，表示光合作用的光反应过程。 【解析】 （1）光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，即图b表示图a的类囊体膜，光反应过程中，色素吸收的光能最终转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，若二氧化碳浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP+减少，则图b中的电子去路受阻，电子传递速率会减慢。 （2）① 比较叶绿体A和叶绿体B的实验结果，实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异；结合所给信息：“Fecy具有亲水性，而DCIP具有亲脂性”，可推知叶绿体双层膜对以Fecy为电子受体的光反应有明显阻碍作用 ② 在无双层膜阻碍、类囊体松散的条件下，更有利于类囊体上的色素吸收、转化光能，从而提高光反应速率，所以该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C。 ③ 根据图b可知，ATP的合成依赖于水光解的电子传递和氢离子顺浓度梯度通过囊体薄膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低。 【点睛】 解答本题可结合生物学结构与功能相适应的基本观点。叶绿体中类囊体薄膜有最大的膜面积，有利于色素分布和吸收光能，类囊体松散时避免了相互的遮挡，更有利于色素吸收光能。 6.（2026·湖南·高考真题）为探究脱落酸（ABA）对某品种葡萄抗盐碱（200mmol/LNaHCO3）胁迫的作用，分别用蒸馏水（T1组）、NaHCO3（T2组）、NaHCO3+ABA合成抑制剂（T3组）、NaHCO3+ABA（T4组）处理葡萄幼苗，一段时间后采集叶片测定相关生理指标，结果见表。回答下列问题： 组别指标 T1 T2 T3 T4 叶绿素含量（mg/g鲜重） 3.8 2.2 1.3 2.9 H2O2含量（μmol·g-1鲜重） 9.6 20.3 29.5 14.7 净光合速率（μmol·m-2·s-1） 9.8 6.1 4.6 7.9 注：H2O2会引起生物膜发生氧化损伤，膜通透性升高。 （1）叶绿素主要吸收可见光中的　　　　　　　　，光反应产生的NADPH在暗反应阶段的作用是　　　　　　　　　　　。 （2）盐碱胁迫下，葡萄幼苗的光合作用速率下降。据表分析，出现该变化的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）研究表明植物体内ABA含量与抗盐碱能力正相关。拟培育抗盐碱作物新品种，可筛选　　　　　（填序号）。 ①ABA合成酶缺失突变体   ②ABA合成酶高活性品种   ③ABA受体低敏感性品种   ④ABA降解酶低活性品种 （4）盐碱胁迫下，葡萄幼苗的细胞将细胞质基质中的Na+运送到液泡中储存或排出细胞，降低盐碱胁迫伤害。与正常栽培条件相比，葡萄幼苗在一定浓度的盐碱处理下，一段时间后生物量减少，从物质跨膜运输和呼吸作用的关系分析其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 红光和蓝紫光    ② 作为还原剂、提供能量     （2）盐碱胁迫使叶片叶绿素含量降低，吸收光能减少，光反应速率减弱；同时细胞内H2O2积累，造成生物膜氧化损伤，叶绿体结构受损，净光合速率下降     （3）② ④     （4）盐碱胁迫下，细胞需消耗更多能量用于排钠、区隔钠离子，用于细胞生长、有机物合成的能量减少；同时呼吸总消耗增加，有机物积累量下降，最终生物量减少      【解析】(1) 叶绿素a、叶绿素b主要吸收红光、蓝紫光；NADPH作为还原剂还原C3化合物，同时为暗反应提供部分能量。 (2) 结合表格数据可知，盐碱胁迫使叶片叶绿素含量降低，吸收光能减少，光反应速率减弱；同时细胞内H2O2积累增多，造成生物膜氧化损伤，膜通透性上升，叶绿体结构受损，进一步抑制光合作用，最终净光合速率下降。 (3) 根据表格信息可知， ABA含量越高，抗盐碱能力越强，故要培育盐碱作物新品种，应该选择ABA含量高的品种，即ABA合成酶活性高的品种或者ABA降解酶活性低的品种，故选② ④ 。 (4) 在盐碱胁迫下，葡萄幼苗将细胞质基质中Na+转运进液泡或排出细胞属于主动运输，主动运输需要消耗细胞呼吸提供的 ATP；盐碱胁迫下，细胞需消耗更多呼吸能量用于排钠、区隔钠离子，用于细胞生长、有机物合成的能量减少；同时呼吸总消耗增加，有机物积累量下降，最终生物量减少。 7.（2023·湖南·高考真题）下图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的Rubisco酶对CO2的Km为450μmol·L-1（K越小，酶对底物的亲和力越大）,该酶既可催化RuBP与CO2反应，进行卡尔文循环，又可催化RuBP与O2反应，进行光呼吸（绿色植物在光照下消耗O2并释放CO2的反应）。该酶的酶促反应方向受CO2和O2相对浓度的影响。与水稻相比，玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘，其中叶肉细胞叶绿体是水光解的主要场所，维管束鞘细胞的叶绿体主要与ATP生成有关。玉米的暗反应先在叶肉细胞中利用PEPC酶（PEPC对CO2的Km为7μmol·L-1）催化磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）与CO2反应生成C4,固定产物C4转运到维管束鞘细胞后释放CO2,再进行卡尔文循环。回答下列问题： （1）玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产物是　　　　　　（填具体名称）,该产物跨叶绿体膜转运到细胞质基质合成　　　　　　（填"葡萄糖""蔗糖"或"淀粉"）后，再通过　　　　　长距离运输到其他组织器官。 （2）在干旱、高光照强度环境下，玉米的光合作用强度　　　　　（填"高于"或"低于"）水稻。从光合作用机制及其调控分析，原因是 　　　　　　　　　　　　（答出三点即可）。 （3）某研究将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻，水稻叶绿体中CO2浓度大幅提升，其他生理代谢不受影响，但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化。其原因可能是　　　　　　　　　　　　　（答出三点即可）。 【答案】（1）① 3-磷酸甘油醛    ② 蔗糖    ③ 维管组织（韧皮部）     （2）① 高于    ② 高光照条件下玉米可以将光合产物及时转移；玉米的PEPC酶对CO2的亲和力比水稻的Rubisco酶更高；玉米能通过PEPC酶生成C4，使维管束鞘内的CO2浓度高于外界环境，抑制玉米的光呼吸     （3）酶的活性达到最大，对CO2的利用率不再提高；受到ATP以及NADPH等物质含量的限制；原核生物和真核生物光合作用机制有所不同      【解析】 本题主要考查的光合作用过程中的暗反应阶段，也就是卡尔文循环，绿叶通过气孔从外界吸收的 CO2，在特定酶的作用下，与 C5（一种五碳化合物）结合，这个过程称作 CO2 的固定。一分子的 CO2 被固定后，很快形成两个 C3 分子。在有关酶的催化作用下，C3 接受 ATP 和 NADPH 释放的能量，并且被 NADPH 还原。随后，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。这些 C5 又可以参与 CO2 的固定。这样，暗反应阶段就形成从 C5 到 C3再到 C5 的循环，可以源源不断地进行下去，因此暗反应过程也称作卡尔文循环。 (1) 玉米的光合作用过程与水稻相比，虽然CO2的固定过程不同，但其卡尔文循环的过程是相同的，结合水稻的卡尔文循环图解，可以看出CO2固定的直接产物是3-磷酸甘油酸，然后直接被还原成3-磷酸甘油醛。3-磷酸甘油醛在叶绿体中被转化成淀粉，在叶绿体外被转化成蔗糖，蔗糖是植物长距离运输的主要糖类，蔗糖在长距离运输时是通过维管组织（韧皮部）。 (2) 干旱、高光强时会导致植物气孔关闭，吸收的CO2减少，而玉米的PEPC酶对CO2的亲和力比水稻的Rubisco酶更高；玉米能通过PEPC酶生成C4，使维管束鞘内的CO2浓度高于外界环境，抑制玉米的光呼吸；且玉米能将叶绿体内的光合产物通过维管组织及时转移出细胞。因此在干旱、高光照强度环境下，玉米的光合作用强度高于水稻。 (3) 将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻叶肉细胞，只是提高了叶肉细胞内的CO2浓度，而植物的光合作用强度受到很多因素的影响；在光饱和条件下如果光合作用强度没有明显提高，可能是水稻的酶活性达到最大，对CO2的利用率不再提高，或是受到ATP和NADPH等物质含量的限制，也可能是因为蓝细菌是原核生物，水稻是真核生物，二者的光合作用机制有所不同。 1.（2026·湖南怀化·二模）人体的骨骼肌由肌纤维组成，肌纤维主要包括快肌纤维和慢肌纤维两类。快肌纤维内线粒体含量较少，慢肌纤维则含有丰富的线粒体。基于此，下列叙述正确的是（　　） A. 短跑等爆发性运动主要依赖慢肌纤维 B. 长跑等耐力性运动主要依赖快肌纤维 C. 快肌纤维进行无氧呼吸供能时会产生大量乳酸 D. 慢肌纤维产生的ATP主要来自细胞质基质和线粒体基质 【答案】C 【解析】 A、短跑等爆发性运动需要快速供能，主要依赖线粒体含量较少的快肌纤维（无氧呼吸为主），A错误‌； B、长跑等耐力性运动需要持久供能，主要依赖线粒体含量较多的慢肌纤维（有氧呼吸为主），B‌错误‌； C、‌快肌纤维内线粒体含量较少，进行无氧呼吸供能时，无氧呼吸的产物是乳酸，所以会产生大量乳酸，C‌正确‌； D、慢肌纤维内线粒体含量丰富，其产生的ATP主要来自有氧呼吸第三阶段，该阶段进行的场所是线粒体内膜，D‌错误‌。 2.（2026·湖南张家界·二模）（多选）某研究小组将生长状况相同的某种植物幼苗分为甲、乙两组，甲组置于适宜光照下，乙组置于黑暗中，其他条件相同且适宜，分别测定两组幼苗在不同时间的净光合速率和呼吸速率，结果如下图所示，下列相关叙述正确的是（　　） A. 甲组幼苗的总光合速率等于净光合速率加上呼吸速率 B. 乙组幼苗的呼吸速率下降，可能是因为黑暗中幼苗不能进行光合作用，有机物不断消耗 C. 若持续培养，甲组幼苗能正常生长，乙组幼苗不能正常生长 D. 甲组幼苗在光照下，叶绿体中C3的含量会持续升高 【答案】ABC 【解析】 A、总光合速率=净光合速率+呼吸速率，故甲组幼苗的总光合速率等于净光合速率加上呼吸速率，A正确； B、乙组幼苗在黑暗中不能进行光合作用，而呼吸速率在不停进行，随着有机物不断消耗，呼吸速率下降，B正确； C、若持续培养，甲组幼苗能正常生长，因为甲组幼苗的净光合速率大于0，而乙组幼苗只能进行呼吸作用，有机物不断被消耗，因而不能正常生长，C正确； D、甲组幼苗在光照下，叶绿体中C3的含量会处于动态平衡中，不会持续升高，D错误。 3.（2026·湖南张家界·二模）下图是某植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的过程示意图，其中①~⑤代表生理过程，下列相关叙述正确的是（　　）     A. 过程①产生的ATP和NADPH可用于过程③④⑤ B. 过程②消耗的CO2全部来自过程④产生的CO2 C. 过程③④⑤中，只有过程⑤能产生大量ATP D. 光照充足时，过程②的速率等于过程③④⑤的总速率 【答案】C 【解析】 A、过程① 光反应阶段产生的ATP和NADPH，用于② 暗反应C3的还原，不用于③ ④ ⑤ 细胞呼吸各阶段过程，A错误； B、当细胞净光合速率大于0时，过程② 暗反应阶段消耗的CO2除了来自过程④ 有氧呼吸第二阶段产生的CO2外，还有从外界环境中吸收的CO2，B错误； C、过程③ ④ ⑤ 中，③ ④ 阶段产生少量的ATP，过程⑤ 中产生大量的ATP，C正确； D、光照充足时，净光合速率大于0，过程② 暗反应阶段固定的CO2速率（总光合速率）大于③ ④ ⑤ 的速率（细胞呼吸速率），D错误。 4.（2026·湖南岳阳·一模）细胞正常的生活离不开物质的相互转化，图中甲、乙代表物质，①②代表过程。下列叙述错误的是（　　） A. 若甲为O2，乙为H2O，则①伴随着ATP的生成 B. 若甲为NADP+，乙为NADPH，则①伴随着水的分解 C. 若甲为ATP，乙为ADP，则②可发生在叶绿体基质 D. 若甲为葡萄糖，乙为乳酸，则②可发生在人体肝脏 【答案】C 【解析】 A、若甲为O2，乙为H2O，① 过程表示有氧呼吸第三阶段，该过程伴随着ATP的合成，A正确； B、若甲为NADP+，乙为NADPH，① 过程表示光反应过程中NADPH的合成，该过程伴随着水的光解，B正确； C、若甲为ATP，乙为ADP，叶绿体基质中进行暗反应，需要消耗ATP，应该发生① 过程，C错误； D、若甲为葡萄糖，乙为乳酸，② 过程属于糖异生作用，该过程可以发生在肝脏，也可以发生在肌肉等组织中，D正确。 故选C。 5.（2025·湖南益阳·一模）（多选）利用不同质量分数的NaCl溶液对盐敏感水稻IR29和不同品种的海水稻（FL478、JX99和Pokkali）进行盐胁迫处理，分别测定叶绿素和可溶性糖的含量，结果如图所示。下列叙述错误的是（　　） 注: 各组NaCl溶液的质量分数为CK（0g/ kg）、T1（1g/ kg）、T2（3g/ kg）、T3（5g/ kg） A. 该实验的自变量为NaCl溶液的质量分数 B. 与 IR29对比可知盐胁迫提高了JX99的叶绿素含量 C. 最不适合种植在盐碱地的海水稻品种是FL478 D. 若将IR29细胞置于某浓度的 NaCl溶液出现失水现象，最终细胞液浓度可能与外界相等 【答案】AB 【解析】 A、据图可知，该实验的自变量为NaCl溶液的质量分数和水稻的品种，并非只有NaCl溶液的质量分数，A错误； B、由图可知，JX99的叶绿素含量会随NaCl溶液浓度的增加而减少，说明盐胁迫会降低JX99的叶绿素含量，相同质量分数的NaCl溶液的盐胁迫下JX99叶绿素含量高于IR29，B错误； C、从图中叶绿素和可溶性糖质量分数的柱形图可知，FL478在盐胁迫下叶绿素和可溶性糖质量分数相对较低，所以最不适合种植在盐碱地的海水稻品种是FL478，C正确； D、若将IR29细胞置于某浓度的NaCl溶液中出现失水现象，当细胞不再失水时，细胞液浓度可能与外界溶液浓度相等（此时细胞内外渗透压平衡），D正确。 故选AB。 6.（2026·湖南怀化·二模）（多选）线粒体呼吸链中的电子传递效率直接影响细胞能量供应。研究人员发现，细胞色素c与呼吸复合物Ⅱ之间的长距离电子传递并非由直接接触完成，而是由H+和O2获得一个电子后形成的活性氧自由基作为“媒介”介导的。为验证这一机制，研究人员进行了一系列实验，结果如图所示。已知重水（D2O）中的氘（2H）比普通氢（1H）质量大，会干扰质子转移过程。下列相关叙述错误的是（　　） A. 线粒体呼吸链位于线粒体基质中，是有氧呼吸第三阶段的场所 B. 实验1结果表明，适当增加浓度可提高电子传递效率 C. 实验2结果说明，电子传递过程与水分子的参与无关 D. 该研究提示，活性氧自由基对细胞呼吸总是有害的 【答案】ACD 【解析】 A、线粒体呼吸链位于线粒体内膜上，是有氧呼吸第三阶段的场所。线粒体基质是有氧呼吸第二阶段（丙酮酸分解）的场所，A错误； B、实验1结果表明，在偏酸性环境中电子传递效率增大，说明适当增加H+浓度可提高电子传递效率，B正确； C、实验2中，重水（D2O）代替普通水后，电子传递效率显著下降，说明水分子（或其中的H+）在电子传递过程中起关键作用，C错误； D、活性氧自由基过多时会对细胞造成氧化损伤，但其在电子传递过程中充当“媒介”，是正常呼吸链功能的必要参与者，D错误。 7.（2026·湖南岳阳·一模）（多选）微藻是地球碳循环的重要驱动者，其光合电子传递链是收集光能进行碳代谢的关键环节，主要包含线性（LET）和环式（CET）电子传递两种途径，具体过程如图所示，下列叙述错误的是（　　） A. LET途径中，由H2O提供电子，NADPH接受电子 B. 叶绿体基质中的H⁺借助Cytb6f以主动运输方式进入类囊体腔 C. CET途径可为卡尔文循环提供相应的化学能和还原力 D. 干旱胁迫下，推测光合电子传递过程以LET途径主导 【答案】ACD 【解析】 A、LET途径中，由H2O提供电子，NADP+接受电子，生成NADPH，A错误； B、Cytb₆f复合体‌在电子传递过程中，利用电子传递的能量，将H⁺从叶绿体基质主动泵入类囊体腔，建立质子梯度，属于主动运输，B正确； C、环式电子传递（CET）途径中，电子仅在光系统Ⅰ（PSⅠ）和Cytb₆f复合物之间循环，不会产生NADPH，只能通过H⁺梯度合成ATP。而卡尔文循环需要的还原力（NADPH）只能由LET途径提供，C错误； D、干旱胁迫下，植物气孔关闭，CO₂供应不足，卡尔文循环受抑制，NADP⁺的再生减少。此时植物会以环式电子传递（CET）为主，通过合成ATP来满足自身需求，同时避免光损伤，D错误。 故选ACD。 8.（2026·湖南常德·二模）莱茵衣藻是一种用于研究光合作用的模式生物，也被广泛用于探索脂质的代谢机制。在低浓度CO2的环境中，莱茵衣藻会启动CO2浓缩机制（CCM），使叶绿体内的CO2浓度远高于海水，过程如图1所示。已有研究表明，光照等环境因子以及氮磷等营养胁迫可有效促进莱茵衣藻油脂的高效合成和积累。某研究小组在高碳低氮的基础上，进一步探究了培养基中不同磷水平（正常为32 mg/L）对莱茵衣藻产油特性的影响，结果如图2所示。 （1）“蛋白核”是真核藻类常见的一种结构，其内富含催化CO2固定的酶，推测“蛋白核”所处的部位是　　　　　　。 （2）当环境CO2浓度较低时，HCO3⁻进入叶绿体的方式为　　　　　　，莱茵衣藻的CO2浓缩机制是以HCO3⁻形式而不是以CO2形式在细胞内富集碳，其原因是　　　　　　。 （3）本实验中“高碳低氮”属于　　　　　　变量，在高碳低氮条件下，适当降低培养基磷水平会导致莱茵衣藻可溶性糖的积累量变少，结合图2分析，原因可能是　　　　　　。 （4）研究发现，莱茵衣藻的光合产物可以转化为生物柴油，综合分析，在　　　　　　条件下莱茵衣藻产生生物柴油的效率最佳。 【答案】（1）叶绿体基质     （2）① 主动运输 主动转运    ② CO2易于以自由扩散的方式逃逸，不能以自由扩散的方式进出细胞。     （3）① 无关    ② 适当降低磷水平，会促进光合产物（可溶性糖）更多地转化为油脂     （4）高碳低氮低磷      【解析】(1) CO2固定发生在叶绿体基质中，所以“蛋白核”内富含催化CO2固定的酶，推测“蛋白核”所处的细胞部位是叶绿体基质。 (2) 在水中，CO2和HCO3⁻相互转化，当环境中CO2浓度较低时，由于CO2分子易以自由扩散方式逃逸，难以富集，而HCO3⁻能以主动运输方式跨膜，进入叶绿体，易于富集，因此，莱茵衣藻的CO2浓缩机制是以HCO3⁻形式而不是以CO2形式在细胞内富集碳。 (3) 分析题意，本实验目的是探究培养基中不同磷水平（正常为32 mg/L）对莱茵衣藻产油特性的影响，结合题图信息可知，本实验中“高碳低氮”属于无关变量，其自变量为磷浓度；更多的可溶性糖转变为油脂，所以在高碳低氮条件下适当降低培养基磷水平，会促进光合产物（可溶性糖）更多地转化为油脂，导致莱茵衣藻可溶性糖的积累量变少。 (4) 综合分析题干信息和图2可知，在高碳低氮、低磷（4mg/L磷）浓度条件下莱茵衣藻的油脂含量和油脂产率都最高，所以该条件下产生生物柴油的效率最佳。 9.（2026·湖南张家界·二模）水稻是湖南省主要的粮食作物，其光合作用效率直接影响产量。某研究小组探究了不同光照强度对水稻叶片光合作用的影响，实验结果如下图所示，请回答下列问题：     （1）水稻叶肉细胞中，光合作用的暗反应阶段发生的场所是　　　　　　，该阶段需要光反应阶段提供的物质是　　　　　　。 （2）图中B点时，水稻叶肉细胞产生ATP的场所有　　　　　　；当光照强度低于B点时，水稻植株的干重会　　　　　　（填“增加”“减少”或“不变”），原因是　　　　　　。 （3）D点之后，限制水稻净光合速率进一步升高的环境因素主要有　　　　　　（答出两点即可）；若适当提高环境中CO2浓度，B点将向　　　　　　（填“左”“右”或“不”）移动。 （4）在农业生产中，合理密植可提高水稻的产量，请从光合作用的角度分析其原理：　　　　　　。 【答案】（1）① 叶绿体基质    ② ATP和NADPH     （2）① 细胞质基质、线粒体、叶绿体（类囊体薄膜）    ② 减少    ③ 光照强度低于B点时，水稻植株的净光合速率小于0，有机物的消耗大于合成，干重减少     （3）① CO2浓度、温度    ② 左     （4）合理密植可充分利用光照，提高光能利用率；同时可保证田间通风良好，提高CO2浓度，从而提高光合作用速率，增加有机物积累，提高产量      【解析】(1) 水稻叶肉细胞中，光合作用的场所是叶绿体，光合作用的暗反应阶段发生的场所是叶绿体基质，该阶段需要光反应阶段提供的物质是ATP和NADPH。 (2) 图中B点时，水稻光合作用等于呼吸作用，此时叶肉细胞中光合作用大于呼吸作用，因此水稻叶肉细胞中产生ATP的场所有叶绿体、细胞质基质和线粒体；光照强度低于B点时，水稻植株的净光合速率小于0，有机物的消耗大于合成，干重减少。 (3) D点之后，限制水稻净光合速率进一步升高的环境因素不再是光照强度，此时主要有CO2浓度、温度；若适当提高环境中CO2浓度，则光合速率提高，因而需要在较低光照强度下达到与呼吸速率相等的状态，即B点将向“左”移动。 (4) 在农业生产中，合理密植可提高水稻的产量，因为合理密植可充分利用光照，提高光能利用率；同时可保证田间通风良好，提高CO2浓度，从而提高光合作用速率，增加有机物积累，提高产量。 10.（2026·湖南永州·二模）光呼吸是绿色植物在光照条件下吸收O2并释放CO2的过程，会消耗30%~50%光合作用固定的碳，影响某些农作物的产量。中国农科院在水稻叶绿体中成功引入来自细菌的3种酶：GCS、GCCM5和TCR，创建了一条新的光呼吸代谢旁路——TaCo通路，该通路能将光呼吸的中间产物乙醇酸在叶绿体中转化为甘油酸回收，提高了光合效率，相关代谢过程如图所示。回答下列问题： （1）图中卡尔文循环发生的具体场所是　　　　　，该过程所需CO2除了来自外界环境，还可能来自　　　　　　　　　　　　（填生理过程）。 （2）R酶是一种既能固定CO2又能与O2发生反应的双功能酶，CO2和O2竞争性结合R酶的活性位点。据此推测，在干旱、高温、强光条件下，水稻的光呼吸速率会　　　　　　（填“增大”或“减小”）。 （3）TaCo通路既能减少光呼吸过程碳的损耗，还能　　　　　　　　　　　，从而提高产量。 （4）科研人员测定了转基因水稻（导入了上述3种酶的基因）与普通水稻的CO2补偿点（光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度）。预测结果：　　　　　水稻的CO2补偿点更低，原因是　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 叶绿体基质    ② 光呼吸和细胞呼吸（呼吸作用）     （2）增大     （3）额外增加碳的固定     （4）① 转基因    ② 转基因与普通水稻相比，转基因水稻对CO₂的利用率更高，因此达到光合速率与呼吸速率相等时的CO₂浓度更低      【解析】 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。 (1) 卡尔文循环是光合作用暗反应的一部分，发生的具体场所是叶绿体基质。 植物细胞中产生CO2的生理过程有光呼吸和细胞呼吸（呼吸作用），所以卡尔文循环所需CO2除了来自外界环境，还可能来自光呼吸和细胞呼吸（呼吸作用）。 (2) 在干旱、高温、强光条件下，植物为减少水分散失，气孔关闭，CO2吸收减少，O2与CO2竞争性结合R酶的活性位点，O2与R酶结合增多，从而使光呼吸速率增大。 (3) 从图中可以看出，TaCo通路将光呼吸的中间产物乙醇酸在叶绿体中转化为甘油酸回收，减少了光呼吸过程碳的损耗，同时甘油酸能转化生成C3，额外增加碳的固定，从而提高产量。 (4) 由图可知，转基因水稻导入了上述3种酶的基因，引入了TaCo通路，中间产物1与CO2结合生成中间产物2，能充分利用CO2，在较低二氧化碳浓度下就能使光合速率与呼吸速率相等，因此，与普通水稻相比，转基因水稻的CO2补偿点更低。 11.（2026·湖南株洲·一模）我国科学家将ATP合成酶和光系统Ⅱ重组到磷脂囊泡上，制备光合细胞器。通过异柠檬酸脱氢酶（IDH）、乌头酸酶（ACO）和ATP柠檬酸裂解酶（ACL）的级联，建立了从α-酮戊二酸到乙酰辅酶A的碳固定途径，如下图所示。回答下列问题： （1）光合细胞器发生的反应与自然光合作用光反应的区别是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）IDH、ACO、ACL三种酶能依次催化级联反应与酶的　　　　　　　　　（答特性）有关。 （3）研究人员在光照下测定了囊泡b内pH值与ATP生成量、光合固碳效率的关系。结果显示ATP生成量会随pH值升高而升高，结合上图分析，其原因是较高溶液pH值会使光合细胞器磷脂膜内外　　　　　　　　　升高，从而推动ATP合成酶合成ATP。从理论上，ATP含量的增加会促进乙酰辅酶A和草酰乙酸的生成，但结果显示，pH值大于7后，光合固碳效率反而下降，原因是　　　　　　　　　。 （4）与自然界光合生物的碳固定相比，该人工系统固定CO2的优势是　　　　　　　　　（答出三点）。 【答案】（1）不产生NADPH     （2）专一性     （3）① H⁺浓度差（质子梯度）    ② pH过高使IDH、ACO、ACL等酶活性降低     （4）不受生物生长周期限制、可持续运行、可人工调控优化、不消耗固定的有机物用于自身呼吸      【解析】 PSI和PSⅡ参与光合作用的光反应，说明PSI和PSII分布在叶绿体的类囊体薄膜上。光合作用包括光反应和暗反应，光反应中H2O分解为O2和H+，同时光反应还产生了NADPH和ATP，用于暗反应C3的还原过程。 (1) 自然光合作用光反应中H2O分解为O2和H+，同时光反应还产生了NADPH和ATP，分析题图可知，光合细胞器发生的反应不产生NADPH。 (2) 酶具有专一性和高效性，IDH、ACO、ACL三种酶能依次催化级联反应与酶的专一性有关。 (3) 研究人员在光照下测定了囊泡b内pH值与ATP生成量、光合固碳效率的关系。结果显示ATP生成量会随pH值升高而升高，结合上图分析可知，ATP合成与H⁺顺浓度梯度跨膜运输有关，较高溶液pH值会使光合细胞器磷脂膜内外H⁺浓度差（质子梯度）升高，从而推动ATP合成酶合成ATP。从理论上，ATP含量的增加会促进柠檬酸生成乙酰辅酶A和草酰乙酸，但结果显示，pH值大于7后，光合固碳效率反而下降，原因是pH过高使IDH、ACO、ACL等酶活性降低。 (4) 与自然界光合生物的碳固定相比，该人工系统固定CO2的优势是不受生物生长周期限制、可持续运行、可人工调控优化、不消耗固定的有机物用于自身呼吸。 12.（2026·湖南怀化·二模）高温是限制农作物产量的重要环境因子之一。为探究高温对番茄光合作用的影响机制，科研人员开展了一系列实验。科研人员先测定了不同温度下番茄幼苗的净光合速率，结果如图1所示。回答下列问题： （1）据图1可知，当温度超过40℃时，净光合速率显著下降，从酶的角度分析，原因是　　　　　　　　。 （2）光系统Ⅱ（PSⅡ）是光合作用中负责光解水和释放氧气的色素—蛋白复合体，对高温尤为敏感。科研人员测定了不同温度处理下番茄叶片PSⅡ的最大光化学效率（Fv/Fm），结果如图2所示。Fv/Fm为叶绿素荧光参数，反映PSⅡ的活性。图2表明，当温度较高时，PSⅡ活性明显下降。PSⅡ活性下降会直接影响光合作用的　　　　　　　　阶段，导致　　　　　　　　的产生减少，进而使光合速率下降。 （3）研究表明，高温胁迫会导致植物细胞内活性氧的积累，从而损伤光合结构。褪黑素作为一种植物生长调节剂，能缓解多种逆境胁迫。科研人员用褪黑素预处理番茄幼苗24h，然后进行45℃高温处理24h，检测叶片中含量和净光合速率，结果如表所示。据表分析，褪黑素会　　　　　　　　（填“增强”或“缓解”）高温胁迫，其机制可能是　　　　　　　　。 处理组 H2O2含量 净光合速率 对照（25℃） 5.2 12.5 高温（45℃） 18.6 2.1 褪黑素+高温（45℃） 8.3 8.7 （4）综合上述信息，为减轻高温对番茄生产的危害，可采取的措施有　　　　　　　　（答出1点）。 【答案】（1）高温使光合作用相关酶的活性降低     （2）① 光反应    ② ATP和NADPH     （3）① 缓解    ② 褪黑素通过降低活性氧（H2O2）水平，减轻氧化胁迫对光合结构的损伤     （4）培育耐高温品种（或高温时段遮阴降温或合理灌溉增加蒸腾降温），喷施褪黑素      【解析】(1) 从酶的角度分析，光合作用过程中需要多种酶的催化，酶的活性受温度影响，据图1可知，当温度超过40℃时，高温可能会使光合作用相关酶的空间结构改变，活性降低，从而导致净光合速率显著下降。 (2) 光反应阶段会产生的ATP和NADPH用于暗反应，光系统Ⅱ（PSⅡ）参与光反应阶段中光解水和释放氧气的过程，PSⅡ活性下降会直接影响光合作用的光反应阶段，导致ATP和NADPH的产生减少，进而使光合速率下降。 (3) 研究表明，高温胁迫会导致植物细胞内活性氧的积累，从而损伤光合结构。与高温组相比，褪黑素+高温组的H2O2含量降低，净光合速率升高，说明褪黑素缓解了高温胁迫，其机制可能是褪黑素通过降低活性氧（H₂O₂）水平，减轻氧化胁迫对光合结构的损伤，进而使净光合速率升高。 (4) 为减轻高温对番茄生产的危害，可培育耐高温品种，使其能在高温环境下保持相对稳定的光合性能；高温时段遮阴降温，降低环境温度，减少高温对番茄的胁迫；合理灌溉增加蒸腾降温，通过蒸腾作用带走热量，降低植株温度；喷施褪黑素，发挥其缓解高温胁迫的作用。 13.（2026·湖南邵阳·二模）常春藤叶形美丽，四季常青，花呈淡黄白色或淡绿白色，具有一定的观赏和药用价值。研究发现常春藤可吸收并同化家装过程中的污染气体甲醛（HCHO），其细胞内部物质代谢及甲醛清除机制如图1所示，其中FALDH为甲醛脱氢酶，可催化甲醛（HCHO）氧化成甲酸（HCOOH）。请回答下列问题： （1）常春藤花呈淡黄白色或淡绿白色，与花色有关的色素分布在　　　　　中。图1中①是卡尔文循环，该循环发生的场所是　　　　　（填具体场所），该循环为光反应提供的原料是　　　　　，甲是由　　　　　堆叠而成。 （2）为测定常春藤叶片的叶绿素含量，可用　　　　　（填试剂）分离叶绿素。色素对特定波长光的吸收量可反映色素的含量，为减少类胡萝卜素的干扰，应选择　　　　　（填“蓝紫光”或“红光”）来测定叶绿素含量。 （3）为探究常春藤对不同浓度甲醛的耐受性，科研人员分别测定了可溶性糖含量的变化（如图2）、叶片气孔导度（气孔的开放程度）和FALDH活性的相对值（如图3）。 ①图2结果显示，经2mmol·L-1甲醛处理后细胞中可溶性糖含量较高，据图1分析原因可能是　　　　　。 ②图2结果显示常春藤对低浓度甲醛具有一定的耐受性，通过以上研究，据图3推测甲醛胁迫下常春藤的抗逆机制是　　　　　。 【答案】（1）① 液泡    ② 叶绿体基质    ③ NADP+、ADP和Pi（磷酸）    ④ 类囊体     （2）① 层析液    ② 红光     （3）① CO2是植物进行光合作用的原料，甲醛被植物吸收后会转化为CO2，CO2浓度升高光合作用增强，可溶性糖含量增加    ② 降低气孔导度，减少甲醛的吸收；提高FALDH的活性，增强对甲醛的代谢能力      【解析】(1) 与花色有关的色素分布在液泡中，图1中①是卡尔文循环，该循环发生的场所是叶绿体基质，该循环为光反应提供的原料是NADP+、ADP和Pi（磷酸），甲是基粒，由类囊体堆叠而成。 (2) 为测定常春藤叶片的叶绿素含量，可用层析液分离叶绿素。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素吸收红光和蓝紫光，为减少类胡萝卜素的干扰，应选择红光来测定叶绿素含量。 (3) ① 常春藤经 2mmol⋅L−1 甲醛处理后细胞中可溶性糖含量较高，可能原因是CO2是植物进行光合作用的原料，甲醛被植物吸收后会转化为CO2，CO2浓度升高光合作用增强，可溶性糖含量增加。 ② 降低气孔导度，减少甲醛的吸收；提高FALDH的活性，增强对甲醛的代谢能力，所以常春藤对低浓度甲醛具有一定的耐受性。 14.（2026·湖南怀化·一模）高温强光下，光合吸收的光能超出自身最大利用能力时，就容易使PSⅡ（光合色素与蛋白结合的复合体）受损，致使光合速率降低，称为“光抑制”现象。光抑制现象严重影响作物产量。 （1）叶绿体中，PSⅡ的分布场所为　　　　。 （2）叶绿体psbA基因编码的D1蛋白是PSⅡ的核心蛋白。科研人员使用凝胶电泳技术检测不同光照条件下的D1相对含量，结果如图1所示，分析可知：　　　　。 （3）进一步研究发现，高温或强光会造成叶绿体内活性氧（ROS）的大量累积，攻击叶绿素和PSⅡ反应中心中的D1蛋白，使得D1极易受到破坏；同时，ROS积累显著抑制psbA mRNA的翻译，影响D1蛋白的从头合成，因此D1蛋白含量减少。 为提高PSⅡ的修复效率，科学家将原本位于叶绿体基因组的D1蛋白编码基因（psbA），与编码转运肽的DNA片段及高温响应启动子连接，构建成图2所示的融合基因，并将其导入水稻的核基因组中，从而获得了转基因水稻。 分析以上资料，回答下列问题： ①该研究建立的D1蛋白合成“双途径”机制是指转基因植物细胞中具有内源和外源的两种psbA基因在不同部位进行　　　　。 ②转基因水稻在受到高温胁迫时，核基因组中的psbA基因表达优势为　　　　（选择并正确排序表达） a．响应高温信号及时启动表达       b．在叶绿体中高效转录和翻译 c．定向转运至叶绿体             d．精确定位并整合至类囊体膜 ③为验证“核编码的D1蛋白能成功补充并修复叶绿体中的PSⅡ”，研究者利用叶绿体蛋白质合成抑制剂林可霉素处理野生型与转基因水稻幼苗。实验结果发现，转基因幼苗的生长受抑制程度显著低于野生型。请分析该实验的设计逻辑：使用林可霉素的目的是模拟　　　　；实验结果　　　　（填“支持”或“不支持”）实验结论。 【答案】（1）类囊体（薄膜）（或基粒）     （2）强光下，D1蛋白含量降低     （3）① 转录、翻译（或表达）    ② acd    ③ 高温胁迫下叶绿体中翻译过程受（ROS积累）抑制    ④ 支持      【解析】 叶绿体呈扁平的椭球形或球形，具有双层膜，主要存在绿色植物叶肉细胞里，叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”，含有叶绿素和类胡萝卜素，还有少量DNA和RNA，叶绿素分布在基粒片层的膜上．在片层结构的膜上和叶绿体内的基质中，含有光合作用需要的酶；叶绿体是半自主细胞器。 (1) PSⅡ是光合色素与蛋白结合的复合体，故 PSⅡ 的分布场所为类囊体（薄膜）（或基粒）。 (2) 科研人员使用凝胶电泳技术检测不同光照条件下的D1相对含量，由凝胶电泳结果可知，与适宜光照（CK）相比，较强光照（W2）条件下D1蛋白的条带更浅，说明其相对含量更低，因此可得出结论：强光下，D1蛋白含量降低。 (3) ① D1合成双途径是指转基因植物细胞中既有内源的叶绿体基因组中的psbA基因，也有外源转入的细胞核基因组中的psbA基因，因为两基因的转录和翻译的部位均不相同。 ② 通过基因工程手段，将原本位于叶绿体的基因“转移”到细胞核，首先，基因在细胞核内被高温信号特异性激活并转录；接着，翻译出的蛋白质前体凭借其携带的“地址标签”（信号肽）被运送到叶绿体；最后，蛋白质在叶绿体内被送达并安装到其工作的精确位置——类囊体膜上的PSⅡ复合体。这一策略的优势在于，它巧妙地规避了高温下叶绿体内活性氧（ROS）对D1蛋白翻译过程的抑制，通过建立这条新的“核途径”，确保了在逆境下修复光合机构的关键原料（D1蛋白）能够持续、充足地供应，从而显著提高了水稻的光合效率、高温抗性和产量。因此，答案为acd。 ③ 叶绿体蛋白质合成抑制剂林可霉素特异性抑制叶绿体自身（内源）的D1蛋白合成，模拟题干信息中“高温胁迫下，ROS积累显著抑制psbA mRNA的翻译”；实验结果能够支持结论：当叶绿体途径受阻时，核编码的D1蛋白能够被成功转运至叶绿体，并发挥功能，维持PSⅡ修复和植物生长。 15.（2026·湖南岳阳·二模）科学家研究发现，细胞内脂肪的合成与有氧呼吸过程有关，机理如图所示： （1）据图1，蛋白A位于　　　　　　　　　　　膜上，蛋白S与蛋白A结合，使Ca2+进入该细胞器腔内，从而促进Ca2+进入线粒体，Ca2+在　　　　　　　　　　　中参与调控有氧呼吸的第二阶段反应，影响脂肪合成。 （2）运动锻炼可增加体内ATP的消耗，导致细胞中线粒体数量增多，体育锻炼可减肥，但停止锻炼后易反弹，请结合图1推测停止锻炼后容易反弹的原因　　　　　　　　　　　。 （3）棕色脂肪组织细胞内含有大量线粒体，其线粒体内膜含有UCP2蛋白可以使能量以热能形式释放，如图2所示。 ①一般情况下H+通过F0F1ATP合成酶流至线粒体基质，驱动ADP形成ATP，F0F1ATP合成酶的作用为　　　　　　　　　　。 ②研究表明持续锻炼可激活体内棕色脂肪组织细胞，同时促进白色脂肪细胞通过以下通路转变为米色脂肪细胞：白色脂肪细胞→受刺激（运动、甲状腺激素等）→大脂滴裂解为多小脂滴、线粒体大量增生、UCP2上调→转变为“米色脂肪”（功能同棕色脂肪）。以上细胞功能转变的实质是　　　　　　　　　。由此判断，持续锻炼者消耗相同的有机物合成的ATP将　　　　　　　　　　（填“增加”或“减少”）。 【答案】（1）① 内质网    ② 线粒体基质     （2）停止锻炼后ATP消耗减少，线粒体数量多产生的ATP多，Ca2+进入线粒体的量增加，生成的柠檬酸增多，脂肪合成的原料充足，因此脂肪合成增加导致反弹     （3）① 既作为载体蛋白运输H+，又作为酶催化ADP和Pi合成ATP。    ② 基因的选择性表达    ③ 减少      【解析】(1) 图 1 里 Ca²⁺是从内质网释放出来的，蛋白A就是内质网膜上的蛋白，促进Ca²⁺进入线粒体。 有氧呼吸第二阶段的场所就是线粒体基质，Ca²⁺进入线粒体后，会在这里调控相关酶的活性，影响后续柠檬酸的生成，进而影响脂肪合成。 (2) 停止锻炼后，ATP消耗减少，但之前锻炼让线粒体数量变多，细胞产生的ATP变多。 ATP充足会让Ca²⁺更容易进入线粒体，促进有氧呼吸产生更多柠檬酸；柠檬酸是脂肪合成的原料，原料充足，脂肪合成就会大幅增加，导致体重反弹。 (3) ① F0F1ATP合成酶既是载体蛋白，负责运输H⁺顺浓度梯度流回线粒体基质，又是酶，催化ADP和Pi合成ATP。 ② 细胞的形态、功能改变，本质是不同的基因被开启或关闭，合成了不同的蛋白质，即基因的选择性表达。米色脂肪细胞的线粒体内膜有 UCP2 蛋白，它会让H⁺不通过ATP合成酶，直接泄漏回基质，能量以热能形式散失，不合成 ATP。所以消耗同样的有机物，产热变多，ATP合成就会减少。 16.（2026·湖南岳阳·一模）玉米以宽窄行模式种植时，植株在宽行侧的光照条件较好；而窄行侧由于相互遮荫，光能受限，叶片的光合能力降低。在这种异质性光（植株不同部位受到的光照条件不同）下，宽行侧叶片的光合能力通常会增强，以补偿窄行侧叶片光合能力的降低，即表现出光合补偿现象。回答下列问题： （1）评估叶片光合能力的大小，可通过测量　　　　　　指标实现（答1点）。 （2）当植株生长至第6片叶可见时，选取长势一致的植株随机分成两组（如图），一组继续置于自然光照下作为同质性光对照（PC）。另一组的植株使用遮阳网（透光率为25%）对第1、3、5片叶一侧进行遮光处理，另一侧置于自然光照下即异质性光处理（LH）。待最新叶第6片叶完全展开后，用打孔器对两组第6片叶叶片中段进行取样，测定相关光合指标，取样时应避开叶片的　　　　　　。为探究异质性光下未遮光侧叶片对遮光侧的光合补偿机制，应增设一组对照组（NC），其设计为　　　　　　，待第6片叶完全展开后，用打孔器对LH组和NC组的第5片叶的叶片中段取样测定，理由是　　　　　　。 （3）玉米叶片中的蔗糖一方面可通过TSTs蛋白转运至液泡中，另一方面通过SUTs蛋白导入至筛管。研究发现，在LH处理下，某玉米品种未遮光侧叶片与PC组比较，TSTs基因的相对表达量上升，SUTs基因的表达量降低，这将导致　　　　　　，进而使光合补偿受到限制。结合上述信息，从光合产物分配的角度分析，可通过　　　　　　使玉米增产。 【答案】（1）吸收速率/释放速率/有机物积累速率/单位时间内圆形小叶片上浮的数目     （2）① 大叶脉    ② 用透光率为25%的遮阳网对所有叶片进行遮光    ③ LH组和PC组测定的第6片叶是最新叶，依据单一变量原则，LH组和NC组作为对比的新叶是第5片叶     （3）① 蔗糖输出受阻，在叶片中逐渐积累    ② 提高SUTs基因的表达水平，促进光合产物向籽粒运输      【解析】 影响光合作用强度的因素：① 外因：光照强度，温度，CO2浓度，矿质元素，水分等。② 内因：酶的种类、数量、活性，叶面指数等。 (1) 光合能力反映的是叶片光合作用的强度，可通过测量以下指标实现： CO₂吸收速率（净光合速率的常用指标，反映叶片从外界吸收 CO₂的速率） O₂释放速率（净光合速率的另一常用指标，反映叶片释放 O₂的速率） 有机物积累速率（反映光合作用产物的积累情况） 单位时间内圆形小叶片上浮的数目（通过叶圆片上浮法，间接反映光合产 O₂的速率）。 (2) 取样时应避开叶片的大叶脉：因为叶脉主要起运输和支撑作用，不含或极少含叶绿体，会影响光合指标测定的准确性。对照组（NC）的设计：用透光率为 25% 的遮阳网对所有叶片进行遮光处理。理由是LH 组和 PC 组测定的第 6 片叶是最新叶，而 LH 组和 NC 组作为对比时，新叶是第 5 片叶（LH 组第 6 片叶完全展开后，第 5 片叶是最新的未被预先遮光处理的叶片）。依据单一变量原则，只有让 NC 组所有叶片都遮光，才能保证 LH 组（部分遮光）和 NC 组（全部遮光）的唯一变量是 “未遮光侧叶片是否存在”，从而准确探究异质性光下未遮光侧叶片对遮光侧的光合补偿机制。 (3) TSTs 负责将蔗糖转运至液泡，SUTs 负责将蔗糖导入筛管（向籽粒运输）。TSTs 上升会使更多蔗糖进入液泡储存，SUTs 下降则使蔗糖向筛管输出受阻，最终导致蔗糖输出受阻，在叶片中逐渐积累，进而抑制光合作用，使光合补偿受限。增产措施：从光合产物分配的角度，可通过提高 SUTs 基因的表达水平，促进光合产物向籽粒运输，减少叶片中蔗糖的积累，从而使玉米增产。 17.（2025·湖南益阳·一模）光系统是叶绿体中光合色素和蛋白质的复合体。当光照过强时，植物吸收的光能会超过光合作用所能利用的量，致使电子积累过多而产生活性氧，使得光系统变性失活，最终引起光能转化效率降低，这种现象被称为光抑制。中国科学院科学家团队对光抑制现象及施加铁氰化钾的影响开展了研究。请回答下列问题： 时间 光强（μmol·m⁻2·s-1） 最大光化学效率（Fv/Fm） 6:00 50 0.8 8:00 250 0.78 10:00 1260 0.7 12:00 1700 0.65 14:00 1800 0.6 16:00 750 0.7 18:00 100 0.78 注：最大光化学效率与光系统对光能的转化效率呈正相关 （1）光系统吸收光能后，将能量储存在　　　　　　中用于 C₃的还原，C₃被还原后有两个代谢途径，分别形成了　　　　　　。 （2）图中膜A和膜B依次为　　　　　　。据图分析，铁氰化钾可以　　　　　　（填“缓解”或“强化”）植物的光抑制现象。 （3）某植物在不同光强下的最大光化学效率如表所示，据表分析，短期的强光对光系统是否造成严重损伤，依据是什么?　　　　　　。 （4）为了探究E蛋白和F蛋白对光系统中D蛋白含量的调控机理所 进行的实验显示：若E蛋白缺失会导致D 蛋白含量降低，而F蛋白缺失或两种蛋白同时缺失时D 蛋白含量没有明显下降。请将“E蛋白”、“F蛋白”填入方框中，在括号中填入“促进”或“抑制”，完善D蛋白的调控机理　　　　　　。 【答案】（1）① ATP、NADPH    ② C5、糖类     （2）① 叶绿体膜、类囊体薄膜    ② 缓解     （3）未造成严重损伤，强光胁迫后最大光化学效率在弱光恢复时能够恢复到接近正常水平     （4）      【解析】 光合作用：（1）光反应阶段：水光解产生NADPH和氧气，ADP和Pi 结合形成ATP。（2）暗反应阶段：二氧化碳和五碳化合物结合形成三碳化合物，三碳化合物在ATP和NADPH的作用下，还原成五碳化合物，同时ATP水解成ADP和Pi。 (1) 光系统吸收光能后，可转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，ATP和NADPH可用于暗反应中 C₃的还原，C₃被还原后可形成C5、糖类等有机物。 (2) 由图可知，膜B可利用光能发生水的光解，因此膜B为类囊体薄膜，膜A可将叶绿体中的NADPH运输到细胞质基质，NADPH再在细胞膜上的NADPH氧化酶的催化下分解，因此可推测，膜A为叶绿体膜。当光照过强时，植物吸收的光能会超过光合作用所能利用的量，致使电子积累过多而产生活性氧，使得光系统变性失活，最终引起光能转化效率降低。由图可知，强光下生成NADPH运输到细胞质基质，细胞膜上的铁氰化钾（NADPH氧化酶）使NADPH分解为NADP+，同时把电子泵出细胞膜，生成的NADP+通过叶绿体膜运输到叶绿体内，去消耗过多的电子，从而缓解植物的光抑制现象。    (3) 最大光化学效率与光系统对光能的转化效率呈正相关，由表格数据可知，短期的强光对光系统未造成严重损伤，强光胁迫后最大光化学效率在弱光恢复时能够恢复到接近正常水平。 (4) 由题意可知，F蛋白缺失时D蛋白含量没有明显下降，可知F蛋白可抑制D蛋白的合成，而E蛋白缺失会导致D蛋白含量降低，可推测，E蛋白可抑制F蛋白的作用，从而影响D蛋白的含量，因此D蛋白的调控机理： 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $