专题03 细胞的能量供应和利用（5大考向）（专项训练）（全国通用）2026年高考生物真题题源解密

专题03 细胞的能量供应和利用 内容导览 考情概览：解读近年命题思路和内容要求，统计真题考查情况。 2026年真题研析：探寻常考要点，真题分类精讲，归纳串联解题必备知识。 近3年真题精选：分类精选近年真题，把握命题趋势。 名校模拟探源：精选适量名校模拟题，发掘高考命题之源。 命题解读 考向 题目 高频考点： 酶的本质、特性及影响酶活性的因素；ATP的结构、功能及转化；有氧呼吸与无氧呼吸的过程、场所及影响因素；光合作用的光反应与暗反应过程、物质与能量变化；影响光合作用速率的环境因素及相关曲线分析；光合作用与细胞呼吸的综合应用。 2．素养考向 （1）生命观念：依托物质与能量观，理解细胞内酶的催化作用、ATP的能量通货功能、呼吸作用与光合作用过程中的物质转化和能量流动； （2）科学思维：通过酶活性曲线、呼吸速率与光合速率曲线分析，培养模型建构、逻辑推理和数据解读能力； （3）科学探究：通过酶活性影响因素实验、酵母菌呼吸方式探究、环境因素对光合作用影响实验，掌握实验设计原则与变量控制方法； （4）社会责任：结合农业生产中的合理密植、大棚种植、粮食储存等真实情境，运用细胞代谢原理指导生产实践。 考向1 酶与ATP在代谢中的作用 2026湖南卷T5；2026湖北卷T7；2025黑吉辽蒙T1; 2025北京T3; 2025河北T2; 2024河北T2 考向2 细胞呼吸的过程及影响因素 2026广东T9；2026山东卷T5；2025河北T14;　2025黑吉辽蒙T16;　2025江苏T2;　2025山东T4;　2025北京T2;　2024重庆T7;　2024江苏T6;　2024安徽T3 考向3 光合作用的基本过程 2026江西卷T16；2025江苏T21;　2025安徽T16;　2025广东T18;　2025黑吉辽蒙T21;　2025陕晋宁青T17;　2025山东T21;　2025四川T16;　2024湖南T17;　2023天津T9 考向4 影响光合作用的环境因素及应用 2026河南T17；2026安徽卷T16；2025河南T17;　2025广东T18;　2025浙江1月选考T22;　2025北京T18;　2025湖南T17;　2025黑吉辽蒙T21;　2025陕晋宁青T17 考向5 光合作用与细胞呼吸的综合 2026四川T16；2025安徽T16;　2025云南T17;　2025河北T4　2024新课标T31;　2024安徽T16;　2024全国甲T29;　2023重庆T19;　2023北京T3 2026 年命题特点：选择题与非选择题均有考查，选择题侧重过程辨析、曲线分析；非选择题多结合农业生产情境，综合考查光合呼吸影响因素及相关计算。侧重过程理解而非死记硬背，突出实验探究与生产应用。 2027 命题预测：仍将以酶特性实验、光合呼吸过程及曲线分析为核心；结合碳中和、现代农业科技（智慧农业、人工光合作用）等新情境命题概率高；综合考查实验设计与原因表述类问题比重增加。 考向一 酶与ATP在代谢中的作用 1.（2026·湖南·高考真题）关于过氧化氢酶的叙述，错误的是（     ） A．过氧化氢酶可以降低H2O2分解反应所需的活化能 B．若用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，应设置不加酶的对照组 C．持续升高H2O2浓度不一定加快过氧化氢酶的酶促反应速率 D．过氧化氢酶活性随pH降低而降低，随pH升高而升高 考向二 细胞呼吸的过程及影响因素 2.（2026·山东·高考真题）水稻根细胞中，无氧呼吸第二阶段通过以下两个反应完成。水稻根系细胞在水淹一段时间后，酶Ⅰ和酶Ⅱ的表达量明显增加，无氧呼吸增强。下列说法错误的是（　　） ①丙酮酸乙醛+CO2    ②乙醛+NADH+H+ 乙醇+NAD+ A．根细胞利用葡萄糖进行无氧呼吸释放CO2只发生在反应①中 B．反应①和②均发生在细胞质基质中 C．该时间段内，反应①和②产生的ATP增加 D．水稻根细胞中的葡萄糖经过无氧呼吸时，其中的能量大部分存留在乙醇中 考向三 光合作用的基本过程 3.（2026·江西·高考真题）锌是植物生长发育的必需元素，缺锌会影响色氨酸(合成IAA的原料)和叶绿素等细胞组分的合成。研究人员分别测定了某植物幼苗在正常供锌(对照)和缺锌条件下培养40天后的相关指标(如表)。下列关于缺锌组的分析，合理的是（　　） 组别 叶绿素含量(mg·g-1) 净光合速率(μmolCO2·m-2·s-1) 气孔导度(mmolCO2·m-2·s-1) 胞间CO2浓度(μmol·mol-1) IAA含量(ng·g-1) 对照组 3.1 12.5 416.9 329.8 72.6 缺锌组 1.5 9.6 247.2 363.6 34.7 A．净光合速率下降的直接原因是气孔导度下降 B．叶绿素含量下降的直接原因是净光合速率下降 C．胞间CO2浓度升高的直接原因是光合作用减弱 D．IAA含量下降的直接原因是合成原料供应不足 考向四 影响光合作用的环境因素及应用 4.（2026·河南·高考真题）质膜H+-ATP酶基因过表达型水稻（H-OE）的产量显著高于野生型水稻（WT）。为探究H-OE增产的机制，研究人员在光饱和点时测定两种水稻的相关指标，结果如下表所示。 材料 气孔导度(mol·m-2·s-1) 净光合速率(µmol·m-2·s-1) 吸收速率(µmol·g-1·h-1) WT 0.61 20.5 58.4 H-OE 1.25 27.5 75.3 注：气孔导度反映气孔开放的程度。 回答下列问题： (1)光合作用强度是指________，直接关系到农作物产量。除CO2供应量和无机营养之外，影响光合作用强度的环境因素还有________（答出两点即可）。 (2)与WT相比，H-OE的气孔导度提高约105%，净光合速率仅提高约34%，此时还制约CO2供应量的环境因素为________。质膜H+-ATP酶通过________（填运输方式）将H+泵至膜外，建立H+梯度，促进吸收。 (3)从物质代谢和能量供应两个角度分析，吸收更多的氮元素在提高H-OE光合作用强度中的作用为________（每个角度各答出一点），无机碳被固定也能提高H-OE对氮元素的吸收速率，原因是________（每个角度各答出一点）。 考向五 光合作用与细胞呼吸的综合 5.（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________。 一、酶的特性： 1.高效性：与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，催化效率更高。 2.专一性 ：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 3.酶的作用条件较温和：在最适宜的温度和pH下，酶的活性最高 ；温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低；过酸、过碱和高温 ，会使酶的空间结构 遭到破坏，使酶永久失活。低温不会破坏酶的空间结构，因此酶制剂适合在低温下保存； 二、有氧呼吸三个阶段的比较： [H]是指还原型辅酶Ⅰ（NADH） 有氧呼吸 场所 反应物 产物 释放能量 第一阶段 细胞质基质 C6 H12O6 2 C3 H4O3和4[H] 少量 第二阶段 线粒体基质 2 C3 H4O3和6H2O 20[H]和6CO2 少量 第三阶段 线粒体内膜 6O2和24[H] 12 H2O 大量 三、光反应和暗反应的比较 项目 光反应 暗反应 场所 叶绿体的类囊体薄膜 叶绿体基质 条件 光、色素、酶、水 NADPH、ATP、CO2、多种酶 物质 变化 ①水的光解: ②NADPH合成: ③ATP合成: ADP+Pi+光能ATP ①CO2的固定: CO2+C52C3 ②C3的还原: 能量 变化 光能→ATP和NADPH中活跃的化学能 ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 联系 ①光反应为暗反应提供ATP和NADPH，暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。 ②没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，光反应最终也会停止。 四、辨析总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系 ①绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率(A点)。 ②绿色组织在有光条件下光合作用与呼吸作用同时进行，测得的数据为净光合速率。 ③真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。净光合速率大于0植物才能生长。 检测指标 呼吸速率(黑暗下) 表观(净) 光合速率 真正(总)光合速率 CO2 (单位时间内) CO2的释放量 CO2的吸收量 CO2的固定量 O2 (单位时间内) O2的消耗量 O2的释放量 O2的产生量 有机物(单位时间内) 有机物的消耗量 有机物的积累量 有机物的制造量 考向一 酶与ATP在代谢中的作用 1．（2026·江西·高考真题）海洋是生命的摇篮。深海热泉周围存在一类具有细胞结构、能够独立生存的特殊微生物，它们既不属于真核生物，也不属于典型的原核生物。下列关于该类生物的推测，合理的是（　　） A．依赖叶绿体进行光合作用 B．无机盐离子通过自由扩散进出细胞 C．胞内酶的最适温度比常见生物体的高 D．具有细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核等结构 2．（2026·湖北·高考真题）为探究某种酶的活性，某同学在最适温度C条件下，测得不同底物浓度下对应的反应速率，结果如下表。 试管编号 1 2 3 4 5 底物浓度（mol·L-1） 6.3×10-6 7.5×10-5 1.0×10-4 1.0×10-3 1.0×10-2 反应速率（nmol·L-1·min-1） 15 56 60 75 75 下列叙述错误的是（     ） A．若将1号试管的原酶液稀释10倍，其反应速率会下降 B．若3号试管反应温度改为37℃，其反应速率会下降 C．若4号试管多加1倍酶量，其反应速率会升高 D．实验说明底物浓度过高不利于该酶促反应进行 3．（2026·河北·高考真题）酶与无机催化剂催化的两类反应中能量变化如图1和图2所示，下列分析错误的是（     ） A．图1所示反应中酶与无机催化剂降低活化能的差值为e B．图1所示为放能反应，图2所示为吸能反应 C．与①反应相比，②反应所需的条件一般较温和 D．图2所示反应中酶促反应的活化能为f 4．（2026·山东·高考真题）果肉细胞中，液泡膜上的质子泵消耗ATP将H+运入液泡，转运蛋白TST可利用H+浓度梯度在运输H+的同时将蔗糖运入液泡储存，增加果实甜度。下列说法错误的是（　　） A．质子泵是一种载体蛋白，也是一种能催化ATP水解的酶 B．质子泵在运输H+的过程中空间结构会发生变化 C．TST运输蔗糖的方向和其运输H+的方向相同 D．H+与蔗糖经TST跨膜运输时都需要与其结合 5．（2025·贵州·高考真题）科研人员筛选得到某种可参与降解塑料的酶，并探究了温度对该酶催化反应速率的影响，实验结果如下图所示。下列叙述错误的是（　　） A．该实验中，酶的用量、pH、处理时间和初始底物浓度相同且适宜 B．该实验中，温度高于60℃后酶变性导致反应速率下降 C．该实验条件下，底物充足时增加酶的用量对反应速率无影响 D．进一步探究该酶最适温度时，宜在50~60℃之间设置更小温度梯度 考向二 细胞呼吸的过程及影响因素 6．（2026·广东·高考真题）鲫鱼骨骼肌细胞缺氧时，葡萄糖在细胞质基质分解产生的丙酮酸在线粒体内转化为乙醛和CO2，乙醛进入细胞质基质转化为乙醇，最终经鳃排出。上述过程与人体细胞无氧呼吸相比，两者（     ） A．第一阶段反应都相同 B．反应的场所都相同 C．最终产物都相同 D．催化反应的酶都相同 7．（2026·河南·高考真题）为探究酵母菌的呼吸作用，研究人员将注满酵母菌和葡萄糖混合液的小管倒置于大管中，并对大管的液面进行油封处理，装置如图所示，液面高度不再变化时终止实验。下列推断错误的是（　　） A．实验前期，葡萄糖可彻底氧化分解并产生CO2和H2O B．实验过程中，液面高度的变化速率和液体温度可发生改变 C．实验后期，管内液体与酸性重铬酸钾溶液可发生颜色反应 D．实验结束后，大管内的液面降低，小管内的液面升高 8．（2026·陕晋青宁卷·高考真题）剧烈运动过程中，骨骼肌细胞有氧呼吸供能占比随运动时间变化趋势如图。下列叙述错误的是（　　） A．60 s时，肌细胞的无氧呼吸产生乳酸 B．78.6 s时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖量相等 C．肌细胞水解ATP生成的ADP可循环利用 D．运动后期，供氧增加促进了线粒体内反应物的彻底氧化 9．（2026·山东·高考真题）在充入了适量空气的恒温密闭发酵罐中，酵母菌以充足的葡萄糖为原料进行呼吸作用，随着时间的延长，呼吸作用中O2的消耗速率与CO2的产生速率比如图所示。下列说法正确的是（　　） A．从a到b时，有氧呼吸速率不变 B．从b到d时，无氧呼吸速率增大 C．c时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等 D．d时以后，无氧呼吸速率始终不变 10．（2026·河北·高考真题）M是植物线粒体膜上转运丙酮酸的蛋白。为探究M蛋白对植物镉耐受性的影响，科研人员利用拟南芥M基因缺失突变体进行了相关研究。 回答下列问题： (1)利用葡萄糖进行有氧呼吸时，丙酮酸是第_________阶段的产物，ATP主要在第___________阶段生成。 (2)无镉胁迫时，M缺失突变体细胞质基质中丙酮酸的含量_________野生型。受到镉胁迫时，拟南芥可通过主动运输将镉排出胞外以缓解毒害，推测此时野生型中有氧呼吸强度会_________。 (3)谷氨酸是植物合成谷胱甘肽的主要原料，在丙酮酸供应不足时也可用于维系有氧呼吸的正常运转，无镉胁迫时，M缺失突变体和野生型的根长无显著差异，而突变体谷胱甘肽含量显著低于野生型，推测造成此现象的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (4)拟南芥还可通过谷胱甘肽结合镉以减轻毒害。镉胁迫时，M缺失突变体中谷胱甘肽含量显著高于野生型，结合下图根长数据分析，相较于野生型，此时M缺失突变体根细胞中的ATP生成量__________，其原因是__________________________________________________________________________________。 考向三 光合作用的基本过程 11．（2026·贵州·高考真题）科学家说：“每个细胞都是自然界的一个奇迹。”下列关于真核细胞叙述正确的是（     ） A．细胞膜上的通道蛋白能逆浓度梯度进行物质运输 B．光合作用过程中卡尔文循环发生在叶绿体类囊体膜上 C．内质网通过囊泡将分泌蛋白转运到高尔基体 D．组成溶酶体膜的磷脂双分子层内部是亲水的 12．（2025·河北·高考真题）对绿色植物的光合作用和呼吸作用过程进行比较，下列叙述错误的是（    ） A．类囊体膜上消耗H2O，而线粒体基质中生成H2O B．叶绿体基质中消耗CO2，而线粒体基质中生成CO2 C．类囊体膜上生成O2，而线粒体内膜上消耗O2 D．叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质中分解有机物 13．（2025·山东·高考真题）在低氧条件下，某单细胞藻叶绿体基质中的蛋白F可利用H+和光合作用产生的NADPH生成H2。为研究藻释放H2的培养条件，将大肠杆菌和藻按一定比例混合均匀后分成2等份，1份形成松散菌-藻体，另1份形成致密菌-藻体，在CO2充足的封闭体系中分别培养并测定体系中的气体含量，2种菌-藻体培养体系中的O2含量变化相同，结果如图所示。培养过程中，任意时刻2体系之间的光反应速率无差异。下列说法错误的是（    ） A．菌-藻体不能同时产生O2和H2 B．菌-藻体的致密程度可影响H2生成量 C．H2的产生场所是该藻叶绿体的类囊体薄膜 D．培养至72h，致密菌-藻体暗反应产生的有机物多于松散菌-藻体 14．（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）玉米籽粒形成过程中，磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶2（PEPCK2）催化的反应如下图。下列叙述正确的是（　　） A．过程①在线粒体基质中进行 B．PEPCK2不能为草酰乙酸转化为PEP提供能量 C．PEPCK2不能催化其他来源的草酰乙酸转化为PEP D．PEPCK2活性提高可促进籽粒中淀粉与蛋白质的积累 15．（2025·四川·高考真题）在温室中种植番茄，光照强度和CO2浓度是制约产量的主要因素。某地冬季温室的平均光照强度约为200μmol·m-2·s-1，CO2浓度约为400μmol·mol-1。为提高温室番茄产量，有人测定了补充光照和CO2后番茄植株相关生理指标，结果见下表。回答下列问题。 组别 光照强度μmol·m-2·s-1 CO2浓度μmol·mol-1 净光合速率μmol·m-2·s-1 气孔导度mol·m-2·s-1 叶绿素含量mg·g-1 对照 200 400 7.5 0.08 42.8 甲 400 400 14.0 0.15 59.1 乙 200 800 10.0 0.08 55.3 丙 400 800 17.5 0.13 65.0 注：气孔导度和气孔开放程度呈正相关 (1)为测定番茄叶片的叶绿素含量，可用_________提取叶绿素。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。 (2)与对照组相比，甲组光合作用光反应为暗反应提供了更多的_________，从而提高了净光合速率。与甲组相比，丙组的净光合速率更高，气孔导度略低，但经测定发现其叶肉细胞间的CO2浓度却更高，可能的原因是_________。 (3)根据本研究结果，在冬季温室种植番茄的过程中，若只能从CO2浓度加倍或光照强度加倍中选择一种措施来提高番茄产量，应选择_________，依据是_________。 考向四 影响光合作用的环境因素及应用 16．（2026·安徽·高考真题）为探究钾对番茄光合作用的影响，研究人员测定了番茄的缺钾处理植株（LK）和正常培养植株（CK）在光照—遮阴—光照（）条件下的相关指标，结果见图1。 回答下列问题。 (1)叶肉细胞间隙中的CO2扩散至CO2固定位点至少需要跨______层生物膜。 (2)据图1分析，在遮阴条件下，CK与LK净光合速率曲线重合，限制净光合速率的最主要因素是______。在遮阴—光照转换初期，缺钾对番茄叶片气孔开闭的影响是______。 (3)研究发现，叶片钾含量与编码碳酸酐酶（催化CO2与之间的可逆反应）和RuBP羧化酶（催化CO2固定）基因的相对表达量均呈正相关。据此解释缺钾影响番茄光合作用的机制：______。 (4)在光照（0~2min）和黑暗（2~5min）条件下，叶绿体中3-磷酸甘油酸（PGA）和被还原的C3（TP）相对含量变化如图2。5~8min恢复光照，PGA相对含量的变化趋势是______，原因是______。 17．（2026·浙江·高考真题）为探究不同环境因素对光合作用的影响，某同学选择金鱼藻、冰块、溶液、台灯、烧杯、氧传感器、米尺等材料和用具进行实验。下列叙述错误的是（　　） A．可探究的环境因素有光照强度、温度、浓度等 B．实验中可用单位时间的释放量表示光合速率 C．将室温下的实验装置移至冰水中，光合速率持续上升 D．可通过调节台灯与烧杯之间的距离来改变光照强度 18．（2026·河北·高考真题）小立碗藓的叶绿体和线粒体都有为细胞质基质提供ATP的潜力。为探究两者对细胞质基质ATP水平的影响，对①、②和③组小立碗藓进行黑暗预处理后，检测其细胞质基质ATP对光的响应变化，结果如图所示。下列分析正确的是（     ） A．光合产物的缺乏和光反应受阻导致③在光照下ATP无显著变化 B．第一次光照时，①中ATP的增加与叶绿体、线粒体均有关 C．光照时，叶绿体中的部分ATP用于暗反应中CO2与C5的结合 D．小立碗藓中的线粒体有助于维持细胞质基质中ATP的稳定供应 19．（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________。 20．（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）。 考向五 光合作用与细胞呼吸的综合 21．（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。 22．（2026·陕晋青宁卷·高考真题）捕光复合体是叶绿体中捕获光能的关键结构，由光合色素和叶绿素结合蛋白(LHCP)组成，L蛋白与S蛋白等共同参与LHCP向类囊体膜的转运，L蛋白还参与叶绿素合成的调控，相关过程如图(a)。回答下列问题。 (1)用纸层析法分离野生型(WT)和L基因缺失突变体(l)植株的叶绿体色素，滤纸条均出现4条色素带。l组自上而下第三条带对应的色素是___________；与WT相比，该条带的颜色深浅变化是___________。相较于WT植株，l植株叶绿体内中间物1含量___________，l植株叶片暗反应中C3的___________反应过程会受影响。 (2)通过抗原—抗体杂交反应检测WT植株叶绿体基质和类囊体中L蛋白的量，结果如图(b)所示，结构2是___________。 (3)WT、l及s(S基因缺失突变体)植株的表型如图(c)所示，其中l对应的是___________(填“甲”“乙”或“丙”)，与WT相比，两突变体表型差异产生的原因是___________。 (4)为进一步验证L蛋白的功能，应在WT、l两种实验材料基础上，再补充两组不同的实验材料，分别为___________。 23．（2025·江西·高考真题）辣椒的生长会受到低温弱光等逆境的影响。为比较不同辣椒品种的抗逆性，研究人员将辣椒1号和辣椒2号幼苗在人工低温弱光条件下处理6天后，转入正常光照的温室中培养4天，这期间定时检测辣椒叶片的气孔导度和总叶绿素含量等指标(如图)。 回答下列问题： (1)在低温弱光处理的6天内，辣椒1号和辣椒2号的光合速率变化趋势均为___________，据图甲分析其原因是___________。 (2)检测发现，长时间的低温弱光处理对辣椒幼苗的叶绿体结构造成了损伤，结合图乙，推测第6天时，辣椒2号的叶绿体比辣椒1号的受损程度更高。为验证上述推测，研究人员以叶绿体的光反应功能为衡量指标，利用试剂D在捕获叶绿体光反应中生成的电子后，会从蓝色氧化态变为无色还原态这一原理开展实验。完善下列实验过程： ①分别取___________叶片； ②分别制作等体积的___________悬浮液； ③向各悬浮液中分别滴加___________的D溶液； ④将悬浮液置于适宜光照条件下反应一段时间； ⑤定量测定并计算各悬浮液中生成的还原态D的含量。预测实验结果为___________。 (3)综合上述信息，初步判断辣椒___________号的抗逆性更强。 1．（2026·广东·一模）碱性蛋白酶能催化酪蛋白水解，使低脂奶在特定波长处的吸光值降低。利用这一原理可测定碱性蛋白酶的活性，研究人员据此分别测定了（图1）和pH为3~13（图2）时碱性蛋白酶对低脂奶的水解效率。下列分析错误的是（     ） 注：水解效率是指一定条件下，被水解低脂奶的量占初始总低脂奶量的比值。 A．图1中水解效率趋于稳定的主要原因不是底物不足 B．图2中pH为9~11时，吸光值相对比较低 C．和都会改变碱性蛋白酶的空间结构 D．进行图2实验时，水解反应时间至少要35min 2．（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 3．（2026·河南周口·三模）绿硫细菌是一类严格厌氧的光合自养细菌，由于缺乏处理氧自由基的酶，可进行不产氧光合作用。下图是绿硫细菌的光反应过程示意图，据图分析下列说法错误的是（　　） A．据图分析，绿硫细菌细胞内具有膜结构 B．图中可看出造成内腔和细胞质基质H+浓度差的过程有三个 C．图示H+的运输方式为协助扩散 D．该光合作用过程中最终电子供体是H2S 4．（2026·湖南长沙·三模）酶与ATP是细胞代谢有序进行的物质基础。下列叙述正确的是（　　） A．酶的合成都需要核糖体、内质网和高尔基体共同参与 B．ATP分子中含有三个特殊的化学键，是细胞的直接能源物质 C．酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率 D．细胞内ATP含量丰富，可满足剧烈运动时的能量需求 5．（2026·福建福州·一模）绿色硫细菌（厌氧菌）因缺乏处理氧自由基的酶，可进行不产氧的光合作用，如图所示。下列说法错误的是（     ） A．绿色硫细菌在光合片层上将光能转化为NADPH和ATP中的化学能，用于暗反应 B．ATP合酶利用H+浓度差合成ATP，H+浓度差的形成只是因为高能电子提供能量导致H+跨膜运输 C．绿硫细菌的光合片层的功能类似类囊体 D．绿色硫细菌光合作用的光解底物是H2S而非H2O，这避免了大量氧气的产生，使得生命在氧气稀缺的环境中得以延续和发展 6．（2026·江苏扬州·三模）蓝细菌可通过CO2浓缩机制主动富集无机碳提高光合效率如图1所示。研究人员利用该机制改造了水稻等农作物(如图2)，对比二者CO2浓缩机制，下列叙述正确的是（　　） A．两者的碳酸酐酶(CA)合成场所可能相同 B．两者糖类的合成均在羧酶体内完成 C．两者均依赖类囊体膜上的光合色素捕获光能 D．两者转运HCO3-所需的ATP来源相同 7．（2026·湖南长沙·三模）酶与ATP是细胞代谢有序进行的物质保障。下列相关叙述正确的是（     ） A．酶的合成过程均发生在核糖体上，且需要消耗ATP B．ATP分子中含有两个特殊化学键，远离腺苷的特殊化学键更易水解 C．酶能为化学反应提供活化能，从而加快化学反应速率 D．叶肉细胞中ATP的生成均伴随着氧气的消耗 8．（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 9．（2026·湖南长沙·三模）酶和ATP贯穿细胞全部代谢过程，下列相关叙述正确的是（     ） A．细胞内所有酶的催化作用都需要ATP水解供能 B．ATP中的腺苷由腺嘌呤和脱氧核糖组成，远离腺苷的特殊的化学键易断裂 C．低温抑制酶活性的原理是破坏酶的空间结构，升温后酶活性无法恢复 D．同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中，如呼吸酶存在于所有活细胞 10．（2026·山东潍坊·三模）植物保卫细胞接受光照信号时吸水膨胀使气孔张开，该过程叶绿体中的淀粉合成和水解会改变细胞渗透压进而影响气孔开闭。为探究淀粉合成与细胞质基质中ATP的关系，科研人员对拟南芥野生型和突变型（叶绿体失去运入ATP的能力）保卫细胞叶绿体的淀粉粒进行了研究，其淀粉粒面积变化如图。下列关于保卫细胞叶绿体的说法，正确的是（    ） A．叶绿体中淀粉的合成依赖呼吸作用提供的ATP B．叶绿体中淀粉的水解会促进气孔张开 C．光照通过作用叶绿体内的光敏色素促进淀粉水解 D．长时间光照可使野生型保卫细胞积累更多的淀粉 11．（2026·江苏徐州·三模）中科院团队将菠菜叶绿体的类囊体膜转化为平面膜并负载在质子交换膜上，组装成电解水体系实现电能驱动ATP合成，如图所示。下列相关叙述正确的有（    ） A．叶绿体类囊体堆叠成基粒，增大了膜面积，提升了光反应效率 B．质子交换膜上含有很多ATP合酶，利用膜内外的H⁺浓度差合成ATP C．反应体系需控制的条件有电压、温度、H⁺浓度、ADP和Pi等 D．该体系与绿色植物一样，均是将光能转化成电能，最终转化为化学能 12．（2026·福建福州·一模）下图为有氧呼吸的部分过程示意图。 (1)图示为有氧呼吸过程的第__________阶段，通过Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ的作用，__________（增大/减少）该细胞器的②两侧氢离子浓度差，形成电位差得以合成ATP。 (2)UCP是分布在②上的载体蛋白。UCP基因在酵母菌中过量表达，可降低酵母菌的②内外电位差，表明UCP运输的物质及方向是_________，从而使生成ATP的效率_____________，能量以热能形式释放。 (3)肥胖抵抗即吃高脂肪食物而不发生肥胖的现象。科研人员筛选出高脂饮食肥胖大鼠、高脂饮食肥胖抵抗大鼠，探究不同饲料饲喂后，检测大鼠UCP基因的mRNA表达量变化（以峰面积表示表达量；UCP1基因主要在褐色脂肪组织中表达，UCP2基因主要在白色脂肪组织中表达，UCP3基因主要在骨骼肌中表达），结果如下图所示。 ①据图可知，高脂饮食肥胖组与基础饮食组相比，高脂饮食肥胖组UCP1～3基因的表达情况是______________________________________。 ②基于酵母菌中UCP的作用及以上以大鼠为实验材料的研究结果推测，高脂饮食肥胖抵抗组大鼠在高能量摄入的条件下，未出现肥胖现象的原因是_______________________________________。 13．（2026·云南·三模）为研究干旱胁迫对栀子光合作用的影响，科研人员以栀子苗为试验材料，采用盆栽试验，设置土壤相对含水量为田间持水量的100%为对照（CK），80%、60%和40%分别为轻度（D1）、中度（D2）和重度（D3）干旱胁迫处理，测定不同程度干旱胁迫下栀子苗的相关生理指标，结果如表所示。回答下列问题： 组别 叶片相对含水量（%） 叶绿素含量（mg/g） 光能转化效率 qN值 气孔导度（mmol·m-2·s-1） 胞间浓度（μmol·mmol-1） 净光合速率（μmol·m-2·s-1） CK 89 1.47 0.813 0.833 0.18 260 8.0 D1 84 1.64 0.804 0.844 0.11 240 7.5 D2 80 1.83 0.794 0.853 0.05 200 6.0 D3 74 2.51 0.781 0.859 0.03 150 3.1 注：qN值表征植物叶片的热耗散能力（将未被利用的光能通过热能形式耗散的能力）；气孔导度、胞间浓度、净光合速率的测定是在相同光照强度下进行的。 (1)叶绿素主要吸收________光。干旱胁迫下，栀子苗的叶绿素含量升高，但净光合速率下降，据表推测可能的原因是叶片相对含水量减少，使叶绿素活性_________（填“升高”或“降低”），从而使________降低，直接导致光反应速率减慢，进而影响暗反应速率，最终净光合速率下降。 (2)胞间CO2指的是细胞间隙的CO2，其来源有_________。据表分析，干旱胁迫下，栀子苗净光合速率的变化与气孔导度也有关，判断依据是_________。 (3)植物叶片吸收的光能一部分用于光合作用，未被利用的光能会使细胞产生过量的自由基，自由基会攻击_________（答出2点即可）等分子，导致细胞受到损伤。研究发现，干旱胁迫下栀子苗叶片吸收的光能的利用效率会下降，使未被利用的光能增加，请据表分析栀子苗在干旱胁迫下减少细胞损伤的机理是_________。 14．（2026·福建福州·三模）近年来受极端气候的影响，干旱已成为制约生产力发展的关键因素。科研人员选取1年生扦插沙棘苗为实验材料进行一系列实验，实验结果如表1.回答下列问题： 表1 真正光合速率/[μmol/(m²·s)] 气孔导度/[μmol/(m²·s)] 胞间二氧化碳浓度/(μL/L) 叶绿素含量/(mg·g⁻¹) T1（无干旱胁迫） 39.11 1295.16 303.17 5.735 T2（干旱胁迫） 26.83 969.34 329.48 2.814 (1)叶绿素主要吸收_________________________光，测定叶绿素的含量时需用________________提取。 (2)由表1可知，干旱条件下沙棘光合速率下降，原因可能是____________________________（从光反应和暗反应两个角度，写出2点），气孔导度降低可能与沙棘体内_________________________（填植物激素）的调节作用有关。 (3)为研究5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）对干旱胁迫下沙棘光合作用的影响，科研人员设置了3个实验组：T3为干旱胁迫+40mg·L⁻¹5-ALA；T4为干旱胁迫+80mg·L⁻¹5-ALA；T5为干旱胁迫+120mg·L⁻¹5-ALA；测得不同条件下叶绿素含量如图1和相关酶的活性如表2。 表2 处理 沙棘Rubisco活性/(μmol·min⁻¹·g⁻¹) 第15天 第30天 第45天 第60天 T1 11.33 13.67 14.37 12.87 T2 7.43 6.68 6.28 5.69 T3 9.65 7.93 7.55 6.97 T4 11.26 10.26 10.83 8.47 T5 10.13 9.89 11.29 9.24 上述实验的自变量有_____________________，由图1中结果表明，5-ALA可一定程度上缓解干旱胁迫导致的光合速率下降，判断依据是_____________________________。 (4)请综合以上信息，阐明5-ALA缓解干旱胁迫导致的沙棘光合速率下降的机制（在方框中填写）________；________；________；________。 (5)综上分析，从生产实践角度，________mg·L⁻¹的5-ALA更适于在干旱胁迫下提高其光合能力。 15．（2026·北京·三模）光合海蛞蝓在食用海洋藻类后能够将部分叶绿体吸收和储存在特化的细胞中，身体呈现绿色半透明状。 (1)叶绿体内部有许多由类囊体堆叠而成的基粒，其膜上分布进行光合作用所需的________。 (2)为了研究被吸收叶绿体的功能，研究者将停止喂食三天的光合海蛞蝓放在含NaH13CO3的海水中，结果显示光照下光合海蛞蝓分泌的黏液有机物中13C相对含量显著高于黑暗组。 ①实验前光合海蛞蝓停止喂食处理的主要目的是________。 ②实验结果说明被吸收叶绿体能利用NaH13CO3产生的CO2进行光合作用，且________。 (3)研究者进一步研究了光合海蛞蝓对被吸收叶绿体功能的影响。 ①研究者破碎海蛞蝓细胞后，通过________技术得到分离的叶绿体，进一步检测发现这些叶绿体外包裹一层动物来源的膜结构，膜上发现两种关键蛋白：ATP敏感的阳离子通道蛋白P2X4和质子泵VHA，分别能够向外转运钠钾等阳离子和向内转运氢离子。 ②用相应试剂处理光合海蛞蝓检测水中氧气含量，结果如下图： 结果显示，P2X4抑制剂处理能够使叶绿体的光合作用速率下降约________%，说明P2X4促进了被吸收叶绿体的光合作用。 ③综合上述研究和相关信息，提出合理假设解释P2X4促进被吸收叶绿体光合作用的机制________。 1/11 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 细胞的能量供应和利用 内容导览 考情概览：解读近年命题思路和内容要求，统计真题考查情况。 2026年真题研析：探寻常考要点，真题分类精讲，归纳串联解题必备知识。 近3年真题精选：分类精选近年真题，把握命题趋势。 名校模拟探源：精选适量名校模拟题，发掘高考命题之源。 命题解读 考向 题目 高频考点： 酶的本质、特性及影响酶活性的因素；ATP的结构、功能及转化；有氧呼吸与无氧呼吸的过程、场所及影响因素；光合作用的光反应与暗反应过程、物质与能量变化；影响光合作用速率的环境因素及相关曲线分析；光合作用与细胞呼吸的综合应用。 2．素养考向 （1）生命观念：依托物质与能量观，理解细胞内酶的催化作用、ATP的能量通货功能、呼吸作用与光合作用过程中的物质转化和能量流动； （2）科学思维：通过酶活性曲线、呼吸速率与光合速率曲线分析，培养模型建构、逻辑推理和数据解读能力； （3）科学探究：通过酶活性影响因素实验、酵母菌呼吸方式探究、环境因素对光合作用影响实验，掌握实验设计原则与变量控制方法； （4）社会责任：结合农业生产中的合理密植、大棚种植、粮食储存等真实情境，运用细胞代谢原理指导生产实践。 考向1 酶与ATP在代谢中的作用 2026湖南卷T5；2026湖北卷T7；2025黑吉辽蒙T1; 2025北京T3; 2025河北T2; 2024河北T2 考向2 细胞呼吸的过程及影响因素 2026广东T9；2026山东卷T5；2025河北T14;　2025黑吉辽蒙T16;　2025江苏T2;　2025山东T4;　2025北京T2;　2024重庆T7;　2024江苏T6;　2024安徽T3 考向3 光合作用的基本过程 2026江西卷T16；2025江苏T21;　2025安徽T16;　2025广东T18;　2025黑吉辽蒙T21;　2025陕晋宁青T17;　2025山东T21;　2025四川T16;　2024湖南T17;　2023天津T9 考向4 影响光合作用的环境因素及应用 2026河南T17；2026安徽卷T16；2025河南T17;　2025广东T18;　2025浙江1月选考T22;　2025北京T18;　2025湖南T17;　2025黑吉辽蒙T21;　2025陕晋宁青T17 考向5 光合作用与细胞呼吸的综合 2026四川T16；2025安徽T16;　2025云南T17;　2025河北T4　2024新课标T31;　2024安徽T16;　2024全国甲T29;　2023重庆T19;　2023北京T3 2026 年命题特点：选择题与非选择题均有考查，选择题侧重过程辨析、曲线分析；非选择题多结合农业生产情境，综合考查光合呼吸影响因素及相关计算。侧重过程理解而非死记硬背，突出实验探究与生产应用。 2027 命题预测：仍将以酶特性实验、光合呼吸过程及曲线分析为核心；结合碳中和、现代农业科技（智慧农业、人工光合作用）等新情境命题概率高；综合考查实验设计与原因表述类问题比重增加。 考向一 酶与ATP在代谢中的作用 1.（2026·湖南·高考真题）关于过氧化氢酶的叙述，错误的是（     ） A．过氧化氢酶可以降低H2O2分解反应所需的活化能 B．若用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，应设置不加酶的对照组 C．持续升高H2O2浓度不一定加快过氧化氢酶的酶促反应速率 D．过氧化氢酶活性随pH降低而降低，随pH升高而升高 【答案】D 【解析】 命题立意 本题围绕酶的作用机理、温度/pH 对酶活性的影响、底物浓度曲线、过氧化氢实验特殊干扰四大核心考点命题；情境为经典酶实验。 A 正确选项 酶催化的通用机理是降低化学反应活化能，过氧化氢酶催化过氧化氢分解，同样依靠该原理，表述正确。 B 正确选项 H₂O₂化学性质不稳定，升温会自行分解，若不设置无酶空白组，无法区分底物自发分解和酶催化分解的速率差异，必须增设空白对照排除温度对底物的干扰。 C 正确选项 酶促反应速率存在饱和点：酶数量有限，底物浓度较低时速率随底物上升；底物饱和后，再提高 H₂O₂浓度，反应速率不再提升，因此持续升高底物浓度不一定加快反应。 D 错误选项 酶存在最适pH：pH低于最适值，随pH上升活性升高；pH高于最适值，随pH上升活性下降；过酸、过碱直接破坏酶空间结构导致永久失活，并非单纯随pH升降单向变化。 考向二 细胞呼吸的过程及影响因素 2.（2026·山东·高考真题）水稻根细胞中，无氧呼吸第二阶段通过以下两个反应完成。水稻根系细胞在水淹一段时间后，酶Ⅰ和酶Ⅱ的表达量明显增加，无氧呼吸增强。下列说法错误的是（　　） ①丙酮酸乙醛+CO2    ②乙醛+NADH+H+ 乙醇+NAD+ A．根细胞利用葡萄糖进行无氧呼吸释放CO2只发生在反应①中 B．反应①和②均发生在细胞质基质中 C．该时间段内，反应①和②产生的ATP增加 D．水稻根细胞中的葡萄糖经过无氧呼吸时，其中的能量大部分存留在乙醇中 【答案】C 【解析】 命题立意 以水稻淹水无氧呼吸农业情境为载体，考查无氧呼吸场所、阶段能量变化、物质转化、能量留存；结合农作物涝害真实生产背景，融合社会责任素养，区分有氧、无氧能量代谢差异。 A 正确选项 无氧呼吸第一阶段仅产生丙酮酸，无CO₂；CO₂只在第二阶段反应①生成，根细胞无氧呼吸释放 CO₂仅来自反应①。 B 正确选项 无氧呼吸全部阶段场所均为细胞质基质，反应①、②属于无氧呼吸第二阶段，发生在细胞质基质。 C 错误选项 无氧呼吸只有第一阶段分解葡萄糖产生少量ATP；第二阶段反应①、②不释放能量、无法合成 ATP，两种酶表达量上升不会增加这两步的 ATP 产量。 D 正确选项 水稻无氧呼吸分解葡萄糖释放少量热能与 ATP，绝大多数化学能量保留在乙醇有机物中，无法释放利用。 考向三 光合作用的基本过程 3.（2026·江西·高考真题）锌是植物生长发育的必需元素，缺锌会影响色氨酸(合成IAA的原料)和叶绿素等细胞组分的合成。研究人员分别测定了某植物幼苗在正常供锌(对照)和缺锌条件下培养40天后的相关指标(如表)。下列关于缺锌组的分析，合理的是（　　） 组别 叶绿素含量(mg·g-1) 净光合速率(μmolCO2·m-2·s-1) 气孔导度(mmolCO2·m-2·s-1) 胞间CO2浓度(μmol·mol-1) IAA含量(ng·g-1) 对照组 3.1 12.5 416.9 329.8 72.6 缺锌组 1.5 9.6 247.2 363.6 34.7 A．净光合速率下降的直接原因是气孔导度下降 B．叶绿素含量下降的直接原因是净光合速率下降 C．胞间CO2浓度升高的直接原因是光合作用减弱 D．IAA含量下降的直接原因是合成原料供应不足 【答案】CD 【解析】 命题立意 融合矿质元素功能、光合影响因素、植物激素合成综合命题，以缺锌胁迫农业实验表格为载体；侧重图表数据逻辑分析，训练科学思维，串联细胞代谢、植物调节两大模块。 A 错误选项 若净光合下降是气孔导度降低直接导致，胞间CO₂应减少；但缺锌组胞间 CO₂浓度更高，证明光合受限不是气孔因素，根源是叶绿素不足光反应受阻。 B 错误选项 叶绿素负责捕获光能，叶绿素含量减少是净光合速率降低的原因，而非结果，因果颠倒。 C 正确选项 缺锌叶绿素减少，光反应产物 ATP、NADPH 不足，暗反应固定 CO₂速率下降，胞间 CO₂消耗减少，直接造成胞间 CO₂积累、浓度升高。 D 正确选项 题干明确色氨酸是IAA合成原料，缺锌抑制色氨酸合成，原料供应不足，直接导致IAA含量下降。 考向四 影响光合作用的环境因素及应用 4.（2026·河南·高考真题）质膜H+-ATP酶基因过表达型水稻（H-OE）的产量显著高于野生型水稻（WT）。为探究H-OE增产的机制，研究人员在光饱和点时测定两种水稻的相关指标，结果如下表所示。 材料 气孔导度(mol·m-2·s-1) 净光合速率(µmol·m-2·s-1) 吸收速率(µmol·g-1·h-1) WT 0.61 20.5 58.4 H-OE 1.25 27.5 75.3 注：气孔导度反映气孔开放的程度。 回答下列问题： (1)光合作用强度是指________，直接关系到农作物产量。除CO2供应量和无机营养之外，影响光合作用强度的环境因素还有________（答出两点即可）。 (2)与WT相比，H-OE的气孔导度提高约105%，净光合速率仅提高约34%，此时还制约CO2供应量的环境因素为________。质膜H+-ATP酶通过________（填运输方式）将H+泵至膜外，建立H+梯度，促进吸收。 (3)从物质代谢和能量供应两个角度分析，吸收更多的氮元素在提高H-OE光合作用强度中的作用为________（每个角度各答出一点），无机碳被固定也能提高H-OE对氮元素的吸收速率，原因是________（每个角度各答出一点）。 【答案】(1) 植物在单位时间内通过光合作用制造糖类（产生O2、固定CO2）的数量 光照强度、温度、水分 (2) 温度 主动运输 (3) 物质代谢：氮是叶绿素（或光合作用相关酶）的组成元素，更多氮可合成更多叶绿素/光合酶，提升光反应/暗反应速率；能量供应：氮参与呼吸酶合成，增强细胞呼吸，产生更多ATP为光合作用供能 无机碳固定生成的有机物可为氮素转运载体合成提供原料，增加载体数量；光合产物促进呼吸作用产生更多ATP，为根系主动吸收氮元素提供更多能量 【解析】（1）光合作用强度是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类（产生O2、固定CO2）的数量。影响光合作用强度的环境因素除CO2供应量、无机营养外，常见的还有光照强度、温度、水分等。 （2）已知实验是在光饱和点测定的，光照强度已经不再是限制因素。 H-OE气孔导度大幅提升（气孔开放程度大，外界CO2进入叶肉的通道更通畅），但净光合速率提升幅度远小于气孔导度增幅，说明此时气孔对CO2供应的限制已大幅减弱，制约CO2供应量的主要环境因素是温度：温度会影响光合作用相关酶的活性，进而限制叶肉细胞对CO2的固定利用，相当于从反应端制约了CO2的消耗与利用效率。质膜H⁺-ATP酶将H⁺泵至膜外时，需要载体蛋白协助并消耗ATP 逆浓度梯度运输，该过程属于主动运输，以此建立的H⁺梯度可促进NH4⁺的吸收。 （3）从物质代谢角度看，氮元素是叶绿素、光合酶、ATP、NADPH等关键物质的组成成分，吸收更多氮元素可促进叶绿素和光合酶的合成，提升对光能的捕获与暗反应的催化效率；从能量供应角度看，氮参与呼吸酶等物质的合成，能增强细胞呼吸强度，为光合作用提供更多ATP，吸收更多的氮元素也能为光合作用提供更多的NADPH。无机碳被固定生成的有机物，可为氮素转运载体蛋白的合成提供碳骨架，增加载体数量，同时也能促进细胞呼吸，为根系主动吸收氮元素提供更多能量，从而提高H-OE 对氮元素的吸收速率。 考向五 光合作用与细胞呼吸的综合 5.（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 【解析】（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：。 一、酶的特性： 1.高效性：与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，催化效率更高。 2.专一性 ：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 3.酶的作用条件较温和：在最适宜的温度和pH下，酶的活性最高 ；温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低；过酸、过碱和高温 ，会使酶的空间结构 遭到破坏，使酶永久失活。低温不会破坏酶的空间结构，因此酶制剂适合在低温下保存； 二、有氧呼吸三个阶段的比较： [H]是指还原型辅酶Ⅰ（NADH） 有氧呼吸 场所 反应物 产物 释放能量 第一阶段 细胞质基质 C6 H12O6 2 C3 H4O3和4[H] 少量 第二阶段 线粒体基质 2 C3 H4O3和6H2O 20[H]和6CO2 少量 第三阶段 线粒体内膜 6O2和24[H] 12 H2O 大量 三、光反应和暗反应的比较 项目 光反应 暗反应 场所 叶绿体的类囊体薄膜 叶绿体基质 条件 光、色素、酶、水 NADPH、ATP、CO2、多种酶 物质 变化 ①水的光解: ②NADPH合成: ③ATP合成: ADP+Pi+光能ATP ①CO2的固定: CO2+C52C3 ②C3的还原: 能量 变化 光能→ATP和NADPH中活跃的化学能 ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 联系 ①光反应为暗反应提供ATP和NADPH，暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。 ②没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，光反应最终也会停止。 四、辨析总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系 ①绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率(A点)。 ②绿色组织在有光条件下光合作用与呼吸作用同时进行，测得的数据为净光合速率。 ③真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。净光合速率大于0植物才能生长。 检测指标 呼吸速率(黑暗下) 表观(净) 光合速率 真正(总)光合速率 CO2 (单位时间内) CO2的释放量 CO2的吸收量 CO2的固定量 O2 (单位时间内) O2的消耗量 O2的释放量 O2的产生量 有机物(单位时间内) 有机物的消耗量 有机物的积累量 有机物的制造量 考向一 酶与ATP在代谢中的作用 1．（2026·江西·高考真题）海洋是生命的摇篮。深海热泉周围存在一类具有细胞结构、能够独立生存的特殊微生物，它们既不属于真核生物，也不属于典型的原核生物。下列关于该类生物的推测，合理的是（　　） A．依赖叶绿体进行光合作用 B．无机盐离子通过自由扩散进出细胞 C．胞内酶的最适温度比常见生物体的高 D．具有细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核等结构 【答案】C 【解析】A、叶绿体是真核自养生物才具有的细胞器，该生物不属于真核生物，且深海热泉无光照，无法进行光合作用，因此不存在依赖叶绿体进行光合作用的情况，A错误； B、无机盐离子进出细胞的方式为协助扩散或主动运输，无法通过自由扩散跨膜运输，B错误； C、该生物生存于深海热泉的高温环境中，胞内酶需要适应高温环境才能正常发挥作用，因此其胞内酶的最适温度比常见生物体的高，C正确； D、成形的细胞核是真核生物特有的结构，该生物不属于真核生物，不具有细胞核，D错误。 2．（2026·湖北·高考真题）为探究某种酶的活性，某同学在最适温度C条件下，测得不同底物浓度下对应的反应速率，结果如下表。 试管编号 1 2 3 4 5 底物浓度（mol·L-1） 6.3×10-6 7.5×10-5 1.0×10-4 1.0×10-3 1.0×10-2 反应速率（nmol·L-1·min-1） 15 56 60 75 75 下列叙述错误的是（     ） A．若将1号试管的原酶液稀释10倍，其反应速率会下降 B．若3号试管反应温度改为37℃，其反应速率会下降 C．若4号试管多加1倍酶量，其反应速率会升高 D．实验说明底物浓度过高不利于该酶促反应进行 【答案】D 【解析】A、1号试管底物浓度较低，酶液稀释后酶浓度降低，单位时间内可结合的底物分子数减少，反应速率会下降，A正确； B、实验是在最适温度下进行的，将温度改为37℃，偏离最适温度后酶活性降低，反应速率会下降，B正确； C、4号试管反应速率已达到最大值，说明此时底物充足，限制反应速率的因素是酶浓度，增加酶量后反应速率会升高，C正确； D、底物浓度从1.0×10-3mol·L-1升高到1.0×10-2mol·L-1时，反应速率保持不变，并未下降，不能说明底物浓度过高不利于该酶促反应进行，D错误。 3．（2026·河北·高考真题）酶与无机催化剂催化的两类反应中能量变化如图1和图2所示，下列分析错误的是（     ） A．图1所示反应中酶与无机催化剂降低活化能的差值为e B．图1所示为放能反应，图2所示为吸能反应 C．与①反应相比，②反应所需的条件一般较温和 D．图2所示反应中酶促反应的活化能为f 【答案】D 【解析】A、图1中更高的曲线为无机催化剂催化的反应能量变化，更低的曲线为酶催化的反应能量变化，二者所需活化能的差值就是酶比无机催化剂多降低的活化能，对应数值为e，A正确； B、放能反应的产物能量低于反应物能量，吸能反应的产物能量高于反应物能量，因此图1为放能反应，图2为吸能反应，B正确； C、①是无机催化剂催化的反应，②是酶促反应，与无机催化剂相比，酶的作用条件一般更温和，需要适宜的温度和pH，C正确； D、活化能是反应物分子从常态转变为易发生反应的活跃状态所需的能量，即图2中反应物2的能量水平到曲线峰值的能量差，f是②曲线峰值到产物2的能量差，不属于酶促反应的活化能，D错误。 4．（2026·山东·高考真题）果肉细胞中，液泡膜上的质子泵消耗ATP将H+运入液泡，转运蛋白TST可利用H+浓度梯度在运输H+的同时将蔗糖运入液泡储存，增加果实甜度。下列说法错误的是（　　） A．质子泵是一种载体蛋白，也是一种能催化ATP水解的酶 B．质子泵在运输H+的过程中空间结构会发生变化 C．TST运输蔗糖的方向和其运输H+的方向相同 D．H+与蔗糖经TST跨膜运输时都需要与其结合 【答案】C 【解析】A、质子泵可以转运H+，属于载体蛋白，同时其运输H+时消耗ATP，可催化ATP水解，因此也是ATP水解酶，A正确； B、载体蛋白运输对应物质的过程中会发生空间结构的改变，质子泵作为载体蛋白，运输H+时空间结构会发生变化，B正确； C、质子泵消耗ATP将H+运入液泡，说明液泡内H+浓度高于细胞质基质，H+顺浓度梯度运输的方向是从液泡到细胞质基质；而TST将蔗糖运入液泡，因此二者运输方向相反，C错误； D、TST是协同转运的载体蛋白，运输H+和蔗糖时都需要与两种物质结合，通过构象改变完成运输过程，D正确。 5．（2025·贵州·高考真题）科研人员筛选得到某种可参与降解塑料的酶，并探究了温度对该酶催化反应速率的影响，实验结果如下图所示。下列叙述错误的是（　　） A．该实验中，酶的用量、pH、处理时间和初始底物浓度相同且适宜 B．该实验中，温度高于60℃后酶变性导致反应速率下降 C．该实验条件下，底物充足时增加酶的用量对反应速率无影响 D．进一步探究该酶最适温度时，宜在50~60℃之间设置更小温度梯度 【答案】C 【解析】A、探究温度对该酶催化反应速率的影响应遵循单一变量原则，酶的用量、pH、处理时间和初始底物浓度都是无关变量，无关变量相同且适宜，A正确； B、酶在高温条件下会变性失活，从图中可以看出，温度高于60℃后，反应速率下降，是因为高温使酶的空间结构遭到破坏，酶发生变性，B正确； C、在底物充足的情况下，酶促反应速率与酶的浓度呈正相关，增加酶的用量会使反应速率加快，C错误； D、由图可知，该酶的最适温度在50~60℃之间，所以进一步探究该酶最适温度时，宜在50~60℃之间设置更小温度梯度，D正确。 考向二 细胞呼吸的过程及影响因素 6．（2026·广东·高考真题）鲫鱼骨骼肌细胞缺氧时，葡萄糖在细胞质基质分解产生的丙酮酸在线粒体内转化为乙醛和CO2，乙醛进入细胞质基质转化为乙醇，最终经鳃排出。上述过程与人体细胞无氧呼吸相比，两者（     ） A．第一阶段反应都相同 B．反应的场所都相同 C．最终产物都相同 D．催化反应的酶都相同 【答案】A 【解析】A、两种呼吸方式的第一阶段均为葡萄糖在细胞质基质中分解生成丙酮酸、[H]，同时释放少量能量，反应过程完全相同，A正确； B、人体细胞无氧呼吸的全过程都在细胞质基质中进行，而题干中鲫鱼的丙酮酸转化为乙醛和CO₂的过程发生在线粒体，二者反应场所不完全相同，B错误； C、鲫鱼该过程的最终产物是乙醇和CO₂，人体细胞无氧呼吸的最终产物是乳酸，二者最终产物不同，C错误； D、酶具有专一性，二者后续的反应过程不同，因此催化反应的酶存在差异，D错误。 7．（2026·河南·高考真题）为探究酵母菌的呼吸作用，研究人员将注满酵母菌和葡萄糖混合液的小管倒置于大管中，并对大管的液面进行油封处理，装置如图所示，液面高度不再变化时终止实验。下列推断错误的是（　　） A．实验前期，葡萄糖可彻底氧化分解并产生CO2和H2O B．实验过程中，液面高度的变化速率和液体温度可发生改变 C．实验后期，管内液体与酸性重铬酸钾溶液可发生颜色反应 D．实验结束后，大管内的液面降低，小管内的液面升高 【答案】D 【解析】A、实验前期小管顶部存在空气，酵母菌可进行有氧呼吸，将葡萄糖彻底氧化分解产生CO2和H2O，A正确； B、实验过程中酵母菌呼吸速率随氧气含量、底物浓度变化而改变，产生CO2的速率改变，因此液面高度变化速率改变，且细胞呼吸会释放热量，可导致液体温度发生改变，B正确； C、实验后期氧气耗尽，酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，酒精可与酸性重铬酸钾溶液发生颜色反应（橙色变为灰绿色），C正确； D、有氧呼吸消耗O2的量和产生CO2的量相等，气体体积不变；无氧呼吸不消耗O2但产生CO2，小管内气体量增加、气压增大，会将小管内的液体压入大管，因此大管内液面升高，小管内液面降低，D错误。 8．（2026·陕晋青宁卷·高考真题）剧烈运动过程中，骨骼肌细胞有氧呼吸供能占比随运动时间变化趋势如图。下列叙述错误的是（　　） A．60 s时，肌细胞的无氧呼吸产生乳酸 B．78.6 s时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖量相等 C．肌细胞水解ATP生成的ADP可循环利用 D．运动后期，供氧增加促进了线粒体内反应物的彻底氧化 【答案】B 【解析】A、60s时有氧呼吸供能占比不足100%，说明骨骼肌细胞同时进行无氧呼吸，人体骨骼肌细胞无氧呼吸的产物为乳酸，A正确； B、78.6s时有氧呼吸供能占比为50%，即有氧呼吸与无氧呼吸释放的能量相等，由于消耗等量葡萄糖时有氧呼吸释放的能量远多于无氧呼吸，因此此时无氧呼吸消耗的葡萄糖量远多于有氧呼吸，二者消耗葡萄糖量不相等，B错误； C、细胞中ATP水解生成ADP和Pi并释放能量，ADP和Pi又可在呼吸作用等放能反应中重新合成ATP，因此ADP可循环利用，C正确； D、运动后期有氧呼吸供能占比升高，说明供氧逐渐充足，氧气参与有氧呼吸第三阶段，可促进线粒体内反应物的彻底氧化分解，D正确。 9．（2026·山东·高考真题）在充入了适量空气的恒温密闭发酵罐中，酵母菌以充足的葡萄糖为原料进行呼吸作用，随着时间的延长，呼吸作用中O2的消耗速率与CO2的产生速率比如图所示。下列说法正确的是（　　） A．从a到b时，有氧呼吸速率不变 B．从b到d时，无氧呼吸速率增大 C．c时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等 D．d时以后，无氧呼吸速率始终不变 【答案】BC 【解析】A、从a到b时，O2消耗速率与CO2产生速率的比值为1，仅能说明酵母菌只进行有氧呼吸，但无法判断有氧呼吸速率是否不变（如酵母菌繁殖时种群数量增加，有氧呼吸总速率会上升，只要仅进行有氧呼吸，比值就始终为1），A错误； B、从b到d时，速率比逐渐减小至0，说明O2消耗逐渐减少至0，有氧呼吸逐渐减弱，总CO2产生中来自无氧呼吸的比例不断升高，因此无氧呼吸速率增大，B正确； C、c点时速率比为3/4，设O2消耗速率为3x，则有氧呼吸产生CO2速率为3x，总CO2产生速率为4x，可得无氧呼吸产生CO2速率为x。有氧呼吸每消耗1mol葡萄糖产生6molCO2，消耗葡萄糖速率为3x/6=x/2；无氧呼吸每消耗1mol葡萄糖产生2molCO2，消耗葡萄糖速率为x/2，二者相等，C正确； D、d时以后，虽然O2消耗为0，酵母菌只进行无氧呼吸，但随着酒精等代谢废物积累、培养液pH下降，酵母菌活性会被抑制，无氧呼吸速率会逐渐下降，并非始终不变，D错误。 10．（2026·河北·高考真题）M是植物线粒体膜上转运丙酮酸的蛋白。为探究M蛋白对植物镉耐受性的影响，科研人员利用拟南芥M基因缺失突变体进行了相关研究。 回答下列问题： (1)利用葡萄糖进行有氧呼吸时，丙酮酸是第_________阶段的产物，ATP主要在第___________阶段生成。 (2)无镉胁迫时，M缺失突变体细胞质基质中丙酮酸的含量_________野生型。受到镉胁迫时，拟南芥可通过主动运输将镉排出胞外以缓解毒害，推测此时野生型中有氧呼吸强度会_________。 (3)谷氨酸是植物合成谷胱甘肽的主要原料，在丙酮酸供应不足时也可用于维系有氧呼吸的正常运转，无镉胁迫时，M缺失突变体和野生型的根长无显著差异，而突变体谷胱甘肽含量显著低于野生型，推测造成此现象的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (4)拟南芥还可通过谷胱甘肽结合镉以减轻毒害。镉胁迫时，M缺失突变体中谷胱甘肽含量显著高于野生型，结合下图根长数据分析，相较于野生型，此时M缺失突变体根细胞中的ATP生成量__________，其原因是__________________________________________________________________________________。 【答案】(1) 一 三 (2) 高于 增强 (3)M缺失突变体中丙酮酸进入线粒体受阻，细胞质基质中丙酮酸积累，抑制了谷氨酸向谷胱甘肽的合成途径（或谷氨酸更多用于维系有氧呼吸的正常运转，用于合成谷胱甘肽的谷氨酸减少） (4) 减少 M缺失突变体通过谷胱甘肽结合镉消耗大量ATP，且丙酮酸进入线粒体受阻，有氧呼吸减弱，ATP生成减少，主动运输排出镉的ATP供应不足，根生长受抑制更明显 【解析】（1）利用葡萄糖进行有氧呼吸时，第一阶段的产物是丙酮酸（葡萄糖分解为丙酮酸和[H]，释放少量能量）；有氧呼吸的第三阶段（[H]与O2结合生成水）释放的能量最多，因此ATP主要在第三阶段生成。 （2）M蛋白是转运丙酮酸进入线粒体的蛋白，M缺失突变体中丙酮酸无法正常进入线粒体，因此细胞质基质中丙酮酸的含量高于野生型；镉胁迫时，野生型需通过主动运输排出镉，主动运输需要消耗ATP，因此有氧呼吸强度会增强（以提供更多ATP）。 （3）M缺失突变体中，丙酮酸进入线粒体受阻，有氧呼吸的丙酮酸供应不足；此时谷氨酸更多用于维系有氧呼吸的正常运转（而非合成谷胱甘肽），因此用于合成谷胱甘肽的谷氨酸减少，谷胱甘肽含量显著低于野生型；同时，有氧呼吸的能量供应能满足根生长的需求，因此突变体和野生型的根长无显著差异。 （4）相较于野生型，镉胁迫时M缺失突变体细胞中的ATP生成量减少（更低）；原因：M缺失突变体中丙酮酸进入线粒体受阻，有氧呼吸强度降低，ATP生成减少；同时，突变体需合成更多谷胱甘肽结合镉，消耗了大量谷氨酸，可用于维系有氧呼吸的谷氨酸减少，进一步降低有氧呼吸强度，ATP生成量不足，根生长受抑制更明显（根长更短）。 考向三 光合作用的基本过程 11．（2026·贵州·高考真题）科学家说：“每个细胞都是自然界的一个奇迹。”下列关于真核细胞叙述正确的是（     ） A．细胞膜上的通道蛋白能逆浓度梯度进行物质运输 B．光合作用过程中卡尔文循环发生在叶绿体类囊体膜上 C．内质网通过囊泡将分泌蛋白转运到高尔基体 D．组成溶酶体膜的磷脂双分子层内部是亲水的 【答案】C 【解析】A、通道蛋白参与的跨膜运输方式为协助扩散，仅能顺浓度梯度运输物质，A错误； B、卡尔文循环是光合作用的暗反应过程，发生场所为叶绿体基质，B错误； C、分泌蛋白合成与转运路径中，内质网对核糖体合成的肽链进行初步加工后，会形成囊泡包裹分泌蛋白转运至高尔基体进行进一步加工，C正确； D、磷脂双分子层的内部是磷脂分子的疏水尾部，磷脂分子的亲水头部朝向膜的内外两侧，D错误。 12．（2025·河北·高考真题）对绿色植物的光合作用和呼吸作用过程进行比较，下列叙述错误的是（    ） A．类囊体膜上消耗H2O，而线粒体基质中生成H2O B．叶绿体基质中消耗CO2，而线粒体基质中生成CO2 C．类囊体膜上生成O2，而线粒体内膜上消耗O2 D．叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质中分解有机物 【答案】A 【解析】A 、类囊体膜上进行水的光解消耗H2O，而线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段生成H2O，线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段不生成H2O，A错误； B、叶绿体基质中进行暗反应，消耗CO2进行二氧化碳的固定，线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段，涉及丙酮酸和水反应生成CO2，B正确； C、类囊体膜上进行水的光解生成O2，线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段，消耗O2和NADH生成水，C正确； D、叶绿体基质中进行暗反应，合成葡萄糖等有机物，线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段，分解有机物（丙酮酸），生成CO2和NADH，D正确。 故选A。 13．（2025·山东·高考真题）在低氧条件下，某单细胞藻叶绿体基质中的蛋白F可利用H+和光合作用产生的NADPH生成H2。为研究藻释放H2的培养条件，将大肠杆菌和藻按一定比例混合均匀后分成2等份，1份形成松散菌-藻体，另1份形成致密菌-藻体，在CO2充足的封闭体系中分别培养并测定体系中的气体含量，2种菌-藻体培养体系中的O2含量变化相同，结果如图所示。培养过程中，任意时刻2体系之间的光反应速率无差异。下列说法错误的是（    ） A．菌-藻体不能同时产生O2和H2 B．菌-藻体的致密程度可影响H2生成量 C．H2的产生场所是该藻叶绿体的类囊体薄膜 D．培养至72h，致密菌-藻体暗反应产生的有机物多于松散菌-藻体 【答案】ACD 【解析】A、单细胞藻光反应可以产生NADPH、氧气和ATP，蛋白F可利用H+和光合作用产生的NADPH生成H2，因此菌-藻体能同时产生O2和H2，A错误； B、对比松散菌-藻体和致密菌-藻体，相同时间产生的H2含量相对值不同，说明菌-藻体的致密程度可影响H2生成量，B正确； C、某单细胞藻叶绿体基质中的蛋白F可利用H+和光合作用产生的NADPH生成H2，说明H2的产生场所是该藻叶绿体的基质中，C错误； D、任意时刻2体系之间的光反应速率无差异，说明光反应产生的NADPH相同，致密菌-藻体产生的H2多，说明消耗的NADPH多，则用于暗反应的NADPH少，因此培养至72h，致密菌-藻体暗反应产生的有机物少于松散菌-藻体，D错误。 故选ACD。 14．（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）玉米籽粒形成过程中，磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶2（PEPCK2）催化的反应如下图。下列叙述正确的是（　　） A．过程①在线粒体基质中进行 B．PEPCK2不能为草酰乙酸转化为PEP提供能量 C．PEPCK2不能催化其他来源的草酰乙酸转化为PEP D．PEPCK2活性提高可促进籽粒中淀粉与蛋白质的积累 【答案】BD 【解析】A、过程①是PEP转化为丙酮酸，该过程发生在细胞质基质，A错误； B、PEPCK2是酶，酶的作用是降低化学反应的活化能，不能为反应提供能量，该反应的能量由ATP水解提供，B正确； C、酶的专一性是针对底物的结构，而非底物的来源，只要底物是草酰乙酸，PEPCK2就可以催化其转化为PEP，C错误； D、PEPCK2活性提高可促进草酰乙酸的转化，促进籽粒中淀粉与蛋白质的积累，D正确。 15．（2025·四川·高考真题）在温室中种植番茄，光照强度和CO2浓度是制约产量的主要因素。某地冬季温室的平均光照强度约为200μmol·m-2·s-1，CO2浓度约为400μmol·mol-1。为提高温室番茄产量，有人测定了补充光照和CO2后番茄植株相关生理指标，结果见下表。回答下列问题。 组别 光照强度μmol·m-2·s-1 CO2浓度μmol·mol-1 净光合速率μmol·m-2·s-1 气孔导度mol·m-2·s-1 叶绿素含量mg·g-1 对照 200 400 7.5 0.08 42.8 甲 400 400 14.0 0.15 59.1 乙 200 800 10.0 0.08 55.3 丙 400 800 17.5 0.13 65.0 注：气孔导度和气孔开放程度呈正相关 (1)为测定番茄叶片的叶绿素含量，可用_________提取叶绿素。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。 (2)与对照组相比，甲组光合作用光反应为暗反应提供了更多的_________，从而提高了净光合速率。与甲组相比，丙组的净光合速率更高，气孔导度略低，但经测定发现其叶肉细胞间的CO2浓度却更高，可能的原因是_________。 (3)根据本研究结果，在冬季温室种植番茄的过程中，若只能从CO2浓度加倍或光照强度加倍中选择一种措施来提高番茄产量，应选择_________，依据是_________。 【答案】(1) 无水乙醇/无水酒精/丙酮/C2H5OH 红光 (2) ATP（腺苷三磷酸/能量）和NADPH（还原性辅酶II） 环境/外界/温室/提供/补充的 CO2更多/甲比丙的 CO2多/丙比甲的 CO2少 (3) 光照强度加倍/光强加倍 甲>乙（乙<甲）的光合作用速率（净光合作用速率/有机物生成量/有机物积累量），光照强度加倍使净光合速率提高幅度更大 【解析】（1）叶绿素可溶解在有机溶剂无水乙醇中，故为测定番茄叶片的叶绿素含量，可用无水乙醇/无水酒精/丙酮/C2H5OH提取叶绿素。色素对特定波长光的吸收量可反映色素的含量，光合作用中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。为减少类胡萝卜素的干扰，应选择红光来测定叶绿素含量。 （2）与对照组相比，甲组光合作用光反应为暗反应提供了更多的ATP（腺苷三磷酸/能量）和NADPH（还原性辅酶II），从而提高了净光合速率。甲组和丙组的光照强度相同，丙组的二氧化碳浓度是甲的二倍，与甲组相比，丙组的净光合速率更高，气孔导度略低，但经测定发现其叶肉细胞间的CO2浓度却更高，可能的原因是环境/外界/温室/提供/补充的 CO2更多(丙比甲的CO2多/甲比丙的CO2少）。 （3）根据本研究结果，在冬季温室种植番茄的过程中，甲>乙（乙<甲）的光合作用速率（净光合作用速率/有机物生成量/有机物积累量），光照强度加倍使净光合速率提高幅度更大，故若只能从CO2浓度加倍或光照强度加倍中选择一种措施来提高番茄产量，应选择光照强度加倍/光强加倍。 考向四 影响光合作用的环境因素及应用 16．（2026·安徽·高考真题）为探究钾对番茄光合作用的影响，研究人员测定了番茄的缺钾处理植株（LK）和正常培养植株（CK）在光照—遮阴—光照（）条件下的相关指标，结果见图1。 回答下列问题。 (1)叶肉细胞间隙中的CO2扩散至CO2固定位点至少需要跨______层生物膜。 (2)据图1分析，在遮阴条件下，CK与LK净光合速率曲线重合，限制净光合速率的最主要因素是______。在遮阴—光照转换初期，缺钾对番茄叶片气孔开闭的影响是______。 (3)研究发现，叶片钾含量与编码碳酸酐酶（催化CO2与之间的可逆反应）和RuBP羧化酶（催化CO2固定）基因的相对表达量均呈正相关。据此解释缺钾影响番茄光合作用的机制：______。 (4)在光照（0~2min）和黑暗（2~5min）条件下，叶绿体中3-磷酸甘油酸（PGA）和被还原的C3（TP）相对含量变化如图2。5~8min恢复光照，PGA相对含量的变化趋势是______，原因是______。 【答案】(1)3 (2) 光照强度 抑制气孔开放，促进气孔关闭 (3)酸酐酶活性的降低，限制CO₂的扩散能力，导致吸收的CO2减少，RuBP羧化酶减少，导致固定的CO2减少 (4) 先减少后趋于稳定 光照增强，光反应增加，产生的[H]和ATP增多，消耗的C3增加，导致PGA含量下降；暗反应强度随后增强，一定时间后PGA含量维持相对稳定 【解析】（1）叶肉细胞间隙的CO2扩散至CO2固定（叶绿体基质）至少要跨过细胞膜（1层）、叶绿体（2层膜），所以共需跨过3层生物膜。 （2）遮阴条件下，CK与LK净光合作用速率曲线重合，此时限制因素主要是光照强度，从右图看出，在20min时，由遮阴向光照条件改变，CK组气孔导度明显大于LK组，说明缺钾抑制气孔开放，促进气孔关闭。 （3）叶片钾含量与碳酸酐酶和RuBP羧化酶基因表达呈正相关，碳酸酐酶活性的降低，直接导致植物叶片内碳酸氢盐（HCO₃⁻）与二氧化碳（CO₂）之间的相互转化速率减慢，由于CO₂是光合作用的关键原料，碳酸氢盐向CO₂的转化受阻，会限制CO₂的扩散能力，最终限制了植物的整体光合效率并抑制生长。同时RuBP羧化酶减少，导致固定的CO2减少，从而降低光合作用速率。 （4）5-8min恢复光照，由于光照增强，光反应增加，产生的[H]和ATP增多，消耗的C3增加，即TP增加，所以PGA相对含量减少；暗反应强度随后增强，一定时间后PGA含量维持相对稳定。 17．（2026·浙江·高考真题）为探究不同环境因素对光合作用的影响，某同学选择金鱼藻、冰块、溶液、台灯、烧杯、氧传感器、米尺等材料和用具进行实验。下列叙述错误的是（　　） A．可探究的环境因素有光照强度、温度、浓度等 B．实验中可用单位时间的释放量表示光合速率 C．将室温下的实验装置移至冰水中，光合速率持续上升 D．可通过调节台灯与烧杯之间的距离来改变光照强度 【答案】C 【解析】A、实验材料中台灯（调节光照强度）、冰块（调节温度）、NaHCO₃溶液（提供CO₂），可探究光照强度、温度、CO₂浓度等环境因素，A正确； B、氧传感器直接检测O₂释放量，单位时间内O₂释放量可反映净光合速率，B正确； C、冰水使温度骤降，酶活性降低，光反应和暗反应速率均下降，光合速率不会持续上升（实际下降），C错误； D、光照强度与光源距离呈反比，调节台灯与烧杯距离可改变光照强度，D正确。 18．（2026·河北·高考真题）小立碗藓的叶绿体和线粒体都有为细胞质基质提供ATP的潜力。为探究两者对细胞质基质ATP水平的影响，对①、②和③组小立碗藓进行黑暗预处理后，检测其细胞质基质ATP对光的响应变化，结果如图所示。下列分析正确的是（     ） A．光合产物的缺乏和光反应受阻导致③在光照下ATP无显著变化 B．第一次光照时，①中ATP的增加与叶绿体、线粒体均有关 C．光照时，叶绿体中的部分ATP用于暗反应中CO2与C5的结合 D．小立碗藓中的线粒体有助于维持细胞质基质中ATP的稳定供应 【答案】BD 【解析】A、③用的是DCMU，抑制叶绿体ATP生成，③在光照下ATP无显著变化，应是光反应受阻导致，A错误； B、③阻断叶绿体ATP，细胞质基质ATP极低；②线粒体有氧呼吸受损，ATP峰值远低于①；说明光照下①野生型叶绿体光反应产生ATP，同时线粒体有氧呼吸持续供ATP，二者共同作用，B正确； C、CO2与C5的结合是暗反应CO2的固定，该过程不消耗ATP；叶绿体中的部分ATP用于暗反应中三碳酸的还原，C错误； D、对比①线粒体正常和②线粒体部分有氧呼吸受抑制；全程②的细胞质基质ATP含量都低于①，且黑暗阶段差距更明显，说明线粒体有氧呼吸为细胞质基质提供ATP，维持其ATP稳定供应，D正确。 19．（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 【解析】（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。 20．（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 【解析】（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。 考向五 光合作用与细胞呼吸的综合 21．（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） 【解析】（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。 22．（2026·陕晋青宁卷·高考真题）捕光复合体是叶绿体中捕获光能的关键结构，由光合色素和叶绿素结合蛋白(LHCP)组成，L蛋白与S蛋白等共同参与LHCP向类囊体膜的转运，L蛋白还参与叶绿素合成的调控，相关过程如图(a)。回答下列问题。 (1)用纸层析法分离野生型(WT)和L基因缺失突变体(l)植株的叶绿体色素，滤纸条均出现4条色素带。l组自上而下第三条带对应的色素是___________；与WT相比，该条带的颜色深浅变化是___________。相较于WT植株，l植株叶绿体内中间物1含量___________，l植株叶片暗反应中C3的___________反应过程会受影响。 (2)通过抗原—抗体杂交反应检测WT植株叶绿体基质和类囊体中L蛋白的量，结果如图(b)所示，结构2是___________。 (3)WT、l及s(S基因缺失突变体)植株的表型如图(c)所示，其中l对应的是___________(填“甲”“乙”或“丙”)，与WT相比，两突变体表型差异产生的原因是___________。 (4)为进一步验证L蛋白的功能，应在WT、l两种实验材料基础上，再补充两组不同的实验材料，分别为___________。 【答案】(1) 叶绿素a 变浅 增多 还原 (2)类囊体 (3) 丙 L蛋白兼具调控叶绿素合成与协助LHCP转运的双重功能，而S蛋白仅参与LHCP的转运 (4)突变体中转入正常的L基因表达载体，让其重新表达L蛋白；向突变体中转入不含L基因的空表达载体 【解析】（1）叶绿体色素分离实验中，滤纸条自上而下四条色素带依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，所以第三条带对应的色素是叶绿素a。因为L基因缺失突变体缺乏L蛋白，而L蛋白参与叶绿素合成调控，所以l组叶绿素合成减少，自上而下第三条带（叶绿素a）颜色变浅。由于L蛋白参与叶绿素合成，l植株叶绿素合成受阻，中间物1转化为中间物2减少，所以中间物1含量增加。叶绿素是光反应中吸收、转化光能的重要色素，叶绿素减少会使光反应产生的ATP和NADPH减少，进而影响暗反应中C3的还原过程。 （2）图（b）中，完整叶绿体的L蛋白含量最多，结构1次之，结构2不含，结合图（a）中L蛋白存在于叶绿体基质，与S蛋白等共同参与LHCP向类囊体膜的转运，因此结构1是叶绿体基质，结构2是类囊体。 （3）l是L基因缺失突变体，L蛋白参与叶绿素合成调控，所以l植株叶绿素合成受影响更显著，表型为严重失绿，对应图（c）中的丙。L蛋白与S蛋白等共同参与LHCP向类囊体膜的转运，L蛋白还参与叶绿素合成的调控，所以与WT相比，两突变体表型差异产生的原因是L蛋白兼具调控叶绿素合成与协助LHCP转运的双重功能，而S蛋白仅参与LHCP的转运。 （4）为进一步验证L蛋白的功能，自变量是L蛋白的有无，需要补充突变体中转入正常的L基因表达载体，让其重新表达L蛋白，另一组向突变体中转入不含L基因的空表达载体，排除载体本身对实验的干扰。 23．（2025·江西·高考真题）辣椒的生长会受到低温弱光等逆境的影响。为比较不同辣椒品种的抗逆性，研究人员将辣椒1号和辣椒2号幼苗在人工低温弱光条件下处理6天后，转入正常光照的温室中培养4天，这期间定时检测辣椒叶片的气孔导度和总叶绿素含量等指标(如图)。 回答下列问题： (1)在低温弱光处理的6天内，辣椒1号和辣椒2号的光合速率变化趋势均为___________，据图甲分析其原因是___________。 (2)检测发现，长时间的低温弱光处理对辣椒幼苗的叶绿体结构造成了损伤，结合图乙，推测第6天时，辣椒2号的叶绿体比辣椒1号的受损程度更高。为验证上述推测，研究人员以叶绿体的光反应功能为衡量指标，利用试剂D在捕获叶绿体光反应中生成的电子后，会从蓝色氧化态变为无色还原态这一原理开展实验。完善下列实验过程： ①分别取___________叶片； ②分别制作等体积的___________悬浮液； ③向各悬浮液中分别滴加___________的D溶液； ④将悬浮液置于适宜光照条件下反应一段时间； ⑤定量测定并计算各悬浮液中生成的还原态D的含量。预测实验结果为___________。 (3)综合上述信息，初步判断辣椒___________号的抗逆性更强。 【答案】(1) 下降 叶片气孔导度下降，引起胞间CO2浓度下降，导致光合速率下降 (2) 等量的第0天和处理后第6天的辣椒1号、辣椒2号 离体叶绿体 足量且等量 同一辣椒品种第0天的样品生成的还原态D比第6天的多，且辣椒2号的差异更大。 (3)1 【解析】（1）根据图示信息可知，在低温弱光处理的6天内，辣椒1号和辣椒2号的叶片气孔导度均下降，叶片气孔导度下降，引起胞间CO2浓度下降，导致光合速率下降。因此两者的光合速率变化趋势均为下降。 （2）根据题意信息可知，长时间的低温弱光处理对辣椒幼苗的叶绿体结构造成了损伤，结合图乙，推测第6天时，辣椒2号的叶绿体比辣椒1号的受损程度更高。现在想要利用试剂D在捕获叶绿体光反应中生成的电子后，会从蓝色氧化态变为无色还原态这一原理来检验辣椒2号和辣椒1号的叶绿体的光反应功能。首先分别取等量的第0天和处理后第6天的辣椒1号、辣椒2号的叶片，制作对应的等体积的离体叶绿体悬浮液；向各悬浮液中分别滴加足量且等量的试剂D溶液，让其反应一段时间后，测定悬浮液中无色还原态的试剂D的含量，根据推测“长时间的低温弱光处理对辣椒幼苗的叶绿体结构造成了损伤，且辣椒2号的叶绿体比辣椒1号的受损程度更高”，预期实验结果应是：同一辣椒品种在第0天的样品生成的还原态D比第6天的多，且辣椒2号的差异更大。 （3）根据小问（1）（2）可知，辣椒2号的叶片气孔导度和总叶绿素含量下降幅度更大，且辣椒2号的叶绿体比辣椒1号的受损程度更高，初步判断辣椒1号的抗逆性更强。 1．（2026·广东·一模）碱性蛋白酶能催化酪蛋白水解，使低脂奶在特定波长处的吸光值降低。利用这一原理可测定碱性蛋白酶的活性，研究人员据此分别测定了（图1）和pH为3~13（图2）时碱性蛋白酶对低脂奶的水解效率。下列分析错误的是（     ） 注：水解效率是指一定条件下，被水解低脂奶的量占初始总低脂奶量的比值。 A．图1中水解效率趋于稳定的主要原因不是底物不足 B．图2中pH为9~11时，吸光值相对比较低 C．和都会改变碱性蛋白酶的空间结构 D．进行图2实验时，水解反应时间至少要35min 【答案】D 【解析】A、图1中，pH=9时水解效率随时间延长逐渐趋于稳定，主要原因是酶促反应随时间达到饱和，底物仍有剩余，而非底物不足，A正确； B、碱性蛋白酶活性越高，低脂奶被水解越充分，特定波长下的吸光值越低。图2中pH=9~11时水解效率最高，因此吸光值相对较低，B正确； C、过酸（pH=3）和过碱（pH=13）会破坏碱性蛋白酶的空间结构，导致酶失活，因此水解效率几乎为0，C正确； D、图2中pH=9的时候水解效率为10%，对应图1中水解效率为10%应该是5分钟左右，D错误。 2．（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 【解析】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。 3．（2026·河南周口·三模）绿硫细菌是一类严格厌氧的光合自养细菌，由于缺乏处理氧自由基的酶，可进行不产氧光合作用。下图是绿硫细菌的光反应过程示意图，据图分析下列说法错误的是（　　） A．据图分析，绿硫细菌细胞内具有膜结构 B．图中可看出造成内腔和细胞质基质H+浓度差的过程有三个 C．图示H+的运输方式为协助扩散 D．该光合作用过程中最终电子供体是H2S 【答案】C 【解析】A、图中的光合片层能够吸收光能对H2S进行光解，在功能上相当于高等植物的类囊体膜，因此绿硫细菌细胞内具有膜结构，A正确； B、内腔和细胞质基质H+浓度差形成的原因包括①高能电子（e-）提供能量进行H+的跨膜运输、②内腔中H2S分解产生H+、③细胞质基质中NADPH合成消耗H+，B正确； C、ATP合酶运输H+是顺浓度梯度进行的，属于协助扩散；经电子和H+传递链进入内腔的H+的运输方式为逆浓度梯度运输，属于主动运输，C错误； D、绿硫细菌进行不产氧光合作用，H2S代替了H2O，该光合作用过程中最终电子供体是H2S，D正确。 4．（2026·湖南长沙·三模）酶与ATP是细胞代谢有序进行的物质基础。下列叙述正确的是（　　） A．酶的合成都需要核糖体、内质网和高尔基体共同参与 B．ATP分子中含有三个特殊的化学键，是细胞的直接能源物质 C．酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率 D．细胞内ATP含量丰富，可满足剧烈运动时的能量需求 【答案】C 【解析】A、本质为RNA的酶不在核糖体合成，DNA聚合酶等一些胞内酶也无需内质网、高尔基体加工，A错误； B、ATP分子中含有2个特殊的化学键，B错误； C、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，进而提高化学反应速率，C正确； D、细胞内ATP含量很少，依靠ATP和ADP的快速转化持续供能，D错误。 故选C。 5．（2026·福建福州·一模）绿色硫细菌（厌氧菌）因缺乏处理氧自由基的酶，可进行不产氧的光合作用，如图所示。下列说法错误的是（     ） A．绿色硫细菌在光合片层上将光能转化为NADPH和ATP中的化学能，用于暗反应 B．ATP合酶利用H+浓度差合成ATP，H+浓度差的形成只是因为高能电子提供能量导致H+跨膜运输 C．绿硫细菌的光合片层的功能类似类囊体 D．绿色硫细菌光合作用的光解底物是H2S而非H2O，这避免了大量氧气的产生，使得生命在氧气稀缺的环境中得以延续和发展 【答案】B 【解析】A、由图1可知：绿色硫细菌在光合片层上将光能转化为NADPH和ATP中的化学能，用于暗反应三碳酸的还原，A正确； B、由图1可知：ATP合酶是一种跨膜蛋白，能够利用H+浓度差推动ATP的合成，H+浓度差形成的原因包括高能电子（e-）提供能量进行H+的跨膜运输，也包括内腔中H2S分解产生H+，细胞质基质中NADPH合成消耗H+，B错误； C、绿色硫细菌进行不产氧的光合作用，也能产生ATP和NADPH，能为逆向TCA循环提供能量，该功能类似于叶绿体中的类囊体，C正确； D、绿色硫细菌为厌氧菌，其光合作用的光解底物是H2S而非H2O，这避免了大量氧气的产生，使得生命在氧气稀缺的环境中得以延续和发展，D正确。 6．（2026·江苏扬州·三模）蓝细菌可通过CO2浓缩机制主动富集无机碳提高光合效率如图1所示。研究人员利用该机制改造了水稻等农作物(如图2)，对比二者CO2浓缩机制，下列叙述正确的是（　　） A．两者的碳酸酐酶(CA)合成场所可能相同 B．两者糖类的合成均在羧酶体内完成 C．两者均依赖类囊体膜上的光合色素捕获光能 D．两者转运HCO3-所需的ATP来源相同 【答案】A 【解析】A、碳酸酐酶（CA）的本质是蛋白质，蛋白质的合成场所为核糖体。蓝细菌是原核生物，细胞内含有核糖体；水稻是真核生物，细胞质基质、叶绿体中都存在核糖体，因此二者CA的合成场所可能均为核糖体，A正确； B、蓝细菌的糖类合成可依赖羧酶体的反应完成，但改造后的水稻中羧酶体仅释放CO2，糖类是在叶绿体基质中经暗反应多步合成，并非在羧酶体内完成，B错误； C、类囊体是真核生物叶绿体特有的结构，蓝细菌为原核生物，无叶绿体和类囊体，其光合色素分布在光合片层上，不依赖类囊体膜捕获光能，C错误； D、蓝细菌转运HCO3-的ATP可来自细胞呼吸和光合作用光反应；水稻叶绿体转运HCO3-的ATP仅来自细胞呼吸，二者ATP来源不同，D错误。 7．（2026·湖南长沙·三模）酶与ATP是细胞代谢有序进行的物质保障。下列相关叙述正确的是（     ） A．酶的合成过程均发生在核糖体上，且需要消耗ATP B．ATP分子中含有两个特殊化学键，远离腺苷的特殊化学键更易水解 C．酶能为化学反应提供活化能，从而加快化学反应速率 D．叶肉细胞中ATP的生成均伴随着氧气的消耗 【答案】B 【解析】A、少数酶的化学本质是RNA，其合成场所不是核糖体，A错误； B、ATP分子含两个特殊化学键，远离腺苷的特殊化学键更易断裂释放能量，B正确； C、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，而非提供活化能，C错误； D、光反应阶段生成ATP伴随氧气的释放，不消耗氧气，D错误。 8．（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 【解析】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。 9．（2026·湖南长沙·三模）酶和ATP贯穿细胞全部代谢过程，下列相关叙述正确的是（     ） A．细胞内所有酶的催化作用都需要ATP水解供能 B．ATP中的腺苷由腺嘌呤和脱氧核糖组成，远离腺苷的特殊的化学键易断裂 C．低温抑制酶活性的原理是破坏酶的空间结构，升温后酶活性无法恢复 D．同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中，如呼吸酶存在于所有活细胞 【答案】D 【解析】A、不是所有酶的催化反应都需要ATP水解供能，例如细胞呼吸等放能反应中，酶催化的反应会伴随ATP合成，不需要ATP供能，A错误； B、ATP中的腺苷由腺嘌呤和核糖组成，B错误； C、低温仅抑制酶活性，不会破坏酶的空间结构，升温后酶活性可以恢复，C错误； D、维持细胞基本生命活动的酶会存在于分化程度不同的活细胞中，比如所有活细胞都需要进行细胞呼吸，因此呼吸酶几乎存在于所有活细胞中，D正确。 10．（2026·山东潍坊·三模）植物保卫细胞接受光照信号时吸水膨胀使气孔张开，该过程叶绿体中的淀粉合成和水解会改变细胞渗透压进而影响气孔开闭。为探究淀粉合成与细胞质基质中ATP的关系，科研人员对拟南芥野生型和突变型（叶绿体失去运入ATP的能力）保卫细胞叶绿体的淀粉粒进行了研究，其淀粉粒面积变化如图。下列关于保卫细胞叶绿体的说法，正确的是（    ） A．叶绿体中淀粉的合成依赖呼吸作用提供的ATP B．叶绿体中淀粉的水解会促进气孔张开 C．光照通过作用叶绿体内的光敏色素促进淀粉水解 D．长时间光照可使野生型保卫细胞积累更多的淀粉 【答案】ABD 【解析】A、叶绿体基质中进行淀粉合成需要ATP，而题目里提到突变体的叶绿体失去了运入ATP的能力，从柱状图能看到，在0h时突变体的淀粉粒面积就远小于野生型，后续也一直维持在低水平，说明没有ATP输入，叶绿体的淀粉合成难以正常进行。而呼吸作用可以产生ATP并运输到叶绿体中，所以叶绿体中淀粉的合成依赖呼吸作用提供的ATP，A正确； B、题目里说明“保卫细胞接受光照信号时吸水膨胀使气孔张开，该过程叶绿体中的淀粉合成和水解会改变细胞渗透压进而影响气孔开闭”。淀粉水解会产生小分子糖类，提升细胞内的渗透压，这样细胞就会吸水膨胀，进而让气孔张开，B正确； C、光敏色素主要是感受光信号的蛋白，它并不直接参与淀粉水解的过程，光照是通过一系列信号传导，影响相关酶的活性来调控淀粉水解的，C错误； D、从柱状图可以看到，随着光照时长从0h到8h，野生型的淀粉粒面积从约20μm²增长到约35μm²，说明长时间光照下，野生型保卫细胞的淀粉在不断积累，D正确。 11．（2026·江苏徐州·三模）中科院团队将菠菜叶绿体的类囊体膜转化为平面膜并负载在质子交换膜上，组装成电解水体系实现电能驱动ATP合成，如图所示。下列相关叙述正确的有（    ） A．叶绿体类囊体堆叠成基粒，增大了膜面积，提升了光反应效率 B．质子交换膜上含有很多ATP合酶，利用膜内外的H⁺浓度差合成ATP C．反应体系需控制的条件有电压、温度、H⁺浓度、ADP和Pi等 D．该体系与绿色植物一样，均是将光能转化成电能，最终转化为化学能 【答案】ABC 【解析】A、叶绿体中类囊体堆叠形成基粒，大幅增大了膜面积，可供更多光合色素和光反应相关酶附着，从而提升光反应的效率，A正确； B、该体系中类囊体膜负载在质子交换膜上，ATP合酶是类囊体膜的固有组分，可认为该复合结构的质子交换膜上分布有ATP合酶；ATP合酶的作用机制就是利用膜两侧H⁺顺浓度梯度扩散释放的势能，催化ADP和Pi合成ATP，B正确； C、该体系为电能驱动，因此电压是必需控制的条件；ATP合酶的活性受温度影响，需要控制适宜温度；H⁺浓度差是驱动ATP合成的动力，ADP和Pi是合成ATP的原料，均需要控制，C正确； D、绿色植物的光反应是将光能转化为电能，最终转化为ATP中的化学能，但该体系是直接利用电能驱动ATP合成，能量转化是电能→化学能，二者能量转化过程不同，D错误。 12．（2026·福建福州·一模）下图为有氧呼吸的部分过程示意图。 (1)图示为有氧呼吸过程的第__________阶段，通过Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ的作用，__________（增大/减少）该细胞器的②两侧氢离子浓度差，形成电位差得以合成ATP。 (2)UCP是分布在②上的载体蛋白。UCP基因在酵母菌中过量表达，可降低酵母菌的②内外电位差，表明UCP运输的物质及方向是_________，从而使生成ATP的效率_____________，能量以热能形式释放。 (3)肥胖抵抗即吃高脂肪食物而不发生肥胖的现象。科研人员筛选出高脂饮食肥胖大鼠、高脂饮食肥胖抵抗大鼠，探究不同饲料饲喂后，检测大鼠UCP基因的mRNA表达量变化（以峰面积表示表达量；UCP1基因主要在褐色脂肪组织中表达，UCP2基因主要在白色脂肪组织中表达，UCP3基因主要在骨骼肌中表达），结果如下图所示。 ①据图可知，高脂饮食肥胖组与基础饮食组相比，高脂饮食肥胖组UCP1～3基因的表达情况是______________________________________。 ②基于酵母菌中UCP的作用及以上以大鼠为实验材料的研究结果推测，高脂饮食肥胖抵抗组大鼠在高能量摄入的条件下，未出现肥胖现象的原因是_______________________________________。 【答案】(1) 三 增大 (2) 将H+从膜间隙运回线粒体基质 降低 (3) UCP1基因表达上基本不变，UCP2和UCP3基因的表达量均降低 UCP基因的表达量高，能量以热能形式释放比例增加（ATP生成效率降低），机体能量（有机物）消耗增加 【解析】（1）分析图示，该过程消耗O2、NADH，所以属于有氧呼吸的第三阶段。通过I、Ⅲ、Ⅳ的作用可将H+从线粒体基质运进线粒体膜间隙，从而增大线粒体内膜两侧氢离子浓度差，形成电位差得以合成ATP。 （2）依题意，UCP基因表达过量可以降低内膜内外电位差，判断UCP可将H+从膜间隙运回线粒体基质，由于线粒体内膜两侧氢离子浓度差形成的电位差用于合成ATP，故从而使ATP的生成效率降低。 （3）①分析图示可知，UCP1基因表达量基本不变，UCP2和UCP3基因的表达量均降低。 ②分析图示，能量摄入条件下，高脂饮食肥胖抵抗组大鼠UCP基因的表达量高，使能量以热能形式释放比例增加，而ATP的生成效率降低，机体能量消耗增加，所以未出现肥胖。 13．（2026·云南·三模）为研究干旱胁迫对栀子光合作用的影响，科研人员以栀子苗为试验材料，采用盆栽试验，设置土壤相对含水量为田间持水量的100%为对照（CK），80%、60%和40%分别为轻度（D1）、中度（D2）和重度（D3）干旱胁迫处理，测定不同程度干旱胁迫下栀子苗的相关生理指标，结果如表所示。回答下列问题： 组别 叶片相对含水量（%） 叶绿素含量（mg/g） 光能转化效率 qN值 气孔导度（mmol·m-2·s-1） 胞间浓度（μmol·mmol-1） 净光合速率（μmol·m-2·s-1） CK 89 1.47 0.813 0.833 0.18 260 8.0 D1 84 1.64 0.804 0.844 0.11 240 7.5 D2 80 1.83 0.794 0.853 0.05 200 6.0 D3 74 2.51 0.781 0.859 0.03 150 3.1 注：qN值表征植物叶片的热耗散能力（将未被利用的光能通过热能形式耗散的能力）；气孔导度、胞间浓度、净光合速率的测定是在相同光照强度下进行的。 (1)叶绿素主要吸收________光。干旱胁迫下，栀子苗的叶绿素含量升高，但净光合速率下降，据表推测可能的原因是叶片相对含水量减少，使叶绿素活性_________（填“升高”或“降低”），从而使________降低，直接导致光反应速率减慢，进而影响暗反应速率，最终净光合速率下降。 (2)胞间CO2指的是细胞间隙的CO2，其来源有_________。据表分析，干旱胁迫下，栀子苗净光合速率的变化与气孔导度也有关，判断依据是_________。 (3)植物叶片吸收的光能一部分用于光合作用，未被利用的光能会使细胞产生过量的自由基，自由基会攻击_________（答出2点即可）等分子，导致细胞受到损伤。研究发现，干旱胁迫下栀子苗叶片吸收的光能的利用效率会下降，使未被利用的光能增加，请据表分析栀子苗在干旱胁迫下减少细胞损伤的机理是_________。 【答案】(1) 红光和蓝紫 降低 光能转化效率 (2) 细胞呼吸产生和从外界吸收 干旱胁迫下，栀子苗气孔导度下降，胞间CO2浓度也降低，说明气孔导度下降导致CO2供应减少，进而使净光合速率下降 (3) 磷脂、蛋白质、DNA 干旱胁迫下，栀子苗通过增加对未被利用光能的热耗散，以减少自由基的产生，从而减少对细胞的损伤 【解析】（1）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。结合表中数据，干旱胁迫下，叶绿素的含量升高，但由于叶片相对含水量减少，可能导致叶绿素的活性下降，从而使光能转化效率降低，直接导致光反应速率减慢，进而影响暗反应速率，最终净光合速率下降。 （2）胞间CO2 指的是细胞间隙的CO2，来自细胞呼吸产生和从外界吸收。根据表中数据，干旱胁迫下，栀子苗气孔导度下降，胞间CO2浓度也降低，说明气孔导度下降导致CO2供应减少，进而使净光合速率下降，故栀子苗净光合速率的变化与气孔导度有关。 （3）植物叶片吸收的光能一部分用于光合作用，未被利用的光能会使细胞产生过量的自由基，自由基攻击磷脂、蛋白质、DNA等，导致细胞受到损伤。干旱胁迫下，栀子苗叶片吸收的光能的利用效率会下降，使未被利用的光能增加，据表分析，栀子苗在干旱胁迫下减少细胞损伤的机理是通过增加对未被利用光能的热耗散，以减少自由基的产生，从而减少对细胞的损伤。 14．（2026·福建福州·三模）近年来受极端气候的影响，干旱已成为制约生产力发展的关键因素。科研人员选取1年生扦插沙棘苗为实验材料进行一系列实验，实验结果如表1.回答下列问题： 表1 真正光合速率/[μmol/(m²·s)] 气孔导度/[μmol/(m²·s)] 胞间二氧化碳浓度/(μL/L) 叶绿素含量/(mg·g⁻¹) T1（无干旱胁迫） 39.11 1295.16 303.17 5.735 T2（干旱胁迫） 26.83 969.34 329.48 2.814 (1)叶绿素主要吸收_________________________光，测定叶绿素的含量时需用________________提取。 (2)由表1可知，干旱条件下沙棘光合速率下降，原因可能是____________________________（从光反应和暗反应两个角度，写出2点），气孔导度降低可能与沙棘体内_________________________（填植物激素）的调节作用有关。 (3)为研究5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）对干旱胁迫下沙棘光合作用的影响，科研人员设置了3个实验组：T3为干旱胁迫+40mg·L⁻¹5-ALA；T4为干旱胁迫+80mg·L⁻¹5-ALA；T5为干旱胁迫+120mg·L⁻¹5-ALA；测得不同条件下叶绿素含量如图1和相关酶的活性如表2。 表2 处理 沙棘Rubisco活性/(μmol·min⁻¹·g⁻¹) 第15天 第30天 第45天 第60天 T1 11.33 13.67 14.37 12.87 T2 7.43 6.68 6.28 5.69 T3 9.65 7.93 7.55 6.97 T4 11.26 10.26 10.83 8.47 T5 10.13 9.89 11.29 9.24 上述实验的自变量有_____________________，由图1中结果表明，5-ALA可一定程度上缓解干旱胁迫导致的光合速率下降，判断依据是_____________________________。 (4)请综合以上信息，阐明5-ALA缓解干旱胁迫导致的沙棘光合速率下降的机制（在方框中填写）________；________；________；________。 (5)综上分析，从生产实践角度，________mg·L⁻¹的5-ALA更适于在干旱胁迫下提高其光合能力。 【答案】(1) 红光和蓝紫 无水乙醇 (2) 干旱使叶绿素合成速率降低（或叶绿素分解速率加快，叶绿素含量降低），光反应速率降低，总光合速率降低；干旱使固定CO2的酶活性降低，暗反应速率降低，总光合速率降低（或者：干旱胁迫条件下，气孔导度降低，但胞间二氧化碳浓度升高，说明气孔导度不是光合速率下降的因素，推断可能是干旱导致固定CO2的酶活性降低，暗反应速率降低，导致总光合速率降低。如果只写气孔导度降低，导致暗反应速率降低，不给分）（合理即可） 脱落酸/ABA (3) 是否干旱及添加5-ALA的浓度（及不同处理后的时间） T3～T5组的叶绿素含量均高于T2组，且T3～T5组的叶绿素含量随时间降低幅度均低于T2组 (4) 缓解Rubisco酶活性降低 CO2吸收速率增加 缓解叶绿素含量降低幅度（促进叶绿素和合成/抑制叶绿素讲解） 缓解光反应速率降低 (5)80 【解析】（1） 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，将光能转化成ATP和NADPH中活跃的化学能。测定叶绿素的含量时，需用无水乙醇提取，因为光合色素易溶于有机溶剂。 （2）表1中数据表明：①干旱胁迫条件下，叶绿素含量从5.735mg·g-1降低至2.814mg·g-1，原因可能是叶绿素合成速率降低或叶绿素分解速率升高，进而导致光反应速率降低，总光合速率降低；②干旱胁迫条件下，气孔导度降低，但胞间二氧化碳浓度升高，说明气孔导度不是光合速率下降的因素，推断可能是干旱导致固定CO2的酶活性降低，暗反应速率降低，导致总光合速率降低。植物体内脱落酸（ABA）导致气孔导度降低。 （3）题述实验的自变量为是否干旱及添加5-ALA的浓度（及不同处理后的时间），因变量是叶绿素含量和Rubisco酶活性。根据数据，T1为无干旱胁迫处理，T2处理是干旱胁迫处理。是否缓解干旱胁迫导致的光合速率下降，需要对比T2干旱胁迫组和T3、T4、T5用不同浓度5-ALA处理条件下叶绿素含量变化，因此图中施加5-ALA的T3、T4、T5实验组叶绿素含量随时间降低幅度均低于T2组，且T3～T5组叶绿素含量始终高于T2组可作为依据。 （4） 5-ALA缓解干旱胁迫导致的沙棘光合速率下降的机制是缓解Rubisco酶活性降低（增加Rubisco酶活性），使CO2吸收速率增加，缓解暗反应速率降低；缓解叶绿素含量降低幅度，进而缓解光反应速率降低。 （5）上述实验处理中，80mg·L-1的5-ALA更适于在干旱胁迫下提高其光合能力。80mg·L-1和120mg·L-1两组均能有效缓解干旱胁迫，表2中5-ALA质量浓度从80mg·L-1提高至120mg·L-1不会对干旱胁迫下沙棘叶片净光合速率产生显著影响，因此80mg·L-1的5-ALA更适于在干旱胁迫下提高其光合能力。 15．（2026·北京·三模）光合海蛞蝓在食用海洋藻类后能够将部分叶绿体吸收和储存在特化的细胞中，身体呈现绿色半透明状。 (1)叶绿体内部有许多由类囊体堆叠而成的基粒，其膜上分布进行光合作用所需的________。 (2)为了研究被吸收叶绿体的功能，研究者将停止喂食三天的光合海蛞蝓放在含NaH13CO3的海水中，结果显示光照下光合海蛞蝓分泌的黏液有机物中13C相对含量显著高于黑暗组。 ①实验前光合海蛞蝓停止喂食处理的主要目的是________。 ②实验结果说明被吸收叶绿体能利用NaH13CO3产生的CO2进行光合作用，且________。 (3)研究者进一步研究了光合海蛞蝓对被吸收叶绿体功能的影响。 ①研究者破碎海蛞蝓细胞后，通过________技术得到分离的叶绿体，进一步检测发现这些叶绿体外包裹一层动物来源的膜结构，膜上发现两种关键蛋白：ATP敏感的阳离子通道蛋白P2X4和质子泵VHA，分别能够向外转运钠钾等阳离子和向内转运氢离子。 ②用相应试剂处理光合海蛞蝓检测水中氧气含量，结果如下图： 结果显示，P2X4抑制剂处理能够使叶绿体的光合作用速率下降约________%，说明P2X4促进了被吸收叶绿体的光合作用。 ③综合上述研究和相关信息，提出合理假设解释P2X4促进被吸收叶绿体光合作用的机制________。 【答案】(1)光合色素和与光反应有关的酶（或色素和酶） (2) 防止肠道中残留藻类光合作用合成含13C有机物，被光合海蛞蝓吸收，进而影响粘液中13C含量 合成的有机物能被光合海蛞蝓利用 (3) 差速离心 28 P2X4被ATP激活，促进阳离子外流，进而促进VHA向内转运氢离子，氢离子与碳酸氢根反应，增加CO2供应，促进叶绿体光合作用。 【解析】（1）叶绿体的类囊体薄膜是光合作用光反应的场所，膜上分布着捕获光能的光合色素，以及催化光反应的酶，符合课本对叶绿体结构的描述。 （2）本实验通过¹³C标记追踪碳的去向，停止喂食可消耗海蛞蝓原本储存的未标记有机物，避免原有碳源干扰实验结果；对比光照组和黑暗组的结果，可得出结论：该叶绿体的光合作用需要光照，且能利用CO₂合成含标记碳的有机物。 （3）① 分离破碎细胞中的叶绿体等细胞器，高中阶段所学的方法是差速离心法。 ② 分析柱形图：对照组光照下氧气释放相对速率约为1.4，黑暗中氧气吸收速率约为1.1，P2X4抑制剂处理组光照下氧气释放速率约为0.6，黑暗中氧气吸收速率约为1.2，计算得速率下降约[（1.4+1.1）−(0.6+1.2）]÷(1.4+1.1)×100%=28%。 ③ 结合题干给出的两种蛋白功能推导：P2X4被ATP激活，促进阳离子外流，进而促进VHA向内转运氢离子，氢离子与碳酸氢根反应，增加CO2供应，促进叶绿体光合作用。 1/11 学科网（北京）股份有限公司 $