专题03 细胞呼吸与光合作用（7年汇编）（北京专用）2020-2026年高考生物真题分类汇编

**基本信息** 汇编北京近7年高考真题及1年模拟题，聚焦细胞呼吸与光合作用，整合考情分析与命题规律，覆盖核心考点与北京命题趋势。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|23题|有氧呼吸场所、ATP产生、光合速率影响因素、净光合速率等|运动健康情境（如2023运动强度题）、实验数据图表（如2022滑雪乳酸题）| |综合题|5题|细胞呼吸与光合作用协同、代谢实验设计、科研文献分析|结合科研情境（如2023拟南芥突变体题）、跨考点整合（如2026人工光合系统题）|

专题03 细胞呼吸与光合作用 7年汇编1年模拟 考点分类 北京考情 命题规律 考点1 细胞呼吸 2025北京(1题)、2023北京(1题)、2022北京(2题) · 情境设置：以运动健康、吸烟、细胞结构图等生活和健康情境切入。 · 考查重点：有氧呼吸场所、ATP产生、底物利用与影响因素。 · 命题趋势：结合真实健康情境，侧重实验数据解读与原理应用。 考点2 光合作用 2026北京(1题)、2024北京(1题)、2022北京(2题) · 情境设置：以图表、实验数据、物质转化表格为载体，联系环境因素与实验探究。 · 考查重点：光反应物质变化、光合速率影响因素、实验设计与定量分析。 · 命题趋势：由单因素向多因素综合，图表分析与实验评价并重。 考点3 细胞呼吸与光合作用的综合 2023北京(2题)、2021北京(1题) · 情境设置：以科研文献、图表、温度胁迫等实验情境为主。 · 考查重点：净光合速率、光合与呼吸协同、温度影响及图文转化。 · 命题趋势：强化科学探究与代谢整合，注重图表信息提取与推理。 考点1 细胞呼吸 1.（2025·北京·高考真题）下图是植物细胞局部亚显微结构示意图。在有氧呼吸过程中，细胞不同部位产生ATP的量不同。以下选项正确的是（       ） 选项 部位1 部位2 部位3 部位4 A 大量 少量 少量 无 B 大量 大量 少量 无 C 少量 大量 无 少量 D 少量 无 大量 大量 A. A B. B C. C D. D 2.（2023·北京·高考真题）运动强度越低，骨骼肌的耗氧量越少。如图显示在不同强度体育运动时，骨骼肌消耗的糖类和脂类的相对量。对这一结果正确的理解是（　　） A. 低强度运动时，主要利用脂肪酸供能 B. 中等强度运动时，主要供能物质是血糖 C. 高强度运动时，糖类中的能量全部转变为ATP D. 肌糖原在有氧条件下才能氧化分解提供能量 3.（2022·北京·高考真题）有氧呼吸会产生少量超氧化物，超氧化物积累会氧化生物分子引发细胞损伤。将生理指标接近的青年志愿者按吸烟与否分为两组，在相同条件下进行体力消耗测试，受试者血浆中蛋白质被超氧化物氧化生成的产物量如下图。基于此结果，下列说法正确的是（　　） A. 超氧化物主要在血浆中产生 B. 烟草中的尼古丁导致超氧化物含量增加 C. 与不吸烟者比，蛋白质能为吸烟者提供更多能量 D. 本实验为“吸烟有害健康”提供了证据 4.（2022·北京·高考真题）在北京冬奥会的感召下，一队初学者进行了3个月高山滑雪集训，成绩显著提高，而体重和滑雪时单位时间的摄氧量均无明显变化。检测集训前后受训者完成滑雪动作后血浆中乳酸浓度，结果如下图。与集训前相比，滑雪过程中受训者在单位时间内（　　） A. 消耗的ATP不变 B. 无氧呼吸增强 C. 所消耗的ATP中来自有氧呼吸的增多 D. 骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP增多 考点2 光合作用 1.（2026·北京·高考真题）下表给出了植物光合作用反应过程的部分原料和产物。 反应过程 原料 产物 ① H2O O2 ② NADP+ NADPH ③ ADP ATP ④ CO2 （CH2O） 对上述反应过程的叙述，错误的是（        ） A. ①只有在光下才能进行 B. ①②③在叶绿体基质中进行 C. ④所需的还原剂为NADPH D. ④消耗ATP和NADPH中的能量 2.（2024·北京·高考真题）某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验，测定单位时间单位叶面积的氧气释放量，结果如图所示。若想提高X，可采取的做法是（       ） A. 增加叶片周围环境CO2浓度 B. 将叶片置于4℃的冷室中 C. 给光源加滤光片改变光的颜色 D. 移动冷光源缩短与叶片的距离 3.（2022·北京·高考真题）下列高中生物学实验中，对实验结果不要求精确定量的是（　　） A. 探究光照强度对光合作用强度的影响 B. DNA的粗提取与鉴定 C. 探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度 D. 模拟生物体维持pH的稳定 4.（2022·北京·高考真题）光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如下图。据图分析不能得出（　　） A. 低于最适温度时，光合速率随温度升高而升高 B. 在一定的范围内，CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高 C. CO2浓度为200μL·L-1时，温度对光合速率影响小 D. 10℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高 考点3 细胞呼吸与光合作用的综合 1.（2023·北京·高考真题）在两种光照强度下，不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是（　　）         A. 在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升 B. 在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关 C. 在图中两个CP点处，植物均不能进行光合作用 D. 图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大 2.（2021·北京·高考真题）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）下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图。由图不能得出的结论是（　　） A. 两组植株的CO2吸收速率最大值接近 B. 35℃时两组植株的真正（总）光合速率相等 C. 50℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能 D. HT植株表现出对高温环境的适应性 3.（2023·北京·高考真题）学习以下材料，回答下面问题。 调控植物细胞活性氧产生机制的新发现能量代谢本质上是一系列氧化还原反应。在植物细胞中，线粒体和叶绿体是能量代谢的重要场所。叶绿体内氧化还原稳态的维持对叶绿体行使正常功能非常重要。在细胞的氧化还原反应过程中会有活性氧产生，活性氧可以调控细胞代谢，并与细胞凋亡有关。 我国科学家发现一个拟南芥突变体m（M基因突变为m基因），在受到长时间连续光照时，植株会出现因细胞凋亡而引起的叶片黄斑等表型。M基因编码叶绿体中催化脂肪酸合成的M酶。与野生型相比，突变体m中M酶活性下降，脂肪酸含量显著降低。 为探究M基因突变导致细胞凋亡的原因，研究人员以诱变剂处理突变体m，筛选不表现细胞凋亡，但仍保留m基因的突变株。通过对所获一系列突变体的详细解析，发现叶绿体中pMDH酶、线粒体中mMDH酶和线粒体内膜复合物I（催化有氧呼吸第三阶段的酶）等均参与细胞凋亡过程。 由此揭示出一条活性氧产生的新途径（如图）：A酸作为叶绿体中氧化还原平衡的调节物质，从叶绿体经细胞质基质进入到线粒体中，在mMDH酶的作用下产生NADH（[H]）和B酸，NADH被氧化会产生活性氧。活性氧超过一定水平后引发细胞凋亡。        在上述研究中，科学家从拟南芥突变体m入手，揭示出在叶绿体和线粒体之间存在着一条A酸-B酸循环途径。对A酸-B酸循环的进一步研究，将为探索植物在不同环境胁迫下生长的调控机制提供新的思路。 （1）叶绿体通过　　　　　　　　　　　作用将CO2转化为糖。从文中可知，叶绿体也可以合成脂肪的组分　　　　　　　　　　　。 （2）结合文中图示分析，M基因突变为m后，植株在长时间光照条件下出现细胞凋亡的原因是：　　　　　，A酸转运到线粒体，最终导致产生过量活性氧并诱发细胞凋亡。 （3）请将下列各项的序号排序，以呈现本文中科学家解析“M基因突变导致细胞凋亡机制”的研究思路：　　　　　　　　　　　。 ①确定相应蛋白的细胞定位和功能 ②用诱变剂处理突变体m ③鉴定相关基因 ④筛选保留m基因但不表现凋亡的突变株 （4）本文拓展了高中教材中关于细胞器间协调配合的内容，请从细胞器间协作以维持稳态与平衡的角度加以概括说明　　　　　　　　　　　。 1.（2026·北京通州·一模）适度运动、体重管理是健康的生活方式之一，下列叙述正确的是（　　） A. 运动时由脂肪直接供能 B. 运动时大量出汗只需补充水分 C. 有氧运动有利于体重管理 D. 运动强度越大越利于健康 2.（2026·北京朝阳·二模）喀斯特地区岩石裸露，水土流失严重，分布有苔藓-固氮蓝细菌共生体。苔藓保护蓝细菌免受高温强光影响，蓝细菌为苔藓提供氮源。下列关于两种生物的叙述，错误的是（       ） A. 均为自养生物 B. 捕获光能的色素种类完全相同 C. 共同改善氮输入，促进植物定居 D. 有望用于喀斯特地区的生态修复 3.（2026·北京丰台·一模）临床上用X射线辐照血液制品，提高输血时的安全性，但可能对血小板产生影响。血小板活性与线粒体密切相关。研究者利用常规剂量的X射线辐照血小板，结果发现，两组血小板无明显差异，内部线粒体结构均呈现完整状态。下列叙述错误的是（　　） A. 图中箭头所指结构为线粒体内膜，葡萄糖会在内膜上分解成丙酮酸 B. 实验时需选取多名健康人的血小板样本，每份均分为对照组与辐照组 C. 实验初步证实常规剂量X射线辐照不会显著损伤血小板的线粒体结构 D. 可延长观察周期，探究被X射线辐照过的血小板输入人体内后存活时间 4.（2026·北京朝阳·一模）动物屠宰后，肌肉组织供能不足导致细胞中肌动蛋白与肌球蛋白结合后难以解离，引起宰后僵硬，影响口感。相关推测不合理的是（　　） A. 血液循环停止导致肌肉组织氧气供应中断 B. 乳酸等代谢产物积累使肌肉组织的pH降低 C. 肌动蛋白与肌球蛋白的正常解离需ATP供能 D. 抑制肌动蛋白与肌球蛋白的解离可改善口感 5.（2026·北京房山·一模）研究人员对健康成年人实施8周有氧运动训练，并检测骨骼肌线粒体的相关指标（如图）。据图分析合理的是（       ） A. 训练后耗氧速率提升，说明细胞无氧呼吸占比增强 B. 线粒体数量增加，直接导致肌细胞CO2释放量减少 C. 训练可增强骨骼肌细胞的有氧呼吸，提高代谢能力 D. 训练可导致每克葡萄糖代谢产生的ATP减少 6.（2026·北京丰台·一模）我国科研人员研发出新材料，可利用CO2和H2O在自然光下产生CO和CH4.该材料上能发生水的光解反应。因能积累电子，其能量转换效率高于天然光合作用。下列叙述错误的是（　　） A. 人工光合作用能转化光能 B. 天然光合作用时电子无法积累 C. 新材料可类比为叶绿体内膜 D. 新材料可降低环境中CO2的浓度 7.（2026·北京房山·二模）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 8.（2026·北京石景山·二模）研究人员探究了叶片温度、CO2浓度对某植物光合速率的影响，结果如下图所示。下列说法正确的是（       ） A. 温度会影响酶活性，且仅对光合作用的暗反应阶段产生影响 B. 较高CO2浓度下，温度约为35℃时植物的实际光合速率最高 C. 30℃时，从低CO2浓度提至高CO2浓度，短时间内C5含量增加 D. 较高CO2浓度下，光合速率对温度变化的响应更显著 9.（2026·北京东城·二模）将火龙果植株置于密闭、恒温的透明容器内进行实验，测得容器内O2含量变化如图，据图分析不能得出的是（　　） A. LM段曲线下降是因细胞呼吸消耗氧气 B. MN段曲线上升说明光合速率不断增加 C. MN段平均净光合速率为8×10-7mol/h D. N点后有机物合成速率等于分解速率 10.（2026·北京昌平·一模）科研人员设置了5种光照处理：白光（CK）、白光:红光=4:1（WR）、白光:蓝光=4:1（WB）、白光:紫光=4:1（WP）、白光:绿光=4:1（WG），检测幼苗期青花菜相对叶绿素含量（SPAD）与净光合速率（Pn）结果如下图。相关叙述不正确的是（       ） A. 实验应在相同光照强度与光照时长下进行 B. 生产中可提高蓝光比例来提升净光合速率 C. 相对叶绿素含量与净光合速率呈正相关，说明叶绿素是吸收光能的核心分子 D. WR组净光合速率最高，可能是补红光后叶绿素含量提升，促进了光反应 11.（2026·北京石景山·一模）甜菜是我国重要的经济作物之一，根中含有大量的糖分。研究表明呼吸代谢可影响甜菜块根的生长，其中酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能，该酶活性与甜菜根重呈正相关。下列叙述正确的是（　　） A. 酶Ⅰ主要分布在线粒体内膜上，催化的反应需要消耗氧气 B. 低温抑制酶Ⅰ的活性，进而影响二氧化碳和NADH的生成速率 C. 酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段是有氧呼吸中生成ATP最多的阶段 D. 呼吸作用会消耗糖分，因此在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会增加甜菜产量 12.（2026·北京朝阳·一模）D1蛋白参与光反应，强光下易损伤，D1的合成及修复效率是维持光合速率的关键。下列叙述正确的是（　　） A. D1受损降低光反应ATP生成速率 B. 新合成的D1在叶绿体基质中发挥作用 C. D1修复速率直接影响CO2与C5的结合过程 D. 抑制D1基因的表达有利于植物对强光的适应 13.（2026·北京昌平·二模）学习以下材料，回答（1）～（4）题。揭示光合与光呼吸调控新机制-未来作物增产新策略阐明光合作用与光呼吸的精细调控机制，对提高作物光合效率、抗逆性和最终产量至关重要。光呼吸是绿色植物在光下吸收O2，将叶绿体中的C5氧化分解为C3和CO2的过程。 在光下，当O2浓度高、CO2浓度低时，R酶催化光呼吸过程；反之，R酶催化CO2的固定过程。研究团队获得一株具有典型光呼吸表型的拟南芥AspRS3基因突变体，该突变体生长迟缓、矮小黄化。一方面AspRS3基因缺失抑制R酶等叶绿体基因编码蛋白的合成，导致光合膜系统的破坏和活性氧的积累，活性氧的积累会抑制核编码基因的表达和光呼吸酶的活性；另一方面，叶绿体基因编码蛋白合成障碍会抑制部分核基因表达，如Fd-GOGAT等光呼吸酶丰度下降，从而影响植物光合作用和光呼吸。 利用另一拟南芥突变体glu1（Fd-GOGAT功能缺陷）构建了突变体库，从中筛选到表型恢复突变体rog1（ROG1基因编码ABA合成关键酶），ABA（脱落酸）对碳同化和氮同化有抑制作用，这些抑制作用依赖于ABA信号通路中的关键组分——ABI5，其机制如下图。 本研究揭示了ABI5在ABA调控光合作用中的核心作用，为通过调控ABI5表达来提升碳氮利用效率、增加作物产量的新策略提供依据。而且ABI5突变体在高光胁迫下仍较好保持光合膜系统的光能捕获效率，说明在提升产量的同时并未显著牺牲抗逆性，这为其在未来农业中的应用提供了可能性。 注：RCA、RBCS是碳同化基因表达产物，GLU1是氮同化基因表达产物，GLN是谷氨酰胺，Glu是谷氨酸（1）光呼吸与细胞呼吸的相同点是　　　　　（答出两点即可）。文中的碳同化过程是指光合作用过程的　　　　　阶段。 （2）植物在干旱天气和过强光照下，光反应速率　　　　　　暗反应速率，光呼吸　　　　　　，消耗光反应生成的多余NADPH和ATP，造成了能量的损耗，但也防止了强光对叶绿体的破坏，又可以为暗反应阶段提供原料。（3）下列对具有典型光呼吸表型的拟南芥突变体相关叙述正确的是_____。 A. AspRS3基因突变抑制部分核基因表达导致光呼吸减弱 B. AspRS3基因突变导致光呼吸酶活性降低导致光呼吸减弱 C. AspRS3基因突变的拟南芥在高浓度CO2条件下能恢复正常生长 （4）请提出一条通过调控ABI5表达来提升碳氮利用效率、增加作物产量的新举措：　　　　　。 14.（2026·北京朝阳·二模）研究者依据光合作用原理构建人工光合系统。 （1）绿色植物光合作用的光反应阶段，相关酶与光合色素均分布于叶绿体　　　　　　　　　　　　薄膜上。研究者从菠菜叶绿体中分离出该膜结构，以此构建光驱动能量再生模块（TEM）。 （2）向TEM中加入基础反应液，测量产能效果，结果如图1。 图1a表明，NADPH的生成依赖　　　　　　　　　　　　。图1b中，黑暗条件下TEM仍能产生少量ATP，原因是　　　　　　　　　　　　。 （3）为进一步测试TEM的供能效果，将TEM、基础反应液、乙醛酸、乙醛酸还原酶（Ghr）等封装进液滴，作为实验组，只含NADPH的液滴作为对照组1，含TEM和基础反应液的液滴作为对照组2，检测3组NADPH的浓度，部分结果如图2。 ①图2b中，对照组1的作用是　　　　　　　　　　　　。 ②实验结果表明，TEM可为Ghr催化反应高效供能。请在图2b中补充实验组的结果　　　　　　　　　　。 （4）研究者将TEM结合人工固碳循环，构建了人工光合系统。请从资源利用、环境保护角度，提出该系统可能的应用前景　　　　　　　　　　　。 15.（2026·北京通州·一模）低温可造成自然越冬的昆虫幼虫发育暂时停滞，称为滞育，这种幼虫的耐寒能力显著高于实验室恒温培养的非滞育幼虫。研究者对相关机制进行了研究。 （1）图1表示有氧呼吸部分阶段。H+通过复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ运至　　　　　　　　（细胞器）膜间隙，形成浓度差，ATP合酶能顺浓度梯度运输H+，降低H+势能，生成ATP。此外，UCP4也可降低H+势能，进而　　　　　　　　ATP的合成，促进产热。 （2）H+势能降低能够提高有氧呼吸速率。与非滞育幼虫相比，滞育幼虫有更高的呼吸速率，研究者提出两个假说解释上述现象。假说一：UCP4增多；假说二：ATP合酶增多。用UCP4抑制剂和ATP合酶抑制剂对两种幼虫进行处理，结果支持假说一（如图2），其中　　　　　　　（填“A”或“B”）为UCP4抑制剂，判断依据是　　　　　　　　。 （3）PGC与UCP4同为调节能量代谢的蛋白，且在同一通路上，为探究二者的上下游关系，研究者利用双链RNA（dsRNA）抑制相应基因表达，检测相关蛋白含量，结果如图3。可知UCP4在PGC的　　　　　　　　。 （4）C9仅存在于滞育幼虫中，在秋冬季降温时达到峰值，引起PGC与UCP4基因表达的变化，是滞育幼虫耐寒的关键激素。综上所述，完成C9的作用机制：C9与受体结合→　　　　　　　　→降低H+势能，促进产热。 16.（2026·北京通州·一模）多细胞生物如何控制器官大小是生物学的基础问题，研究者揭示了细胞代谢在果蝇器官大小调控中的重要作用。 （1）Yki蛋白对于果蝇器官发育至关重要，细胞质中的Yki蛋白通过　　　　　　　（细胞结构）进入细胞核，并启动促增殖基因的转录。 （2）遗传学筛选发现，dOg基因突变后果蝇的眼睛显著变小。dOg是细胞呼吸的关键酶，具有　　　　　　　　酮戊二酸（KG）转化为琥珀酸的作用。研究者用外源的KG处理正常果蝇，检测Yki蛋白含量，结果如图1，请简要分析dOg基因突变导致眼睛变小的原因　　　　　　　　。 （3）研究者推测，KG可以促进Yki蛋白质中特定氨基酸的修饰，从而影响蛋白质含量。研究者将Yki蛋白质的特定氨基酸进行改造，如YkiP353A代表第353位的P变为A，结果如图2，Yki被羟基化的位点是　　　　　　　。 （4）进一步推测，KG通过酶PH4B发挥作用，而非直接作用于Yki。为了证实上述推测，请补充下表中的实验设计和预期结果。 对照组 实验组 果蝇 　　　　　　　　 　　　　　　　　 实验处理 　　　　　　　　 　　　　　　　　 检测指标：Yki蛋白质含量 实验组　　　　　　　　对照组 A．野生型B．PH4B缺失突变体C．等量KGD．等量生理盐水（5）与正常条件相比，果蝇在饥饿条件下KG水平增加约16倍。请结合上述信息，从物质与能量观角度简述这一变化的生物学意义　　　　　　　　。 17.（2026·北京石景山·一模）水稻是我国最重要的粮食作物，PEL基因编码的蛋白（PEL）是一种与水稻光合作用相关的蛋白质。 （1）研究者利用基因编辑技术获得水稻PEL基因敲除突变体（PEL-KO）及过表达突变体（PEL-OE），检测光合作用相关指标，部分结果见图1、2（注：组1、2、3分别对应野生型、PEL-KO、PEL-OE） ①叶绿素等光合色素在光合作用中的作用为　　　　　　　。图1结果表明，PEL对水稻叶绿体的发育起　　　　　　　作用。 ②图2结果显示，CO2浓度大于400ppm时，组2的光合速率最大。结合图1分析其原因是　　　　　　。（2）为了阐明PEL影响水稻光合作用的分子机制，研究者筛选鉴定出在细胞质中与PEL互作的一种蛋白质GLK（调控光合基因表达的转录因子）。将共表达GLK和PEL的细胞，用蛋白合成抑制剂（CHX）处理，并在不同时间收集样品进行电泳，部分结果如图3． 研究者认为，PEL与GLK结合，可促进GLK被蛋白酶体降解。实验中，CHX处理的目的是　　　　　　；设置的对照组还应有：　　　　　　　。 （3）目前多种陆生植物都存在PEL基因的同源基因，而在藻类等水生单细胞光合生物中则较少见，早期光合生物从水生环境走向陆地时，面临的最大变化就是光照强度显著提升。请解释PEL基因的出现对光合生物向陆地生活进化的意义　　　　　　　。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 细胞呼吸与光合作用 考点1 细胞呼吸 1.【答案】C 2.【答案】A 3.【答案】D 4.【答案】B 考点2 光合作用 1.【答案】B 2.【答案】A 3.【答案】B 4.【答案】D 考点3 细胞呼吸与光合作用的综合 1.【答案】C 2.【答案】B 3.【答案】（1）① 光合    ② 脂肪酸     （2）M酶活性下降使脂肪酸合成受阻，NADH消耗减少，同时长时间光照促进产生NADH，NADH含量升高，导致A酸合成过多     （3）② ④ ③ ①     （4）线粒体与叶绿体之间通过A酸-B酸循环协同合作，将叶绿体中的[H]运输到线粒体氧化，以维持叶绿体内氧化还原稳态      1.【答案】C 2.【答案】B 3.【答案】A 4.【答案】D 5.【答案】C 6.【答案】C 7.【答案】D 8.【答案】D 9.【答案】B 10.【答案】C 11.【答案】B 12.【答案】A 13.【答案】（1）① 消耗氧气；产生二氧化碳    ② 暗反应     （2）① 大于    ② 加快     （3）AB     （4）抑制ABI5基因的表达（利用基因编辑技术敲除ABI5基因）      14.【答案】（1）类囊体     （2）① 光和电子受体Fdx    ② TEM上的腺苷酸激酶，可在黑暗中催化ATP的生成     （3）① 排除NADPH自身分解对实验结果的影响    ② 实验组的曲线整体在对照组2之下，实验组黑暗中的下降幅度比对照组2大，相关补充图示如下： 。      （4）制造有机物，解决粮食危机；摆脱土地种植限制，充分利用二氧化碳，缓解温室效应      15.【答案】（1）① 线粒体    ② 减少     （2）① B    ② 5与1无差异，6远低于2，3低于1，4低于2，但3、4的差值与1、2接近(5与1无差异，6远低于2)     （3）下游     （4）PGC表达增多， 促进UCP4表达增多      16.【答案】（1）核孔     （2）① 催化    ② dOg突变后KG含量增加→导致Yki含量降低→细胞增殖减弱， 细胞数量减少     （3）78     （4）① A    ② B    ③ C    ④ C    ⑤ 大于     （5）饥饿时，KG含量增加导致细胞增殖减弱，细胞中的物质能量更多用于细胞呼吸等作用，有利于个体生存      17.【答案】（1）① 吸收、传递和转化光能    ② 抑制    ③ PEL敲除后，水稻叶绿素含量更高、叶绿体数量更多，光反应更强，CO2充足时能为暗反应提供更多ATP和NADPH，因此光合速率更高     （2）① 抑制新蛋白质合成，排除新合成GLK对实验结果的干扰，便于检测原有GLK的降解情况    ② 仅单独表达GLK（不表达PEL）、同样经CHX处理的细胞组     （3）陆地光照强度远高于水生环境，过强光照会损伤光合结构；PEL负调控叶绿体发育和叶绿素合成，可避免强光对光合系统的破坏，帮助光合生物适应陆地高光照环境，有利于其在陆地生存繁衍      试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 细胞呼吸与光合作用 7年汇编1年模拟 考点分类 北京考情 命题规律 考点1 细胞呼吸 2025北京(1题)、2023北京(1题)、2022北京(2题) · 情境设置：以运动健康、吸烟、细胞结构图等生活和健康情境切入。 · 考查重点：有氧呼吸场所、ATP产生、底物利用与影响因素。 · 命题趋势：结合真实健康情境，侧重实验数据解读与原理应用。 考点2 光合作用 2026北京(1题)、2024北京(1题)、2022北京(2题) · 情境设置：以图表、实验数据、物质转化表格为载体，联系环境因素与实验探究。 · 考查重点：光反应物质变化、光合速率影响因素、实验设计与定量分析。 · 命题趋势：由单因素向多因素综合，图表分析与实验评价并重。 考点3 细胞呼吸与光合作用的综合 2023北京(2题)、2021北京(1题) · 情境设置：以科研文献、图表、温度胁迫等实验情境为主。 · 考查重点：净光合速率、光合与呼吸协同、温度影响及图文转化。 · 命题趋势：强化科学探究与代谢整合，注重图表信息提取与推理。 考点1 细胞呼吸 1.（2025·北京·高考真题）下图是植物细胞局部亚显微结构示意图。在有氧呼吸过程中，细胞不同部位产生ATP的量不同。以下选项正确的是（       ） 选项 部位1 部位2 部位3 部位4 A 大量 少量 少量 无 B 大量 大量 少量 无 C 少量 大量 无 少量 D 少量 无 大量 大量 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】有氧呼吸过程分为3个阶段：第一阶段：葡萄糖分解为丙酮酸和[H]，释放少量能量，场所：细胞质基质，第二阶段：丙酮酸和H2O彻底分解为CO2和[H]，释放少量能量，场所：线粒体基质，第三阶段：[H]和O2结合产生H2O，释放大量能量，场所：线粒体内膜。部位1是线粒体基质，进行有氧呼吸第二阶段的反应，产生少量ATP，部位2是线粒体内膜，进行有氧呼吸第三阶段的反应，可以产生大量ATP，部位3是线粒体外膜，没有ATP生成，部位4是细胞质基质，可以进行有氧呼吸第一阶段的反应，产生少量ATP，C正确。故选C。 2.（2023·北京·高考真题）运动强度越低，骨骼肌的耗氧量越少。如图显示在不同强度体育运动时，骨骼肌消耗的糖类和脂类的相对量。对这一结果正确的理解是（　　） A. 低强度运动时，主要利用脂肪酸供能 B. 中等强度运动时，主要供能物质是血糖 C. 高强度运动时，糖类中的能量全部转变为ATP D. 肌糖原在有氧条件下才能氧化分解提供能量 【答案】A 【解析】如图显示在不同强度体育运动时，骨骼肌消耗的糖类和脂类的相对量，当运动强度较低时，主要利用脂肪酸供能；当中等强度运动时，主要供能物质是肌糖原，其次是脂肪酸；当高强度运动时，主要利用肌糖原供能。A、由图可知，当运动强度较低时，主要利用脂肪酸供能，A正确；B、由图可知，中等强度运动时，主要供能物质是肌糖原，其次是脂肪酸，B错误；C、高强度运动时，糖类中的能量大部分以热能的形式散失，少部分转变为ATP，C错误；D、高强度运动时，机体同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，肌糖原在有氧条件和无氧条件均能氧化分解提供能量，D错误。故选A。 3.（2022·北京·高考真题）有氧呼吸会产生少量超氧化物，超氧化物积累会氧化生物分子引发细胞损伤。将生理指标接近的青年志愿者按吸烟与否分为两组，在相同条件下进行体力消耗测试，受试者血浆中蛋白质被超氧化物氧化生成的产物量如下图。基于此结果，下列说法正确的是（　　） A. 超氧化物主要在血浆中产生 B. 烟草中的尼古丁导致超氧化物含量增加 C. 与不吸烟者比，蛋白质能为吸烟者提供更多能量 D. 本实验为“吸烟有害健康”提供了证据 【答案】D 【解析】题意分析，本实验的目的是探究吸烟与否对血浆中蛋白质被超氧化物氧化生成的产物量的影响，实验结果显示，吸烟组血浆中蛋白质被超氧化物氧化生成的产物量高于不吸烟者，而超氧化物氧化生物分子生成物量的积累会引发细胞损伤，可见吸烟有害健康。A、有氧呼吸会产生少量超氧化物，而有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，可见超氧化物主要在活细胞中产生，A错误；B、实验结果可说明吸烟可能导致超氧化物含量增加，但不能证明是尼古丁的作用，B错误；C、蛋白质是生命活动的主要承担者，在细胞中一般不作为能源物质提供能量，C错误；D、据柱形图可知，吸烟组血浆中蛋白质被超氧化物氧化生成的产物量高于不吸烟者，而超氧化物氧化生物分子生成物量的积累会引发细胞损伤，因此，本实验为“吸烟有害健康”提供了证据，D正确。故选D。 4.（2022·北京·高考真题）在北京冬奥会的感召下，一队初学者进行了3个月高山滑雪集训，成绩显著提高，而体重和滑雪时单位时间的摄氧量均无明显变化。检测集训前后受训者完成滑雪动作后血浆中乳酸浓度，结果如下图。与集训前相比，滑雪过程中受训者在单位时间内（　　） A. 消耗的ATP不变 B. 无氧呼吸增强 C. 所消耗的ATP中来自有氧呼吸的增多 D. 骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP增多 【答案】B 【解析】人体无氧呼吸的产物是乳酸。消耗等量的葡萄糖，有氧呼吸产生的ATP多于无氧呼吸。A、滑雪过程中，受训者耗能增多，故消耗的ATP增多，A错误；B、人体无氧呼吸的产物是乳酸，分体题图可知，与集训前相比，集训后受训者血浆中乳酸浓度增加，由此可知，与集训前相比，滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强，B正确；C、分体题图可知，与集训前相比，集训后受训者血浆中乳酸浓度增加，由此可知，与集训前相比，滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强，故所消耗的ATP中来自无氧呼吸的增多，C错误；D、消耗等量的葡萄糖，有氧呼吸产生的ATP多于无氧呼吸，而滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强，故骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP减少，D错误。故选B。 考点2 光合作用 1.（2026·北京·高考真题）下表给出了植物光合作用反应过程的部分原料和产物。 反应过程 原料 产物 ① H2O O2 ② NADP+ NADPH ③ ADP ATP ④ CO2 （CH2O） 对上述反应过程的叙述，错误的是（        ） A. ①只有在光下才能进行 B. ①②③在叶绿体基质中进行 C. ④所需的还原剂为NADPH D. ④消耗ATP和NADPH中的能量 【答案】B 【解析】A、① 是水的光解，属于光反应过程，仅在有光条件下才能进行，A正确；B、① ② ③ 均属于光反应过程，发生场所为叶绿体类囊体薄膜，不是叶绿体基质，B错误；C、④ 为暗反应阶段，C₃还原过程所需的还原剂为NADPH，C正确；D、暗反应中C₃的还原过程需要消耗ATP和NADPH中的能量，将活跃化学能转化为有机物中稳定的化学能，D正确。 2.（2024·北京·高考真题）某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验，测定单位时间单位叶面积的氧气释放量，结果如图所示。若想提高X，可采取的做法是（       ） A. 增加叶片周围环境CO2浓度 B. 将叶片置于4℃的冷室中 C. 给光源加滤光片改变光的颜色 D. 移动冷光源缩短与叶片的距离 【答案】A 【解析】温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。A、二氧化碳是光合作用的原料，增加叶片周围环境CO2浓度可增加单位时间单位叶面积的氧气释放量，A符合题意；B、降低温度会降低光合作用的酶活性，会降低单位时间单位叶面积的氧气释放量，B不符合题意；C、给光源加滤光片相等于降低了光照强度，会降低光合速率，C不符合题意；D、移动冷光源缩短与叶片的距离会使光照强度增大，但单位时间单位叶面积的最大氧气释放量可能不变，因为光饱和点之后，光合作用强度不再随着光照强度的增强而增强，D不符合题意。故选A。 3.（2022·北京·高考真题）下列高中生物学实验中，对实验结果不要求精确定量的是（　　） A. 探究光照强度对光合作用强度的影响 B. DNA的粗提取与鉴定 C. 探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度 D. 模拟生物体维持pH的稳定 【答案】B 【解析】探究光照强度对光合作用强度的影响，自变量是光照强度，因变量是光合作用强度，需要精确测定不同光照强度下光合作用强度，要求精确定量。A、探究光照强度对光合作用强度的影响，需要测定不同光照强度下光合作用强度，要求精确定量，A错误；B、DNA的粗提取与鉴定属于物质提取与鉴定类的实验，只需观察是否有相关现象，不需要定量，故对实验结果不要求精确定量，B正确；C、探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度，需要明确不同生长素类调节剂浓度下根的生长情况，要求定量，C错误；D、模拟生物体维持pH的稳定，需要用pH试纸测定溶液pH值，需要定量，D错误。故选B。 4.（2022·北京·高考真题）光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如下图。据图分析不能得出（　　） A. 低于最适温度时，光合速率随温度升高而升高 B. 在一定的范围内，CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高 C. CO2浓度为200μL·L-1时，温度对光合速率影响小 D. 10℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高 【答案】D 【解析】由题图分析可得：（1）图中所展现有两个影响光合速率的因素：一个是CO2的浓度，另一个是温度。（2）当温度相同时，光合速率会随着CO2的浓度升高而增大；当CO2的浓度相同时，光合速率会随着温度的升高而增大，达到最适温度时，光合速率达到最高值，后随着温度的继续升高而减小。（3）当CO2浓度为200μL·L-1时，最适温度为25℃左右；当CO2浓度为370μL·L-1时，最适温度为30℃；当CO2浓度为1000μL·L-1时，最适温度接近40℃。A、分析题图可知，当CO2浓度一定时，光合速率会随着温度的升高而增大，达到最适温度时，光合速率达到最高值，后随着温度的继续升高而减小，A正确；B、分析题图可知，当CO2浓度为200μL·L-1时，最适温度为25℃左右；当CO2浓度为370μL·L-1时，最适温度为30℃；当CO2浓度为1000μL·L-1时，最适温度接近40℃，可以表明在一定范围内，CO2浓度的升高会使光合作用最适温度升高，B正确；C、分析题图可知，当CO2浓度为200μL·L-1时，光合速率随温度的升高而改变程度不大，光合速率在温度的升高下，持续在数值为10处波动，而CO2浓度为其他数值时，光合速率随着温度的升高变化程度较大，曲线有较大的变化趋势，所以表明CO2浓度为200μL·L-1时，温度对光合速率影响小，C正确；D、分析题图可知，10℃条件下，CO2浓度为200μL·L-1至370μL·L-1时，光合速率有显著提高，而370μL·L-1至1000μL·L-1时，光合速率无明显的提高趋势，而且370μL·L-1时与1000μL·L-1时，两者光合速率数值接近同一数值，所以不能表明10℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高，D错误。故选D。 考点3 细胞呼吸与光合作用的综合 1.（2023·北京·高考真题）在两种光照强度下，不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是（　　）         A. 在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升 B. 在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关 C. 在图中两个CP点处，植物均不能进行光合作用 D. 图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大 【答案】C 【解析】本实验的自变量为光照强度和温度，因变量为CO2吸收速率。A、CO2吸收速率代表净光合速率，低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升，需要从外界吸收的CO2减少，A正确；B、在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高主要原因是光合酶的活性增强，B正确；C、CP点代表呼吸速率等于光合速率，植物可以进行光合作用，C错误；D、图中M点处CO2吸收速率最大，即净光合速率最大，也就是光合速率与呼吸速率的差值最大，D正确。故选C。 2.（2021·北京·高考真题）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）下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图。由图不能得出的结论是（　　） A. 两组植株的CO2吸收速率最大值接近 B. 35℃时两组植株的真正（总）光合速率相等 C. 50℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能 D. HT植株表现出对高温环境的适应性 【答案】B 【解析】1、净光合速率是植物绿色组织在光照条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积CO2的吸收量或O2的释放量。净光合速率可用单位时间内O2的释放量、有机物的积累量、CO2的吸收量来表示。2、真正（总）光合速率=净光合速率+呼吸速率。A、由图可知，CT植株和HT植株的CO2吸收速率最大值基本一致，都接近于3nmol••cm-2•s-1，A正确；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℃时两组植株的真正（总）光合速率无法比较，B错误；C、由图可知，50℃时HT植株的净光合速率大于零，说明能积累有机物，而CT植株的净光合速率不大于零，说明不能积累有机物，C正确；D、由图可知，在较高的温度下HT植株的净光合速率仍大于零，能积累有机物进行生长发育，体现了HT植株对高温环境较适应，D正确。故选B。 3.（2023·北京·高考真题）学习以下材料，回答下面问题。 调控植物细胞活性氧产生机制的新发现能量代谢本质上是一系列氧化还原反应。在植物细胞中，线粒体和叶绿体是能量代谢的重要场所。叶绿体内氧化还原稳态的维持对叶绿体行使正常功能非常重要。在细胞的氧化还原反应过程中会有活性氧产生，活性氧可以调控细胞代谢，并与细胞凋亡有关。 我国科学家发现一个拟南芥突变体m（M基因突变为m基因），在受到长时间连续光照时，植株会出现因细胞凋亡而引起的叶片黄斑等表型。M基因编码叶绿体中催化脂肪酸合成的M酶。与野生型相比，突变体m中M酶活性下降，脂肪酸含量显著降低。 为探究M基因突变导致细胞凋亡的原因，研究人员以诱变剂处理突变体m，筛选不表现细胞凋亡，但仍保留m基因的突变株。通过对所获一系列突变体的详细解析，发现叶绿体中pMDH酶、线粒体中mMDH酶和线粒体内膜复合物I（催化有氧呼吸第三阶段的酶）等均参与细胞凋亡过程。 由此揭示出一条活性氧产生的新途径（如图）：A酸作为叶绿体中氧化还原平衡的调节物质，从叶绿体经细胞质基质进入到线粒体中，在mMDH酶的作用下产生NADH（[H]）和B酸，NADH被氧化会产生活性氧。活性氧超过一定水平后引发细胞凋亡。        在上述研究中，科学家从拟南芥突变体m入手，揭示出在叶绿体和线粒体之间存在着一条A酸-B酸循环途径。对A酸-B酸循环的进一步研究，将为探索植物在不同环境胁迫下生长的调控机制提供新的思路。 （1）叶绿体通过　　　　　　　　　　　作用将CO2转化为糖。从文中可知，叶绿体也可以合成脂肪的组分　　　　　　　　　　　。 （2）结合文中图示分析，M基因突变为m后，植株在长时间光照条件下出现细胞凋亡的原因是：　　　　　，A酸转运到线粒体，最终导致产生过量活性氧并诱发细胞凋亡。 （3）请将下列各项的序号排序，以呈现本文中科学家解析“M基因突变导致细胞凋亡机制”的研究思路：　　　　　　　　　　　。 ①确定相应蛋白的细胞定位和功能 ②用诱变剂处理突变体m ③鉴定相关基因 ④筛选保留m基因但不表现凋亡的突变株 （4）本文拓展了高中教材中关于细胞器间协调配合的内容，请从细胞器间协作以维持稳态与平衡的角度加以概括说明　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 光合    ② 脂肪酸     （2）M酶活性下降使脂肪酸合成受阻，NADH消耗减少，同时长时间光照促进产生NADH，NADH含量升高，导致A酸合成过多     （3）② ④ ③ ①     （4）线粒体与叶绿体之间通过A酸-B酸循环协同合作，将叶绿体中的[H]运输到线粒体氧化，以维持叶绿体内氧化还原稳态      【解析】本实验为探究M基因突变导致细胞凋亡的原因，由此揭示A酸作为叶绿体中氧化还原平衡的调节物质，从叶绿体经细胞质基质进入到线粒体中，在mMDH酶的作用下产生NADH（[H]）和B酸，NADH被氧化会产生活性氧。(1) 叶绿体通过光合作用将CO2转化为糖。由于M基因编码叶绿体中催化脂肪酸合成的M酶。可推测叶绿体也可以合成脂肪的组分脂肪酸。(2) 据图可知，M基因突变为m后，植株在长时间光照条件下出现细胞凋亡的原因是：M酶活性下降使脂肪酸合成受阻，NADH 消耗减少，同时长时间光照促进产生NADH，NADH 含量升高，导致A 酸合成过多。(3) 为探究M基因突变导致细胞凋亡的原因，研究人员以诱变剂处理突变体m，筛选不表现细胞凋亡（不出现叶片黄斑），但仍保留m基因的突变株（叶绿体中脂肪酸含量减低），通过对所获一系列突变体的详细解析，进而③ 鉴定相关基因，① 确定相应蛋白的细胞定位和功能，发现叶绿体中pMDH酶、线粒体中mMDH酶和线粒体内膜复合物I（催化有氧呼吸第三阶段的酶）等均参与细胞凋亡过程，最后正确顺序为② ④ ③ ① 。(4) 结合题意和图文，叶绿体内氧化还原稳态的维持对叶绿体行使正常功能非常重要，叶绿体和线体协调配合，维持细胞的稳态与平衡：线粒体与叶绿体之间通过A 酸-B 酸循环协同合作，将叶绿体中的[H]运输到线粒体氧化，以维持叶绿体内氧化还原稳态。 1.（2026·北京通州·一模）适度运动、体重管理是健康的生活方式之一，下列叙述正确的是（　　） A. 运动时由脂肪直接供能 B. 运动时大量出汗只需补充水分 C. 有氧运动有利于体重管理 D. 运动强度越大越利于健康 【答案】C 【解析】A、细胞的直接能源物质是ATP，脂肪是生物体内良好的储能物质，不能直接为生命活动供能，A错误；B、运动时大量出汗的同时会排出大量无机盐，因此不仅需要补充水分，还需要补充无机盐，B错误；C、有氧运动可促进脂肪的氧化分解，减少脂肪堆积，有利于体重管理，C正确；D、运动强度过大时，肌细胞会因缺氧进行无氧呼吸产生大量乳酸，引发肌肉酸痛，还可能对关节、循环系统等造成损伤，不利于健康，D错误。 2.（2026·北京朝阳·二模）喀斯特地区岩石裸露，水土流失严重，分布有苔藓-固氮蓝细菌共生体。苔藓保护蓝细菌免受高温强光影响，蓝细菌为苔藓提供氮源。下列关于两种生物的叙述，错误的是（       ） A. 均为自养生物 B. 捕获光能的色素种类完全相同 C. 共同改善氮输入，促进植物定居 D. 有望用于喀斯特地区的生态修复 【答案】B 【解析】A、苔藓属于植物，含有叶绿体可进行光合作用合成有机物；固氮蓝细菌为原核生物，含有光合色素也可进行光合作用合成有机物，二者均为自养生物，A正确；B、苔藓捕获光能的色素为叶绿素和类胡萝卜素，蓝细菌捕获光能的色素为叶绿素和藻蓝素，二者色素种类不完全相同，B错误；C、蓝细菌可通过固氮作用为该区域提供氮源，二者共同改善区域氮输入，提升土壤肥力，可促进其他植物定居，C正确；D、该共生体可适应喀斯特地区的恶劣环境，还可改善土壤氮含量，因此有望用于喀斯特地区的生态修复，D正确。 3.（2026·北京丰台·一模）临床上用X射线辐照血液制品，提高输血时的安全性，但可能对血小板产生影响。血小板活性与线粒体密切相关。研究者利用常规剂量的X射线辐照血小板，结果发现，两组血小板无明显差异，内部线粒体结构均呈现完整状态。下列叙述错误的是（　　） A. 图中箭头所指结构为线粒体内膜，葡萄糖会在内膜上分解成丙酮酸 B. 实验时需选取多名健康人的血小板样本，每份均分为对照组与辐照组 C. 实验初步证实常规剂量X射线辐照不会显著损伤血小板的线粒体结构 D. 可延长观察周期，探究被X射线辐照过的血小板输入人体内后存活时间 【答案】A 【解析】A、葡萄糖分解为丙酮酸是细胞呼吸第一阶段，该过程发生在细胞质基质，不在线粒体内膜，A错误；B、实验选取多名健康人的血小板，每份样本均分对照组和辐照组，可避免个体差异带来的实验误差，符合实验设计的重复性、单一变量原则，B正确；C、由题意可知，两组血小板无明显差异，线粒体结构均呈现完整状态，实验结果可初步证实常规剂量X射线辐照不会显著损伤血小板线粒体结构，C正确；D、本实验仅观察了辐照后血小板线粒体的结构，后续可以进一步延长观察周期，探究辐照血小板输入人体后的存活时间，D正确。 4.（2026·北京朝阳·一模）动物屠宰后，肌肉组织供能不足导致细胞中肌动蛋白与肌球蛋白结合后难以解离，引起宰后僵硬，影响口感。相关推测不合理的是（　　） A. 血液循环停止导致肌肉组织氧气供应中断 B. 乳酸等代谢产物积累使肌肉组织的pH降低 C. 肌动蛋白与肌球蛋白的正常解离需ATP供能 D. 抑制肌动蛋白与肌球蛋白的解离可改善口感 【答案】D 【解析】A、动物屠宰后血液循环停止，无法将氧气运输到肌肉组织，导致肌肉细胞氧气供应中断，A正确；B、肌肉组织缺氧后细胞进行无氧呼吸产生乳酸，乳酸等代谢产物大量积累会使肌肉组织pH降低，B正确；C、题意显示，供能不足时肌动蛋白与肌球蛋白结合后难以解离，说明二者的正常解离需要ATP提供能量，C正确；D、题意显示，肌动蛋白与肌球蛋白难以解离会导致肌肉僵硬、口感变差，因此抑制二者解离会加重僵硬，降低口感，D错误。 5.（2026·北京房山·一模）研究人员对健康成年人实施8周有氧运动训练，并检测骨骼肌线粒体的相关指标（如图）。据图分析合理的是（       ） A. 训练后耗氧速率提升，说明细胞无氧呼吸占比增强 B. 线粒体数量增加，直接导致肌细胞CO2释放量减少 C. 训练可增强骨骼肌细胞的有氧呼吸，提高代谢能力 D. 训练可导致每克葡萄糖代谢产生的ATP减少 【答案】C 【解析】A、训练后耗氧速率提升，说明细胞有氧呼吸占比增强，而非无氧呼吸占比增强，A错误；B、线粒体是有氧呼吸第二、三阶段的场所，其中第三阶段有O2参与反应并产生H2O，线粒体数量增加，会使有氧呼吸增强，肌细胞CO2释放量增加，B错误；C、由图可知，训练后线粒体数量和耗氧速率均增加，这表明训练可增强骨骼肌细胞的有氧呼吸，从而提高代谢能力，C正确；D、因为训练增强了有氧呼吸，而有氧呼吸产生的ATP更多，所以训练可导致每克葡萄糖代谢产生的ATP增加，D错误。 6.（2026·北京丰台·一模）我国科研人员研发出新材料，可利用CO2和H2O在自然光下产生CO和CH4.该材料上能发生水的光解反应。因能积累电子，其能量转换效率高于天然光合作用。下列叙述错误的是（　　） A. 人工光合作用能转化光能 B. 天然光合作用时电子无法积累 C. 新材料可类比为叶绿体内膜 D. 新材料可降低环境中CO2的浓度 【答案】C 【解析】A、人工光合作用可利用自然光进行反应，能将光能转化为化学能，A正确；B、由题意可知，新材料因能积累电子，能量转换效率高于天然光合作用，可推知天然光合作用时电子无法积累，B正确；C、水的光解发生在叶绿体的类囊体薄膜上，而非叶绿体内膜，因此新材料应类比为类囊体薄膜，C错误；D、该材料以CO2为反应原料合成产物，可消耗环境中的CO2，降低其浓度，D正确。 7.（2026·北京房山·二模）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 【解析】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。 8.（2026·北京石景山·二模）研究人员探究了叶片温度、CO2浓度对某植物光合速率的影响，结果如下图所示。下列说法正确的是（       ） A. 温度会影响酶活性，且仅对光合作用的暗反应阶段产生影响 B. 较高CO2浓度下，温度约为35℃时植物的实际光合速率最高 C. 30℃时，从低CO2浓度提至高CO2浓度，短时间内C5含量增加 D. 较高CO2浓度下，光合速率对温度变化的响应更显著 【答案】D 【解析】A、光合作用的光反应阶段和暗反应阶段都需要酶的催化，温度通过影响酶活性会对光反应和暗反应都产生影响，并非仅影响暗反应，A错误；B、图中CO₂吸收量代表净光合速率，实际光合速率=净光合速率+呼吸速率，题目未提供呼吸速率数据，无法确定实际光合速率最高的温度，B错误；C、CO₂浓度升高时，CO₂与C₅结合生成C₃的速率加快，C₅消耗增加，而C₃还原生成C₅的速率在短时间内不变，所以C₅含量会减少，C错误；D、观察图中曲线，较高CO₂浓度下的曲线随温度变化的幅度比低CO₂浓度下的曲线更明显，说明较高CO₂浓度下光合速率对温度变化的响应更显著，D正确。 9.（2026·北京东城·二模）将火龙果植株置于密闭、恒温的透明容器内进行实验，测得容器内O2含量变化如图，据图分析不能得出的是（　　） A. LM段曲线下降是因细胞呼吸消耗氧气 B. MN段曲线上升说明光合速率不断增加 C. MN段平均净光合速率为8×10-7mol/h D. N点后有机物合成速率等于分解速率 【答案】B 【解析】A、LM段处于黑暗环境中，火龙果植株无法进行光合作用，只能进行细胞呼吸，细胞呼吸会消耗容器内的氧气，所以容器内O₂含量下降，A正确；B、MN段给予光照，植株开始进行光合作用，曲线上升是因为光合速率大于呼吸速率，容器内氧气积累。但曲线上升的斜率逐渐变小，说明光合速率是在逐渐降低的，而不是不断增加，B错误；C、MN段从第15分钟到第45分钟，时长是30分钟也就是0.5小时，氧气含量从4×10⁻⁷mol上升到8×10⁻⁷mol，氧气增加量是4×10⁻⁷mol，净光合速率=氧气增加量/时间=4×10⁻⁷mol÷0.5h=8×10⁻⁷mol/h，C正确；D、N点之后容器内氧气含量不再变化，说明光合速率等于呼吸速率，光合作用合成有机物，呼吸作用分解有机物，此时有机物合成速率等于分解速率，D正确。 10.（2026·北京昌平·一模）科研人员设置了5种光照处理：白光（CK）、白光:红光=4:1（WR）、白光:蓝光=4:1（WB）、白光:紫光=4:1（WP）、白光:绿光=4:1（WG），检测幼苗期青花菜相对叶绿素含量（SPAD）与净光合速率（Pn）结果如下图。相关叙述不正确的是（       ） A. 实验应在相同光照强度与光照时长下进行 B. 生产中可提高蓝光比例来提升净光合速率 C. 相对叶绿素含量与净光合速率呈正相关，说明叶绿素是吸收光能的核心分子 D. WR组净光合速率最高，可能是补红光后叶绿素含量提升，促进了光反应 【答案】C 【解析】A、实验中光照强度与光照时长属于无关变量，为保证实验结果的准确性，无关变量应保持相同且适宜。因此，实验应在相同光照强度与光照时长下进行，A正确；B、从净光合速率柱状图可以看出：WB组的净光合速率略低于WR组，但远高于CK、WP、WG组，说明提高蓝光比例可以提升净光合速率，B正确；C、由实验结果可知，相对叶绿素含量与净光合速率均随处理变化，且两者变化趋势一致，呈正相关。但这只能说明叶绿素含量高时光合作用更强，不能直接证明叶绿素是吸收光能的核心分子，C错误；D、WR组的净光合速率最高，且其相对叶绿素含量也最高。红光可促进叶绿素合成，叶绿素含量提升能增强对光能的吸收，从而促进光反应，进而提高净光合速率，D正确。 11.（2026·北京石景山·一模）甜菜是我国重要的经济作物之一，根中含有大量的糖分。研究表明呼吸代谢可影响甜菜块根的生长，其中酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能，该酶活性与甜菜根重呈正相关。下列叙述正确的是（　　） A. 酶Ⅰ主要分布在线粒体内膜上，催化的反应需要消耗氧气 B. 低温抑制酶Ⅰ的活性，进而影响二氧化碳和NADH的生成速率 C. 酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段是有氧呼吸中生成ATP最多的阶段 D. 呼吸作用会消耗糖分，因此在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会增加甜菜产量 【答案】B 【解析】有氧呼吸过程分为三个阶段，第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H]，发生在细胞质基质中；有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H]，发生在线粒体基质中；有氧呼吸的第三阶段是[H]与氧气反应形成水，发生在线粒体内膜上。A、酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能，故酶Ⅰ主要分布在线粒体基质中，催化的反应不需要消耗氧气，需要消耗水和丙酮酸，A错误；B、有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和NADH，故低温抑制酶Ⅰ的活性，有氧呼吸的第二阶段减慢，进而影响二氧化碳和NADH的生成速率，B正确；C、酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段生成ATP较少，有氧呼吸中生成ATP最多的是第三阶段，C错误；D、在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会抑制有氧呼吸，生成ATP减少，细胞生长发育活动受抑制，减少甜菜产量，D错误。故选B。 12.（2026·北京朝阳·一模）D1蛋白参与光反应，强光下易损伤，D1的合成及修复效率是维持光合速率的关键。下列叙述正确的是（　　） A. D1受损降低光反应ATP生成速率 B. 新合成的D1在叶绿体基质中发挥作用 C. D1修复速率直接影响CO2与C5的结合过程 D. 抑制D1基因的表达有利于植物对强光的适应 【答案】A 【解析】A、D1蛋白参与光反应，光反应的产物包括ATP，D1受损会导致光反应效率下降，因此会降低光反应ATP的生成速率，A正确；B、光反应的场所是叶绿体类囊体薄膜，因此参与光反应的D1蛋白应在类囊体薄膜上发挥作用，而非叶绿体基质（暗反应场所），B错误；C、CO2与C5的结合属于暗反应的CO2固定阶段，该过程本身不需要光反应产物的参与，D1修复速率通过影响光反应产生的ATP和NADPH的量，进而影响C3还原和C5再生，间接影响CO2固定过程，C错误；D、抑制D1基因的表达会导致D1蛋白合成量减少，强光下D1受损后无法及时修复，会抑制光反应、降低光合速率，不利于植物适应强光环境，D错误。 13.（2026·北京昌平·二模）学习以下材料，回答（1）～（4）题。揭示光合与光呼吸调控新机制-未来作物增产新策略阐明光合作用与光呼吸的精细调控机制，对提高作物光合效率、抗逆性和最终产量至关重要。光呼吸是绿色植物在光下吸收O2，将叶绿体中的C5氧化分解为C3和CO2的过程。 在光下，当O2浓度高、CO2浓度低时，R酶催化光呼吸过程；反之，R酶催化CO2的固定过程。研究团队获得一株具有典型光呼吸表型的拟南芥AspRS3基因突变体，该突变体生长迟缓、矮小黄化。一方面AspRS3基因缺失抑制R酶等叶绿体基因编码蛋白的合成，导致光合膜系统的破坏和活性氧的积累，活性氧的积累会抑制核编码基因的表达和光呼吸酶的活性；另一方面，叶绿体基因编码蛋白合成障碍会抑制部分核基因表达，如Fd-GOGAT等光呼吸酶丰度下降，从而影响植物光合作用和光呼吸。 利用另一拟南芥突变体glu1（Fd-GOGAT功能缺陷）构建了突变体库，从中筛选到表型恢复突变体rog1（ROG1基因编码ABA合成关键酶），ABA（脱落酸）对碳同化和氮同化有抑制作用，这些抑制作用依赖于ABA信号通路中的关键组分——ABI5，其机制如下图。 本研究揭示了ABI5在ABA调控光合作用中的核心作用，为通过调控ABI5表达来提升碳氮利用效率、增加作物产量的新策略提供依据。而且ABI5突变体在高光胁迫下仍较好保持光合膜系统的光能捕获效率，说明在提升产量的同时并未显著牺牲抗逆性，这为其在未来农业中的应用提供了可能性。 注：RCA、RBCS是碳同化基因表达产物，GLU1是氮同化基因表达产物，GLN是谷氨酰胺，Glu是谷氨酸（1）光呼吸与细胞呼吸的相同点是　　　　　（答出两点即可）。文中的碳同化过程是指光合作用过程的　　　　　阶段。 （2） 植物在干旱天气和过强光照下，光反应速率　　　　　　暗反应速率，光呼吸　　　　　　，消耗光反应生成的多余NADPH和ATP，造成了能量的损耗，但也防止了强光对叶绿体的破坏，又可以为暗反应阶段提供原料。 （3）下列对具有典型光呼吸表型的拟南芥突变体相关叙述正确的是_____。 A. AspRS3基因突变抑制部分核基因表达导致光呼吸减弱 B. AspRS3基因突变导致光呼吸酶活性降低导致光呼吸减弱 C. AspRS3基因突变的拟南芥在高浓度CO2条件下能恢复正常生长 （4）请提出一条通过调控ABI5表达来提升碳氮利用效率、增加作物产量的新举措：　　　　　。 【答案】（1）① 消耗氧气；产生二氧化碳    ② 暗反应     （2）① 大于    ② 加快     （3）AB     （4）抑制ABI5基因的表达（利用基因编辑技术敲除ABI5基因）      【解析】(1) 光呼吸是绿色植物在光下吸收O2，将叶绿体中的C5氧化分解为C3和CO2的过程。细胞呼吸（有氧呼吸）消耗氧气，产生二氧化碳，因此光呼吸与细胞呼吸的相同点是都消耗氧气，都会产生二氧化碳。文中的碳同化过程是指光合作用过程的暗反应阶段。(2) 植物在干旱天气，二氧化碳吸收减少，暗反应速率慢，过强光照下，光反应速率快，因此植物在干旱天气和过强光照下，光反应速率大于暗反应速率。光反应速率快，产生的氧气多，因此光呼吸加快，消耗光反应生成的多余NADPH和ATP，造成了能量的损耗，但也防止了强光对叶绿体的破坏，又可以为暗反应阶段提供原料。(3) A、AspRS3基因突变抑制部分核基因表达，导致Fd-GOGAT等光呼吸酶丰度下降，进而使得光呼吸减弱，A正确；B、AspRS3基因突变抑制R酶等叶绿体基因编码蛋白的合成，导致光合膜系统的破坏和活性氧的积累，活性氧的积累会抑制光呼吸酶的活性，导致光呼吸减弱，B正确；C、AspRS3基因突变抑制R酶等叶绿体基因编码蛋白的合成，R酶参与暗反应过程，因此在高浓度CO2条件下不能恢复正常生长，C错误。(4) ABA（脱落酸）对碳同化和氮同化有抑制作用，这些抑制作用依赖于ABA信号通路中的关键组分——ABI5，为了提升碳氮利用效率、增加作物产量可以适度抑制ABI5基因的表达（利用基因编辑技术敲除ABI5基因）。 14.（2026·北京朝阳·二模）研究者依据光合作用原理构建人工光合系统。 （1）绿色植物光合作用的光反应阶段，相关酶与光合色素均分布于叶绿体　　　　　　　　　　　　薄膜上。研究者从菠菜叶绿体中分离出该膜结构，以此构建光驱动能量再生模块（TEM）。 （2）向TEM中加入基础反应液，测量产能效果，结果如图1。 图1a表明，NADPH的生成依赖　　　　　　　　　　　　。图1b中，黑暗条件下TEM仍能产生少量ATP，原因是　　　　　　　　　　　　。 （3）为进一步测试TEM的供能效果，将TEM、基础反应液、乙醛酸、乙醛酸还原酶（Ghr）等封装进液滴，作为实验组，只含NADPH的液滴作为对照组1，含TEM和基础反应液的液滴作为对照组2，检测3组NADPH的浓度，部分结果如图2。 ①图2b中，对照组1的作用是　　　　　　　　　　　　。 ②实验结果表明，TEM可为Ghr催化反应高效供能。请在图2b中补充实验组的结果　　　　　　　　　　　。 （4）研究者将TEM结合人工固碳循环，构建了人工光合系统。请从资源利用、环境保护角度，提出该系统可能的应用前景　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）类囊体     （2）① 光和电子受体Fdx    ② TEM上的腺苷酸激酶，可在黑暗中催化ATP的生成     （3）① 排除NADPH自身分解对实验结果的影响    ② 实验组的曲线整体在对照组2之下，实验组黑暗中的下降幅度比对照组2大，相关补充图示如下：。      （4）制造有机物，解决粮食危机；摆脱土地种植限制，充分利用二氧化碳，缓解温室效应      【解析】(1) 绿色植物光合作用的光反应阶段发生在叶绿体的类囊体薄膜上，因此，与光反应相关的酶和光合色素均分布于叶绿体类囊体薄膜上。(2) 图1a实验结果显示，光照条件下，添加高浓度Fdx时NADPH生成量远大于无Fdx组，说明NADPH生成依赖光和电子受体Fdx。腺苷酸激酶可催化ATP+AMP⇌2ADP，TEM上的腺苷酸激酶，黑暗条件下可催化逆反应生成少量ATP，因此黑暗下仍能检测到少量ATP。(3) ① 对照组1只含NADPH，无TEM和Ghr，作为空白对照，用来检测乙醛酸还原酶（Ghr）催化反应过程中NADPH的消耗速率，排除NADPH自身分解对实验结果的影响。 ② 已知TEM可高效供能，Ghr催化反应消耗NADPH，光照下TEM合成NADPH补充消耗，黑暗下TEM停止合成NADPH，反应继续消耗，因此实验组的曲线整体在对照组2之下，实验组黑暗中的下降幅度比对照组2大，相应的图示补充如下： 。 (4) 从资源利用角度，制造有机物，解决粮食危机，摆脱土地种植限制；从环境保护角度看，人工光合系统可充分利用二氧化碳，缓解温室效应 15.（2026·北京通州·一模）低温可造成自然越冬的昆虫幼虫发育暂时停滞，称为滞育，这种幼虫的耐寒能力显著高于实验室恒温培养的非滞育幼虫。研究者对相关机制进行了研究。（1）图1表示有氧呼吸部分阶段。H+通过复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ运至　　　　　　　　（细胞器）膜间隙，形成浓度差，ATP合酶能顺浓度梯度运输H+，降低H+势能，生成ATP。此外，UCP4也可降低H+势能，进而　　　　　　　　ATP的合成，促进产热。 （2）H+势能降低能够提高有氧呼吸速率。与非滞育幼虫相比，滞育幼虫有更高的呼吸速率，研究者提出两个假说解释上述现象。假说一：UCP4增多；假说二：ATP合酶增多。用UCP4抑制剂和ATP合酶抑制剂对两种幼虫进行处理，结果支持假说一（如图2），其中　　　　　　　（填“A”或“B”）为UCP4抑制剂，判断依据是　　　　　　　　。 （3）PGC与UCP4同为调节能量代谢的蛋白，且在同一通路上，为探究二者的上下游关系，研究者利用双链RNA（dsRNA）抑制相应基因表达，检测相关蛋白含量，结果如图3。可知UCP4在PGC的　　　　　　　　。 （4）C9仅存在于滞育幼虫中，在秋冬季降温时达到峰值，引起PGC与UCP4基因表达的变化，是滞育幼虫耐寒的关键激素。综上所述，完成C9的作用机制：C9与受体结合→　　　　　　　　→降低H+势能，促进产热。 【答案】（1）① 线粒体    ② 减少     （2）① B    ② 5与1无差异，6远低于2，3低于1，4低于2，但3、4的差值与1、2接近(5与1无差异，6远低于2)     （3）下游     （4）PGC表达增多， 促进UCP4表达增多      【解析】(1) 图1展示的是有氧呼吸第三阶段，该阶段发生在线粒体内膜上。H⁺通过复合体 I、Ⅲ、Ⅳ被运至线粒体膜间隙，形成跨膜H⁺浓度差，为ATP合成提供动力。ATP 合酶利用 H⁺顺浓度梯度回流释放的势能合成 ATP。UCP4 也能降低 H⁺势能，不经过ATP合酶生成ATP，因此会减少ATP 的生成，更多能量以热能形式释放，促进产热。 (2) 滞育幼虫在B处理下的呼吸速率显著下降，与非滞育幼虫无明显差异（或B处理消除了滞育幼虫与非滞育幼虫的呼吸速率差异） ， 假说一认为滞育幼虫呼吸速率高是因为UCP4 增多。 加入UCP4抑制剂后，滞育幼虫的呼吸速率会明显下降，与非滞育幼虫的差异消失。 图2中，B组处理后，滞育幼虫的呼吸速率大幅降低，与非滞育幼虫接近，5与1无差异，6远低于2，3低于1，4低于2，但3、4的差值与1、2接近(5与1无差异，6远低于2)，说明B是UCP4抑制剂，实验结果支持假说一。(3) 由图3可知：抑制PGC基因表达后，PGC含量减少，同时UCP4含量也显著下降；但抑制UCP4基因表达后，UCP4含量减少，PGC含量不受影响，说明PGC对UCP4的表达起调控作用，因此UCP4在PGC的下游。(4) 结合（3）的上下游关系和（1）的产热机制，C9 的作用机制为： C9 与受体结合 → 促进 PGC 表达增多，进而促进 UCP4 表达增多 → UCP4 增多降低 H⁺势能，减少 ATP 合成，促进产热，提高幼虫耐寒能力。 16.（2026·北京通州·一模）多细胞生物如何控制器官大小是生物学的基础问题，研究者揭示了细胞代谢在果蝇器官大小调控中的重要作用。（1）Yki蛋白对于果蝇器官发育至关重要，细胞质中的Yki蛋白通过　　　　　　　（细胞结构）进入细胞核，并启动促增殖基因的转录。（2）遗传学筛选发现，dOg基因突变后果蝇的眼睛显著变小。dOg是细胞呼吸的关键酶，具有　　　　　　　　酮戊二酸（KG）转化为琥珀酸的作用。研究者用外源的KG处理正常果蝇，检测Yki蛋白含量，结果如图1，请简要分析dOg基因突变导致眼睛变小的原因　　　　　　　　。 （3）研究者推测，KG可以促进Yki蛋白质中特定氨基酸的修饰，从而影响蛋白质含量。研究者将Yki蛋白质的特定氨基酸进行改造，如YkiP353A代表第353位的P变为A，结果如图2，Yki被羟基化的位点是　　　　　　　。 （4）进一步推测，KG通过酶PH4B发挥作用，而非直接作用于Yki。为了证实上述推测，请补充下表中的实验设计和预期结果。 对照组 实验组 果蝇 　　　　　　　　 　　　　　　　　 实验处理 　　　　　　　　 　　　　　　　　 检测指标：Yki蛋白质含量 实验组　　　　　　　　对照组 A．野生型B．PH4B缺失突变体C．等量KGD．等量生理盐水（5）与正常条件相比，果蝇在饥饿条件下KG水平增加约16倍。请结合上述信息，从物质与能量观角度简述这一变化的生物学意义　　　　　　　　。 【答案】（1）核孔     （2）① 催化    ② dOg突变后KG含量增加→导致Yki含量降低→细胞增殖减弱， 细胞数量减少     （3）78     （4）① A    ② B    ③ C    ④ C    ⑤ 大于     （5）饥饿时，KG含量增加导致细胞增殖减弱，细胞中的物质能量更多用于细胞呼吸等作用，有利于个体生存      【解析】(1) 蛋白质通过核孔进入细胞核。(2) 酶具有催化作用。结合题干信息和题图1可知，基因突变导致其催化的KG转化为琥珀酸的反应受阻，KG含量升高，KG处理正常果蝇后Yki蛋白含量降低，进而导致细胞增殖减弱， 细胞数量减少，所以果蝇的眼睛显著变小。(3) 分析题图2可知，YkiWT在KG处理下Yki蛋白质含量明显降低，说明KG促进Yki的修饰和降解，Ykiᴾ³⁵³ᴬ突变体在KG处理下Yki蛋白质含量仍降低，与野生型类似，说明该位点不影响KG的作用，而Ykiᴾ⁷⁸ᴬ突变体在KG处理下Yki蛋白质含量无明显变化，表明该位点突变阻断了KG的作用，即Yki被羟基化的位点是78。(4) 该实验为了验证KG通过酶PH4B发挥作用，而非直接作用于Yki，因此实验的自变量是酶PH4B的有无，因此对照组为野生型果蝇，实验组为PH4B缺失突变体果蝇，向对照组和实验组中添加等量的KG，检测Yki蛋白质含量。结合第（2）小问分析，KG处理后Yki蛋白含量降低，故实验组PH4B缺失突变体加入等量KG，由于缺少酶PH4B，KG无法发挥作用，Yki蛋白质含量应高于对照组。(5) 与正常条件相比，果蝇在饥饿条件下KG含量增加导致细胞增殖减弱，细胞中的物质能量更多用于细胞呼吸等作用，有利于个体生存。 17.（2026·北京石景山·一模）水稻是我国最重要的粮食作物，PEL基因编码的蛋白（PEL）是一种与水稻光合作用相关的蛋白质。（1）研究者利用基因编辑技术获得水稻PEL基因敲除突变体（PEL-KO）及过表达突变体（PEL-OE），检测光合作用相关指标，部分结果见图1、2（注：组1、2、3分别对应野生型、PEL-KO、PEL-OE） ①叶绿素等光合色素在光合作用中的作用为　　　　　　　。图1结果表明，PEL对水稻叶绿体的发育起　　　　　　　作用。 ②图2结果显示，CO2浓度大于400ppm时，组2的光合速率最大。结合图1分析其原因是　　　　　　。（2）为了阐明PEL影响水稻光合作用的分子机制，研究者筛选鉴定出在细胞质中与PEL互作的一种蛋白质GLK（调控光合基因表达的转录因子）。将共表达GLK和PEL的细胞，用蛋白合成抑制剂（CHX）处理，并在不同时间收集样品进行电泳，部分结果如图3． 研究者认为，PEL与GLK结合，可促进GLK被蛋白酶体降解。实验中，CHX处理的目的是　　　　　　；设置的对照组还应有：　　　　　　　。 （3）目前多种陆生植物都存在PEL基因的同源基因，而在藻类等水生单细胞光合生物中则较少见，早期光合生物从水生环境走向陆地时，面临的最大变化就是光照强度显著提升。请解释PEL基因的出现对光合生物向陆地生活进化的意义　　　　　　　。 【答案】（1）① 吸收、传递和转化光能    ② 抑制    ③ PEL敲除后，水稻叶绿素含量更高、叶绿体数量更多，光反应更强，CO2充足时能为暗反应提供更多ATP和NADPH，因此光合速率更高     （2）① 抑制新蛋白质合成，排除新合成GLK对实验结果的干扰，便于检测原有GLK的降解情况    ② 仅单独表达GLK（不表达PEL）、同样经CHX处理的细胞组     （3）陆地光照强度远高于水生环境，过强光照会损伤光合结构；PEL负调控叶绿体发育和叶绿素合成，可避免强光对光合系统的破坏，帮助光合生物适应陆地高光照环境，有利于其在陆地生存繁衍      【解析】(1) ① 光合色素的核心功能是吸收光能，传递并将光能转化为化学能。根据图1结果：敲除PEL后，叶绿素含量、叶绿体数量均高于野生型，过表达PEL后均低于野生型，说明PEL对叶绿体发育起抑制作用。② 该实验自变量为水稻种类、CO2浓度，因变量为光合作用相关指标，其余变量为无关变量。根据图1分析，PEL敲除后，组2水稻叶绿素a和b含量高于组1和组3、叶绿体数量也高于组1和组3更多，叶绿素越多吸收的光能越多，光反应更强，CO2充足时能为暗反应提供更多ATP和NADPH，因此光合速率更高。(2) 本实验目的是观察GLK的降解，CHX（蛋白合成抑制剂）可阻止新GLK合成，排除新合成蛋白对降解速率检测的干扰；本实验自变量为PEL的有无，因此对照组设置为不表达PEL、仅表达GLK，其余处理与实验组一致即可。(3) 结合题干信息，光合生物登陆后面临的主要变化是光照强度显著提升，过强光照会损伤光合系统；而PEL的抑制作用可适度减少叶绿素和叶绿体数量，避免强光损伤，帮助光合生物适应陆地高光照环境，有利于其在陆地生存进化。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $