第10讲 细胞代谢综合分析（专项训练）（1图3核心8易错+3层精练）（广东专用） 2027年高考生物一轮复习讲练测

**基本信息** 以考情定向为引领，通过核心概念串联、易错点精准突破及分层训练，构建“原理-应用-纠错”三维备考体系，强化生命观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |五年考情|3类考情分析|考情数据定位高频考点|新课标要求→考题统计→备考策略| |三大核心|3核心+4实验|对比表格/公式/曲线分析|物质能量转化→三率关系→综合曲线| |八大易错|8类易错点|概念辨析/实验误差分析|概念混淆→公式误区→曲线判读陷阱| |分层专练|3层梯度题|情境题解题模型|基础题→情境题→压轴题递进|

第10讲 细胞代谢综合分析 第一部分 五年考情·精准定向 广东考情概览 高频考点情境 高效备考策略 第二部分 三大核心·主干速记 一图串联·核心梳理·速记口诀 核心01 细胞呼吸和光合作用的物质和能量转化 核心02 “三率” 的关系及测定 核心03 光合作用与细胞呼吸的综合曲线分析 第三部分 八大易错·逐点击破 易错01 光合、呼吸物质/能量转移概念混淆 易错02 总/净/呼吸“三率”表述与计算公式误区 易错03 三大速率测定实验（液滴/半叶/黑白瓶）判读坑 易错04 一昼夜CO2曲线拐点、最值判断易错 易错05 光合午休成因与曲线下降段混淆 易错06 叶绿体、线粒体 ATP/NADH 转运易错 易错07 密闭容器昼夜有机物总量判断误区 易错08 光照、CO2限制型图像分析陷阱 第四部分 分层专练·靶向攻关 一年模拟·基础题（全国视野，单选） 两年重难·情境题（侧重广东，辐射全国，单选+非选择题） 三年真题·压轴题（侧重广东，辐射全国，单选+非选择题） 广东考情概览 新课标要求 考题统计 1. 说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。 2026・广东・总、净光合与呼吸 2024・广东・总、净光合与呼吸 2023・广东・总、净光合与呼吸 2022・广东・细胞代谢综合 高频考点情境 1.考查频次：近 5 年广东高考对 “细胞代谢综合分析” 持续高频考查，是细胞代谢模块压轴核心考点；选择题、综合大题均大量命题，常融合光合作用、细胞呼吸两大生理过程，配套实验探究、曲线分析进行综合设问。 2.考查要点：核心厘清总光合速率、净光合速率、呼吸速率三者内在关系；掌握光照、CO2浓度、温度、水分等环境因素对光合与呼吸的协同影响；识别光合-呼吸综合曲线图关键点（光补偿点、光饱和点、CO2补偿/饱和点）；密闭容器气体变化、半叶法、红外CO2分析仪等光合速率测定实验原理与误差分析；昼夜条件下植物有机物积累量计算；光合与呼吸中间物质、能量联系；逆境环境（高温、干旱、弱光）下植物代谢调节机制。广东卷习惯依托多维度复合曲线图、密闭装置实验数据命题，侧重昼夜有机物积累推演、实验方案评价与优化。 3.命题情境：试题多为大棚蔬菜栽培、林下植物遮阴生长、水生沉水植物光合、干旱胁迫下农作物代谢、密闭培养体系气体动态变化为命题背景，落实生命观念中的物质与能量观、稳态与平衡观，依托折线图、装置示意图、实验数据表综合分析光合与呼吸联动变化规律。 高效备考策略 1.抓牢核心概念：必背：总光合速率、净光合速率、呼吸速率、光补偿点、光饱和点、CO2饱和点、光合午休、有机物积累量。 2.构建知识网络：以“光合、呼吸过程联系→三大速率换算关系→环境因素影响规律→光合呼吸典型曲线解读→速率测定实验→昼夜有机物积累计算→逆境代谢调节”为主线；梳理各类测定实验的自变量、因变量、无关变量控制；总结曲线平移、拐点移动的分析逻辑。 3.联系实际应用：结合大棚种植调控温度、光照、CO2浓度增产；解释夏季正午光合午休成因；分析昼夜温差大利于果实有机物积累原理；利用密闭水体溶氧变化判断水生植物生长状态。 4.强化题型方法： 概念辨析题：区分易混点：净光合与总光合表示指标、光补偿点与光饱和点影响因素、有机物产生量与有机物积累量。 曲线数据分析题：精准识别曲线关键拐点；熟练进行速率换算；根据昼夜时长推演一昼夜有机物增减。 实验综合大题：掌握光合速率各类测定方法原理；能够评价实验缺陷、完善实验思路，结合装置内气体变化推导代谢强弱。 5.紧扣命题趋势：广东高考常年以复合曲线、密闭装置实验作为载体，偏好农业生产真实情境；常设置多因子变量探究，侧重长句机制分析、有机物定量计算、实验改进设计，极少单纯默写生理过程，重视图文转化与综合逻辑推演。 一图串联 核心梳理 核心01 细胞呼吸和光合作用的物质和能量转化 一、两大生理过程基础对比 对比维度 光合作用 有氧呼吸 发生场所 叶绿体（光反应类囊体膜，暗反应基质） 细胞质基质+线粒体（二阶段基质、三阶段内膜） 发生条件 必须光照，光合色素、酶 有光/无光均可，全套呼吸酶 物质变化 无机物（CO2、H2O）合成有机物（葡萄糖） 有机物彻底分解为无机物（CO2、H2O） 能量转化 光能→ATP、NADPH 活跃化学能→有机物稳定化学能 有机物稳定化学能→ATP 活跃化学能 + 热能 核心功能 储能，制造有机物，释放O2 放能，供细胞各项生命活动，消耗O2 二、元素完整转移路径 1. 碳元素循环：大气 CO2葡萄糖CO2 2. 氧元素循环：H2OO2；O2H2O；CO2氧元素进入糖类 3. 氢元素循环：H2ONADPH糖类；糖类NADHH2O 三、ATP、还原辅酶跨细胞器转运规则 1. 叶绿体内部：光反应生成 ATP、NADPH仅供给暗反应，叶绿体自产 ATP 不输出到细胞质基质；细胞质基质 ATP 可通过转运蛋白进入未成熟叶绿体。 2. 细胞质与线粒体：细胞质基质 NADH 可进入线粒体参与有氧呼吸三阶段；线粒体合成 ATP 可释放至细胞质基质供能；细胞质基质 ATP 不输入线粒体。 3. 辅酶区分：光合还原载体为 NADPH；呼吸还原载体为 NADH，二者不可通用。 核心02 “三率” 的关系及测定 一、总光合、净光合、呼吸速率定义与标识 速率类型 O2表述 CO2表述 有机物表述 测量条件 真正（总）光合速率 叶绿体O2产生/生成量 叶绿体 CO2固定量 有机物制造/生成量 光照下叶绿体总反应 净光合速率 植株整体 O2释放量 植株整体 CO2吸收量 有机物积累量 光照下植株实测值 呼吸速率 黑暗 O2吸收量 黑暗 CO2释放量 有机物消耗量 完全遮光条件 二、三率核心计算公式 真正光合速率=净光合速率+呼吸速率 三、四类标准测定实验主干原理 1. 液滴移动装置 答案： (1) 黑暗+NaOH 溶液：液左移，数值代表有氧呼吸消耗 O2量（呼吸速率） (2) 光照+NaHCO3缓冲液：液右移，数值代表净光合释放 O2量（净光合速率） (3) 空白对照：使用死亡同种植物，校正装置气体物理膨胀误差。 2. 半叶称重法 同一叶片一半遮光（只进行呼吸）、一半曝光（光合 + 呼吸），相同时间后烘干称重； ，单位面积单位时间为真正光合速率。 3. 黑白瓶溶氧法 黑瓶不透光：仅呼吸，溶氧量下降值=呼吸耗氧量 白瓶透光：光合+呼吸，溶氧量上升值=净光合产氧量 总光合产氧量=白瓶溶氧变化量+黑瓶溶氧减少量。 4. 叶圆片时间梯度称重法 分段遮光/光照处理，通过不同时段干重差值分别计算净光合、呼吸速率，叠加得到总光合速率。 核心03 光合作用与细胞呼吸的综合曲线分析 一、两类经典曲线基础图像释义 曲线 1：开放环境一昼夜 CO2吸收速率曲线（纵坐标净光合） AB 段：深夜无光，只进行呼吸，释放 CO2（数值为负） C 点：日出，光照出现，光合作用启动 D 点、F 点：光补偿点，光合强度 = 呼吸强度，CO2吸收/释放为 0 E 段正午：气温过高，气孔部分关闭，CO2供应不足，光合速率小幅下降（光合午休） G 点：日落，光照消失，光合作用停止 曲线 2：密闭容器一昼夜 CO2浓度曲线 A′→D′：夜间至清晨，只呼吸，容器 CO2持续上升；D′为光补偿点 D′→I′：光合大于呼吸，容器 CO2持续下降；H′为第二个光补偿点 I′→J′：日落之后，只呼吸，CO2再次上升 生长判定：终点 J′CO2浓度＜起点 A′→全天总光合＞总有机物消耗，植物可正常生长。 二、曲线通用判断逻辑 1. 光补偿点：曲线与横轴交点，光合速率 = 呼吸速率； 2. 光饱和点：曲线峰值对应光照，再提升光照光合不再上升； 3. 净光合＞0：有机物持续积累，植株生长； 4. 净光合=0：有机物收支平衡，无积累； 5. 净光合＜0：有机物持续消耗，长期植株衰败。 三、温度、光照强度复合曲线主干规律 1. 同一温度下，高光强净光合速率整体高于低光强； 2. 低温区间：随温度上升，光合酶活性提升，净光合持续上升； 3. 最适温度（M 点）：净光合速率达到最大值，光合与呼吸差值最大； 4. 超适宜高温：光合酶活性下降，呼吸酶仍活跃，净光合快速下降直至负值。 易错01 光合、呼吸物质/能量转移概念混淆 1. 叶绿体产生 ATP 只供给暗反应，不会运出叶绿体供细胞呼吸，细胞质 ATP 可进入未成熟叶绿体。 2. NADPH（光合）≠NADH（呼吸），二者场所、功能完全不同，不能混用。 3. 易错：有氧第二阶段生成 CO2、消耗水，第三阶段生成水，很多题目误写线粒体基质产水。 4. 碳路径误区：光合CO2只到有机物，呼吸有机物分解重回 CO2，二者循环不可逆。 易错02 总/净/呼吸“三率”表述与计算公式误区 1. 公式核心：总光合=净光合+呼吸，题干关键词决定速率类型。 2. 关键词区分（极易选错）： (1) 净光合：光照下CO2吸收、O2释放、有机物积累 (2) 总光合：叶绿体CO2固定、O2总产生、有机物制造 (3) 呼吸：黑暗下 CO2释放、O2消耗、有机物消耗 3. 高频错误：把 “光照下 CO2吸收量” 直接当成总光合速率。 易错03 三大速率测定实验（液滴/半叶/黑白瓶）判读坑 1. 液滴装置：NaOH 只测呼吸（左移）；NaHCO3只测净光合（右移），无校正组会产生气体膨胀误差。 2. 半叶法误区：遮光部分代表呼吸，曝光是净光合，计算总光合必须用两者相加，不能直接用曝光干重。 3. 黑白瓶易错：无初始溶氧时，白瓶溶氧-黑瓶溶氧=总光合，不能用白瓶直接当总光合。 易错04 一昼夜CO2曲线拐点、最值判断易错 1. 速率曲线（CO2吸收）：D、F 交点=光合=呼吸；G点光照消失，光合完全停止。 2. 密闭浓度曲线（容器CO2总量）：最高点 D′、最低点 H′才是光合=呼吸。 3. 干重最大值：傍晚平衡点（F/H′），不是日出或正午，之后呼吸大于光合持续消耗有机物。 易错05 光合午休成因与曲线下降段混淆 1. 午休 E 段原因：高温气孔关闭，胞间 CO2减少，光合下降，不是酶活性失活。 2. 易错区分：傍晚曲线下降是光照减弱；正午下降才是气孔关闭，二者诱因不同。 3. 误区：午休时光合仍大于呼吸，只是净光合速率降低，不会出现 CO2释放。 易错06 叶绿体、线粒体 ATP/NADH 转运易错 1. 成熟叶绿体不从细胞质摄取 ATP，只有幼嫩叶绿体需要转运 ATP 供发育。 2. 细胞质 NADH 可进入线粒体参与有氧第三阶段；线粒体 ATP 可运到细胞质，叶绿体 ATP 不外流。 3. 选择题常见错误：认为叶绿体产生 ATP 供给根部、细胞膜主动运输。 易错07 密闭容器昼夜有机物总量判断误区 1. 判断标准：对比起点、终点 CO2浓度，终点 CO2更低→有机物增多，植物可生长。 2. 易错点：只看白天净光合为正，忽略夜晚呼吸消耗，不能直接判定有机物增加。 3. 限制条件：密闭容器后期 CO2不足，光饱和点下降，总光合不再持续上升。 易错08 光照、CO2限制型图像分析陷阱 1. 光饱和点后限制因素：常温下为CO2浓度，低温才是酶活性。 2. 多条曲线对比：高光强曲线净光合始终高于低光强，温度过高两条曲线都会骤降。 3. 易错：CP 点（净光合= 0）不是无光合，是光合强度刚好等于细胞呼吸。 一年模拟·基础题 亮点预览：常温/高温驯化植株CO₂吸收曲线，净光合与总光合区分、高温胁迫代谢分析（T2）；光照强度 + 温度复合双坐标曲线，光补偿点、总光合定量计算（T3）；P 基因调控气孔导度，强光环境作物改良情境（T5）；类囊体膜蛋白转运H+梯度驱动 ATP 合成，光反应能量转化路径（T6）；大豆-根瘤菌互利共生，蔗糖转运、生物固氮代谢通路（T10）。 一、单选题 1.【光合呼吸过程区分・NADPH 与 NADH 辨析】（北京市西四中学2026届高三考前适应性训练（二）生物试题）如图是菠菜叶肉细胞光合作用和呼吸作用的部分过程，a、b代表气体。下列相关叙述正确的是（     ） A．物质a、b分别代表和 B．过程②发生在膜上，过程①③④发生在基质 C．过程②③在光下才能进行，①④无光条件也能进行 D．过程②产生的还原型辅酶为NADPH，④产生的还原型辅酶为NADH 【答案】D 【详解】分析题图可知，过程①为有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜上，物质a为O2；过程②为光合作用的光反应阶段，发生在类囊体薄膜上，在有光条件下进行，产生的还原型辅酶为NADPH；过程③为光合作用的暗反应阶段，发生在叶绿体基质中，有光无光均可发生，物质b为CO2；过程④为有氧呼吸第一、二阶段，分别发生在细胞质基质和线粒体基质中，产生的还原型辅酶为NADH。D正确，ABC错误。 2.【高温驯化植株光合温度曲线・净光合总光合计算】（北京市房山区2026年高三年级第二次统一练习生物学试卷）将某种植物置于高温环境（HT）下生长一定时间后，测定HT植株和生长在正常温度（CT）下植株的光合速率，结果如图。以下推论正确的是（    ） A．CT植株和HT植株是发育状况基本相同的不同物种的植株 B．在35℃时，二者CO2固定量无显著差异 C．在50℃时，CT植株产生[H]的场所为叶绿体和线粒体 D．在45℃时，HT植株光合和呼吸速率差值最大 【答案】D 【详解】A、题干说明实验材料为“某种植物”，CT和HT是发育状况基本相同的同一物种的不同植株，仅培养温度不同，A错误； B、CO2吸收速率代表净光合速率，而总光合速率=净光合速率+呼吸速率。由图可知35℃时两组植株的净光合速率相等，但呼吸速率未知，故35℃时二者CO2固定量（总光合速率）无法比较，B错误； C、50℃时CT植株净光合速率为0，光合速率等于呼吸速率，产生[H]的场所有叶绿体（光反应阶段）、细胞质基质（有氧呼吸第一阶段）、线粒体（有氧呼吸第二阶段），C错误； D、光合速率和呼吸速率的差值就是净光合速率，由图可知，HT植株净光合速率的峰值出现在约45℃时，D正确。 3.【光照/温度双曲线・总光合速率大小比较】（广东深圳市坪山区深圳市聚龙科学中学等校2025-2026学年度第一学期高一年级期末考试生物学试题）图甲、乙为同种植物叶片分别在不同光照强度、温度下相关指标的变化曲线（其余条件均相同，单位为）。下列叙述不正确的是（    ） A．若土壤中缺少会导致图甲中的D点左移 B．图乙A曲线代表净光合速率，B曲线的测定需要遮光 C．若图甲是30℃下测得的结果，则图乙A点对应的光照强度可为4klx D．据图乙分析，温度为30℃和40℃时，固定的速率相等 【答案】A 【详解】A、D表示光补偿点，光合速率=呼吸速率，若土壤中缺少Mg2+，叶绿素含量降低，光合速率降低，需要更强光照条件才能使光合速率等于呼吸速率，故图甲中的D点右移，A错误； B、图乙中A曲线表示CO2吸收速率，代表净光合速率；B曲线表示CO2产生速率，即呼吸速率，测定呼吸速率时需要遮光，避免光合作用对其产生影响，B正确； C、图甲中30℃时，净光合速率最大为8mmol⋅cm−2⋅h−1，图乙中A点净光合速率也为8mmol⋅cm−2⋅h−1，若图甲是30℃下测得的结果，则图乙A点对应的光照强度可为 4klx，C正确； D、CO2固定的速率代表总光合速率，总光合速率=净光合速率+呼吸速率。图乙中温度为30℃时，总光合速率为8+2=10mmol⋅cm−2⋅h−1；温度为40℃时，总光合速率为5+5=10mmol⋅cm−2⋅h−1，所以温度为30℃和40℃时，CO2固定的速率相等，D正确。 故选A。 4.【水培番茄光合呼吸日变化・植株与叶肉光合差异】（山东省实验中学2025—2026学年高三上学期第一次诊断性考试生物试题）西红柿叶肉细胞进行光合作用和呼吸作用的过程如图1所示（①~④表示过程）。某实验室用水培法栽培西红柿进行相关实验的研究，在 CO2充足的条件下西红柿植株的呼吸速率和光合速率变化曲线如图2所示，下列说法正确的是（　　） A．图1中，晴朗的白天西红柿叶肉细胞中产生 ATP 的过程是①②③ B．图2中，9~10h间，光合速率迅速下降，最可能发生变化的环境因素是温度 C．培养时若植物出现萎蔫现象，原因是植物排出无机盐导致培养液渗透压升高 D．在图2中两曲线的交点时，叶肉细胞会吸收外界的CO2 【答案】D 【详解】A、图1中，①过程中H2O分解产生O2和H+，是光合作用的光反应阶段，合成ATP，②过程中H+将CO2还原成C6H12O6的过程，是光合作用暗反应，消耗光反应产生的ATP，④过程是C6H12O6分解成CO2和H+，是有氧呼吸的第一和第二阶段，产生少量的ATP，③过程是H+与O2结合生成水，有氧呼吸第三阶段，产生大量ATP，因此晴朗的白天西红柿叶肉细胞中产生ATP的过程是①③④，A错误； B、图2中，9-10h间，光合速率迅速下降的原因最可能是突然停止光照，导致光合作用停止，呼吸作用没有明显变化，B错误； C、根部缺氧，因为水培植物的氧气供应完全依赖于营养液中的溶解氧，如果营养液循环不畅、温度过高（溶解氧降低）等，会导致根系环境缺氧。缺氧后根系有氧呼吸受阻，ATP合成大量减少。而根细胞主动吸收无机盐离子（如K⁺、NO₃⁻）需要消耗ATP，离子吸收减少，导致根细胞渗透压降低，吸水动力减弱，从而导致萎蔫，C错误； D、图2表示的是植株的光合速率与呼吸速率，A点时光合速率与呼吸速率相等，因植物只有叶肉细胞能光合作用，因此也就是叶肉细胞的光合速率与全株细胞的呼吸速率相等，因此叶肉细胞的光合速率大于叶肉细胞的呼吸速率，因此叶肉细胞会吸收外界的CO2，D正确。 故选D。 5.【转基因水稻气孔导度・光照强度限制因素判断】（2025届北京市东城区高三一模生物试题）将玉米的P基因导入水稻后，测得不同光照强度下转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率，结果如下图。下列叙述错误的是（　　） A．转入的P基因可以提高水稻的气孔导度 B．光照强度为4时，气孔导度是限制原种水稻光合速率的主要因素 C．光照强度为8时，两种水稻的真光合速率约为25μmol·m-2·s-1 D．转基因水稻比原种水稻更适宜栽种在光照强度较强的环境中 【答案】B 【分析】1、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。光反应阶段的化学反应是在类囊体的薄膜上进行的。 2、叶绿体中的光合色素吸收的光能，有两方面用途：一是将水分解成氧和[H]，氧直接以分子的形成释放出去，[H]则被传递到叶绿体内的基质中，作为活跃的还原剂，参与到暗反应阶段的化学反应中去；二是在有关酶的催化作用下，促成ADP与Pi发生化学反应，形成ATP。这样光能就转变为储存在ATP中的化学能，这些ATP将参与光合作用第二个阶段的化学反应。 【详解】A、观察左图，在相同光照强度下，转基因水稻的气孔导度相对值普遍高于原种水稻。所以转入的P基因可以提高水稻的气孔导度，A正确； B、光照强度为4时，原种水稻光合速率随光照强度增加而增加，说明此时光照强度是限制原种水稻光合速率的主要因素，而非气孔导度（如果是气孔导度限制，增加光照强度光合速率不会增加），B错误； C、右图纵坐标为CO₂吸收速率（代表净光合速率），从图中可知光照强度为8时，两种水稻净光合速率约为20μmol·m⁻²·s⁻¹ 。从图中可知原种水稻和转基因水稻呼吸速率约为5μmol·m⁻²·s⁻¹ （光照强度为0时CO₂释放速率）。根据真光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率，可得真光合速率约为20 + 5 = 25μmol·m⁻²·s⁻¹ ，C正确； D、观察右图，在光照强度较强（大于8）时，转基因水稻的光合速率明显高于原种水稻，所以转基因水稻比原种水稻更适宜栽种在光照强度较强的环境中，D正确。 故选B。 6.【类囊体膜光反应机制・H + 梯度 ATP 合成】（河北省衡水市冀州区河北冀州中学2025-2026学年高三上学期11月期中生物试题）下图为类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析，下列叙述正确的是（    ） A．水光解产生的O2若被有氧呼吸利用，至少要穿过4层生物膜 B．类囊体腔中的H+仅来自水的光解 C．图中产生的ATP可用于有机物的合成 D．光反应合成ATP的能量直接来源于光能 【答案】C 【详解】A、水光解产生的 O2在类囊体腔内生成，若被有氧呼吸利用，需穿过类囊体膜（1层）、叶绿体膜（2层）、线粒体膜（2层），共 5层生物膜，而非4层，A错误； B、类囊体腔中的 H+不仅来自水的光解，还来自基质中的 H+通过主动运输进入类囊体腔，B错误； C、光反应产生的 ATP 可用于暗反应中有机物的合成（如 C3的还原），C正确； D、光反应合成的ATP的能量直接来自H+浓度差产生的势能（而非光能直接驱动），光能是先转化为 H+的势能，再推动 ATP 合成，D错误。 故选C。 7.【种子储藏与萌发・三大有机物代谢关联】（23-24高一上·山东·阶段检测）中国是最早开始驯化和栽培水稻的国家，水稻种子萌发过程中，种子中储藏的淀粉、蛋白质、脂肪等物质在酶的催化下生成小分子有机物，为新器官的生长和呼吸作用提供原料。下列有关叙述正确的是（    ） A．种子的最适储藏条件是适宜湿度、低温和无氧 B．种子萌发时所需的能量全部由线粒体提供 C．蛋白质、糖类和脂质的代谢可以通过细胞呼吸过程联系起来 D．种子形成过程中，有机物积累迅速时，细胞呼吸会减弱 【答案】C 【分析】种子在萌发时，自由水的含量增多，细胞新陈代谢旺盛，有机物含量减少，种类增多，脱落酸含量减少，细胞分裂素、赤霉素和生长素的含量增加，种子成熟时则相反。成熟的种子储藏前，应晒干水分，然后在低温、低氧、干燥的环境下保存，以降低种子的呼吸作用。 【详解】A、种子储藏应降低种子的呼吸作用，最适贮藏条件是干燥、低温和低氧条件，A错误； B、种子萌发时需要大量的能量，细胞通过呼吸作用释放能量，呼吸作用的场所有细胞质基质和线粒体，种子萌发时所需的能量不都是由线粒体提供，细胞质基质也能提供能量，B错误； C、蛋白质和脂质的代谢可以产生葡萄糖，因此蛋白质、糖类、脂质的代谢都可以通过细胞呼吸过程联系起来，C正确； D、种子形成过程中有机物积累迅速时，细胞呼吸加快，在接近成熟时，细胞呼吸逐渐减慢，D错误。 故选C。 8.【黄豆芽干湿重变化・吸水与光合作用区分】（2023·四川雅安·一模）种子萌发过程中由于细胞呼吸供能会消耗大量有机物。1公斤黄豆干种子通常可发5公斤黄豆芽，下列关于黄豆种子萌发过程的叙述不正确的是（    ） A．黄豆芽重量增加主要是增加了自由水 B．黄豆种子中大量蛋白质水解可使干重增加 C．黄豆芽重量大于黄豆干种子是因为光合作用合成大量有机物 D．黄豆种子成功萌发是基因、植物激素、环境等共同调节作用的结果 【答案】C 【分析】黄豆种子包括种皮和胚两部分，胚由胚轴、胚芽、胚根、子叶组成，子叶中储存有营养物质。 【详解】A、黄豆芽的生发是种子的萌发过程，该过程中黄豆会吸收大量的自由水，因此，黄豆芽重量增加主要是增加了自由水，A正确。 B、黄豆种子中大量蛋白质水解消耗了自由水，此时水中的元素成为氨基酸的组分，因而可使干重增加，B正确。 C、黄豆刚开始萌发时只能进行呼吸作用，不能进行光合作用，因此，黄豆芽重量大于黄豆干种子不是光合作用合成大量有机物导致的，C错误； D、黄豆种子的萌发过程是正常的生命现象，该过程是基因、植物激素、环境等共同调节作用的结果，D正确。 故选C。 9.【PET 同位素示踪・大脑皮层言语区功能】（2023·湖南娄底·模拟预测）人脑的活动与功能是自然界中最复杂的运动形式，解释人类大脑皮层的工作原理成为当代自然科学面临的最大挑战之一。用PET技术对大脑皮层的高级功能进行定位，科学家将葡萄糖用超短“寿命”的放射性同位素标记，制备成放射性示踪剂。通过观察中枢对示踪剂的消耗情况，可以得出大脑皮层各功能区的位置和分布。下列叙述错误的是（    ） A．使用“超短寿命”的同位素适合快速动态研究，减少对人体损害 B．选用葡萄糖制备放射性示踪剂是因为脑主要消耗葡萄糖提供能量 C．当受试者朗读课文时大脑皮层的V区和S区对示踪剂的消耗增加 D．标记物质在人体各种组织的分布与人体不同组织的代谢状态无关 【答案】D 【分析】同位素示踪法，是利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析的方法。 【详解】A、用超短寿命同位素，适合快速动态研究，以减少对人体的损伤，A正确； B、因为脑主要消耗葡萄糖来提供能量，所以应选用葡萄糖制备放射性示踪剂，B正确； C、当受试者朗读课文时大脑皮层的V区和S区活动增强，因此大脑皮层的V区和S区对示踪剂的消耗会大幅度增加，C正确； D、人体不同组织的代谢状态不同，所以这些标记物质在人体各种组织中的分布也不同，如在高代谢的恶性肿瘤组织中分布较多，这些特点能通过图像反映出来，从而可以判断某组织器官的代谢水平以及病变情况，D错误。 故选D。 10.【种子吸水后转录翻译时序・储存 mRNA 利用】（2022·河南信阳·模拟预测）萌发的某种子中的酶有两个来源：一是由干种子中的酶活化而来，二是种子萌发时重新合成。研究发现，当种子萌发时，新的RNA在种子吸水后12h才会开始合成，而蛋白质的合成则在种子吸水后15-20min便可以开始。下列相关叙述正确的是（    ） A．种子萌发过程中有机物的含量和种类均减少 B．干种子中没有自由水，但含有一定量的结合水 C．种子萌发时消耗的能量的根本来源是母体的光合作用 D．种子吸水后20min-12h，其细胞中不进行基因的转录，也不存在翻译过程 【答案】C 【分析】1、细胞中水的存在形式包括自由水和结合水，自由水和结合水的比值与新陈代谢的旺盛程度有关，新陈代谢越旺盛，该比值越高，否则越低。2、基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个步骤，其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA，翻译是以mRNA为模板合成蛋白质，该过程需要mRNA作为模板，需tRNA转运氨基酸，还需要酶、能量和原料（氨基酸）。3、根据题干信息“一是由干燥种子种的酶活化而来”“新RNA在吸水后12h开始合成”可知有些酶、RNA可以在干种子中长期保存。 【详解】A、种子萌发时，有机物分解，获得的有机物的种类增加，A错误； B、干燥的种子有自由水和结合水，只不过自由水的含量比鲜种子低，B错误； C、种子萌发时消耗的有机物根本上来源于母体的光合作用，C正确； D、根据题干信息可知：当种子萌发时，新的RNA在种子吸水后12h才会开始合成，而蛋白质的合成则在种子吸水后15～20min便可以开始。可见种子吸水后20min～12h，其细胞中不进行基因的转录，但存在翻译过程，D错误。 故选C。 11.【蓝藻光合产能源・减缓温室效应应用】（2021·黑龙江哈尔滨·模拟预测）据报道，美国华盛顿大学圣路易斯分校的研究人员找到了一种叫做集胞藻6803（一种单细胞蓝藻）的微生物，其通过光合作用可生产出乙醇、氢、正丁醇、异丁醇和潜在的生物柴油。下列有关描述正确的是（    ） A．集胞藻6803的光反应阶段在类囊体薄膜上进行 B．集胞藻6803是异养兼性厌氧型生物 C．和传统化工技术相比，该技术不需要光也能进行 D．集胞藻6803既有助于减缓全球变暖，又可以提供能源物质 【答案】D 【分析】集胞藻6803通过光合作用可生产出乙醇、氢、正丁醇、异丁醇和潜在的生物柴油是一种自养需氧型单细胞蓝藻，能进行光合作用。集胞藻6803（一种单细胞蓝藻）能通过光合作用可生产出乙醇、氢、正丁醇、异丁醇和潜在的生物柴油，和传统化工技术相比，该技术需要光照才能进行，既有助于减缓全球变暖，又可维持能源供应。 【详解】A、集胞藻6803是一种单细胞蓝藻，无叶绿体，A错误； B、集胞藻6803是一种单细胞蓝藻，能进行光合作用，是自养需氧型生物，B错误； C、集胞藻6803能通过光合作用可生产出乙醇、氢、正丁醇、异丁醇和潜在的生物柴油，和传统化工技术相比，该技术需要光照才能进行，C错误； D、集胞藻6803能通过光合作用可生产出乙醇、氢、正丁醇、异丁醇和潜在的生物柴油，可以既有助于减缓全球变暖，又可维持能源供应，D正确。 故选D。 12.【细胞区室生物膜・产水场所分布】（2021·河南郑州·模拟预测）真核生物的生物膜将细胞内分隔成不同的“区室”，有利于细胞代谢高效、有序地进行，下列关于细胞内的不同“区室”说法正确的是（    ） A．植物细胞的色素分子只储存于双层膜包围成的区域中 B．由双层膜包围而成的区域均既可产生 ATP，也可消耗ATP C．产生水的反应既可发生在双层膜包围的区域，也可发生在无膜包围的区域 D．蛋白质、糖类、核酸、脂质的合成均发生于单层膜围成的区域中 【答案】C 【分析】生物膜系统是指在真核细胞中，细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器，在结构和功能上是紧密联系的统一整体，生物膜系统在成分和结构上相似，在结构和功能上相互联系。细胞中，双层膜的结构有细胞核、线粒体、叶绿体，无膜结构的有中心体和核糖体。 【详解】A、植物细胞的色素除了分布在双层膜的叶绿体中，还分布在单层膜的液泡中，A错误； B、由双层膜包围而成的区域，可以是线粒体、叶绿体 、细胞核，其中细胞核只消耗ATP，不产生ATP，B错误； C、线粒体中有氧呼吸第三阶段可以产生水，叶绿体中进行的光合作用也可以产生水，细胞核中合成DNA也产生水，核糖体无膜包围，在核糖体中氨基酸脱水缩合可形成多肽，C正确； D、蛋白质的合成在核糖体中，核糖体无膜结构，D错误。 故选C。 13.【大豆根瘤共生・固氮与蔗糖转运代谢】（2021·湖北·模拟预测）大豆与根瘤菌是互利共生关系，下图所示为大豆叶片及根瘤中部分物质的代谢、运输途径，请据图回答，有关叙述错误的是（    ） A．催化PGA合成的酶存在于叶绿体类囊体上，催化TP合成蔗糖的酶存在于细胞质基质中 B．根瘤菌固氮产生的NH3可用于氨基酸的合成 C．叶绿体中合成ATP的能量来自光能，根瘤中合成ATP的能量主要源于糖类的分解 D．大多数植物长距离运输的主要有机物是蔗糖而不是葡萄糖，原因之一是蔗糖是非还原糖，性质较稳定 【答案】A 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个过程，光反应发生于类囊体薄膜上，暗反应发生于叶绿体基质中。葡萄糖等还原糖性质较为活泼。 【详解】A、据图所示可知，催化PGA（C3）合成的酶存在于叶绿体基质中； CO2进入叶绿体基质形成PGA，然后PGA被还原，形成TP，TP被运出叶绿体，在细胞质基质中TP合成为蔗糖，可推知催化该过程的酶存在于细胞质基质中，A错误； B、NH3中含有N元素，可以组成氨基酸中的氨基，B正确； C、光合作用的光反应中，叶绿体的色素吸收光能，将ADP和Pi合成为ATP；根瘤菌与植物共生，从植物根细胞中吸收有机物，主要利用糖类作原料进行细胞呼吸，释放能量，合成ATP，C正确； D、葡萄糖是单糖，而蔗糖是二糖，以蔗糖作为运输物质，其溶液中溶质分子个数相对较少，渗透压相对稳定，而且蔗糖为非还原糖，性质较稳定，D正确。 故选A。 14.【结核杆菌原核特征・环状 DNA 与疫苗免疫】（2021·湖北·模拟预测）肺结核为危害人类健康的主要传染病之一，每年的3月24日是“世界防治结核病日”。结核病由结核分枝杆菌引起，最易侵染氧气充足、血液和营养丰富的肺以及骨骼的端部。关于结核杆菌，下列叙述正确的是（    ） A．结核杆菌能以CO2和H2O为原料合成有机物 B．结核杆菌和肺部细胞中都有环状的DNA分子 C．结核杆菌合成并分泌酸性磷酸酶依次经过的细胞结构有核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜 D．卡介苗是由减毒的结核杆菌悬液制成的活疫苗，能被效应T细胞裂解 【答案】B 【分析】结核杆菌是细菌，属于原核细胞，只有核糖体一种细胞器，生活方式为寄生，是异养型生物。 【详解】A、结核杆菌是异养生物，不能以CO2和H2O为原料合成有机物，A错误； B、结核杆菌的拟核和质粒中的DNA，肺部细胞的线粒体中的DNA均为环状的，B正确； C、结核杆菌没有高尔基体和内质网，其合成分泌酸性磷酸酶依次经过的细胞结构有核糖体→细胞质基质→细胞膜→细胞壁，C错误； D、效应T细胞可以与被抗原入侵的宿主细胞密切接触使这些细胞裂解死亡，而不是让抗原（卡介苗）裂解，D错误。 故选B。 15.【细胞物质比值・水、气体、核酸膜蛋白比例判断】（2021·安徽芜湖·模拟预测）下列有关细胞内物质含量比值的关系，正确的是（    ） A．细胞内结合水/自由水的比值，种子萌发时比休眠时高 B．人体细胞内O2/CO2的比值，线粒体内比细胞质基质高 C．体细胞中RNA/DNA的比值，代谢旺盛的细胞比衰老细胞高 D．细胞线粒体膜上蛋白质/脂质的比值，外膜一般比内膜高 【答案】C 【分析】1、细胞中的水包括结合水和自由水，自由水与结合水的比值越大，细胞代谢越旺盛，抗逆性越差，反之，比值越小，细胞代谢越慢，抗逆性越强。 2、线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所，有氧呼吸第二阶段在线粒体基质中进行，该阶段会产生二氧化碳，二氧化碳从线粒体产生后进入细胞质基质；有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行，该过程中氧气从细胞质基质进入线粒体产生水。 【详解】A、种子萌发时，细胞代谢活动旺盛，结合水与自由水的比值低，A错误； B、线粒体是细胞进行有氧呼吸的场所，消耗O2产生CO2，线粒体内O2/CO2比值比细胞质基质的低，B错误； C、代谢旺盛的细胞会进行大量的蛋白质合成，转录的RNA较多，因此代谢旺盛的细胞中RNA与DNA的比值比衰老细胞高，C正确； D、线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，含有较多酶，因此蛋白质/脂质的比值一般大于外膜，D错误。 故选C。 两年重难·情境题 设题创新：多温度多品种马铃薯表格，低温酶活性、一昼夜有机物定量计算（T6）；固氮蓝藻光合固氮冲突，原核光合与水培实验设计纠错（T7）；菠萝 CAM 景天代谢，昼夜 CO₂分区固定，干旱适应机制（T8）；DA-6 生长调节剂遮光/全光双对照，膜损伤 MDA 指标（T12）；施氮+根瘤菌双变量花生多折线，共生固氮与光合联动（T14）。 一、单选题 1.【LED 光照梯度伊乐藻气泡实验・净光合判断】（2026·广东茂名·模拟预测）将一株伊乐藻浸在透明水箱中，统计单位时间内放出的气泡数（O2）作为光合强度指标。当远处的LED灯与水箱距离从80cm缩短到50cm时（第一阶段），光合强度几乎无变化，而监测显示水箱所受光照强度增加了270%；距离从50cm缩短到20cm时（第二阶段），光合强度才随光照强度的增大而增大。第一阶段光合强度几乎无变化的原因是（    ） A．距离大于50cm，光太弱，植物根本不进行光合作用 B．伊乐藻适合在弱光下光合作用，强光则起到抑制效果 C．第一阶段光照强度始终不足，光合速率小于呼吸速率 D．伊乐藻可能还需要利用室外散射光才能进行光合作用 【答案】C 【详解】根据“统计单位时间内放出的气泡数（O2）作为光合强度指标”可知，该实验测量的光合强度为净光合速率，第一阶段测得的光合强度几乎无变化的原因是总光合速率小于呼吸速率，植物对外不能表现出释放氧气；植物在第一阶段可以进行光合作用；根据题意不能推测出伊乐藻适合在弱光下光合作用，强光则起到抑制效果，以及伊乐藻可能还需要利用室外散射光才能进行光合作用。 2.【石斛全天净光合曲线・午休与 CAM 特征区分】（2025·广东·模拟预测）濒危植物重唇石斛具有很高的药用价值和观赏价值。图为某地重唇石斛的净光合速率日变化曲线。下列分析错误的是（　　） A．有机物的积累速率在10：00左右最高 B．重唇石斛在中午存在“光合午休”现象 C．14：00~16：00的光合速率增大是由光强增加引起 D．推测重唇石斛在白天和晚上均能进行部分光合作用 【答案】C 【详解】A、10：00左右净光合速率最大，有机物的积累速率在10：00左右最高，A正确； B、由图可知，中午时，重唇石斛净光合速率处于下降趋势，且较低，是由于该时刻部分气孔关闭存在“光合午休”现象，B正确； C、14：00~16：00的光合速率增大是由CO2浓度升高引起，C错误； D、净光合速率一直大于0，推测重唇石斛在白天和晚上均能进行部分光合作用，D正确。 故选C。 3.【CO2缓冲液密闭装置・C5 含量温度影响】（2026·湖北随州·一模）图甲为光合作用最适温度条件下植物光合速率测定装置图，图乙中a、b为测定过程中某些生理指标相对值的变化。下列说法正确的是（    ） A．如果适当提高温度，其他条件不变，则总光合速率会发生图乙中从a到b的变化，净光合速率可能会发生从b到a的变化 B．若图乙表示图甲完全培养液中SiO44-浓度，由a到b的变化表明了该植物不需要该离子 C．若图甲中的液滴不移动，则该植株叶肉细胞光合速率等于呼吸速率 D．若图乙表示图甲中植物的叶肉细胞内C5的变化，则b到a的变化可能是突然停止光照或者光照减弱 【答案】D 【详解】A、图甲是在光合作用最适温度条件下进行的，如果适当提高温度，其他条件不变，则总光合速率会降低，发生从b到a的变化；呼吸速率有可能升高，从而净光合速率可能降低，发生从b到a的变化，A错误； B、若图乙表示图甲完全培养液中SiO44-浓度，由a到b的变化表明了该植物对SiO44-的吸收速率小于对水分吸收的相对速率或不需要该离子，B错误； C、若图甲中的液滴不移动，则该植株光合速率等于呼吸速率，但叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率，C错误； D、突然停止光照或者光照减弱，产生的NADPH和ATP减少，C3还原受阻，则C5的来路受阻，短时间内去路不变，结果导致其含量下降，D正确。 4.【油菜果皮光合・总光合速率计算】（2024·广东广州·一模）油菜果实发育所需的有机物主要来源于果皮的光合作用，开花36天后果实逐渐变黄，如图表示在适宜条件下油菜果实净光合速率与呼吸速率的变化，据图判断下列说法错误的是（    ） A．24天时果皮细胞光合作用固定CO2的量比第12天时少 B．果实呼吸速率随开花后天数增加而逐渐减弱 C．36天时果皮细胞会从外界环境吸收一定量的O2 D．48天时果皮因光反应减弱导致光合速率减少 【答案】C 【分析】据图可知，油菜果实的呼吸速率逐渐降低，开花36天前净光合速率不变，开花36天后净光合速率降低。 【详解】A、依据图形数据分析，开花24天时的果实实际光合速率约为6.2+2=8.2，开花12天时的实际光合速率为6+3.5=9.5，故开花24天时的果实实际光合速率（光合作用固定CO2的量）低于开花12天时的，A正确； B、从图可得，在实验范围内，随着开花天数的增加，呼吸速率在减弱，B正确； C、由图可知，第36天，果实的净光合作用的速率大于0，光合速率＞呼吸速率，故果皮细胞会向外界环境释放一定量的O2，C错误； D、开花36天后果实逐渐变黄，开花48天的时候，果皮颜色会更黄，叶绿素减少，光反应减弱，光合速率减小，D正确。 故选C。 5.【阳生阴生 P/R 比值・光补偿光饱和点辨析】（2024·广东深圳·二模）红松（阳生）和人参（阴生）均为我国北方地区的植物。如图为两种植物在温度、水分均适宜的条件下，光合作用速率与呼吸速率的比值（P/R）随光照强度变化的曲线图，下列叙述错误的是（　　） A．当光照强度为A时，持续光照一昼夜后人参干重不会增加 B．光照强度大于D时，可能是温度限制了红松P/R值的增大 C．若适当增施含镁的肥料，一段时间后人参的A点左移 D．光照强度为C时，红松和人参的光合速率有可能不同 【答案】B 【分析】题图分析：阳生植物的光饱和点大于人参，说明红松为阳生植物，而人参为阴生植物。 【详解】A、光照强度为A时，对于人参而言，光合作用速率与呼吸速率的比值（ P/R）为1，即光合速率等于呼吸速率，没有有机物的净积累，因此，持续光照一昼夜后人参干重不会增加，A正确； B、光照强度在D点时红松P/R值达到最大，此后随着光照强度的增加，光合速率也不再增加，则此时限制光合速率的因素是光照强度以外的其他因素，即在D点之后，限制红松 P/R值增大的主要外界因素才是CO2，不是温度，因为图示曲线是在最适温度条件下获得的，B错误； C、镁是合成叶绿素的原料，适当增施含镁的肥料，会增加人参叶肉细胞中叶绿素的含量，进而促进光反应，提高光合速率，则在较低的光照强度下就可达到与呼吸速率相等的状态，即一段时间后人参的A点左移，C正确； D、光照强度为C时，红松和人参的P/R相等，由于红松是阳生植物，而人参为阴生植物，因此二者的呼吸速率有差别，进而可推测二者的光合速率有可能不同，D正确。 故选B。 二、解答题 6.【多温度马铃薯一昼夜有机物定量计算大题】（2026·广东深圳·模拟预测）研究人员以克新1号、中薯3号和金山薯三个马铃薯品种为材料，研究温度（5℃、10℃，以20℃为对照）对马铃薯植株光合作用的影响，结果如下表。回答下列问题： 品种及温度 研究项目 20℃ 10℃ 5℃ 克新 1号 中薯 3号 金山薯 克新 1号 中薯 3号 金山薯 克新 1号 中薯 3号 金山薯 黑暗中CO2释放速率 /（mg·h-1） 5.0 4.5 4.1 4.2 4.0 3.7 3.6 3.1 2.9 CO2吸收速率 /（mg·h-1） 17.4 22.9 24.9 17.2 12.7 12.2 - 7.5 - 注：“-”表示测得数值太小，误差太大，无法得到有效数字。 (1)马铃薯叶肉细胞中，光合作用光反应阶段发生在_____（填具体场所），该阶段可为暗反应提供_____等物质。当达到某一光照强度时，光合速率不再随光照强度的增强而增大，该光照强度被称为光饱和点。推测金山薯在10℃时的光饱和点_____（填“大于”“小于”或“等于”）20℃时的光饱和点。 (2)据表分析，黑暗条件下不同品种马铃薯在5℃时CO2释放速率都较20℃时低，原因是_____。适宜光照下，若给马铃薯植株提供H218O，一段时间后其体内会出现（CH218O），用箭头和对应物质写出由H218O最终生成（CH218O）的过程：_____。 (3)在10℃条件下每天给予克新1号适宜光照10h，一昼夜后环境中CO2的减少量为_____mg。据表分析，适合在冬春低温环境下种植的品种是_____。 【答案】(1) 类囊体薄膜 NADPH和ATP 小于 (2) 黑暗条件下CO2释放速率可表示呼吸作用强度，5℃时温度更低，与呼吸作用有关酶的活性相较于20℃更弱，因此呼吸强度更低 H218O→C18O2→C3→C6H1218O6→（CH218O） (3) 113.2 中薯3号 【详解】（1）马铃薯叶肉细胞中，光合作用光反应阶段发生在叶绿体类囊体薄膜，该阶段可为暗反应提供NADPH和ATP等物质。当达到某一光照强度时，光合速率不再随光照强度的增强而增大，该光照强度被称为光饱和点。分析表中数据可知，金山薯在20℃时的光合作用强度更高，可推测金山薯在10℃时的光饱和点小于20℃时的光饱和点。 （2）黑暗条件下CO2释放速率可表示呼吸作用强度5℃时温度更低，与呼吸作用有关酶的活性相较于20℃更弱，因此呼吸强度更低。为植物叶片提供H218O，有氧呼吸的第二阶段，含18O的水会进入二氧化碳中，二氧化碳参与光合作用的暗反应过程进入有机物中，进而进入块根中，因此，马铃薯的糖类会含18O，则该元素的转运过程为H218O→C18O2→C3→C6H1218O6→（CH218O）。 （3）分析表中10℃条件下克新1号的相关数据可知，克新1号呼吸速率为4.2（mg⋅h−1），光合速率为4.2+17.2=21.4（mg⋅h−1），因此在每天给予克新1号适宜光照10h条件下，一昼夜后环境中CO2的减少量为21.4×10-4.2×24=113.2（mg⋅h−1）.分析表中数据可知，适合在冬春低温环境下种植的品种是中薯3号。 7.【固氮蓝藻光合固氮冲突・水培实验纠错】（2026·广东广州·二模）固氮蓝细菌固氮能力强，施用后能够提高土壤肥力和促进作物产量，固氮蓝细菌整体进行有氧呼吸，由于固氮酶对氧气高度敏感，所以在固氮时段创造局部或暂时的无氧条件，以兼容固氮酶活性与有氧代谢需求。科学工作者通过选择培养基从不同水稻土中分离、培养出高效固氧蓝细菌d389-10，利用该菌株开展水稻水培试验，实验结果如下表，请回答下列问题。 表1 菌株d389-10对水稻幼苗生长的影响（水培试验） 指标 对照组（CK） 接种d389-10 株高（cm） 9.43 11.54 根长（cm） 9.76 15.1 茎叶干重（mg/株） 34.4 50.87 根干重（mg/株） 22.47 38.87 整株干重 56.87 89.73 (1)固氮蓝细菌与水稻的光合作用过程不同点有________________（答2点）。 (2)固氮蓝细菌在固氮时段，其光合作用强度、呼吸作用强度及净光合作用大小变化依次是________。 (3)根据表1的结果，可得出的结论是________________，推测其原因可能是________________。 (4)某同学开展探究菌株d389-10对水稻幼苗生长的影响的水培试验方案如下： 步骤1：选取2粒水稻种子放入无菌三角瓶中，80℃消毒处理5min。 步骤2：将种子摆放在有湿润滤纸的玻璃培养皿中，在10℃恒温黑暗培养箱中催芽。 步骤3：一周后，将水稻幼苗移入1.5mL离心管中，这些管子预先减去底部0.5cm并插在水培桶上方的塑料透明板上。每个水培桶中倒入300mL的无菌、含氮培养液。并在每个桶事先插好的离心管中各移栽1棵水稻幼苗。试验设置接种和不接种2个处理。接种处理是一次性加入0.02g新鲜的蓝细菌接种物（含水量90%左右），未接种的加入同样体积的无菌水。 步骤4：所有水培桶均置于10℃恒温光照培养箱中光暗交替（14h∶10h）培养。 步骤5：4周后测定水稻幼苗的株高、根长、茎叶干重和根干重。 该实验方案错误的地方有________________（答3点）。 【答案】(1)固氮蓝细菌无叶绿体，水稻有叶绿体；固氮蓝细菌含有藻蓝素和叶绿素，水稻有叶绿素和类胡萝卜素 (2)下降、上升、下降 (3) 接种菌株d389-10可显著提升水稻幼苗株高、根长以及各部分干重，明显促进水稻幼苗生长 菌株d389-10具备生物固氮能力，能将空气中不能被植物利用的N2固定为含氮化合物，提升水培体系氮元素含量，改善水稻氮素供应，氮是合成叶绿素、酶、核酸的必需元素，充足氮源促进水稻细胞分裂与有机物积累，加快生长 (4)错误1：每组只选用2粒水稻种子，样本数量太少； 错误2：催芽与幼苗培养温度均设置为10℃； 错误3：培养液选用含氮培养液 【详解】（1）氮蓝细菌属于原核生物，没有叶绿体、线粒体等具膜细胞器，光合色素（叶绿素+藻蓝素）分布在细胞膜折叠形成的光合片层上；水稻是高等真核植物，光合作用完整场所是叶绿体，光合色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素，不含藻蓝素。 （2）固氮酶对氧气高度敏感，固氮时段营造局部无氧或低氧环境。氧气偏低会抑制光反应中水的光解与电子传递，固氮蓝细菌光反应速率下降，整体光合作用强度下降；该菌整体进行有氧呼吸，环境缺氧使有氧呼吸受抑制，细胞启动无氧呼吸代偿，总呼吸强度上升；净光合作用大小=总光合作用强度−呼吸作用强度，总光合作用强度减小、总呼吸作用强度增大，因此净光合作用强度下降。 （3）对比表格全部数据，接种组株高、根长、茎叶干重、根干重、整株干重数值全都显著高于空白对照组，说明该菌株对水稻幼苗生长有明显促进效果，即接种菌株d389-10可显著提升水稻幼苗株高、根长以及各部分干重，明显促进水稻幼苗生长，推测其原因为菌株d389-10具备生物固氮能力，能将空气中不能被植物利用的N2固定为含氮化合物，提升水培体系氮元素含量，改善水稻氮素供应，氮是合成叶绿素、酶、核酸的必需元素，充足氮源促进水稻细胞分裂与有机物积累，加快生长。 （4）对照实验应遵循重复、适宜条件、单一变量四大原则，故该实验方案错误的地方有： 错误1：每组只选用2粒水稻种子，样本数量太少，实验偶然性太大，无法排除个别种子自身发育不良对实验结果的干扰，缺少平行重复实验； 错误2：催芽与幼苗培养温度均设置为10℃，水稻种子萌发、幼苗生长适宜温度在25℃左右，10℃低温会抑制酶活性，阻碍种子萌发和幼苗正常生长； 错误3：培养液选用含氮培养液，对照组培养液本身已有氮源，无法体现菌株固氮补充氮素、促生长的实验原理，应使用缺氮培养液。 8.【菠萝 CAM 昼夜分区固碳・干旱适应机制大题】（25-26高三·全国·二轮复习）广东省徐闻县盛产菠萝，有“菠萝的海”美誉。在进化过程中，菠萝形成了如下图所示的特殊光合作用机制，能适应干旱高温的生长环境。    回答下列问题： (1)据图可知，能与CO2结合的物质有_________。用14C标记环境中的CO2，则菠萝利用其合成（CH2O）过程中，14C的转移途径为_________。 (2)参与卡尔文循环的CO2的来源包括_________。菠萝将CO2固定与卡尔文循环在时间上分隔的意义是________，从而适应干旱高温的环境。 (3)菠萝心腐病是由疫霉属真菌引起的土传病害，严重影响菠萝产量。芽孢杆菌是农业上常用的一种促进农作物生长发育、提高土壤抗病性的生防菌。某团队通过田间实验，研究不同施肥方式对心腐病、土壤化学性质及根际土壤细菌多样性的影响，结果如下表所示。 施肥方式 发病率/% 致病菌数量 /（logCFU·g-1） pH 有机物质 /% 土壤微生物群落物种多样性 CK 17.33 3.83 4.93 0.12 4.2 YJ 15.00 3.71 6.02 0.31 4.6 KN 7.67 3.15 5.76 0.52 4.8 KY 11.67 3.23 6.10 0.72 5.9 【注】CK：化肥处理；YJ：普通有机肥处理；KN：羊粪有机肥+泥炭土+枯草芽孢杆菌；KY：羊粪有机肥+椰糠+枯草芽孢杆菌 ①根据实验结果可知，预防心腐病效果最好的施肥方式是__________（填“CK”“YJ”“KN”或“KY”）。为进一步研究芽孢杆菌提高土壤抗病性的原理，研究人员可作出的假设是_________，进而抑制疫霉属真菌数量。 ②要验证①所提出的假设，接下来的研究方向是__________。 【答案】(1) 磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）、C5 14CO2→草酰乙酸→苹果酸→14CO2→14C3→（14CH2O） (2) 苹果酸分解释放，细胞呼吸作用产生 保证光合作用正常进行、减少水分蒸发 (3) KN 枯草芽孢杆菌可提高土壤的pH和土壤中微生物的多样性 探究土壤pH对疫霉属真菌的影响（或探究土壤中微生物与疫霉属真菌的关系）（与①的假设匹配且合理即可） 【分析】菠萝的特殊光合作用机制是夜晚气孔开放，吸收二氧化碳并转化为苹果酸储存起来，白天气孔关闭，将夜晚储存的苹果酸分解形成二氧化碳参与卡尔文循环，正常进行光合作用，这是菠萝抵抗干旱高温胁迫的特殊光合作用机制。 【详解】（1）分析题图可知，CO2能与磷酸烯醇式丙酮酸结合转化为草酰乙酸，CO2还能参与卡尔文循环，与C5结合生成C3。菠萝的特殊光合作用机制是夜晚气孔开放，吸收二氧化碳并转化为苹果酸储存起来，白天气孔关闭，将夜晚储存的苹果酸分解形成二氧化碳参与卡尔文循环，因此用14C标记环境中的CO2，则菠萝利用其合成（CH2O）过程中，14C的转移途径为14CO2→草酰乙酸→苹果酸→14CO2→14C3→（14CH2O）。 （2）分析题图并结合细胞代谢可知，参与卡尔文循环的CO2的来源包括苹果酸分解释放，细胞呼吸作用产生。菠萝将CO2固定与卡尔文循环在时间上分隔是对所处环境的适应过程，保证光合作用正常进行、减少水分蒸发，有利于菠萝抵抗干旱高温胁迫。 （3）①分析题图可知，KN处理后菠萝心腐病的发病率最低，预防心腐病效果最好。为进一步研究芽孢杆菌提高土壤抗病性的原理，研究人员可作出的假设是枯草芽孢杆菌可提高土壤的pH和土壤中微生物的多样性。 ②要验证①所提出的假设，接下来的研究方向是探究土壤pH对疫霉属真菌的影响。 9.【遮阴梯度国槐光合・次生演替综合】（2025·广东湛江·一模）国槐是重要行道树树种之一。为研究遮阴对国槐幼苗光合作用的影响，设置自然光对照（CK）、遮阴10%（S1）、遮阴20%（S2）、遮阴30%（S3）、遮阴40%（S4）共5组进行相关实验，培养一段时间后测定结果如表所示。请回答下列问题： 组别 叶绿素含量/相对值 气孔导度/相对值 净光合速率/相对值 CK 0.62 0.24 10.43 S1 0.72 0.27 10.52 S2 0.83 0.29 12.75 S3 0.76 0.27 11.39 S4 0.59 0.25 9.48 (1)光照条件下，国槐叶肉细胞中产生ATP的场所有______，光合作用时能量的转化过程是______（用箭头和文字表示）。 (2)本实验的自变量是______，与CK组相比，S1组国槐幼苗CO2固定量______（填“增多”或“减少”），从光合作用的过程分析，其原因是______。 (3)实验表明遮阴程度与国槐幼苗净光合速率的关系是______。若想确定最合适的遮阴程度，应在该实验的基础上，在遮阴程度为______的范围内进一步进行实验。 (4)若要得到国槐幼苗的真正光合速率，要对呼吸速率进行测定，测定国槐幼苗呼吸速率的实验思路为______。 (5)某林区曾是一片河滩荒地，园林部门秉承生态优先理念，栽植刺槐、榆树、桑树等树木，将河滩荒地变身生态屏障，其演替类型属于______，人类活动往往可以改变群落演替的______。 【答案】(1) 叶绿体、细胞质基质、线粒体 光能→ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 (2) 遮阴程度（合理即可） 增多 S1组叶绿素含量增加，促进光反应阶段的进行；气孔导度增大，给叶肉细胞提供的增多，促进暗反应阶段的进行 (3) 在一定范围内，随着遮阴程度增大净光合速率先上升后下降 10%～30% (4)在黑暗条件下，测量国槐幼苗单位时间内氧气的消耗量或二氧化碳的释放量 (5) 次生演替 速度和方向 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP的生成，暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。 【详解】（1）光照条件下，国槐叶肉细胞中能进行光合作用和呼吸作用，所以产生ATP的场所有叶绿体、细胞质基质、线粒体； 光合作用时能量的转化过程是光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能再转化为有机物中稳定的化学能。 （2）根据题干信息可知，本实验是研究遮阴对国槐幼苗光合作用的影响，设置自然光对照（CK）、遮阴10%（S1）、遮阴20%（S2）、遮阴30%（S3）、遮阴40%（S4）共5组进行相关实验，故本实验的自变量是遮阴程度； 与CK组相比，在S1组遮光条件下，国槐幼苗的气孔导度增大，给叶肉细胞提供的CO2增多，促进光合作用暗反应阶段的进行；叶绿素含量增加，促进光合作用光反应阶段的进行，故与CK组相比，S1组国槐幼苗CO2固定量更高。 （3）分析表格中数据可知，在一定范围内，随着遮阴程度增大净光合速率先上升后下降，故若想确定最合适的遮阴程度，应在该实验的基础上，在遮阴程度为10%～30%的范围内进一步进行实验。 （4）测量植物的呼吸速率，需要排除光合速率对氧气和二氧化碳浓度的影响，所以需要将国槐幼苗置于黑暗密闭环境中，测量单位时间内氧气的消耗量或二氧化碳的释放量。 （5）该林区曾是一片河滩荒地，园林部门秉承生态优先理念，栽植刺槐、榆树、桑树等树木，将河滩荒地变身生态屏障，因为保留了原有的土壤条件，甚至保留了植物的种子或其他繁殖体，所以演替类型是次生演替，这说明人类活动往往可以改变群落演替的方向和速度。 10.【白化安吉白茶碳汇・立体农业应用】（2025·广东佛山·二模）农业碳汇是指通过改善农业管理、改变土地利用方式、育种技术创新、植树造林等方式，吸收大气中的二氧化碳的过程、活动或机制，是在“碳达峰”“碳中和”背景下，实现乡村振兴和生态保护的一种新兴模式。茶园碳汇主要有两部分：一是茶树生长过程中通过光合作用吸入二氧化碳放出氧气；二是来自茶园种植管理，通过施用有机肥、种植绿肥、废弃枝叶还田等低碳生产行为改良土壤，提高土壤有机质，从而提高土壤碳汇水平。“叶白、脉绿、香郁、味醇”的安吉白茶为绿茶类变异品种，对温度敏感，呈现阶段性反白现象（春季温度低于23℃时叶绿素合成受影响，产生白化现象，气候回暖时白化减弱，“复绿”之后与普通绿茶无异）。对安吉白茶阶段性白化过程的数据监测如表所示。回答下列问题： 时期 总叶绿素含量（mg/g） 气孔张开程度 （mol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度 （μmol·mol-1） 净光合速率 （μmol·m-2·s-1） 白化前期 0.3 0.05 250 2.1 白化中期 0.28 0.07 240 4 白化期 0.18 0.06 245 3.2 复绿前期 0.32 0.08 225 5.7 复绿中期 0.4 0.09 200 7 (1)茶树属于生态系统组成成分中的________，茶树影响环境中的碳一氧平衡，体现了生物多样性的________价值。 (2)茶叶叶片白化与复绿过程中叶绿素的含量变化明显，在光合作用过程中这些色素主要吸收________（光谱范围）。复绿前期至全绿期，叶绿素含量增加明显，这可能与茶树体内________（植物激素）的增多有关。 (3)白化期茶树净光合速率较低，这与气孔的关系不大，判断的依据是________。根据表中数据并不能判断茶树在不同时期真正光合速率的变化，原因是________。 (4)茶树根系较浅、植株矮而耐阴；板栗根系较深、植株高且喜光。据此分析板栗—茶树立体农业的优点是________（至少写两点）。 【答案】(1) 生产者 间接 (2) 蓝紫光和红光 细胞分裂素 (3) 根据表中数据可以看出，白化期气孔张开程度较低，但胞间CO2浓度较高，并不是气孔影响了CO2供应导致净光合速率较低 净光合速率的变化既受到真正光合速率变化的影响，也与细胞呼吸速率等有关 (4)两种植物的根系深浅搭配，能够合理地利用不同层次土壤内的水分和无机盐；两种植物的高矮结合，充分利用了不同层次的光能，提高了光能的利用效率 【分析】生物多样性的价值直接价值：对人类有食用、药用和工业原料等实用意义，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值；间接价值：对生态系统起重要调节作用的价值（生态功能）；潜在价值：目前人类不清楚的价值。 【详解】（1）茶树可以进行光合作用，能将无机物转化为有机物，属于生态系统组成成分中的生产者；茶树影响环境中的碳—氧平衡，这对生态系统的稳定和功能起到了重要作用，体现了生物多样性的间接价值。 （2）在光合作用过程中，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光；复绿前期至全绿期，叶绿素含量增加明显，这可能与茶树体内细胞分裂素的增多有关，细胞分裂素能促进细胞分裂和叶绿素的合成。 （3）根据表中数据可以看出，白化期气孔张开程度较低，但胞间CO2浓度较高，并不是气孔影响了CO2供应导致净光合速率较低，因此白化期茶树净光合速率较低，这与气孔的关系不大。表中只给出了净光合速率的数据，而真正光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率，净光合速率的变化既受到真正光合速率变化的影响，也与细胞呼吸速率等有关，由于不知道各时期的呼吸速率，所以无法计算真正光合速率，因此根据表中数据并不能判断茶树在不同时期真正光合速率的变化。 （4）茶树根系较浅、植株矮而耐阴，板栗根系较深、植株高且喜光，两种植物的根系深浅搭配，能够合理地利用不同层次土壤内的水分和无机盐；两种植物的高矮结合，充分利用了不同层次的光能，提高了光能的利用效率，提高经济效益，可同时收获板栗和茶叶等。 11.【干旱胁迫决明子色素与热耗散 NPQ 分析】（24-25高三上·广东揭阳·阶段检测）某科研团队以药用草本植物决明子为实验材料，研究不同程度干旱胁迫对其光合作用的影响，结果如下表。 处理 叶绿素含量相对值 净光合速率/[μmol/（m2·s）] 气孔导度/[ mol/（m2·s）] 胞间CO₂浓度/（μmol/ mol） 光能转化效率 NPQ 对照 57.1 8.0 0.156 301.5 0.77 0.32 轻度干旱 49.0 3.9 0.058 278.3 0.71 0.41 重度干旱 47.8 2.8 0.031 259.4 0.68 0.46 注：NPQ （非光化学淬灭系数） 可反映植物以热耗散的方式耗散光能的能力。 请回答下列问题： (1)测定叶绿素含量时，先用_____（填试剂） 提取色素，再测量色素溶液对_____光的吸收值，进而估算出叶绿素的含量。 (2)干旱胁迫对决明子净光合速率的影响总体表现为_____（填“增强”或“抑制”），该研究中净光合速率的观察指标为_____（写出一种即可）。 (3)干旱胁迫下，植物在_____阶段将光能转化为化学能的能力下降，此阶段合成的_____等物质减少；干旱胁迫引起NPQ 上升对决明子是有利的，原因是_____。 【答案】(1) 无水乙醇 红 (2) 抑制 单位时间内氧气的释放量或二氧化碳的吸收量或者是有机物的积累量 (3) 光 ATP、NADPH 过量光能会损伤植物，植物更多地将未转换的光能以热耗散的方式释放，减少对植物的损伤 【分析】光合作用：①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP和NADPH的生成；②暗反应场所在叶绿体的基质，发生CO2的固定和C3的还原，消耗ATP和NADPH。 【详解】（1）叶绿体中的色素属于脂溶性色素，可用无水乙醇提取；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类活萝卜素主要吸收蓝紫光，测量色素溶液对红光的吸收值，可估算出叶绿素的含量。 （2）据表可知，随着旱情加重，决明子净光合速率下降，说明干旱胁迫对决明子净光合速率的影响总体表现为抑制，该研究中净光合速率的观察指标可以是单位时间内氧气的释放量或二氧化碳的吸收量或者是有机物的积累量。 （3）干旱胁迫下，植物在光阶段将光能转化为化学能的能力下降，此阶段合成的ATP和NADPH等物质减少；干旱胁迫引起NPQ 上升对决明子是有利的，因为过量光能会损伤植物，植物更多地将未转换的光能以热耗散的方式释放，减少对植物的损伤。 12.【DA-6 调节剂遮光/全光对照・膜损伤 MDA 指标大题】（25-26高三上·山东菏泽·阶段检测）二烷基氨基乙磺酸酯（DA-6）是一种新型的叔胺类植物生长调节剂。某科研小组研究了DA-6对不同光照强度下草莓光合作用的影响，结果如下表。回答下列问题： 组别 处理 光合速率 [μmol/（m2·s）] 气孔导度 [μmol/（m2·s）] 胞间CO2浓度处理 [μmol/（m2·s）] Rubisco活性 [μmol/（m2·s）] 丙二醛（MDA） [μmol/（m2·s）] ① 不遮光+清水 10.1 0.16 260 38.2 2.12 ② 不遮光+DA-6 15.2 0.24 255 42.1 1.98 ③ 遮光+清水 8.3 0.14 278 25.3 2.74 ④ 遮光+DA-6 14.4 0.23 269 35.7 2.35 注：气孔导度表示气孔张开的程度。Rubisco是固定CO2关键酶；丙二醛（MDA）是膜脂过氧化产物，其含量与生物膜受损程度呈正相关。 (1)草莓细胞叶绿体中合成糖类的场所是______。叶绿体中的NADPH和线粒体中的NADH都属于还原剂，两者还原的底物分别是_____。一般一定范围内提高光照强度可以促进糖类的合成，原因是_____。 (2)推测DA-6处理可提高不同光照强度下草莓叶片的光合速率，其中，_____对（填“遮光”或“不遮光”）条件下的作用更为显著；根据实验数据推测，DA-6可能是通过______从而提高草莓叶片光合作用的暗反应速率，加快光合速率。 (3)推测DA-6______（填“能”或“不能”）作用于草莓叶片的光反应阶段来缓解弱光带来的不利影响，理由是______。 【答案】(1) 叶绿体基质 C3和O2 光照强度增强，光反应产物ATP和NADPH增多，加快暗反应（C3的还原），有利于糖类合成 (2) 遮光 增大气孔导度，增加CO2吸收量，同时能提高Rubisco活性 (3) 能 DA-6处理组丙二醛（MDA）的含量明显降低，能缓解叶绿体类囊体薄膜的损伤，从而缓解弱光带来的不利影响 【分析】影响光合作用的外因包括二氧化碳浓度、光照、温度、矿质元素、水等，二氧化碳通过影响光合作用的暗反应阶段影响光合作用，光照强度通过影响光反应进而影响光合作用，温度通过影响酶活性而影响光合作用。 【详解】（1）在光合作用中，草莓细胞叶绿体中合成糖类的过程是暗反应，暗反应的场所是叶绿体基质。叶绿体中的NADPH用于暗反应中三碳化合物的还原；线粒体中的NADH是有氧呼吸第三阶段的还原剂，其还原的底物是氧气。一定范围内升高光照强度，光反应增强，光反应产物ATP和NADPH增多，加快暗反应（C3的还原），有利于糖类合成。 （2）据表格数据分析可知，DA-6处理可提高不同光照条件下草莓叶片的光合速率（②组光合速率＞①组；④组光合速率＞③组），其中遮光条件下光合速率增加的幅度大于不遮光条件下，所以DA-6处理对遮光条件下的作用更为显著。对比表格数据可知，DA-6可能是通过增大气孔导度，增加二氧化碳吸收量，或提高Rubisco活性，从而提高草莓叶片光合作用的暗反应速率，加快光合速率。 （3） 丙二醛是膜脂过氧化产物，其含量与生物膜受损程度呈正相关，由表格数据可知，DA-6处理组丙二醛（MDA）的含量明显降低，能缓解叶绿体类囊体薄膜的损伤，从而缓解弱光带来的不利影响，所以推测DA - 6能作用于草莓叶片的光反应阶段来缓解弱光带来的不利影响。 13.【干旱花生叶绿素胞间 CO2折线分析】（2025·广东佛山·一模）花生是我国主要油料作物之一，富含多种营养成分。甲品种是油食兼用性中间型花生，具有抗旱耐涝、适应性强、高产潜力大等优点，而乙品种为普通型花生。为了推广甲品种花生的种植区域，科研人员以两品种的室内盆栽植株作为实验材料，在中度干旱土壤条件下开展实验，结果如图所示。回答下列问题： (1)花生叶片细胞的叶绿素存在于________，实验提取叶片中的色素常用试剂是________，获取滤液后测定其对红光的吸光率，从而计算叶绿素的含量，结合不同色素对光的吸收情况分析，选择“红光”的原因是________。 (2)据图分析可知，干旱条件对两品种花生植株叶绿素含量的影响是________。 (3)有观点认为乙品种植株第20天与第10天对比，净光合速率降低的主要原因是干旱会导致气孔导度下降。据图分析该观点合理吗？________，理由是_______。 (4)进一步研究发现，到第50天时乙品种植株的净光合速率降为0，此时乙品种植株叶肉细胞的光合速率________（填“大于”“小于”或“等于”）呼吸速率。同时测得此时甲品种植株的净光合速率大于乙品种植株，甲品种植株根细胞内的可溶性氨基酸含量比乙品种植株的含量高。据此推测甲品种植株可减小干旱胁迫对水分吸收影响的机制是_______。 【答案】(1) 叶绿体的类囊体薄膜 无水乙醇 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 (2)随着实验天数的增加，两品种花生的叶绿素含量都降低，且乙品种组的叶绿素含量降低幅度较甲品种组的大 (3) 不认同 若因为气孔导度下降导致净光合速率降低，胞间二氧化碳浓度应当降低，但实验结果为与第10天时相比，第20天时乙品种花生植株的胞间二氧化碳浓度更高 (4) 大于 甲品种植株可能通过增加根细胞内的可溶性氨基酸含量，从而增大根的细胞液浓度，提升植株根系的吸水能力 【分析】由图1可知，乙品种的叶绿素含量低于甲品种，根据图2可知，随着培养天数增加，乙品种的胞间CO2浓度大于甲品种，根据图3可知，随着培养天数的增加，乙品种的净光合速率降低的幅度大于甲品种。 【详解】（1）光合色素（包括叶绿素）主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上，是光反应的场所。叶绿素等光合色素易溶于有机溶剂，无水乙醇是提取叶片色素的常用试剂。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，选择红光可减少类胡萝卜素的干扰，更精准测定叶绿素对光的吸收效率。 （2）随着实验天数的增加，两品种花生的叶绿素含量均降低，且乙品种的叶绿素含量降低幅度比甲品种更大（从第一个折线图可直接观察到乙的下降趋势更明显）。 （3） 若气孔导度下降导致净光合速率降低，胞间CO₂浓度应随气孔关闭而降低，但实验结果显示：第20天乙品种的胞 CO₂浓度比第10天更高，与 “气孔导度下降” 的推论矛盾，因此不认同该观点。 （4）乙品种整株净光合速率为 0（净光合 = 光合 - 呼吸），但叶肉细胞是主要光合器官，需为根、茎等非光合器官提供有机物，因此叶肉细胞的光合速率大于自身呼吸速率。甲品种通过增加根细胞内的可溶性氨基酸含量，增大根的细胞液浓度，提升根系的吸水能力。细胞液浓度越高，渗透压越大，吸水能力越强，从而缓解干旱胁迫对水分吸收的影响。 14.【磷梯度甘蔗光合・叶绿素气孔导度表格】（2025·广东深圳·二模）甘蔗是我国南方重要的糖料作物。为研究磷元素对两个甘蔗品种（简称R和Y）光合作用及生长的影响，研究人员设置无磷、低磷和高磷三组处理进行实验，测定部分指标如下表。 品种 供磷水平 净光合速率(μmol·m−2·s−1) 叶绿素总量(mg·g−1) 气孔导度(mol·m−2·s−1) R 无磷 10.31 16.65 0.07 Y 6.32 16.89 0.04 R 低磷 15.70 18.93 0.15 Y 11.25 16.31 0.13 R 高磷 17.60 21.60 0.14 Y 12.23 18.89 0.12 注：气孔导度越大，气孔开放程度越高 回答下列问题： (1)植物体缺磷常表现为生长发育不正常，这说明_________________________。在作物光合作用过程中，H+与氧化型辅酶Ⅱ结合，形成的___________含有磷元素。 (2)与无磷组相比，低磷和高磷组品种R的净光合速率较高，推测原因可能是：①叶绿素总量增加，可以转化更多光能；②_________________________，可以________________。 (3)不同组别呼吸速率基本一致的情况下，从光合作用整体性的角度并结合表格数据，推测整个实验过程中低磷组品种Y的光反应强度_____（填“大于”、“小于”或“等于”）无磷组，判断的理由是__________________________。 (4)某兴趣小组抽样检测甘蔗叶绿素总量时，为提高数据的可信度，在选择甘蔗叶片进行测定时，合理的处理是_________________________________。 【答案】(1) P对于植物正常的生长发育是必不可少的 还原型辅酶II（NADPH） (2) 气孔导度增加 吸收更多CO2 (3) 大于 品种Y的净光合速率高，光反应强 (4)随机取样并重复测定 【分析】光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。呼吸作用一般指机体将来自环境的或细胞自己储存的有机营养物的分子（如糖类、脂类、蛋白质等），通过一步步反应降解成较小的、简单的终产物（如二氧化碳、乳酸、乙醇等）的过程。光合与呼吸的差值可用净光合速率来表示，具体指标可以是氧气释放量、二氧化碳吸收量、有机物积累量等。 【详解】（1）植物体缺磷常表现为生长发育不正常，这说明P对于植物正常的生长发育是必不可少的；H+与氧化型辅酶Ⅱ结合，形成的NADPH，元素组成为C、H、O、N、P，含有磷元素。 （2）与无磷组相比，低磷和高磷组品种R的气孔导度增加，气孔是CO2的通道，可以吸收更多CO2，因此低磷和高磷组品种R的净光合速率较高。 （3）品种Y的净光合速率高，光反应强，推测整个实验过程中低磷组品种Y的光反应强度大于无磷组。 （4）为提高数据的可信度，在选择甘蔗叶片进行测定时，需随机取样并重复测定。 15.【施氮 + 根瘤菌双变量花生・共生固氮光合联动大题】（2025·广东江门·一模）花生生长所需的氮素除来源于土壤和肥料外，还包括根瘤固氮。氮素供应对花生产量具有重要影响。为优化花生的施氮策略，探索绿色有效的增产途径，科研人员研究不同氮肥施用量（N0、N45、N75、N105、N135、N165，数值代表施氮量，单位：kg/hm2）和不同拌种处理（蒸馏水拌种W、根瘤菌剂拌种R）对花生产量的影响，部分研究结果见图。 回答下列问题： (1)实验发现，在各施氮水平下，R处理的花生植株氮素积累量均高于W处理。据图a分析原因是：施氮会_______花生结瘤，R处理可_______。 (2)分析图7b、c、d可知，一定范围内提高施氮水平有利于叶绿素合成，从而______，供暗反应阶段利用；施氮量超过N135时，限制净光合速率上升的原因有_______。 (3)花生在W和R处理下，配合适宜的施氮量均能获得高产。从绿色有效的角度综合选择最优的施氮策略并说明理由：______。 【答案】(1) 抑制 增强根瘤固氮能力 (2) 生成更多的NADPH和ATP 叶绿素含量下降，Rubisco酶的活性下降，光合作用速率降低 (3)选择N105kg/hm2与R处理。理由是：施氮肥浓度为N105kg/hm2时，花生单株产量最高，且能减少氮肥的使用量从而节约肥料和减少氮肥污染环境 【分析】光合作用分为两个阶段进行，在这两个阶段中，第一阶段是直接需要光的称为光反应，第二阶段不需要光直接参加，是二氧化碳转变为糖的反过程称为暗反应。光合作用在叶绿体中进行，光反应的场所位于类囊体膜，暗反应的场所在叶绿体基质。光反应的发生需要叶绿体类囊体膜上的色素、酶参与。光合作用和呼吸作用是植物两大重要的代谢反应，光合作用与呼吸作用的差值称为净光合作用。 【详解】（1）从图7a可以看出，随着施氮量的增加，花生结瘤数呈现先减少增加的趋势。所以在一定范围内，施氮会减少花生结瘤。已知在各施氮水平下，R处理（根瘤菌剂拌种）的花生植株氮素积累量均高于W处理（蒸馏水拌种）。因为根瘤菌能与花生共生形成根瘤进行固氮，所以R处理可增强根瘤固氮能力 （2）图7b、c、d表明在一定范围内提高施氮水平有利于叶绿素合成。叶绿素主要吸收光能，将光能转化为活跃的化学能，所以叶绿素增多能为光反应提供更多的色素，从而吸收更多的光能，光反应阶段生成更多的NADPH和ATP，供暗反应阶段利用，净光合速率 = 总光合速率 - 呼吸速率。从图中可以看出，施氮量超过N135时，叶绿素含量下降，Rubisco酶的活性下降，总光合速率下降，所以限制了净光合速率上升的原因是叶绿素含量下降，Rubisco酶的活性下降。 （3）从绿色有效的角度考虑，既要保证高产又要减少资源浪费和环境污染。从图中可以看出，施氮肥浓度为N105kg/hm2时，花生单株产量最高，且能减少氮肥的使用量从而节约肥料和减少氮肥污染环境。 三年真题·压轴题 设题创新：Rubisco 核基因小亚基+叶绿体大亚基组装，低光暗反应不限制曲线重合陷阱（T3）；黄绿叶突变体叶绿素/呼吸双变量，高低光净光合反转图像分析（T4）；厌氧梭菌 CO₂工业废气发酵，PCR 载体标记基因工程融合（T5）；珊瑚-虫黄藻共生光合呼吸比，升温藻密度双向变化柱状图（T8）；三种沉水植物光饱和曲线+氮磷去除双图表，C4 碳浓缩对照实验设计（T11）。。 一、单选题 1．（2025高考安徽卷生物真题试卷）关于“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验，下列叙述错误的是（    ） A．用打孔器打出叶圆片时，为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉 B．调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离，以进行对比实验 C．用化学传感器监测光照时O2浓度变化，可计算出实际光合作用强度 D．同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同，可能与其接受的光照强度不同有关 【答案】C 【分析】该实验的原理是：当叶圆片抽取空气沉入水底后，光合作用大于呼吸作用时产生的氧气在细胞间隙积累，圆叶片的浮力增加，叶片上浮，根据上浮的时间判断出光合作用的强弱。 【详解】A、用打孔器打出叶圆片的目的是使其进行光合作用产生氧气，依据单一变量原则，为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉，A正确； B、调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离，以模拟不同的光照强度，该实验都是实验组，为对比实验，B正确； C、实际光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度，用化学传感器监测光照时O2浓度变化，只可计算出净光合作用强度，无法得知呼吸强度，无法计算出实际光合作用强度，C错误； D、同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同，说明光合作用强度不同，可能与其接受的光照强度不同有关，D正确。 故选C。 2．（2025高考江西生物真题）体重水平与人体健康状况密切相关，体重异常特别的超重和肥胖是导致心脑血管疾病、糖尿病和部分癌症等慢性病的重要危险因素。国家卫生健康委员会等16部门启动了“体重管理年”活动。从机体能量代谢的角度分析，下列叙述错误的是（　　） A．有氧运动可加速新陈代谢，促进脂肪进入线粒体分解 B．高脂饮食易破坏能量平衡，导致脂肪积累而发生肥胖 C．低脂饮食可减少能量摄入，有氧运动可促进能量消耗 D．有氧运动能够避免肌细胞进行无氧呼吸产生大量乳酸 【答案】A 【详解】A、脂肪需先分解为甘油和脂肪酸，脂肪酸进入线粒体氧化分解，而非直接以脂肪形式进入线粒体，A错误； B、高脂饮食提供过量能量，若摄入＞消耗，多余能量以脂肪形式储存，导致肥胖，B正确； C、低脂饮食减少能量摄入，有氧运动增加能量消耗，符合能量平衡原理，C正确； D、有氧运动中氧气充足，肌细胞主要进行有氧呼吸，避免无氧呼吸产生大量乳酸，D正确。 故选A。 二、解答题 3．（2026年高考广东卷生物高考真题（网络收集版））Rubisco是植物光合作用暗反应阶段的关键酶。水稻中的Rubisco由核基因（S）编码的小亚基和叶绿体基因（L）编码的大亚基组成。通过对野生型水稻S基因进行编辑，获得了单基因突变体植株，以研究Rubisco对光合作用的影响。 回答下列问题： (1)S基因在__________中转录形成的mRNA在细胞质翻译成肽链后进入叶绿体，肽链在叶绿体基质中形成一定空间结构后与____________组装构成完整Rubisco。 (2)研究发现，突变体与野生型叶片中Rubisco的蛋白结构无明显差异且功能未发生改变，但突变体叶片中Rubisco总活性显著降低，可能的原因是____________________________________________________。 (3)水稻在大气CO2浓度条件下净光合速率与光照强度关系如图所示。已知突变体与野生型的呼吸速率基本一致，推测突变体的净光合速率变化曲线。与野生型相比，突变体的光饱和点___________（填“升高”“不变”或“降低”）；在达到光饱和点之前，突变体净光合速率的限制因素是_____________；在C区提高_____________________________时，野生型净光合速率的变化趋势为先升高后趋于稳定。 注：a点为光饱和点（光合速率不再随光照强度增加而增加时的光照强度） (4)野生型与突变体净光合速率的变化曲线会出现部分重合，重合部分一定会在__________区出现，推测曲线重合的原因是______________________________________________________________________。 【答案】(1) 细胞核 L基因编码的大亚基 (2)突变体中Rubisco酶合成量减少，酶总浓度降低，酶总催化活性显著下降 (3) 降低 光照强度 CO2​浓度（二氧化碳浓度） (4) A 低光照强度下，光反应产生的ATP和NADPH不足，是光合速率的主要限制因素，A区光照强度较低，Rubisco活性差异不影响暗反应速率 【详解】（1）S是核基因，真核生物的核基因转录发生在细胞核中；Rubisco由核基因（S）编码的小亚基和叶绿体基因（L）编码的大亚基组成，S编码的小亚基进入叶绿体后，需要和叶绿体基因L编码的大亚基组装才能形成完整的Rubisco。 （2）突变体叶片中Rubisco的蛋白结构无明显差异且功能未发生改变，说明单个Rubisco的催化能力不变；突变是S基因被编辑，S负责编码小亚基，因此S基因突变后，小亚基合成量减少，能组装得到的完整Rubisco总数量减少、总浓度降低，最终导致总催化活性显著下降。 （3）突变体Rubisco总活性更低，暗反应固定CO₂的能力更弱，较低光照强度下，光反应产生的ATP和NADPH就能满足减弱的暗反应需求，光合速率就会达到饱和，因此和野生型相比，突变体的光饱和点降低；达到光饱和点之前，净光合速率随光照强度升高而升高，说明此时光照强度是净光合速率的主要限制因素；C区是光照强度超过野生型光饱和点的区域，此时光照已经不再是限制因素，大气CO₂浓度条件下，暗反应的限制因素主要是CO₂浓度，因此提高CO₂浓度（二氧化碳浓度）后，暗反应速率提升，净光合速率先升高，CO₂饱和后趋于稳定。 （4）结合题意及题图信息可知，A区光照强度极低，此时限制光合作用的关键因素是光照强度：低光照强度下，光反应产生的ATP和NADPH不足，是光合速率的主要限制因素，A区光照强度较低，Rubisco活性差异不影响暗反应速率，因此突变体和野生型净光合速率没有明显差异，曲线重合。 4．（2023年新高考广东生物高考真题试卷）光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型（WT）的产量和黄绿叶突变体（ygl）的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相关生理特征见下表和图。（光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。 水稻材料 叶绿素（mg/g） 类胡萝卜素（mg/g） 类胡萝卜素/叶绿素 WT 4.08 0.63 0.15 ygl 1.73 0.47 0.27    分析图表，回答下列问题： (1)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和_______，叶片主要吸收可见光中的_______光。 (2)光照强度逐渐增加达到2000μmol m-2 s-1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl________WT（填“高于”、“低于”或“等于”）。ygl有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和________。 (3)与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体________，是其高产的原因之一。 (4)试分析在0~50μmol m-2 s-1范围的低光照强度下，WT和ygl净光合速率的变化，在给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线_________。在此基础上，分析图a和你绘制的曲线，比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率，提出一个科学问题________。    【答案】(1) 类胡萝卜素/叶绿素比例较高 红光和蓝紫 (2) 等于 呼吸速率较高 (3)光能利用率较高 (4) 为什么在低光照强度下，WT的净光合速率大于ygl，而在高光照强度下，WT的净光合速率小于ygl（补充答案：为什么在低光照强度下，WT的净光合速率大于ygl； 为什么在高光照强度下，WT的净光合速率小于ygl） 【分析】分析题表和题图：与WT相比，ygl植株的叶绿素和类胡萝卜素含量都较低，但类胡萝卜素/叶绿素较高，光饱和点较高，呼吸速率较高。 【详解】（1）根据表格信息可知，ygl植株叶绿素含量较低且类胡萝卜素/叶绿素比值比较高，故叶片呈现出黄绿色。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，由ygl叶色呈黄绿可推测，主要吸收红光和蓝紫光。 （2）光照强度逐渐增加达到2000μmol m-2 s-1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，即ygl的光饱和点等于WT。光补偿点是光合速率等于呼吸速率的光照强度，据图b和图c可知，ygl有较高的光补偿点是因为叶绿素含量较低导致相同光照强度下光合速率较低，且由图c可知ygl呼吸速率较高。 （3）与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体光能利用率高，是其高产的原因之一。 （4）由于ygl呼吸速率较高，且有较高的光补偿点，因此在0~50μmol m-2 s-1范围的低光照强度下，WT和ygl的净光合速率如下图： 分析图a和图示曲线，高光照强度WT的净光合速率小于ygl，低光照强度下WT的净光合速率大于ygl，在此基础上，可对这一现象的原因进行探究。 5．（2022年新高考广东生物高考真题）“绿水逶迤去，青山相向开”大力发展低碳经济已成为全社会的共识。基于某些梭菌的特殊代谢能力，有研究者以某些工业废气（含CO2等一碳温室气体，多来自高污染排放企业）为原料，通过厌氧发酵生产丙酮，构建一种生产高附加值化工产品的新技术。 回答下列问题： (1)研究者针对每个需要扩增的酶基因（如图）设计一对________________，利用PCR技术，在优化反应条件后扩增得到目标酶基因。 (2)研究者构建了一种表达载体pMTL80k，用于在梭菌中建立多基因组合表达库，经筛选后提高丙酮的合成量。该载体包括了启动子、终止子及抗生素抗性基因等，其中抗生素抗性基因的作用是________________，终止子的作用是________________。 (3)培养过程中发现重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，出现了生长迟缓的现象，推测其原因可能是________________，此外丙酮的积累会伤害细胞，需要进一步优化菌株和工艺才能扩大应用规模。 (4)这种生产高附加值化工产品的新技术，实现了________________，体现了循环经济特点。从“碳中和”的角度看，该技术的优势在于________________，具有广泛的应用前景和良好的社会效益。 【答案】(1)引物 (2) 作为标记基因，筛选含有基因表达载体的受体细胞 终止转录，使转录在需要的地方停下来 (3)酶蛋白大量表达需要消耗大量能量，而厌氧代谢供能不足 (4) 工业废气资源化 通过捕获二氧化 碳，实现固碳减排 【分析】（1）PCR技术的原理是DNA半保留复制，是在体外大量复制DNA的技术，该技术的关键是Taq酶可以从引物的3’端延伸子链。 （2）减缓温室效应，一方面要减少二氧化碳的排放，另一方面通过植树造林等手段增加大气中二氧化碳的消耗。 【详解】（1）利用PCR技术扩增目标酶基因，首先需要根据目标酶基因两端的碱基序列设计一对引物，引物与模板链结合后，Taq酶才能从引物的3’端延伸子链。 （2）基因表达载体中，抗生素抗性基因作为标记基因，可用于筛选含有基因表达载体的受体细胞，终止子可终止转录，使转录在需要的地方停下来。 （3）重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，需要消耗大量能量，而厌氧代谢供能不足，所以会导致生长迟缓。 （4）根据题意可知，这种生产高附加值化工产品的新技术，以高污染企业排放的二氧化碳等一碳温室气体为原料，实现了工业废气资源化，体现了循环经济特点。从“碳中和”的角度看，该技术生产丙酮的过程通过捕获二氧化 碳，实现固碳减排，所以具有广泛的应用前景和良好的社会效益。 6．（2025高考重庆卷生物）科研人员以水稻秸秆为原料合成的一种新型纳米材料X，发现其能通过叶面或根部吸收进入植物细胞。 (1)为分析X对植物光能利用的影响，科研人员用添加X的培养液培养水绵，再用通过三棱镜的光照射载有需氧细菌和水绵的临时装片，观察并统计不同光质下需氧细菌数量，结果见下表。 光质处理 蓝光 绿光 黄光 橙光 红光 培养液（对照） 150 12 10 14 89 培养液+X 139 28 7 13 88 结果表明，X能够促进水绵利用________光。在水绵细胞中，X呈现出随机分布的特点，当X分布在叶绿体的________时，水绵光能利用效率最佳。 (2)为进一步探究X对叶绿体功能的影响，开展了下列实验。 ①用离体叶绿体、X和Y（可与NADPH发生反应的化合物）进行实验，在相同光照条件下，实时测定并计算Y的变化量。由图可知，X能________（填“促进”或“抑制”）叶绿体合成NADPH。为保证本实验的严谨性，需增设1个处理，即Y+经煮沸的叶绿体。该处理获得的结果最符合图中曲线的________（填“甲”或“乙”或“丙”）。 ②将清水和X溶液分别处理后的植物叶片用打孔器打出叶圆片，抽气后，再置于1%的碳酸氢钠溶液中，给予相同的光照，发现X溶液处理的叶圆片先浮出叶面，其原因是________。 (3)研究还发现处理植物的X浓度过高，会出现植物叶片气孔开放度下降的现象，推测与之相关的植物激素及其含量变化是_________。 【答案】(1) 绿 类囊体/基粒 (2) 促进 丙 x溶液处理叶圆片能提高光能利用率，促进光反应速率，产生氧气速率加快 (3)脱落酸含量增加 【分析】1、光反应的场所是类囊体薄膜，包括水的光解和ATP的合成。暗反应的场所是叶绿体基质，包括CO2的固定和C3的还原。 2、脱落酸的作用：抑制细胞分裂；促进气孔关闭；促进叶和果实的衰老和脱落；维持种子休眠。 【详解】（1）分析表格数据可知，与对照组相比，添加X的培养液中，绿光下需氧细菌数量增加最为明显。由于需氧细菌会聚集在氧气释放多的部位，而氧气是光合作用光反应的产物，所以X能够促进水绵利用绿光。叶绿体中类囊体薄膜是光反应的场所，能吸收、传递和转化光能，当X分布在叶绿体的类囊体（基粒）时，能更好地促进光能的吸收和利用，使水绵光能利用效率最佳。 （2）由图可知，与没有添加X的组相比，添加X的组中Y的变化量更大，说明X能促进叶绿体合成NADPH。经煮沸的叶绿体已经失去活性，不能进行光合作用，也就不能合成NADPH，Y的量基本不变，所以该处理获得的结果最符合图中曲线的丙。 将清水和X溶液分别处理后的植物叶片用打孔器打出叶圆片，抽气后，再置于1%的碳酸氢钠溶液中，给予相同的光照，发现X溶液处理的叶圆片先浮出叶面，其原因是x溶液处理叶圆片能提高光能利用率，促进光反应速率，产生氧气速率加快。 （3）脱落酸能促进气孔关闭，当处理植物的X浓度过高时，植物叶片气孔开放度下降，推测与之相关的植物激素是脱落酸，且其含量增加。 7．（2025年高考甘肃卷生物真题试卷）波长为400~700nm的光属于光合有效辐射（PAR），其中400~500nm为蓝光（B），600~700nm为红光（R）。远红光（700~750nm，FR）通常不能用于植物光合作用，但可作为信号调节植物的生长发育。研究者测定了某高大作物冠层中A（高）和B（低）两个位置的PAR、红光/远红光比例（R/FR）和叶片指标（厚度、叶绿素含量、线粒体暗呼吸），并分析了施氮肥对以上指标的影响，结果如下表。回答下列问题。 冠层位置 PAR R/FR 叶片厚度（μm） 叶绿素含量（μg·g-1） 线粒体暗呼吸 A B A（施氮肥） B（施氮肥） 0.90 0.20 0.70 0.02 3.40 0.29 1.75 0.01 160 100 150 — 0.15 0.20 0.28 — 1.08 1.08 1.08 — (1)植物叶片中__________可吸收红光用于光合作用，__________可吸收少量的红光和远红光作为光信号，导致B位置PAR和R/FR较A位置低；__________虽不能吸收红光，但可吸收蓝光，也可使B位置PAR降低。 (2)由表中数据可知，施氮肥__________（填“提高”或“降低”）了冠层叶片对太阳光的吸收，其可能的原因是__________。 (3)光补偿点是指光合作用中吸收的CO2与呼吸作用中释放的CO2相等时的光照强度。研究者分析了冠层A、B处的叶片（未施氮肥）在不同光照强度下的净光合作用速率（下图），发现冠层__________位置的叶片具有较高的光补偿点，由表中数据可知其主要原因是__________。 【答案】(1) 叶绿素 光敏色素 类胡萝卜素 (2) 提高 施氮肥促进了叶绿素合成和叶片生长，增加了叶片的光捕获能力，导致冠层整体吸光增强，透射到下层的PAR减少 (3) B B处光合有效辐射、红光/远红光比例远低于A处，光合作用主要利用红光和蓝紫光，远红光（700~750nm，FR）通常不能用于植物光合作用，故B处需要较强光照才能达到光补偿点 【分析】光合色素包括叶绿素（主要是叶绿素a和b）、类胡罗卜素，叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素吸主要收蓝紫光。光敏色素是一种光受体蛋白，能够感受光刺激，调控植物的生长发育。 【详解】（1）叶绿素（主要是叶绿素a和b）是光合作用中的主要色素，能吸收红光（600-700nm）用于光反应。光敏色素是一种光受体蛋白，能吸收红光（R, 600-700nm）和远红光（FR, 700-750nm），并通过构象变化传递光信号，调节植物生长发育。在冠层中，B位置（低处）的R/FR较低，这是因为上层叶片吸收了更多红光，导致下层红光减少、远红光相对增多，从而降低了R/FR比例。类胡萝卜素（如β-胡萝卜素、叶黄素）主要吸收蓝光（400-500nm），不吸收红光；在冠层中，上层叶片的类胡萝卜素吸收蓝光，减少了透射到下层的蓝光，导致B位置PAR降低。 （2）由表中数据可知，施氮肥提高了冠层叶片对太阳光的吸收，其可能的原因是施氮肥促进了叶绿素合成和叶片生长，增加了叶片的光捕获能力，导致冠层整体吸光增强，透射到下层的PAR减少。 （3）据表可知，B处光合有效辐射、红光/远红光比例远低于A处，光合作用主要利用红光和蓝紫光，远红光（700~750nm，FR）通常不能用于植物光合作用，故B处需要较强光照才能达到光补偿点。 8．（2024年新高考广西高考生物真题试卷）珊瑚是一类低等动物，可从环境中获取单细胞真核藻类虫黄藻，让其共生于自己细胞内，成为珊瑚-虫黄藻共生体。共生体的营养来源包括虫黄合成的有机物和摄取的浮游生物。研究人员在实验室研究温度升高对某珊瑚-虫黄藻共生体的两种类型（A型和B型）的影响，结果见下图。回答下列问题： (1)珊瑚细胞获取虫黄藻的方式是______（填物质运输方式）；虫黄藻可利用CO2和H2O在______（填细胞器名称）合成糖类，为珊瑚提供营养。 (2)当光合呼吸比约等于1时，A型共生体仍能生长，其原因是______。 (3)常温条件下，在缺少浮游生物的贫瘠海域，更具生存优势的共生体类型是______，理由是______。 (4)若升温后B型共生体的呼吸速率变化不明显，则据图分析B型共生体内的单个虫黄藻光合速率将______，理由是______。 【答案】(1) 胞吞 叶绿体 (2)可通过摄食浮游生物获取营养物质 (3) B型 与A型相比，B型共生体的光合呼吸比更高，积累光合产物更多，在贫瘠海域中，B型比A型更具有生存优势 (4) 下降 升温后呼吸速率基本不变，B型光合呼吸比显著下降，所以B型共生体总光合速率下降，且藻黄虫密度变化不大，所以单个黄虫的光合速率下降 【分析】题图分析：据图可知，温度升高对A型共生体光合呼吸比影响不大，但会降低其体内虫黄藻密度；温度升高对B型体内虫黄藻密度影响变化不大，但会使其光合呼吸比下降。 【详解】（1）依题意，珊瑚细胞获取虫黄藻后，虫黄藻共生于珊瑚细胞内，说明珊瑚细胞获取虫黄藻的方式是胞吞。虫黄藻是单细胞真核藻类，能利用CO2和H2O合成糖类的细胞器是叶绿体。 （2）依题意，共生体的营养来源包括虫黄合成的有机物和摄取的浮游生物，当光合呼吸比约等于1时（此时白天净光合量与晚上呼吸量相等，一天中有机物净积累量等于零），A型共生体仍能生长（一天中有机物积累量大于零），说明A型共生体可通过摄食浮游生物获取营养物质，使共生体生长。 （3）据图可知，与A型相比，B型共生体的光合呼吸比更高，实验中每天昼夜等长，则B型共生体一天中积累光合产物更多，故在贫瘠海域中，B型比A型更具有生存优势。 （4）据图可知，升温后B型共生体光合呼吸比下降明显，若升温后B型共生体的呼吸速率变化不明显，说明其白天净光合作用速率下降明显，净光合速率=光合速率-呼吸速率，可推断B型共生体总光合作用速率下降。据图可知，升温后，B型共生体的藻黄虫密度变化不大，故单个黄虫的光合速率下降。 9．（2026年高考黑吉辽蒙卷生物高考真题（网络收集版））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 【详解】（1）测定最大光合速率时，除光照强度外，需要保证其他影响光合作用的环境因子如CO2​浓度、温度等处于适宜且一致的状态；测定呼吸速率时，为排除光合作用吸收CO2​对结果的干扰，必须在黑暗条件下进行。 （2）根据题干定义，光合速率（总光合）=净光合速率+呼吸速率，题目中该光强下顶部叶片总光合=呼吸速率，说明顶部净光合为0，该光强为顶部（阳生叶）的光补偿点。底部叶片是阴生叶，光补偿点低于阳生叶，即该光强高于底部的光补偿点，因此底部叶片净光合速率大于0。 （3）相对碳成本是当年生枝条自身保留的碳量占总吸收碳量的比例，保留比例越高，可输出的碳越少，因此枝条输出有机物的能力与相对碳成本呈负相关。 底部光照较弱，结合表格数据可知：底部叶片通过降低呼吸速率减少自身有机物消耗、增大比叶面积（相同叶干重获得更大光合面积）捕获更多光能，在相对碳成本接近时实现碳输出量最大化。 弱光环境下，植物还可通过增加叶绿素含量、扩大类囊体膜/叶面积等变化提高光能捕获效率；从光反应的物质能量转化角度看，这些变化能吸收更多光能，促进光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，提高光反应效率。 10．（2026年高考云南卷生物高考真题（网络收集版））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 【详解】（1）叶绿体中吸收光能的光合色素只分布在类囊体薄膜上；光反应将光能转化为活跃的化学能，储存在ATP和NADPH中；暗反应最终将CO2转化为储存能量的有机物（糖类）；水稻是真核植物，有氧呼吸第二阶段在线粒体基质产生CO2，无氧呼吸在细胞质基质产生CO2，因此产CO2的场所为细胞质基质和线粒体基质。 （2）固定CO2的速率代表总光合速率，总光合速率=净光合速率+呼吸速率：表格中光照下CO2吸收速率是净光合速率，黑暗下CO2释放速率是呼吸速率，计算得：28℃总光合=22.52+3.26=25.78、34℃总光合=23.41+4.56=27.97、38℃总光合=24.15+5.59=29.74，因此38℃时固定CO2速率最高。 （3）高温干燥环境下，水稻蒸腾作用过强，为减少水分散失，叶片气孔会大量关闭，导致CO2吸收量减少，暗反应原料不足，速率下降，最终整体光合速率降低。 11．（2024年新课标广东卷高考生物真题试卷）某湖泊曾处于重度富营养化状态，水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段，成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物（①金鱼藻、②黑藻、③苦草，答题时植物名称可用对应序号表示）在不同光照强度下光合速率及水质净化能力见图。 回答下列问题： (1)湖水富营养化时，浮游藻类大量繁殖，水体透明度低，湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于_______的有机物，最终衰退和消亡。 (2)生态恢复后，该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依次是________，其原因是_______。 (3)为了达到湖水净化的目的，选择引种上述3种草本沉水植物的理由是_________，三者配合能实现综合治理效果。 (4)上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径（浓缩CO2形成高浓度C4后，再分解成CO2传递给C5）使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用，在水生植物群落中竞争力较强。根据图a设计一个简单的实验方案，验证黑藻的碳浓缩优势，完成下列表格。 实验设计方案 实验材料 对照组：_______      实验组：黑藻 实验条件 控制光照强度为_______μmol·m-2·s-1 营养及环境条件相同且适宜，培养时间相同 控制条件 __________ 测量指标 __________ (5)目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，此外，大量沉水植物叶片凋落，需及时打捞，增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施______。 【答案】(1)呼吸作用消耗 (2) ③②① 最大光合速率对应光强度依次升高 (3)①(金鱼藻)除藻率高，②(黑藻)除氮率高，③(苦草)除磷高 (4) 金鱼藻 500 二氧化碳浓度较低且相同 氧气释放量 (5)合理引入浮水植物，减弱沉水植物的光照强度；合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物 【分析】图a分析，一定范围内光照强度增大，三种植物的光合速率加快，光照强度超过一定范围，三种植物的光合速率均减小。图b分析，金鱼藻、黑藻和苦草都能在一定程度上去除氮和磷、藻。 【详解】（1）由于湖底光照不足，导致原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于细胞呼吸消耗的有机物，生物量在减少，不足以维持生长，最终衰退和消亡。 （2）据图分析，最大光合速率对应光强度依次升高，因此生态恢复后，该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依次是③②①。 （3）据图b分析，金鱼藻除藻率高，黑藻除氮率高，苦草除磷率高，三者配合能高效的去除氮、磷和藻，能实现综合治理效果。 （4）根据图a，在相同光照强度下，①金鱼藻与②黑藻的光合作用强度高度接近，尤其在光照强度为500时，两者光合作用强度完全相同，有利于控制无关变量一致，而③苦草的光照强度与②黑藻相差较大。根据题干“上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径”可知①、③均无C4途径，而除了上述3种草本沉水植物外的其他植物是否有C4途径不确定，所以不能从①、③外的其他植物为②选对照组。 验证黑藻的碳浓缩优势，因此控制条件为低二氧化碳浓度。因变量是光合速率的快慢，因此检测指标是单位时间释放氧气的量。 （5）目前的两个实际问题是湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，大量沉水植物叶片凋落，需及时打捞，增加维护成本，因此可以合理引入浮水植物，减弱沉水植物的光照强度；合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物。 12．（2024年江苏新课标高考真题生物试卷）科研人员对蓝细菌的光合放氧、呼吸耗氧和叶绿素a含量等进行了系列研究。图1是蓝细菌光合作用部分过程示意图，图2是温度对蓝细菌光合放氧和呼吸耗氧影响的曲线图。请回答下列问题： (1)图1中H+从类囊体膜内侧到外侧只能通过ATP合酶，而O2能自由通过类囊体膜，说明类囊体膜具有的特性是________。碳反应中C3在________的作用下转变为（CH2O），此过程发生的区域位于蓝细菌的________中。 (2)图2中蓝细菌光合放氧的曲线是________（从“甲”“乙”中选填）；据图判断，总光合速率最高时对应的温度是（从“20℃”、“25℃”、“30℃”中选填），理由为________。 (3)在一定条件下，测定样液中蓝细菌密度和叶绿素a含量，建立叶绿素a含量与蓝细菌密度的相关曲线，用于估算水体中蓝细菌密度。请完成下表： 实验目的 简要操作步骤 测定样液蓝细菌数量 按一定浓度梯度稀释样液，分别用血球计数板计数，取样前需①_____ 浓缩蓝细菌 ②________ ③________ 将浓缩的蓝细菌用一定量的乙醇重新悬浮 ④________ 用锡箔纸包裹装有悬浮液的试管，避光存放 建立相关曲线 用分光光度计测定叶绿素a含量，计算 【答案】(1) 选择透过性 ATP、NADPH和酶 细胞质基质 (2) 乙 30℃ 总光合速率=呼吸速率+净光合速率，三种温度条件下相比较，此时净光合速率和呼吸速率均较大 (3) 摇匀 稀释样液离心，取下层沉淀物 提取叶绿素 防止叶绿素降解 【分析】【关键能力】 （1）信息获取与加工 题干关键信息 所学知识 信息加工 蓝细菌的光合作用 光反应产生的ATP、NADPH用于暗反应，光合作用发生在叶绿体中 光合细菌是原核生物，没有叶绿体结构，其光合作用在相应结构完成 建立叶绿素a含量与蓝细菌密度关系的数学模型 体积微小的生物可用显微镜直接计数法计数；离心可分离不同密度的物质或结构；色素可溶于无水乙醇，可用无水乙醇提取色素；离体的叶绿素见光会分解 要建立叶绿素a含量与蓝细菌密度的数学模型，则要测定细胞数和叶绿素含量两套数据 （2）逻辑线梳理： 【详解】（1） 类囊体膜允许某些物质通过，而限制另一些物质通过，这体现了类囊体膜具有选择透过性。碳反应中，C3在ATP、NADPH和酶的作用下，三碳化合物被还原为糖类等有机物，蓝细菌是原核生物，此过程发生在蓝细菌的细胞质基质中。 （2）光合作用产生氧气，而呼吸作用消耗氧气。一般来说，光合作用在一定温度范围内随温度升高而增强，产生的氧气增多；呼吸作用在一定温度范围内随温度升高而增强，消耗的氧气增多。但通常光合作用产生氧气的量大于呼吸作用消耗氧气的量，这样植物才能积累有机物，正常生长，所以图2中蓝细菌光合放氧的曲线是乙。总光合速率=呼吸速率+净光合速率，三种温度条件下相比较，30℃时净光合速率和呼吸速率均较大，所以此时总光合速率较高。 （3）第一步：测定样液蓝细菌密度时，取样前需摇匀，以保证计数的准确性。 第二步：浓缩蓝细菌，将稀释样液离心，取下层沉淀物。 第三步：将浓缩的蓝细菌用一定量的乙醇重新悬浮，是为了提取叶绿素 。 第四步：用锡箔纸包裹装有悬浮液的试管，避光存放，以防止叶绿素降解。 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $ 第10讲 细胞代谢综合分析 一年模拟·基础题 一、单选题 1.D 2.D 3.A 4.D 5.B 6.C 7.C 8.C 9.D 10.C 11.D 12.C 13.A 14.B 15.C 两年重难·情境题 一、单选题 1.C 2.C 3.D 4.C 5.B 二、解答题 6.(1) 类囊体薄膜 NADPH和ATP 小于 (2) 黑暗条件下CO2释放速率可表示呼吸作用强度，5℃时温度更低，与呼吸作用有关酶的活性相较于20℃更弱，因此呼吸强度更低 H218O→C18O2→C3→C6H1218O6→（CH218O） (3) 113.2 中薯3号 7.(1)固氮蓝细菌无叶绿体，水稻有叶绿体；固氮蓝细菌含有藻蓝素和叶绿素，水稻有叶绿素和类胡萝卜素 (2)下降、上升、下降 (3) 接种菌株d389-10可显著提升水稻幼苗株高、根长以及各部分干重，明显促进水稻幼苗生长 菌株d389-10具备生物固氮能力，能将空气中不能被植物利用的N2固定为含氮化合物，提升水培体系氮元素含量，改善水稻氮素供应，氮是合成叶绿素、酶、核酸的必需元素，充足氮源促进水稻细胞分裂与有机物积累，加快生长 (4)错误1：每组只选用2粒水稻种子，样本数量太少； 错误2：催芽与幼苗培养温度均设置为10℃； 错误3：培养液选用含氮培养液 8.(1) 磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）、C5 14CO2→草酰乙酸→苹果酸→14CO2→14C3→（14CH2O） (2) 苹果酸分解释放，细胞呼吸作用产生 保证光合作用正常进行、减少水分蒸发 (3) KN 枯草芽孢杆菌可提高土壤的pH和土壤中微生物的多样性 探究土壤pH对疫霉属真菌的影响（或探究土壤中微生物与疫霉属真菌的关系）（与①的假设匹配且合理即可） 9.(1) 叶绿体、细胞质基质、线粒体 光能→ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 (2) 遮阴程度（合理即可） 增多 S1组叶绿素含量增加，促进光反应阶段的进行；气孔导度增大，给叶肉细胞提供的增多，促进暗反应阶段的进行 (3) 在一定范围内，随着遮阴程度增大净光合速率先上升后下降 10%～30% (4)在黑暗条件下，测量国槐幼苗单位时间内氧气的消耗量或二氧化碳的释放量 (5) 次生演替 速度和方向 10.(1) 生产者 间接 (2) 蓝紫光和红光 细胞分裂素 (3) 根据表中数据可以看出，白化期气孔张开程度较低，但胞间CO2浓度较高，并不是气孔影响了CO2供应导致净光合速率较低 净光合速率的变化既受到真正光合速率变化的影响，也与细胞呼吸速率等有关 (4)两种植物的根系深浅搭配，能够合理地利用不同层次土壤内的水分和无机盐；两种植物的高矮结合，充分利用了不同层次的光能，提高了光能的利用效率 11.(1) 无水乙醇 红 (2) 抑制 单位时间内氧气的释放量或二氧化碳的吸收量或者是有机物的积累量 (3) 光 ATP、NADPH 过量光能会损伤植物，植物更多地将未转换的光能以热耗散的方式释放，减少对植物的损伤 12.(1) 叶绿体基质 C3和O2 光照强度增强，光反应产物ATP和NADPH增多，加快暗反应（C3的还原），有利于糖类合成 (2) 遮光 增大气孔导度，增加CO2吸收量，同时能提高Rubisco活性 (3) 能 DA-6处理组丙二醛（MDA）的含量明显降低，能缓解叶绿体类囊体薄膜的损伤，从而缓解弱光带来的不利影响 13.(1) 叶绿体的类囊体薄膜 无水乙醇 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 (2)随着实验天数的增加，两品种花生的叶绿素含量都降低，且乙品种组的叶绿素含量降低幅度较甲品种组的大 (3) 不认同 若因为气孔导度下降导致净光合速率降低，胞间二氧化碳浓度应当降低，但实验结果为与第10天时相比，第20天时乙品种花生植株的胞间二氧化碳浓度更高 (4) 大于 甲品种植株可能通过增加根细胞内的可溶性氨基酸含量，从而增大根的细胞液浓度，提升植株根系的吸水能力 14.(1) P对于植物正常的生长发育是必不可少的 还原型辅酶II（NADPH） (2) 气孔导度增加 吸收更多CO2 (3) 大于 品种Y的净光合速率高，光反应强 (4)随机取样并重复测定 15.(1) 抑制 增强根瘤固氮能力 (2) 生成更多的NADPH和ATP 叶绿素含量下降，Rubisco酶的活性下降，光合作用速率降低 (3)选择N105kg/hm2与R处理。理由是：施氮肥浓度为N105kg/hm2时，花生单株产量最高，且能减少氮肥的使用量从而节约肥料和减少氮肥污染环境 三年真题·压轴题 一、单选题 1．C 2．A 二、解答题 3．(1) 细胞核 L基因编码的大亚基 (2)突变体中Rubisco酶合成量减少，酶总浓度降低，酶总催化活性显著下降 (3) 降低 光照强度 CO2​浓度（二氧化碳浓度） (4) A 低光照强度下，光反应产生的ATP和NADPH不足，是光合速率的主要限制因素，A区光照强度较低，Rubisco活性差异不影响暗反应速率 4．(1) 类胡萝卜素/叶绿素比例较高 红光和蓝紫 (2) 等于 呼吸速率较高 (3)光能利用率较高 (4) 为什么在低光照强度下，WT的净光合速率大于ygl，而在高光照强度下，WT的净光合速率小于ygl（补充答案：为什么在低光照强度下，WT的净光合速率大于ygl； 为什么在高光照强度下，WT的净光合速率小于ygl） 5．(1)引物 (2) 作为标记基因，筛选含有基因表达载体的受体细胞 终止转录，使转录在需要的地方停下来 (3)酶蛋白大量表达需要消耗大量能量，而厌氧代谢供能不足 (4) 工业废气资源化 通过捕获二氧化 碳，实现固碳减排 6．(1) 绿 类囊体/基粒 (2) 促进 丙 x溶液处理叶圆片能提高光能利用率，促进光反应速率，产生氧气速率加快 (3)脱落酸含量增加 7．(1) 叶绿素 光敏色素 类胡萝卜素 (2) 提高 施氮肥促进了叶绿素合成和叶片生长，增加了叶片的光捕获能力，导致冠层整体吸光增强，透射到下层的PAR减少 (3) B B处光合有效辐射、红光/远红光比例远低于A处，光合作用主要利用红光和蓝紫光，远红光（700~750nm，FR）通常不能用于植物光合作用，故B处需要较强光照才能达到光补偿点 8．(1) 胞吞 叶绿体 (2)可通过摄食浮游生物获取营养物质 (3) B型 与A型相比，B型共生体的光合呼吸比更高，积累光合产物更多，在贫瘠海域中，B型比A型更具有生存优势 (4) 下降 升温后呼吸速率基本不变，B型光合呼吸比显著下降，所以B型共生体总光合速率下降，且藻黄虫密度变化不大，所以单个黄虫的光合速率下降 9．(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 10．(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 11．(1)呼吸作用消耗 (2) ③②① 最大光合速率对应光强度依次升高 (3)①(金鱼藻)除藻率高，②(黑藻)除氮率高，③(苦草)除磷高 (4) 金鱼藻 500 二氧化碳浓度较低且相同 氧气释放量 (5)合理引入浮水植物，减弱沉水植物的光照强度；合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物 12．(1) 选择透过性 ATP、NADPH和酶 细胞质基质 (2) 乙 30℃ 总光合速率=呼吸速率+净光合速率，三种温度条件下相比较，此时净光合速率和呼吸速率均较大 (3) 摇匀 稀释样液离心，取下层沉淀物 提取叶绿素 防止叶绿素降解 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $ 第10讲 细胞代谢综合分析 第一部分 五年考情·精准定向 广东考情概览 高频考点情境 高效备考策略 第二部分 三大核心·主干速记 一图串联·核心梳理·速记口诀 核心01 细胞呼吸和光合作用的物质和能量转化 核心02 “三率” 的关系及测定 核心03 光合作用与细胞呼吸的综合曲线分析 第三部分 八大易错·逐点击破 易错01 光合、呼吸物质/能量转移概念混淆 易错02 总/净/呼吸“三率”表述与计算公式误区 易错03 三大速率测定实验（液滴/半叶/黑白瓶）判读坑 易错04 一昼夜CO2曲线拐点、最值判断易错 易错05 光合午休成因与曲线下降段混淆 易错06 叶绿体、线粒体 ATP/NADH 转运易错 易错07 密闭容器昼夜有机物总量判断误区 易错08 光照、CO2限制型图像分析陷阱 第四部分 分层专练·靶向攻关 一年模拟·基础题（全国视野，单选） 两年重难·情境题（侧重广东，辐射全国，单选+非选择题） 三年真题·压轴题（侧重广东，辐射全国，单选+非选择题） 广东考情概览 新课标要求 考题统计 1. 说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。 2026・广东・总、净光合与呼吸 2024・广东・总、净光合与呼吸 2023・广东・总、净光合与呼吸 2022・广东・细胞代谢综合 高频考点情境 1.考查频次：近 5 年广东高考对 “细胞代谢综合分析” 持续高频考查，是细胞代谢模块压轴核心考点；选择题、综合大题均大量命题，常融合光合作用、细胞呼吸两大生理过程，配套实验探究、曲线分析进行综合设问。 2.考查要点：核心厘清总光合速率、净光合速率、呼吸速率三者内在关系；掌握光照、CO2浓度、温度、水分等环境因素对光合与呼吸的协同影响；识别光合-呼吸综合曲线图关键点（光补偿点、光饱和点、CO2补偿/饱和点）；密闭容器气体变化、半叶法、红外CO2分析仪等光合速率测定实验原理与误差分析；昼夜条件下植物有机物积累量计算；光合与呼吸中间物质、能量联系；逆境环境（高温、干旱、弱光）下植物代谢调节机制。广东卷习惯依托多维度复合曲线图、密闭装置实验数据命题，侧重昼夜有机物积累推演、实验方案评价与优化。 3.命题情境：试题多为大棚蔬菜栽培、林下植物遮阴生长、水生沉水植物光合、干旱胁迫下农作物代谢、密闭培养体系气体动态变化为命题背景，落实生命观念中的物质与能量观、稳态与平衡观，依托折线图、装置示意图、实验数据表综合分析光合与呼吸联动变化规律。 高效备考策略 1.抓牢核心概念：必背：总光合速率、净光合速率、呼吸速率、光补偿点、光饱和点、CO2饱和点、光合午休、有机物积累量。 2.构建知识网络：以“光合、呼吸过程联系→三大速率换算关系→环境因素影响规律→光合呼吸典型曲线解读→速率测定实验→昼夜有机物积累计算→逆境代谢调节”为主线；梳理各类测定实验的自变量、因变量、无关变量控制；总结曲线平移、拐点移动的分析逻辑。 3.联系实际应用：结合大棚种植调控温度、光照、CO2浓度增产；解释夏季正午光合午休成因；分析昼夜温差大利于果实有机物积累原理；利用密闭水体溶氧变化判断水生植物生长状态。 4.强化题型方法： 概念辨析题：区分易混点：净光合与总光合表示指标、光补偿点与光饱和点影响因素、有机物产生量与有机物积累量。 曲线数据分析题：精准识别曲线关键拐点；熟练进行速率换算；根据昼夜时长推演一昼夜有机物增减。 实验综合大题：掌握光合速率各类测定方法原理；能够评价实验缺陷、完善实验思路，结合装置内气体变化推导代谢强弱。 5.紧扣命题趋势：广东高考常年以复合曲线、密闭装置实验作为载体，偏好农业生产真实情境；常设置多因子变量探究，侧重长句机制分析、有机物定量计算、实验改进设计，极少单纯默写生理过程，重视图文转化与综合逻辑推演。 一图串联 核心梳理 核心01 细胞呼吸和光合作用的物质和能量转化 一、两大生理过程基础对比 对比维度 光合作用 有氧呼吸 发生场所 叶绿体（光反应类囊体膜，暗反应基质） 细胞质基质+线粒体（二阶段基质、三阶段内膜） 发生条件 必须光照，光合色素、酶 有光/无光均可，全套呼吸酶 物质变化 无机物（CO2、H2O）合成有机物（葡萄糖） 有机物彻底分解为无机物（CO2、H2O） 能量转化 光能→ATP、NADPH 活跃化学能→有机物稳定化学能 有机物稳定化学能→ATP 活跃化学能 + 热能 核心功能 储能，制造有机物，释放O2 放能，供细胞各项生命活动，消耗O2 二、元素完整转移路径 1. 碳元素循环：大气 CO2葡萄糖CO2 2. 氧元素循环：H2OO2；O2H2O；CO2氧元素进入糖类 3. 氢元素循环：H2ONADPH糖类；糖类NADHH2O 三、ATP、还原辅酶跨细胞器转运规则 1. 叶绿体内部：光反应生成 ATP、NADPH仅供给暗反应，叶绿体自产 ATP 不输出到细胞质基质；细胞质基质 ATP 可通过转运蛋白进入未成熟叶绿体。 2. 细胞质与线粒体：细胞质基质 NADH 可进入线粒体参与有氧呼吸三阶段；线粒体合成 ATP 可释放至细胞质基质供能；细胞质基质 ATP 不输入线粒体。 3. 辅酶区分：光合还原载体为 NADPH；呼吸还原载体为 NADH，二者不可通用。 核心02 “三率” 的关系及测定 一、总光合、净光合、呼吸速率定义与标识 速率类型 O2表述 CO2表述 有机物表述 测量条件 真正（总）光合速率 叶绿体O2产生/生成量 叶绿体 CO2固定量 有机物制造/生成量 光照下叶绿体总反应 净光合速率 植株整体 O2释放量 植株整体 CO2吸收量 有机物积累量 光照下植株实测值 呼吸速率 黑暗 O2吸收量 黑暗 CO2释放量 有机物消耗量 完全遮光条件 二、三率核心计算公式 真正光合速率=净光合速率+呼吸速率 三、四类标准测定实验主干原理 1. 液滴移动装置 答案： (1) 黑暗+NaOH 溶液：液左移，数值代表有氧呼吸消耗 O2量（呼吸速率） (2) 光照+NaHCO3缓冲液：液右移，数值代表净光合释放 O2量（净光合速率） (3) 空白对照：使用死亡同种植物，校正装置气体物理膨胀误差。 2. 半叶称重法 同一叶片一半遮光（只进行呼吸）、一半曝光（光合 + 呼吸），相同时间后烘干称重； ，单位面积单位时间为真正光合速率。 3. 黑白瓶溶氧法 黑瓶不透光：仅呼吸，溶氧量下降值=呼吸耗氧量 白瓶透光：光合+呼吸，溶氧量上升值=净光合产氧量 总光合产氧量=白瓶溶氧变化量+黑瓶溶氧减少量。 4. 叶圆片时间梯度称重法 分段遮光/光照处理，通过不同时段干重差值分别计算净光合、呼吸速率，叠加得到总光合速率。 核心03 光合作用与细胞呼吸的综合曲线分析 一、两类经典曲线基础图像释义 曲线 1：开放环境一昼夜 CO2吸收速率曲线（纵坐标净光合） AB 段：深夜无光，只进行呼吸，释放 CO2（数值为负） C 点：日出，光照出现，光合作用启动 D 点、F 点：光补偿点，光合强度 = 呼吸强度，CO2吸收/释放为 0 E 段正午：气温过高，气孔部分关闭，CO2供应不足，光合速率小幅下降（光合午休） G 点：日落，光照消失，光合作用停止 曲线 2：密闭容器一昼夜 CO2浓度曲线 A′→D′：夜间至清晨，只呼吸，容器 CO2持续上升；D′为光补偿点 D′→I′：光合大于呼吸，容器 CO2持续下降；H′为第二个光补偿点 I′→J′：日落之后，只呼吸，CO2再次上升 生长判定：终点 J′CO2浓度＜起点 A′→全天总光合＞总有机物消耗，植物可正常生长。 二、曲线通用判断逻辑 1. 光补偿点：曲线与横轴交点，光合速率 = 呼吸速率； 2. 光饱和点：曲线峰值对应光照，再提升光照光合不再上升； 3. 净光合＞0：有机物持续积累，植株生长； 4. 净光合=0：有机物收支平衡，无积累； 5. 净光合＜0：有机物持续消耗，长期植株衰败。 三、温度、光照强度复合曲线主干规律 1. 同一温度下，高光强净光合速率整体高于低光强； 2. 低温区间：随温度上升，光合酶活性提升，净光合持续上升； 3. 最适温度（M 点）：净光合速率达到最大值，光合与呼吸差值最大； 4. 超适宜高温：光合酶活性下降，呼吸酶仍活跃，净光合快速下降直至负值。 易错01 光合、呼吸物质/能量转移概念混淆 1. 叶绿体产生 ATP 只供给暗反应，不会运出叶绿体供细胞呼吸，细胞质 ATP 可进入未成熟叶绿体。 2. NADPH（光合）≠NADH（呼吸），二者场所、功能完全不同，不能混用。 3. 易错：有氧第二阶段生成 CO2、消耗水，第三阶段生成水，很多题目误写线粒体基质产水。 4. 碳路径误区：光合CO2只到有机物，呼吸有机物分解重回 CO2，二者循环不可逆。 易错02 总/净/呼吸“三率”表述与计算公式误区 1. 公式核心：总光合=净光合+呼吸，题干关键词决定速率类型。 2. 关键词区分（极易选错）： (1) 净光合：光照下CO2吸收、O2释放、有机物积累 (2) 总光合：叶绿体CO2固定、O2总产生、有机物制造 (3) 呼吸：黑暗下 CO2释放、O2消耗、有机物消耗 3. 高频错误：把 “光照下 CO2吸收量” 直接当成总光合速率。 易错03 三大速率测定实验（液滴/半叶/黑白瓶）判读坑 1. 液滴装置：NaOH 只测呼吸（左移）；NaHCO3只测净光合（右移），无校正组会产生气体膨胀误差。 2. 半叶法误区：遮光部分代表呼吸，曝光是净光合，计算总光合必须用两者相加，不能直接用曝光干重。 3. 黑白瓶易错：无初始溶氧时，白瓶溶氧-黑瓶溶氧=总光合，不能用白瓶直接当总光合。 易错04 一昼夜CO2曲线拐点、最值判断易错 1. 速率曲线（CO2吸收）：D、F 交点=光合=呼吸；G点光照消失，光合完全停止。 2. 密闭浓度曲线（容器CO2总量）：最高点 D′、最低点 H′才是光合=呼吸。 3. 干重最大值：傍晚平衡点（F/H′），不是日出或正午，之后呼吸大于光合持续消耗有机物。 易错05 光合午休成因与曲线下降段混淆 1. 午休 E 段原因：高温气孔关闭，胞间 CO2减少，光合下降，不是酶活性失活。 2. 易错区分：傍晚曲线下降是光照减弱；正午下降才是气孔关闭，二者诱因不同。 3. 误区：午休时光合仍大于呼吸，只是净光合速率降低，不会出现 CO2释放。 易错06 叶绿体、线粒体 ATP/NADH 转运易错 1. 成熟叶绿体不从细胞质摄取 ATP，只有幼嫩叶绿体需要转运 ATP 供发育。 2. 细胞质 NADH 可进入线粒体参与有氧第三阶段；线粒体 ATP 可运到细胞质，叶绿体 ATP 不外流。 3. 选择题常见错误：认为叶绿体产生 ATP 供给根部、细胞膜主动运输。 易错07 密闭容器昼夜有机物总量判断误区 1. 判断标准：对比起点、终点 CO2浓度，终点 CO2更低→有机物增多，植物可生长。 2. 易错点：只看白天净光合为正，忽略夜晚呼吸消耗，不能直接判定有机物增加。 3. 限制条件：密闭容器后期 CO2不足，光饱和点下降，总光合不再持续上升。 易错08 光照、CO2限制型图像分析陷阱 1. 光饱和点后限制因素：常温下为CO2浓度，低温才是酶活性。 2. 多条曲线对比：高光强曲线净光合始终高于低光强，温度过高两条曲线都会骤降。 3. 易错：CP 点（净光合= 0）不是无光合，是光合强度刚好等于细胞呼吸。 一年模拟·基础题 亮点预览：常温/高温驯化植株CO₂吸收曲线，净光合与总光合区分、高温胁迫代谢分析（T2）；光照强度 + 温度复合双坐标曲线，光补偿点、总光合定量计算（T3）；P 基因调控气孔导度，强光环境作物改良情境（T5）；类囊体膜蛋白转运H+梯度驱动 ATP 合成，光反应能量转化路径（T6）；大豆-根瘤菌互利共生，蔗糖转运、生物固氮代谢通路（T10）。 一、单选题 1.【光合呼吸过程区分・NADPH 与 NADH 辨析】（北京市西四中学2026届高三考前适应性训练（二）生物试题）如图是菠菜叶肉细胞光合作用和呼吸作用的部分过程，a、b代表气体。下列相关叙述正确的是（     ） A．物质a、b分别代表和 B．过程②发生在膜上，过程①③④发生在基质 C．过程②③在光下才能进行，①④无光条件也能进行 D．过程②产生的还原型辅酶为NADPH，④产生的还原型辅酶为NADH 2.【高温驯化植株光合温度曲线・净光合总光合计算】（北京市房山区2026年高三年级第二次统一练习生物学试卷）将某种植物置于高温环境（HT）下生长一定时间后，测定HT植株和生长在正常温度（CT）下植株的光合速率，结果如图。以下推论正确的是（    ） A．CT植株和HT植株是发育状况基本相同的不同物种的植株 B．在35℃时，二者CO2固定量无显著差异 C．在50℃时，CT植株产生[H]的场所为叶绿体和线粒体 D．在45℃时，HT植株光合和呼吸速率差值最大 3.【光照/温度双曲线・总光合速率大小比较】（广东深圳市坪山区深圳市聚龙科学中学等校2025-2026学年度第一学期高一年级期末考试生物学试题）图甲、乙为同种植物叶片分别在不同光照强度、温度下相关指标的变化曲线（其余条件均相同，单位为）。下列叙述不正确的是（    ） A．若土壤中缺少会导致图甲中的D点左移 B．图乙A曲线代表净光合速率，B曲线的测定需要遮光 C．若图甲是30℃下测得的结果，则图乙A点对应的光照强度可为4klx D．据图乙分析，温度为30℃和40℃时，固定的速率相等 4.【水培番茄光合呼吸日变化・植株与叶肉光合差异】（山东省实验中学2025—2026学年高三上学期第一次诊断性考试生物试题）西红柿叶肉细胞进行光合作用和呼吸作用的过程如图1所示（①~④表示过程）。某实验室用水培法栽培西红柿进行相关实验的研究，在 CO2充足的条件下西红柿植株的呼吸速率和光合速率变化曲线如图2所示，下列说法正确的是（　　） A．图1中，晴朗的白天西红柿叶肉细胞中产生 ATP 的过程是①②③ B．图2中，9~10h间，光合速率迅速下降，最可能发生变化的环境因素是温度 C．培养时若植物出现萎蔫现象，原因是植物排出无机盐导致培养液渗透压升高 D．在图2中两曲线的交点时，叶肉细胞会吸收外界的CO2 5.【转基因水稻气孔导度・光照强度限制因素判断】（2025届北京市东城区高三一模生物试题）将玉米的P基因导入水稻后，测得不同光照强度下转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率，结果如下图。下列叙述错误的是（　　） A．转入的P基因可以提高水稻的气孔导度 B．光照强度为4时，气孔导度是限制原种水稻光合速率的主要因素 C．光照强度为8时，两种水稻的真光合速率约为25μmol·m-2·s-1 D．转基因水稻比原种水稻更适宜栽种在光照强度较强的环境中 6.【类囊体膜光反应机制・H + 梯度 ATP 合成】（河北省衡水市冀州区河北冀州中学2025-2026学年高三上学期11月期中生物试题）下图为类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析，下列叙述正确的是（    ） A．水光解产生的O2若被有氧呼吸利用，至少要穿过4层生物膜 B．类囊体腔中的H+仅来自水的光解 C．图中产生的ATP可用于有机物的合成 D．光反应合成ATP的能量直接来源于光能 7.【种子储藏与萌发・三大有机物代谢关联】（23-24高一上·山东·阶段检测）中国是最早开始驯化和栽培水稻的国家，水稻种子萌发过程中，种子中储藏的淀粉、蛋白质、脂肪等物质在酶的催化下生成小分子有机物，为新器官的生长和呼吸作用提供原料。下列有关叙述正确的是（    ） A．种子的最适储藏条件是适宜湿度、低温和无氧 B．种子萌发时所需的能量全部由线粒体提供 C．蛋白质、糖类和脂质的代谢可以通过细胞呼吸过程联系起来 D．种子形成过程中，有机物积累迅速时，细胞呼吸会减弱 8.【黄豆芽干湿重变化・吸水与光合作用区分】（2023·四川雅安·一模）种子萌发过程中由于细胞呼吸供能会消耗大量有机物。1公斤黄豆干种子通常可发5公斤黄豆芽，下列关于黄豆种子萌发过程的叙述不正确的是（    ） A．黄豆芽重量增加主要是增加了自由水 B．黄豆种子中大量蛋白质水解可使干重增加 C．黄豆芽重量大于黄豆干种子是因为光合作用合成大量有机物 D．黄豆种子成功萌发是基因、植物激素、环境等共同调节作用的结果 9.【PET 同位素示踪・大脑皮层言语区功能】（2023·湖南娄底·模拟预测）人脑的活动与功能是自然界中最复杂的运动形式，解释人类大脑皮层的工作原理成为当代自然科学面临的最大挑战之一。用PET技术对大脑皮层的高级功能进行定位，科学家将葡萄糖用超短“寿命”的放射性同位素标记，制备成放射性示踪剂。通过观察中枢对示踪剂的消耗情况，可以得出大脑皮层各功能区的位置和分布。下列叙述错误的是（    ） A．使用“超短寿命”的同位素适合快速动态研究，减少对人体损害 B．选用葡萄糖制备放射性示踪剂是因为脑主要消耗葡萄糖提供能量 C．当受试者朗读课文时大脑皮层的V区和S区对示踪剂的消耗增加 D．标记物质在人体各种组织的分布与人体不同组织的代谢状态无关 10.【种子吸水后转录翻译时序・储存 mRNA 利用】（2022·河南信阳·模拟预测）萌发的某种子中的酶有两个来源：一是由干种子中的酶活化而来，二是种子萌发时重新合成。研究发现，当种子萌发时，新的RNA在种子吸水后12h才会开始合成，而蛋白质的合成则在种子吸水后15-20min便可以开始。下列相关叙述正确的是（    ） A．种子萌发过程中有机物的含量和种类均减少 B．干种子中没有自由水，但含有一定量的结合水 C．种子萌发时消耗的能量的根本来源是母体的光合作用 D．种子吸水后20min-12h，其细胞中不进行基因的转录，也不存在翻译过程 11.【蓝藻光合产能源・减缓温室效应应用】（2021·黑龙江哈尔滨·模拟预测）据报道，美国华盛顿大学圣路易斯分校的研究人员找到了一种叫做集胞藻6803（一种单细胞蓝藻）的微生物，其通过光合作用可生产出乙醇、氢、正丁醇、异丁醇和潜在的生物柴油。下列有关描述正确的是（    ） A．集胞藻6803的光反应阶段在类囊体薄膜上进行 B．集胞藻6803是异养兼性厌氧型生物 C．和传统化工技术相比，该技术不需要光也能进行 D．集胞藻6803既有助于减缓全球变暖，又可以提供能源物质 12.【细胞区室生物膜・产水场所分布】（2021·河南郑州·模拟预测）真核生物的生物膜将细胞内分隔成不同的“区室”，有利于细胞代谢高效、有序地进行，下列关于细胞内的不同“区室”说法正确的是（    ） A．植物细胞的色素分子只储存于双层膜包围成的区域中 B．由双层膜包围而成的区域均既可产生 ATP，也可消耗ATP C．产生水的反应既可发生在双层膜包围的区域，也可发生在无膜包围的区域 D．蛋白质、糖类、核酸、脂质的合成均发生于单层膜围成的区域中 13.【大豆根瘤共生・固氮与蔗糖转运代谢】（2021·湖北·模拟预测）大豆与根瘤菌是互利共生关系，下图所示为大豆叶片及根瘤中部分物质的代谢、运输途径，请据图回答，有关叙述错误的是（    ） A．催化PGA合成的酶存在于叶绿体类囊体上，催化TP合成蔗糖的酶存在于细胞质基质中 B．根瘤菌固氮产生的NH3可用于氨基酸的合成 C．叶绿体中合成ATP的能量来自光能，根瘤中合成ATP的能量主要源于糖类的分解 D．大多数植物长距离运输的主要有机物是蔗糖而不是葡萄糖，原因之一是蔗糖是非还原糖，性质较稳定 14.【结核杆菌原核特征・环状 DNA 与疫苗免疫】（2021·湖北·模拟预测）肺结核为危害人类健康的主要传染病之一，每年的3月24日是“世界防治结核病日”。结核病由结核分枝杆菌引起，最易侵染氧气充足、血液和营养丰富的肺以及骨骼的端部。关于结核杆菌，下列叙述正确的是（    ） A．结核杆菌能以CO2和H2O为原料合成有机物 B．结核杆菌和肺部细胞中都有环状的DNA分子 C．结核杆菌合成并分泌酸性磷酸酶依次经过的细胞结构有核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜 D．卡介苗是由减毒的结核杆菌悬液制成的活疫苗，能被效应T细胞裂解 15.【细胞物质比值・水、气体、核酸膜蛋白比例判断】（2021·安徽芜湖·模拟预测）下列有关细胞内物质含量比值的关系，正确的是（    ） A．细胞内结合水/自由水的比值，种子萌发时比休眠时高 B．人体细胞内O2/CO2的比值，线粒体内比细胞质基质高 C．体细胞中RNA/DNA的比值，代谢旺盛的细胞比衰老细胞高 D．细胞线粒体膜上蛋白质/脂质的比值，外膜一般比内膜高 两年重难·情境题 设题创新：多温度多品种马铃薯表格，低温酶活性、一昼夜有机物定量计算（T6）；固氮蓝藻光合固氮冲突，原核光合与水培实验设计纠错（T7）；菠萝 CAM 景天代谢，昼夜 CO₂分区固定，干旱适应机制（T8）；DA-6 生长调节剂遮光/全光双对照，膜损伤 MDA 指标（T12）；施氮+根瘤菌双变量花生多折线，共生固氮与光合联动（T14）。 一、单选题 1.【LED 光照梯度伊乐藻气泡实验・净光合判断】（2026·广东茂名·模拟预测）将一株伊乐藻浸在透明水箱中，统计单位时间内放出的气泡数（O2）作为光合强度指标。当远处的LED灯与水箱距离从80cm缩短到50cm时（第一阶段），光合强度几乎无变化，而监测显示水箱所受光照强度增加了270%；距离从50cm缩短到20cm时（第二阶段），光合强度才随光照强度的增大而增大。第一阶段光合强度几乎无变化的原因是（    ） A．距离大于50cm，光太弱，植物根本不进行光合作用 B．伊乐藻适合在弱光下光合作用，强光则起到抑制效果 C．第一阶段光照强度始终不足，光合速率小于呼吸速率 D．伊乐藻可能还需要利用室外散射光才能进行光合作用 2.【石斛全天净光合曲线・午休与 CAM 特征区分】（2025·广东·模拟预测）濒危植物重唇石斛具有很高的药用价值和观赏价值。图为某地重唇石斛的净光合速率日变化曲线。下列分析错误的是（　　） A．有机物的积累速率在10：00左右最高 B．重唇石斛在中午存在“光合午休”现象 C．14：00~16：00的光合速率增大是由光强增加引起 D．推测重唇石斛在白天和晚上均能进行部分光合作用 3.【CO2缓冲液密闭装置・C5 含量温度影响】（2026·湖北随州·一模）图甲为光合作用最适温度条件下植物光合速率测定装置图，图乙中a、b为测定过程中某些生理指标相对值的变化。下列说法正确的是（    ） A．如果适当提高温度，其他条件不变，则总光合速率会发生图乙中从a到b的变化，净光合速率可能会发生从b到a的变化 B．若图乙表示图甲完全培养液中SiO44-浓度，由a到b的变化表明了该植物不需要该离子 C．若图甲中的液滴不移动，则该植株叶肉细胞光合速率等于呼吸速率 D．若图乙表示图甲中植物的叶肉细胞内C5的变化，则b到a的变化可能是突然停止光照或者光照减弱 4.【油菜果皮光合・总光合速率计算】（2024·广东广州·一模）油菜果实发育所需的有机物主要来源于果皮的光合作用，开花36天后果实逐渐变黄，如图表示在适宜条件下油菜果实净光合速率与呼吸速率的变化，据图判断下列说法错误的是（    ） A．24天时果皮细胞光合作用固定CO2的量比第12天时少 B．果实呼吸速率随开花后天数增加而逐渐减弱 C．36天时果皮细胞会从外界环境吸收一定量的O2 D．48天时果皮因光反应减弱导致光合速率减少 5.【阳生阴生 P/R 比值・光补偿光饱和点辨析】（2024·广东深圳·二模）红松（阳生）和人参（阴生）均为我国北方地区的植物。如图为两种植物在温度、水分均适宜的条件下，光合作用速率与呼吸速率的比值（P/R）随光照强度变化的曲线图，下列叙述错误的是（　　） A．当光照强度为A时，持续光照一昼夜后人参干重不会增加 B．光照强度大于D时，可能是温度限制了红松P/R值的增大 C．若适当增施含镁的肥料，一段时间后人参的A点左移 D．光照强度为C时，红松和人参的光合速率有可能不同 二、解答题 6.【多温度马铃薯一昼夜有机物定量计算大题】（2026·广东深圳·模拟预测）研究人员以克新1号、中薯3号和金山薯三个马铃薯品种为材料，研究温度（5℃、10℃，以20℃为对照）对马铃薯植株光合作用的影响，结果如下表。回答下列问题： 品种及温度 研究项目 20℃ 10℃ 5℃ 克新 1号 中薯 3号 金山薯 克新 1号 中薯 3号 金山薯 克新 1号 中薯 3号 金山薯 黑暗中CO2释放速率 /（mg·h-1） 5.0 4.5 4.1 4.2 4.0 3.7 3.6 3.1 2.9 CO2吸收速率 /（mg·h-1） 17.4 22.9 24.9 17.2 12.7 12.2 - 7.5 - 注：“-”表示测得数值太小，误差太大，无法得到有效数字。 (1)马铃薯叶肉细胞中，光合作用光反应阶段发生在_____（填具体场所），该阶段可为暗反应提供_____等物质。当达到某一光照强度时，光合速率不再随光照强度的增强而增大，该光照强度被称为光饱和点。推测金山薯在10℃时的光饱和点_____（填“大于”“小于”或“等于”）20℃时的光饱和点。 (2)据表分析，黑暗条件下不同品种马铃薯在5℃时CO2释放速率都较20℃时低，原因是_____。适宜光照下，若给马铃薯植株提供H218O，一段时间后其体内会出现（CH218O），用箭头和对应物质写出由H218O最终生成（CH218O）的过程：_____。 (3)在10℃条件下每天给予克新1号适宜光照10h，一昼夜后环境中CO2的减少量为_____mg。据表分析，适合在冬春低温环境下种植的品种是_____。 7.【固氮蓝藻光合固氮冲突・水培实验纠错】（2026·广东广州·二模）固氮蓝细菌固氮能力强，施用后能够提高土壤肥力和促进作物产量，固氮蓝细菌整体进行有氧呼吸，由于固氮酶对氧气高度敏感，所以在固氮时段创造局部或暂时的无氧条件，以兼容固氮酶活性与有氧代谢需求。科学工作者通过选择培养基从不同水稻土中分离、培养出高效固氧蓝细菌d389-10，利用该菌株开展水稻水培试验，实验结果如下表，请回答下列问题。 表1 菌株d389-10对水稻幼苗生长的影响（水培试验） 指标 对照组（CK） 接种d389-10 株高（cm） 9.43 11.54 根长（cm） 9.76 15.1 茎叶干重（mg/株） 34.4 50.87 根干重（mg/株） 22.47 38.87 整株干重 56.87 89.73 (1)固氮蓝细菌与水稻的光合作用过程不同点有________________（答2点）。 (2)固氮蓝细菌在固氮时段，其光合作用强度、呼吸作用强度及净光合作用大小变化依次是________。 (3)根据表1的结果，可得出的结论是________________，推测其原因可能是________________。 (4)某同学开展探究菌株d389-10对水稻幼苗生长的影响的水培试验方案如下： 步骤1：选取2粒水稻种子放入无菌三角瓶中，80℃消毒处理5min。 步骤2：将种子摆放在有湿润滤纸的玻璃培养皿中，在10℃恒温黑暗培养箱中催芽。 步骤3：一周后，将水稻幼苗移入1.5mL离心管中，这些管子预先减去底部0.5cm并插在水培桶上方的塑料透明板上。每个水培桶中倒入300mL的无菌、含氮培养液。并在每个桶事先插好的离心管中各移栽1棵水稻幼苗。试验设置接种和不接种2个处理。接种处理是一次性加入0.02g新鲜的蓝细菌接种物（含水量90%左右），未接种的加入同样体积的无菌水。 步骤4：所有水培桶均置于10℃恒温光照培养箱中光暗交替（14h∶10h）培养。 步骤5：4周后测定水稻幼苗的株高、根长、茎叶干重和根干重。 该实验方案错误的地方有________________（答3点）。 8.【菠萝 CAM 昼夜分区固碳・干旱适应机制大题】（25-26高三·全国·二轮复习）广东省徐闻县盛产菠萝，有“菠萝的海”美誉。在进化过程中，菠萝形成了如下图所示的特殊光合作用机制，能适应干旱高温的生长环境。    回答下列问题： (1)据图可知，能与CO2结合的物质有_________。用14C标记环境中的CO2，则菠萝利用其合成（CH2O）过程中，14C的转移途径为_________。 (2)参与卡尔文循环的CO2的来源包括_________。菠萝将CO2固定与卡尔文循环在时间上分隔的意义是________，从而适应干旱高温的环境。 (3)菠萝心腐病是由疫霉属真菌引起的土传病害，严重影响菠萝产量。芽孢杆菌是农业上常用的一种促进农作物生长发育、提高土壤抗病性的生防菌。某团队通过田间实验，研究不同施肥方式对心腐病、土壤化学性质及根际土壤细菌多样性的影响，结果如下表所示。 施肥方式 发病率/% 致病菌数量 /（logCFU·g-1） pH 有机物质 /% 土壤微生物群落物种多样性 CK 17.33 3.83 4.93 0.12 4.2 YJ 15.00 3.71 6.02 0.31 4.6 KN 7.67 3.15 5.76 0.52 4.8 KY 11.67 3.23 6.10 0.72 5.9 【注】CK：化肥处理；YJ：普通有机肥处理；KN：羊粪有机肥+泥炭土+枯草芽孢杆菌；KY：羊粪有机肥+椰糠+枯草芽孢杆菌 ①根据实验结果可知，预防心腐病效果最好的施肥方式是__________（填“CK”“YJ”“KN”或“KY”）。为进一步研究芽孢杆菌提高土壤抗病性的原理，研究人员可作出的假设是_________，进而抑制疫霉属真菌数量。 ②要验证①所提出的假设，接下来的研究方向是__________。 9.【遮阴梯度国槐光合・次生演替综合】（2025·广东湛江·一模）国槐是重要行道树树种之一。为研究遮阴对国槐幼苗光合作用的影响，设置自然光对照（CK）、遮阴10%（S1）、遮阴20%（S2）、遮阴30%（S3）、遮阴40%（S4）共5组进行相关实验，培养一段时间后测定结果如表所示。请回答下列问题： 组别 叶绿素含量/相对值 气孔导度/相对值 净光合速率/相对值 CK 0.62 0.24 10.43 S1 0.72 0.27 10.52 S2 0.83 0.29 12.75 S3 0.76 0.27 11.39 S4 0.59 0.25 9.48 (1)光照条件下，国槐叶肉细胞中产生ATP的场所有______，光合作用时能量的转化过程是______（用箭头和文字表示）。 (2)本实验的自变量是______，与CK组相比，S1组国槐幼苗CO2固定量______（填“增多”或“减少”），从光合作用的过程分析，其原因是______。 (3)实验表明遮阴程度与国槐幼苗净光合速率的关系是______。若想确定最合适的遮阴程度，应在该实验的基础上，在遮阴程度为______的范围内进一步进行实验。 (4)若要得到国槐幼苗的真正光合速率，要对呼吸速率进行测定，测定国槐幼苗呼吸速率的实验思路为______。 (5)某林区曾是一片河滩荒地，园林部门秉承生态优先理念，栽植刺槐、榆树、桑树等树木，将河滩荒地变身生态屏障，其演替类型属于______，人类活动往往可以改变群落演替的______。 10.【白化安吉白茶碳汇・立体农业应用】（2025·广东佛山·二模）农业碳汇是指通过改善农业管理、改变土地利用方式、育种技术创新、植树造林等方式，吸收大气中的二氧化碳的过程、活动或机制，是在“碳达峰”“碳中和”背景下，实现乡村振兴和生态保护的一种新兴模式。茶园碳汇主要有两部分：一是茶树生长过程中通过光合作用吸入二氧化碳放出氧气；二是来自茶园种植管理，通过施用有机肥、种植绿肥、废弃枝叶还田等低碳生产行为改良土壤，提高土壤有机质，从而提高土壤碳汇水平。“叶白、脉绿、香郁、味醇”的安吉白茶为绿茶类变异品种，对温度敏感，呈现阶段性反白现象（春季温度低于23℃时叶绿素合成受影响，产生白化现象，气候回暖时白化减弱，“复绿”之后与普通绿茶无异）。对安吉白茶阶段性白化过程的数据监测如表所示。回答下列问题： 时期 总叶绿素含量（mg/g） 气孔张开程度 （mol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度 （μmol·mol-1） 净光合速率 （μmol·m-2·s-1） 白化前期 0.3 0.05 250 2.1 白化中期 0.28 0.07 240 4 白化期 0.18 0.06 245 3.2 复绿前期 0.32 0.08 225 5.7 复绿中期 0.4 0.09 200 7 (1)茶树属于生态系统组成成分中的________，茶树影响环境中的碳一氧平衡，体现了生物多样性的________价值。 (2)茶叶叶片白化与复绿过程中叶绿素的含量变化明显，在光合作用过程中这些色素主要吸收________（光谱范围）。复绿前期至全绿期，叶绿素含量增加明显，这可能与茶树体内________（植物激素）的增多有关。 (3)白化期茶树净光合速率较低，这与气孔的关系不大，判断的依据是________。根据表中数据并不能判断茶树在不同时期真正光合速率的变化，原因是________。 (4)茶树根系较浅、植株矮而耐阴；板栗根系较深、植株高且喜光。据此分析板栗—茶树立体农业的优点是________（至少写两点）。 11.【干旱胁迫决明子色素与热耗散 NPQ 分析】（24-25高三上·广东揭阳·阶段检测）某科研团队以药用草本植物决明子为实验材料，研究不同程度干旱胁迫对其光合作用的影响，结果如下表。 处理 叶绿素含量相对值 净光合速率/[μmol/（m2·s）] 气孔导度/[ mol/（m2·s）] 胞间CO₂浓度/（μmol/ mol） 光能转化效率 NPQ 对照 57.1 8.0 0.156 301.5 0.77 0.32 轻度干旱 49.0 3.9 0.058 278.3 0.71 0.41 重度干旱 47.8 2.8 0.031 259.4 0.68 0.46 注：NPQ （非光化学淬灭系数） 可反映植物以热耗散的方式耗散光能的能力。 请回答下列问题： (1)测定叶绿素含量时，先用_____（填试剂） 提取色素，再测量色素溶液对_____光的吸收值，进而估算出叶绿素的含量。 (2)干旱胁迫对决明子净光合速率的影响总体表现为_____（填“增强”或“抑制”），该研究中净光合速率的观察指标为_____（写出一种即可）。 (3)干旱胁迫下，植物在_____阶段将光能转化为化学能的能力下降，此阶段合成的_____等物质减少；干旱胁迫引起NPQ 上升对决明子是有利的，原因是_____。 12.【DA-6 调节剂遮光/全光对照・膜损伤 MDA 指标大题】（25-26高三上·山东菏泽·阶段检测）二烷基氨基乙磺酸酯（DA-6）是一种新型的叔胺类植物生长调节剂。某科研小组研究了DA-6对不同光照强度下草莓光合作用的影响，结果如下表。回答下列问题： 组别 处理 光合速率 [μmol/（m2·s）] 气孔导度 [μmol/（m2·s）] 胞间CO2浓度处理 [μmol/（m2·s）] Rubisco活性 [μmol/（m2·s）] 丙二醛（MDA） [μmol/（m2·s）] ① 不遮光+清水 10.1 0.16 260 38.2 2.12 ② 不遮光+DA-6 15.2 0.24 255 42.1 1.98 ③ 遮光+清水 8.3 0.14 278 25.3 2.74 ④ 遮光+DA-6 14.4 0.23 269 35.7 2.35 注：气孔导度表示气孔张开的程度。Rubisco是固定CO2关键酶；丙二醛（MDA）是膜脂过氧化产物，其含量与生物膜受损程度呈正相关。 (1)草莓细胞叶绿体中合成糖类的场所是______。叶绿体中的NADPH和线粒体中的NADH都属于还原剂，两者还原的底物分别是_____。一般一定范围内提高光照强度可以促进糖类的合成，原因是_____。 (2)推测DA-6处理可提高不同光照强度下草莓叶片的光合速率，其中，_____对（填“遮光”或“不遮光”）条件下的作用更为显著；根据实验数据推测，DA-6可能是通过______从而提高草莓叶片光合作用的暗反应速率，加快光合速率。 (3)推测DA-6______（填“能”或“不能”）作用于草莓叶片的光反应阶段来缓解弱光带来的不利影响，理由是______。 13.【干旱花生叶绿素胞间 CO2折线分析】（2025·广东佛山·一模）花生是我国主要油料作物之一，富含多种营养成分。甲品种是油食兼用性中间型花生，具有抗旱耐涝、适应性强、高产潜力大等优点，而乙品种为普通型花生。为了推广甲品种花生的种植区域，科研人员以两品种的室内盆栽植株作为实验材料，在中度干旱土壤条件下开展实验，结果如图所示。回答下列问题： (1)花生叶片细胞的叶绿素存在于________，实验提取叶片中的色素常用试剂是________，获取滤液后测定其对红光的吸光率，从而计算叶绿素的含量，结合不同色素对光的吸收情况分析，选择“红光”的原因是________。 (2)据图分析可知，干旱条件对两品种花生植株叶绿素含量的影响是________。 (3)有观点认为乙品种植株第20天与第10天对比，净光合速率降低的主要原因是干旱会导致气孔导度下降。据图分析该观点合理吗？________，理由是_______。 (4)进一步研究发现，到第50天时乙品种植株的净光合速率降为0，此时乙品种植株叶肉细胞的光合速率________（填“大于”“小于”或“等于”）呼吸速率。同时测得此时甲品种植株的净光合速率大于乙品种植株，甲品种植株根细胞内的可溶性氨基酸含量比乙品种植株的含量高。据此推测甲品种植株可减小干旱胁迫对水分吸收影响的机制是_______。 14.【磷梯度甘蔗光合・叶绿素气孔导度表格】（2025·广东深圳·二模）甘蔗是我国南方重要的糖料作物。为研究磷元素对两个甘蔗品种（简称R和Y）光合作用及生长的影响，研究人员设置无磷、低磷和高磷三组处理进行实验，测定部分指标如下表。 品种 供磷水平 净光合速率(μmol·m−2·s−1) 叶绿素总量(mg·g−1) 气孔导度(mol·m−2·s−1) R 无磷 10.31 16.65 0.07 Y 6.32 16.89 0.04 R 低磷 15.70 18.93 0.15 Y 11.25 16.31 0.13 R 高磷 17.60 21.60 0.14 Y 12.23 18.89 0.12 注：气孔导度越大，气孔开放程度越高 回答下列问题： (1)植物体缺磷常表现为生长发育不正常，这说明_________________________。在作物光合作用过程中，H+与氧化型辅酶Ⅱ结合，形成的___________含有磷元素。 (2)与无磷组相比，低磷和高磷组品种R的净光合速率较高，推测原因可能是：①叶绿素总量增加，可以转化更多光能；②_________________________，可以________________。 (3)不同组别呼吸速率基本一致的情况下，从光合作用整体性的角度并结合表格数据，推测整个实验过程中低磷组品种Y的光反应强度_____（填“大于”、“小于”或“等于”）无磷组，判断的理由是__________________________。 (4)某兴趣小组抽样检测甘蔗叶绿素总量时，为提高数据的可信度，在选择甘蔗叶片进行测定时，合理的处理是_________________________________。 15.【施氮 + 根瘤菌双变量花生・共生固氮光合联动大题】（2025·广东江门·一模）花生生长所需的氮素除来源于土壤和肥料外，还包括根瘤固氮。氮素供应对花生产量具有重要影响。为优化花生的施氮策略，探索绿色有效的增产途径，科研人员研究不同氮肥施用量（N0、N45、N75、N105、N135、N165，数值代表施氮量，单位：kg/hm2）和不同拌种处理（蒸馏水拌种W、根瘤菌剂拌种R）对花生产量的影响，部分研究结果见图。 回答下列问题： (1)实验发现，在各施氮水平下，R处理的花生植株氮素积累量均高于W处理。据图a分析原因是：施氮会_______花生结瘤，R处理可_______。 (2)分析图7b、c、d可知，一定范围内提高施氮水平有利于叶绿素合成，从而______，供暗反应阶段利用；施氮量超过N135时，限制净光合速率上升的原因有_______。 (3)花生在W和R处理下，配合适宜的施氮量均能获得高产。从绿色有效的角度综合选择最优的施氮策略并说明理由：______。 三年真题·压轴题 设题创新：Rubisco 核基因小亚基+叶绿体大亚基组装，低光暗反应不限制曲线重合陷阱（T3）；黄绿叶突变体叶绿素/呼吸双变量，高低光净光合反转图像分析（T4）；厌氧梭菌 CO₂工业废气发酵，PCR 载体标记基因工程融合（T5）；珊瑚-虫黄藻共生光合呼吸比，升温藻密度双向变化柱状图（T8）；三种沉水植物光饱和曲线+氮磷去除双图表，C4 碳浓缩对照实验设计（T11）。。 一、单选题 1．（2025高考安徽卷生物真题试卷）关于“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验，下列叙述错误的是（    ） A．用打孔器打出叶圆片时，为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉 B．调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离，以进行对比实验 C．用化学传感器监测光照时O2浓度变化，可计算出实际光合作用强度 D．同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同，可能与其接受的光照强度不同有关 2．（2025高考江西生物真题）体重水平与人体健康状况密切相关，体重异常特别的超重和肥胖是导致心脑血管疾病、糖尿病和部分癌症等慢性病的重要危险因素。国家卫生健康委员会等16部门启动了“体重管理年”活动。从机体能量代谢的角度分析，下列叙述错误的是（　　） A．有氧运动可加速新陈代谢，促进脂肪进入线粒体分解 B．高脂饮食易破坏能量平衡，导致脂肪积累而发生肥胖 C．低脂饮食可减少能量摄入，有氧运动可促进能量消耗 D．有氧运动能够避免肌细胞进行无氧呼吸产生大量乳酸 二、解答题 3．（2026年高考广东卷生物高考真题（网络收集版））Rubisco是植物光合作用暗反应阶段的关键酶。水稻中的Rubisco由核基因（S）编码的小亚基和叶绿体基因（L）编码的大亚基组成。通过对野生型水稻S基因进行编辑，获得了单基因突变体植株，以研究Rubisco对光合作用的影响。 回答下列问题： (1)S基因在__________中转录形成的mRNA在细胞质翻译成肽链后进入叶绿体，肽链在叶绿体基质中形成一定空间结构后与____________组装构成完整Rubisco。 (2)研究发现，突变体与野生型叶片中Rubisco的蛋白结构无明显差异且功能未发生改变，但突变体叶片中Rubisco总活性显著降低，可能的原因是____________________________________________________。 (3)水稻在大气CO2浓度条件下净光合速率与光照强度关系如图所示。已知突变体与野生型的呼吸速率基本一致，推测突变体的净光合速率变化曲线。与野生型相比，突变体的光饱和点___________（填“升高”“不变”或“降低”）；在达到光饱和点之前，突变体净光合速率的限制因素是_____________；在C区提高_____________________________时，野生型净光合速率的变化趋势为先升高后趋于稳定。 注：a点为光饱和点（光合速率不再随光照强度增加而增加时的光照强度） (4)野生型与突变体净光合速率的变化曲线会出现部分重合，重合部分一定会在__________区出现，推测曲线重合的原因是______________________________________________________________________。 4．（2023年新高考广东生物高考真题试卷）光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型（WT）的产量和黄绿叶突变体（ygl）的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相关生理特征见下表和图。（光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。 水稻材料 叶绿素（mg/g） 类胡萝卜素（mg/g） 类胡萝卜素/叶绿素 WT 4.08 0.63 0.15 ygl 1.73 0.47 0.27    分析图表，回答下列问题： (1)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和_______，叶片主要吸收可见光中的_______光。 (2)光照强度逐渐增加达到2000μmol m-2 s-1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl________WT（填“高于”、“低于”或“等于”）。ygl有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和________。 (3)与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体________，是其高产的原因之一。 (4)试分析在0~50μmol m-2 s-1范围的低光照强度下，WT和ygl净光合速率的变化，在给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线_________。在此基础上，分析图a和你绘制的曲线，比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率，提出一个科学问题________。    5．（2022年新高考广东生物高考真题）“绿水逶迤去，青山相向开”大力发展低碳经济已成为全社会的共识。基于某些梭菌的特殊代谢能力，有研究者以某些工业废气（含CO2等一碳温室气体，多来自高污染排放企业）为原料，通过厌氧发酵生产丙酮，构建一种生产高附加值化工产品的新技术。 回答下列问题： (1)研究者针对每个需要扩增的酶基因（如图）设计一对________________，利用PCR技术，在优化反应条件后扩增得到目标酶基因。 (2)研究者构建了一种表达载体pMTL80k，用于在梭菌中建立多基因组合表达库，经筛选后提高丙酮的合成量。该载体包括了启动子、终止子及抗生素抗性基因等，其中抗生素抗性基因的作用是________________，终止子的作用是________________。 (3)培养过程中发现重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，出现了生长迟缓的现象，推测其原因可能是________________，此外丙酮的积累会伤害细胞，需要进一步优化菌株和工艺才能扩大应用规模。 (4)这种生产高附加值化工产品的新技术，实现了________________，体现了循环经济特点。从“碳中和”的角度看，该技术的优势在于________________，具有广泛的应用前景和良好的社会效益。 6．（2025高考重庆卷生物）科研人员以水稻秸秆为原料合成的一种新型纳米材料X，发现其能通过叶面或根部吸收进入植物细胞。 (1)为分析X对植物光能利用的影响，科研人员用添加X的培养液培养水绵，再用通过三棱镜的光照射载有需氧细菌和水绵的临时装片，观察并统计不同光质下需氧细菌数量，结果见下表。 光质处理 蓝光 绿光 黄光 橙光 红光 培养液（对照） 150 12 10 14 89 培养液+X 139 28 7 13 88 结果表明，X能够促进水绵利用________光。在水绵细胞中，X呈现出随机分布的特点，当X分布在叶绿体的________时，水绵光能利用效率最佳。 (2)为进一步探究X对叶绿体功能的影响，开展了下列实验。 ①用离体叶绿体、X和Y（可与NADPH发生反应的化合物）进行实验，在相同光照条件下，实时测定并计算Y的变化量。由图可知，X能________（填“促进”或“抑制”）叶绿体合成NADPH。为保证本实验的严谨性，需增设1个处理，即Y+经煮沸的叶绿体。该处理获得的结果最符合图中曲线的________（填“甲”或“乙”或“丙”）。 ②将清水和X溶液分别处理后的植物叶片用打孔器打出叶圆片，抽气后，再置于1%的碳酸氢钠溶液中，给予相同的光照，发现X溶液处理的叶圆片先浮出叶面，其原因是________。 (3)研究还发现处理植物的X浓度过高，会出现植物叶片气孔开放度下降的现象，推测与之相关的植物激素及其含量变化是_________。 7．（2025年高考甘肃卷生物真题试卷）波长为400~700nm的光属于光合有效辐射（PAR），其中400~500nm为蓝光（B），600~700nm为红光（R）。远红光（700~750nm，FR）通常不能用于植物光合作用，但可作为信号调节植物的生长发育。研究者测定了某高大作物冠层中A（高）和B（低）两个位置的PAR、红光/远红光比例（R/FR）和叶片指标（厚度、叶绿素含量、线粒体暗呼吸），并分析了施氮肥对以上指标的影响，结果如下表。回答下列问题。 冠层位置 PAR R/FR 叶片厚度（μm） 叶绿素含量（μg·g-1） 线粒体暗呼吸 A B A（施氮肥） B（施氮肥） 0.90 0.20 0.70 0.02 3.40 0.29 1.75 0.01 160 100 150 — 0.15 0.20 0.28 — 1.08 1.08 1.08 — (1)植物叶片中__________可吸收红光用于光合作用，__________可吸收少量的红光和远红光作为光信号，导致B位置PAR和R/FR较A位置低；__________虽不能吸收红光，但可吸收蓝光，也可使B位置PAR降低。 (2)由表中数据可知，施氮肥__________（填“提高”或“降低”）了冠层叶片对太阳光的吸收，其可能的原因是__________。 (3)光补偿点是指光合作用中吸收的CO2与呼吸作用中释放的CO2相等时的光照强度。研究者分析了冠层A、B处的叶片（未施氮肥）在不同光照强度下的净光合作用速率（下图），发现冠层__________位置的叶片具有较高的光补偿点，由表中数据可知其主要原因是__________。 8．（2024年新高考广西高考生物真题试卷）珊瑚是一类低等动物，可从环境中获取单细胞真核藻类虫黄藻，让其共生于自己细胞内，成为珊瑚-虫黄藻共生体。共生体的营养来源包括虫黄合成的有机物和摄取的浮游生物。研究人员在实验室研究温度升高对某珊瑚-虫黄藻共生体的两种类型（A型和B型）的影响，结果见下图。回答下列问题： (1)珊瑚细胞获取虫黄藻的方式是______（填物质运输方式）；虫黄藻可利用CO2和H2O在______（填细胞器名称）合成糖类，为珊瑚提供营养。 (2)当光合呼吸比约等于1时，A型共生体仍能生长，其原因是______。 (3)常温条件下，在缺少浮游生物的贫瘠海域，更具生存优势的共生体类型是______，理由是______。 (4)若升温后B型共生体的呼吸速率变化不明显，则据图分析B型共生体内的单个虫黄藻光合速率将______，理由是______。 9．（2026年高考黑吉辽蒙卷生物高考真题（网络收集版））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）。 10．（2026年高考云南卷生物高考真题（网络收集版））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________。 11．（2024年新课标广东卷高考生物真题试卷）某湖泊曾处于重度富营养化状态，水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段，成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物（①金鱼藻、②黑藻、③苦草，答题时植物名称可用对应序号表示）在不同光照强度下光合速率及水质净化能力见图。 回答下列问题： (1)湖水富营养化时，浮游藻类大量繁殖，水体透明度低，湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于_______的有机物，最终衰退和消亡。 (2)生态恢复后，该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依次是________，其原因是_______。 (3)为了达到湖水净化的目的，选择引种上述3种草本沉水植物的理由是_________，三者配合能实现综合治理效果。 (4)上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径（浓缩CO2形成高浓度C4后，再分解成CO2传递给C5）使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用，在水生植物群落中竞争力较强。根据图a设计一个简单的实验方案，验证黑藻的碳浓缩优势，完成下列表格。 实验设计方案 实验材料 对照组：_______      实验组：黑藻 实验条件 控制光照强度为_______μmol·m-2·s-1 营养及环境条件相同且适宜，培养时间相同 控制条件 __________ 测量指标 __________ (5)目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，此外，大量沉水植物叶片凋落，需及时打捞，增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施______。 12．（2024年江苏新课标高考真题生物试卷）科研人员对蓝细菌的光合放氧、呼吸耗氧和叶绿素a含量等进行了系列研究。图1是蓝细菌光合作用部分过程示意图，图2是温度对蓝细菌光合放氧和呼吸耗氧影响的曲线图。请回答下列问题： (1)图1中H+从类囊体膜内侧到外侧只能通过ATP合酶，而O2能自由通过类囊体膜，说明类囊体膜具有的特性是________。碳反应中C3在________的作用下转变为（CH2O），此过程发生的区域位于蓝细菌的________中。 (2)图2中蓝细菌光合放氧的曲线是________（从“甲”“乙”中选填）；据图判断，总光合速率最高时对应的温度是（从“20℃”、“25℃”、“30℃”中选填），理由为________。 (3)在一定条件下，测定样液中蓝细菌密度和叶绿素a含量，建立叶绿素a含量与蓝细菌密度的相关曲线，用于估算水体中蓝细菌密度。请完成下表： 实验目的 简要操作步骤 测定样液蓝细菌数量 按一定浓度梯度稀释样液，分别用血球计数板计数，取样前需①_____ 浓缩蓝细菌 ②________ ③________ 将浓缩的蓝细菌用一定量的乙醇重新悬浮 ④________ 用锡箔纸包裹装有悬浮液的试管，避光存放 建立相关曲线 用分光光度计测定叶绿素a含量，计算 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $