专题03 细胞呼吸与光合作用（3年汇编）（全国通用）2024-2026年高考生物真题分类汇编

**基本信息** 汇编2024-2026年多省市高考生物真题，聚焦细胞呼吸与光合作用，覆盖基础过程、影响因素及综合应用，注重真实情境与实验分析。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|约58题|细胞呼吸（场所/产物/ATP变化）、光合作用（光反应/暗反应/色素）|结合水淹、运动等情境，如2026甘肃题考查线粒体复合体功能| |非选择题|约21题|综合应用（物质能量变化/曲线分析/实验设计）|关联碳中和、光伏农业等热点，如2026全国题探究干旱对光合与呼吸的影响|

专题03 细胞呼吸与光合作用 考点分类 考情示例 命题规律 考点1 细胞呼吸 2026甘肃(1题)、2026广东(1题)、2026河北(1题)、2026山东(1题)、2026陕晋青宁(1题)、2026云南(1题)、2026安徽(1题)、2026浙江(1题)、2025海南(1题)、2025福建(1题)、2025贵州(1题)、2025江西(1题)、2025重庆(1题)、2025甘肃(1题)、2025河南(1题)、2025北京(2题)、2025山东(1题)、2025江苏(1题)、2025河北(1题)、2025黑龙江&吉林(1题)、2024江苏(1题)、2024重庆(1题)、2024贵州(1题)、2024甘肃(1题)、2024安徽(1题)、2024广东(1题)、2024山东(2题) · 情境涉及水淹、缺氧、运动、肿瘤、种子萌发及果实储藏等生命现象。 · 重点考查呼吸阶段、场所、产物、ATP和NADH变化，以及有氧与无氧呼吸比较。 · 趋向结合线粒体功能、酶活性、代谢调控和实验数据，强化机制推理与应用。 考点2 光合作用 2026北京(1题)、2026湖北(2题)、2026江西(1题)、2026广东(1题)、2026河南(1题)、2026陕晋青宁(1题)、2026安徽(1题)、2025福建(1题)、2025广西(1题)、2025贵州(1题)、2025浙江(1题)、2025四川(1题)、2025广东(1题)、2025山东(1题)、2025江苏(1题)、2025陕西&山西(1题)、2025黑龙江&吉林(1题)、2024上海(1题)、2024天津(1题)、2024福建(1题)、2024江苏(1题)、2024重庆(1题)、2024北京(1题)、2024湖南(1题)、2024浙江(1题)、2024安徽(1题)、2024山东(1题)、2024山西&河南(1题) · 情境多联系作物增产、群落演替、碳中和及逆境胁迫，突出真实科研问题。 · 重点考查光反应与暗反应联系、光合色素、影响因素、物质转化及实验分析。 · 命题由基础过程识记转向多因素综合、分子机制探究和图表数据处理，强化实验思维。 考点3 细胞呼吸与光合作用的综合 2026甘肃(1题)、2026全国(1题)、2026四川(1题)、2026河北(1题)、2026山东(2题)、2026黑吉辽蒙(1题)、2026云南(1题)、2026浙江(1题)、2025天津(1题)、2025福建(1题)、2025课标卷(1题)、2025甘肃(1题)、2025云南(1题)、2025山东(1题)、2025河北(1题)、2025安徽(1题)、2024广西(1题)、2024海南(1题)、2024贵州(1题)、2024江西(1题)、2024全国甲卷(1题)、2024黑龙江(1题) · 情境涵盖干旱、温度、光伏农业、生态固碳及发酵等生产科研问题。 · 重点考查光合与呼吸的物质能量变化、影响因素、曲线分析及定量计算。 · 趋向融合实验设计、同位素示踪和多因素胁迫，突出综合分析与实际应用。 考点1 细胞呼吸 1.（2026·甘肃·高考真题）线粒体呼吸复合体I（简称复合体I）催化NADH氧化，产生质子梯度用于合成ATP。在植物中，复合体I承担了线粒体约40%的ATP生成，其功能异常可导致ATP产量减少。下图表示某植物野生型（WT）和复合体I功能缺失突变体（CMS）的离体线粒体在提供不同底物时的呼吸速率。下列叙述错误的是（        ） A. 植物中存在不依赖复合体I的NADH氧化途径 B. 没有复合体I也不影响线粒体中丙酮酸的氧化 C. 线粒体中甘氨酸的氧化大部分依赖于复合体I D. 线粒体中等量NADH氧化，CMS放热较WT少 2.（2026·广东·高考真题）鲫鱼骨骼肌细胞缺氧时，葡萄糖在细胞质基质分解产生的丙酮酸在线粒体内转化为乙醛和CO2，乙醛进入细胞质基质转化为乙醇，最终经鳃排出。上述过程与人体细胞无氧呼吸相比，两者（        ） A. 第一阶段反应都相同 B. 反应的场所都相同 C. 最终产物都相同 D. 催化反应的酶都相同 3.（2026·山东·高考真题）水稻根细胞中，无氧呼吸第二阶段通过以下两个反应完成。水稻根系细胞在水淹一段时间后，酶Ⅰ和酶Ⅱ的表达量明显增加，无氧呼吸增强。下列说法错误的是（　　）①丙酮酸乙醛+CO2       ②乙醛+NADH+H+ 乙醇+NAD+ A. 根细胞利用葡萄糖进行无氧呼吸释放CO2只发生在反应①中 B. 反应①和②均发生在细胞质基质中 C. 该时间段内，反应①和②产生的ATP增加 D. 水稻根细胞中的葡萄糖经过无氧呼吸时，其中的能量大部分存留在乙醇中 4.（2026·陕晋青宁·高考真题）剧烈运动过程中，骨骼肌细胞有氧呼吸供能占比随运动时间变化趋势如图。下列叙述错误的是（　　） A. 60 s时，肌细胞的无氧呼吸产生乳酸 B. 78.6 s时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖量相等 C. 肌细胞水解ATP生成的ADP可循环利用 D. 运动后期，供氧增加促进了线粒体内反应物的彻底氧化 5.（2026·云南·高考真题）猕猴桃鲜果储藏条件如下表： 果实含水量/% 温度/℃ O2体积分数/% 湿度/% 约85 1~3 2~4 90~95 下列说法错误的是（　　） A. 高湿度可减少果实水分蒸发以利于果实保鲜 B. 低温抑制酶活性来降低果实细胞的呼吸速率 C. O2含量低可抑制猕猴桃细胞有氧呼吸第三阶段 D. 有氧呼吸消耗水的量大于产生量需要人工补水 【解析】A、高湿度环境和果实的湿度差小，可减少果实水分蒸发散失，避免果实因失水影响品质，有利于果实保鲜，A正确；B、细胞呼吸依赖呼吸酶的催化，低温可抑制呼吸酶的活性，从而降低果实细胞的呼吸速率，减少有机物的消耗，B正确；C、有氧呼吸第三阶段的反应是前两阶段产生的[H]和O2结合生成水，O2是该阶段的反应物，因此低O2含量可抑制猕猴桃细胞有氧呼吸第三阶段，C正确；D、有氧呼吸的总反应式为C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+大量能量，可知有氧呼吸过程需要消耗6分子水，产生12分子水，产生水的量大于消耗水的量，且储藏环境已设置适宜湿度，不需要人工补水，D错误。 6.（2026·安徽·高考真题）下列有关真核生物细胞呼吸的叙述，错误的是（　　） A. 无氧呼吸中ATP的生成只发生在第一阶段 B. 无氧呼吸都会产生使溴麝香草酚蓝溶液变色的气体 C. 有氧呼吸的中间产物NADH主要形成于线粒体基质 D. 有氧呼吸第一阶段葡萄糖中的化学能大部分储存在产物丙酮酸中 7.（2026·浙江·高考真题）细胞有氧呼吸第三阶段中，NADH中的和可与结合生成，并伴随ATP的合成，如图所示。当缺乏时，此过程中ATP的合成减少，其原因是（　　） A. 合成ATP的酶催化能力降低 B. 膜两侧浓度梯度增大 C. 第三阶段中电子的传递受阻 D. 释放的能量更多以热能形式散失 8.（2025·海南·高考真题）某团队研究了水淹对植物A根系呼吸作用的影响，结果如图。下列有关叙述正确的是（       ） A. 图中两种酶的催化反应均发生在线粒体中 B. 图中水淹时间越长，植物A根系的无氧呼吸速率越慢 C. 水淹时，植物A根系的无氧呼吸既产生酒精，又产生乳酸 D. 图中酶促反应产生的ATP逐渐增加 9.（2025·贵州·高考真题）R848分子可抑制X精子（含X染色体）中葡萄糖生成丙酮酸的过程和线粒体活性。哺乳动物育种时可用R848筛选精子类型控制雌雄比例。下列叙述错误的是（　　） A. R848能影响X精子的无氧呼吸 B. R848会导致X精子ATP生成量减少 C. R848不会影响有氧呼吸的O2消耗量 D. R848可通过改变X精子的运动能力达到筛选目的 10.（2025·江西·高考真题）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 11.（2025·重庆·高考真题）在T细胞凋亡和坏死过程中，ATP生成速率和氧气消耗速率如图1、2所示，下列说法错误的是（       ） A. 可根据氧气的消耗速率计算ATP生成的总量 B. 有氧呼吸中氧气的消耗发生在线粒体的内膜 C. 在t1时，凋亡组产生的乳酸比坏死组多 D. 在t2时，凋亡组产生的CO2比坏死组多 12.（2025·甘肃·高考真题）线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发生的呼吸称为状态3呼吸，可用于评估线粒体产生ATP的能力。若分别以葡萄糖、丙酮酸和NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率，下列叙述正确的是（　　） A. 状态3呼吸不需要氧气参与 B. 状态3呼吸的反应场所是线粒体基质 C. 以葡萄糖为底物测定的状态3呼吸速率为0 D. 相比NADH，以丙酮酸为底物的状态3呼吸速率较大 13.（2025·河南·高考真题）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 14.（2025·北京·高考真题）2025年，国家持续推进“体重管理年”行动。为践行“健康饮食、科学运动”，应持有的正确认识是（       ） A. 饮食中元素种类越多所含能量越高 B. 饮食中用糖代替脂肪即可控制体重 C. 无氧运动比有氧运动更有利于控制体重 D. 在生活中既要均衡饮食又要适量运动 15.（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 16.（2025·山东·高考真题）关于细胞以葡萄糖为原料进行有氧呼吸和无氧呼吸的过程，下列说法正确的是（       ） A. 有氧呼吸的前两个阶段均需要O2作为原料 B. 有氧呼吸的第二阶段需要H2O作为原料 C. 无氧呼吸的两个阶段均不产生NADH D. 经过无氧呼吸，葡萄糖分子中的大部分能量以热能的形式散失 17.（2025·江苏·高考真题）关于人体细胞和酵母细胞呼吸作用的比较分析，下列叙述正确的是（       ） A. 细胞内葡萄糖分解成丙酮酸的场所不同 B. 有氧呼吸第二阶段都有O2和H2O参与 C. 呼吸作用都能产生[H]和ATP D. 无氧呼吸的产物都有 18.（2025·河北·高考真题）（多选）玉米T蛋白可影响线粒体内与呼吸作用相关的多种酶、T蛋白缺失还会造成线粒体内膜受损。针对T基因缺失突变体和野生型玉米胚乳，研究者检测了其线粒体中有氧呼吸中间产物和细胞质基质中无氧呼吸产物乳酸的含量，结果如图。下列分析正确的是（       ） A. 线粒体中的[H]可来自细胞质基质 B. 突变体中有氧呼吸的第二阶段增强 C. 突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻 D. 突变体有氧呼吸强度的变化可导致无氧呼吸的增强 19.（2025·黑龙江&吉林·高考真题）（多选）下图为植物细胞呼吸的部分反应过程示意图，图中NADH可储存能量，①、②和③表示不同反应阶段。下列叙述正确的是（       ）     A. ①发生在细胞质基质，②和③发生在线粒体 B. ③中NADH通过一系列的化学反应参与了水的形成 C. 无氧条件下，③不能进行，①和②能正常进行 D. 无氧条件下，①产生的NADH中的部分能量转移到ATP中 20.（2024·江苏·高考真题）图中①~③表示一种细胞器的部分结构。下列相关叙述错误的是（       ） A. 该细胞器既产生ATP也消耗ATP B. ①②分布的蛋白质有所不同 C. 有氧呼吸第一阶段发生在③ D. ②、③分别是消耗O2、产生CO2的场所 21.（2024·重庆·高考真题）肿瘤所处环境中的细胞毒性T细胞存在题图所示代谢过程。其中，PC酶和PDH酶控制着丙酮酸产生不同的代谢产物，进入有氧呼吸三羧酸循环。增加PC酶的活性会增加琥珀酸的释放，琥珀酸与受体结合可增强细胞毒性T细胞的杀伤能力，若环境中存在乳酸，PC酶的活性会被抑制。下列叙述正确的是（       ）     A. 图中三羧酸循环的代谢反应直接需要氧 B. 图中草酰乙酸和乙酰辅酶A均产生于线粒体内膜 C. 肿瘤细胞无氧呼吸会增强细胞毒性T细胞的杀伤能力 D. 葡萄糖有氧呼吸的所有代谢反应中至少有5步会生成［H］ 22.（2024·甘肃·高考真题）梅兰竹菊为花中四君子，很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护，养护不当会影响花卉的生长，如兰花会因浇水过多而死亡，关于此现象，下列叙述错误的是（       ） A. 根系呼吸产生的能量减少使离子吸收所需的能量不足 B. 根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足 C. 浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸 D. 根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加 23.（2024·安徽·高考真题）（多选）细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应，磷酸果糖激酶1（PFK1）是其中的一个关键酶。细胞中ATP减少时，ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是（       ） A. 在细胞质基质中，PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等 B. PFKI与ATP结合后，酶的空间结构发生改变而变性失活 C. ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于负反馈调节 D. 运动时肌细胞中AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快 24.（2024·广东·高考真题）研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母（WT）sqr基因后获得的突变株△sqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是（　　） A. 碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸 B. 线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱 C. 有氧条件下，WT 比△sqr的生长速度快 D. 无氧条件下，WT 比△sqr产生更多的ATP 25.（2024·山东·高考真题）心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞，随后该巨噬细胞线粒体中NAD+浓度降低，生成NADH的速率减小，引起有机酸ITA的生成增加。ITA可被细胞膜上的载体蛋白L转运到细胞外。下列说法错误的是（　　） A. 细胞呼吸为巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程提供能量 B. 转运ITA时，载体蛋白L的构象会发生改变 C. 该巨噬细胞清除死亡细胞后，有氧呼吸产生CO2的速率增大 D. 被吞噬的死亡细胞可由巨噬细胞的溶酶体分解 26.（2024·山东·高考真题）（多选）种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中，乙醇脱氢酶催化生成乙醇，与此同时NADH被氧化。下列说法正确的是（　　） A. p点为种皮被突破的时间点 B. Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸 C. Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加 D. q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多 27.（2026·河北·高考真题）M是植物线粒体膜上转运丙酮酸的蛋白。为探究M蛋白对植物镉耐受性的影响，科研人员利用拟南芥M基因缺失突变体进行了相关研究。回答下列问题： （1）利用葡萄糖进行有氧呼吸时，丙酮酸是第　　　　　　　　　阶段的产物，ATP主要在第　　　　　　　　　　　阶段生成。 （2）无镉胁迫时，M缺失突变体细胞质基质中丙酮酸的含量　　　　　　　　　野生型。受到镉胁迫时，拟南芥可通过主动运输将镉排出胞外以缓解毒害，推测此时野生型中有氧呼吸强度会　　　　　　　　　。 （3）谷氨酸是植物合成谷胱甘肽的主要原料，在丙酮酸供应不足时也可用于维系有氧呼吸的正常运转，无镉胁迫时，M缺失突变体和野生型的根长无显著差异，而突变体谷胱甘肽含量显著低于野生型，推测造成此现象的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）拟南芥还可通过谷胱甘肽结合镉以减轻毒害。镉胁迫时，M缺失突变体中谷胱甘肽含量显著高于野生型，结合下图根长数据分析，相较于野生型，此时M缺失突变体根细胞中的ATP生成量　　　　　　　　　　，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 28.（2025·福建·高考真题）运动是预防肥胖的方式之一、剧烈运动后，人体血液中乳酸-苯丙氨酸（Lac-Phe）的含量明显上升。为探究Lac-Phe的产生机理及功效，科研人员进行了相关实验。回答下列问题： （1）Lac-Phe可由乳酸盐和苯丙氨酸在一定条件下缩合而成。剧烈运动时机体供氧不足，部分丙酮酸在细胞的　　　　　（填场所）中转化为乳酸，为Lac-Phe的生成提供原料。 （2）已知酶C促进了机体Lac-Phe合成。为验证该结论，科研人员将野生型小鼠细胞（甲组）和敲除C基因的小鼠细胞（乙组）分别培养，一段时间后进行了相关检测。 ①收集培养液后，用　　　　　酶处理贴壁细胞，使其分散为单细胞悬液，离心获得细胞，发现两组细胞内Lac-Phe的浓度相同； ②还需进一步检测　　　　　中的Lac-Phe浓度，且结果为　　　　　，则可证实该结论。 （3）研究发现C基因的突变与体重异常相关。据此，推测如下：运动时机体产生的乳酸在酶C的作用下转化为Lac-Phe，Lac-Phe可抑制肥胖的发生。为证实该推测，采用高脂饲料喂养不同条件处理的小鼠，一段时间后检测相应的指标，实验分组及部分结果如下表。a组：野生型小鼠+静息b组：C基因敲除小鼠+静息c组：野生型小鼠+运动d组：C基因敲除小鼠+运动 组别检测指标 血浆Lac-Phe浓度（μM） 小鼠体重增量（g） a组 0.3 16 ① 0.4 7 ② 1.5 4 ③ 0.1 ④ 若推测成立，则表中①②③对应的组别分别是　　　　　（填字母），表中④的值应为　　　　　（填选项）。A．小于4     B．4~7     C．7~16     D．大于16 29.（2024·贵州·高考真题）农业生产中，旱粮地低洼处易积水，影响作物根细胞的呼吸作用。据研究，某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关，水淹过程中其活性变化如图所示。     回答下列问题。 （1）正常情况下，作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，从物质和能量的角度分析，其代谢特点有　　　　　　　　　　　；参与有氧呼吸的酶是　　　　　　　　　　　（选填“甲”或“乙”）。 （2）在水淹0～3d阶段，影响呼吸作用强度的主要环境因素是　　　　　　　　　　　；水淹第3d时，经检测，作物根的CO2释放量为0.4μmol·g-1·min-1，O2吸收量为0.2μmol·g-1·min-1，若不考虑乳酸发酵，无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的　　　　　　　　　　　倍。 （3）若水淹3d后排水、作物长势可在一定程度上得到恢复，从代谢角度分析，原因是　　　　　　　　　　　（答出2点即可）。 【解析】【关键能力】（1）信息获取与加工 （2）逻辑推理与论证 题干关键信息 所学知识 信息加工 根细胞的呼吸作用 分为有氧呼吸和无氧呼吸 有氧呼吸需要氧气参与、将有机物彻底氧化分解，释放大量能量 影响呼吸作用的环境因素 氧气浓度、温度、酶的含量及活性等 水淹条件下，氧气为主要影响因素 长势恢复 新陈代谢正常 氧气供应正常，酶活性恢复正常 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.（2026·湖北·高考真题）科研人员选取某地区疏灌草丛群落、马尾松群落和常绿阔叶林群落，分别代表亚热带森林群落演替的初期、中期和后期3个阶段，然后对上述3个群落中芒萁的光合特性进行了研究，结果如下图。 注：净光合速率是指光照下植物单位时间内从外界吸收的CO2总量光饱和点是指光合作用速率达到最大值时所对应的最小光照强度下列叙述错误的是（        ） A. 芒萁最适宜在马尾松林下生长 B. 不同群落中芒萁的光饱和点有差异说明不同群落下芒萁的生理状态有差异 C. 上述3个亚热带典型群落演替阶段中，疏灌草丛的演替速度快于常绿阔叶林 D. 在夏季若将疏灌草丛内生长的芒萁移栽至常绿阔叶林内，将有利于芒萁生物量积累 3.（2026·湖北·高考真题）生物固定技术是实现碳中和的重要途径之一。科研人员利用衣藻、蓝细菌等光合微生物固定，并将其转化为乙醇、生物柴油等清洁燃料。下列叙述错误的是（        ） A. 上述微生物的光能转化效率与暗反应无关 B. 优化浓度、温度等条件，可提高衣藻固碳效率 C. 蓝细菌能促进生态系统的碳循环过程，维持生态系统稳定 D. 蓝细菌和衣藻生长快、环境适应性强，是生物柴油规模化生产的基础 4.（2026·江西·高考真题）（多选）锌是植物生长发育的必需元素，缺锌会影响色氨酸(合成IAA的原料)和叶绿素等细胞组分的合成。研究人员分别测定了某植物幼苗在正常供锌(对照)和缺锌条件下培养40天后的相关指标(如表)。下列关于缺锌组的分析，合理的是（　　） 组别 叶绿素含量(mg·g-1) 净光合速率(μmolCO2·m-2·s-1) 气孔导度(mmolCO2·m-2·s-1) 胞间CO2浓度(μmol·mol-1) IAA含量(ng·g-1) 对照组 3.1 12.5 416.9 329.8 72.6 缺锌组 1.5 9.6 247.2 363.6 34.7 A. 净光合速率下降的直接原因是气孔导度下降 B. 叶绿素含量下降的直接原因是净光合速率下降 C. 胞间CO2浓度升高的直接原因是光合作用减弱 D. IAA含量下降的直接原因是合成原料供应不足 5.（2025·福建·高考真题）科研人员将光合系统相关基因整合到大肠杆菌后，该菌能在无碳源培养基中生长繁殖。下列叙述错误的是（       ） A. 必需整合光反应和暗反应系统的相关基因 B. 暗反应所需的所有能量来源于细胞中的ATP C. 改造成功的大肠杆菌可用作为唯一碳源 D. 该菌在无碳源培养基中生长繁殖一定需要光照 6.（2025·山东·高考真题）（多选）在低氧条件下，某单细胞藻叶绿体基质中的蛋白F可利用H+和光合作用产生的NADPH生成H2。为研究藻释放H2的培养条件，将大肠杆菌和藻按一定比例混合均匀后分成2等份，1份形成松散菌-藻体，另1份形成致密菌-藻体，在CO2充足的封闭体系中分别培养并测定体系中的气体含量，2种菌-藻体培养体系中的O2含量变化相同，结果如图所示。培养过程中，任意时刻2体系之间的光反应速率无差异。下列说法错误的是（       ） A. 菌-藻体不能同时产生O2和H2 B. 菌-藻体的致密程度可影响H2生成量 C. H2的产生场所是该藻叶绿体的类囊体薄膜 D. 培养至72h，致密菌-藻体暗反应产生的有机物多于松散菌-藻体 7.（2024·福建·高考真题）叶片从黑暗中转移到光照下，其光合速率要先经过一个增高过程，然后达到稳定的高水平状态，这个增高过程称为光合作用的光诱导期。已知黑暗中的大豆叶片气孔处于关闭状态，壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放。为研究气孔开放与光诱导期的关系，科研人员将大豆叶片分为两组，A组不处理，B组用壳梭孢素处理，将两组叶片从黑暗中转移到光照下，测定光合速率，结果如图所示。 下列分析正确的是（       ） A. 0min时，A组胞间CO2浓度等于B组胞间CO2浓度 B. 30min时，B组叶绿体中C3生成和还原速率均大于A组 C. 30min时，限制A组光合速率的主要因素是光照时间 D. 与A组叶片相比，B组叶片光合作用的光诱导期更长 8.（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 9.（2026·广东·高考真题）Rubisco是植物光合作用暗反应阶段的关键酶。水稻中的Rubisco由核基因（S）编码的小亚基和叶绿体基因（L）编码的大亚基组成。通过对野生型水稻S基因进行编辑，获得了单基因突变体植株，以研究Rubisco对光合作用的影响。回答下列问题： （1）S基因在　　　　　　　　　　中转录形成的mRNA在细胞质翻译成肽链后进入叶绿体，肽链在叶绿体基质中形成一定空间结构后与　　　　　　　　　　　　组装构成完整Rubisco。 （2）研究发现，突变体与野生型叶片中Rubisco的蛋白结构无明显差异且功能未发生改变，但突变体叶片中Rubisco总活性显著降低，可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）水稻在大气CO2浓度条件下净光合速率与光照强度关系如图所示。已知突变体与野生型的呼吸速率基本一致，推测突变体的净光合速率变化曲线。与野生型相比，突变体的光饱和点　　　　　　　　　　　（填“升高”“不变”或“降低”）；在达到光饱和点之前，突变体净光合速率的限制因素是　　　　　　　　　　　　　；在C区提高　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　时，野生型净光合速率的变化趋势为先升高后趋于稳定。 注：a点为光饱和点（光合速率不再随光照强度增加而增加时的光照强度） （4）野生型与突变体净光合速率的变化曲线会出现部分重合，重合部分一定会在　　　　　　　　　　区出现，推测曲线重合的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 10.（2026·河南·高考真题）质膜H+-ATP酶基因过表达型水稻（H-OE）的产量显著高于野生型水稻（WT）。为探究H-OE增产的机制，研究人员在光饱和点时测定两种水稻的相关指标，结果如下表所示。 材料 气孔导度(mol·m-2·s-1) 净光合速率(µmol·m-2·s-1) 吸收速率(µmol·g-1·h-1) WT 0.61 20.5 58.4 H-OE 1.25 27.5 75.3 注：气孔导度反映气孔开放的程度。回答下列问题： （1）光合作用强度是指　　　　　　　　，直接关系到农作物产量。除CO2供应量和无机营养之外，影响光合作用强度的环境因素还有　　　　　　　　（答出两点即可）。 （2）与WT相比，H-OE的气孔导度提高约105%，净光合速率仅提高约34%，此时还制约CO2供应量的环境因素为　　　　　　　　。质膜H+-ATP酶通过　　　　　　　　（填运输方式）将H+泵至膜外，建立H+梯度，促进吸收。 （3）从物质代谢和能量供应两个角度分析，吸收更多的氮元素在提高H-OE光合作用强度中的作用为　　　　　　　　（每个角度各答出一点），无机碳被固定也能提高H-OE对氮元素的吸收速率，原因是　　　　　　　　（每个角度各答出一点）。 11.（2026·陕晋青宁·高考真题）捕光复合体是叶绿体中捕获光能的关键结构，由光合色素和叶绿素结合蛋白(LHCP)组成，L蛋白与S蛋白等共同参与LHCP向类囊体膜的转运，L蛋白还参与叶绿素合成的调控，相关过程如图(a)。回答下列问题。 （1）用纸层析法分离野生型(WT)和L基因缺失突变体(l)植株的叶绿体色素，滤纸条均出现4条色素带。l组自上而下第三条带对应的色素是　　　　　　　　　　　；与WT相比，该条带的颜色深浅变化是　　　　　　　　　　　。相较于WT植株，l植株叶绿体内中间物1含量　　　　　　　　　　　，l植株叶片暗反应中C3的　　　　　　　　　　　反应过程会受影响。 （2）通过抗原—抗体杂交反应检测WT植株叶绿体基质和类囊体中L蛋白的量，结果如图(b)所示，结构2是　　　　　　　　　　　。 （3）WT、l及s(S基因缺失突变体)植株的表型如图(c)所示，其中l对应的是　　　　　　　　　　　(填“甲”“乙”或“丙”)，与WT相比，两突变体表型差异产生的原因是　　　　　　　　　　　。 （4）为进一步验证L蛋白的功能，应在WT、l两种实验材料基础上，再补充两组不同的实验材料，分别为　　　　　　　　　　　。 12.（2026·安徽·高考真题）为探究钾对番茄光合作用的影响，研究人员测定了番茄的缺钾处理植株（LK）和正常培养植株（CK）在光照—遮阴—光照（）条件下的相关指标，结果见图1。 回答下列问题。 （1）叶肉细胞间隙中的CO2扩散至CO2固定位点至少需要跨　　　　　　层生物膜。 （2）据图1分析，在遮阴条件下，CK与LK净光合速率曲线重合，限制净光合速率的最主要因素是　　　　　　。在遮阴—光照转换初期，缺钾对番茄叶片气孔开闭的影响是　　　　　　。 （3）研究发现，叶片钾含量与编码碳酸酐酶（催化CO2与之间的可逆反应）和RuBP羧化酶（催化CO2固定）基因的相对表达量均呈正相关。据此解释缺钾影响番茄光合作用的机制：　　　　　　。 （4）在光照（0~2min）和黑暗（2~5min）条件下，叶绿体中3-磷酸甘油酸（PGA）和被还原的C3（TP）相对含量变化如图2。5~8min恢复光照，PGA相对含量的变化趋势是　　　　　　，原因是　　　　　　。 13.（2025·广西·高考真题）科学家利用衣藻和大肠杆菌设计了一种共培养系统。该系统中，工程化衣藻在光合作用时，会通过光呼吸竞争性消耗C5产生甘醇酸（光呼吸强度受CO2/O2比值影响）；工程化大肠杆菌利用甘醇酸合成高价值生物产品。实验过程及结果见图。回答下列问题： 注：μE为光照强度单位μmol.m-2.s-1 （1）第①阶段向培养液中通入3%CO2，目的是　　　　　　。 （2）第②阶段大肠杆菌干重下降的主要原因是　　　　　　。 （3）据图分析，限制第③阶段衣藻干重增加的主要因素是　　　　　　；第④阶段衣藻和大肠杆菌的干重均增加，原因是　　　　　　。 （4）该系统对助力实现碳中和目标的优势是　　　　　　。 14.（2025·贵州·高考真题）牡丹绿色系品种“豆绿”开花初期花瓣绿色逐渐加深，中后期逐渐褪绿转为淡粉色。叶绿素是影响该花呈色的主要色素，其合成与降解需多种酶参与。回答下列问题： （1）开花初期花瓣绿色逐渐加深，影响这一过程的主要环境因素是　　　　　　，叶绿素分布在叶绿体的 　　　　　上，开花初期叶绿素使花呈现绿色的原因是　　　　　　。 （2）为研究不同时期花瓣中叶绿素含量变化，需在不同时间取样，并将样品低温保存，低温保存的目的　　　　　　。用于提取“豆绿”花瓣中叶绿素的试剂是　　　　　　。 （3）研究表明，PSNAC5蛋白通过调控叶绿素代谢相关基因的表达影响叶绿素含量。下图所示为“豆绿”开花初期PSNAC5基因沉默对花瓣中叶绿素含量的影响。据图推测，PSNAC5基因沉默后叶绿素含量变化的根本原因可能是　　　　　　。（答出2点） 15.（2025·浙江·高考真题）叶用桑树是重要的经济树种，苜蓿是重要的豆科牧草。间作是在同一土地上按一定比例分行或分带种植两种或多种作物的种植模式。有学者研究桑树和苜蓿间作对生长和产量的影响，部分指标如表所示。 处理 最大净光合速率 光补偿点 光饱和点 叶绿素a/b 土壤脲酶活性 粗蛋白含量 总产量 单作苜蓿 19.0 36.5 1493 1.8/0.7 10.0 17.7 8031 间作苜蓿 15.6 24.1 1260 2.1/0.9 13.2 21.5 9914 单作桑树 24.9 78.7 1529 2.4/1.3 10.8 23.3 676 间作桑树 30.0 109.6 1758 3.2/1.3 14.4 26.3 923 注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光饱和点指光合速率达到最大值时的光强度。表中测定指标的单位省略。回答下列问题： （1）与单作相比，间作苜蓿的　　　　　　　　　　　更低，表明间作苜蓿在较低的光照强度下就开始积累光合产物，同时叶绿素a和叶绿素b含量的提高有利于　　　　　　　　　　　，但叶绿素a/b下降，说明间作苜蓿吸收的可见光中，不同 　　　　　　　　　　　发生改变。该研究中，若用定性滤纸通过纸层析　　　　　　　　　　　   (填“能”或“不能”)测定叶绿素a和叶绿素b的含量。间作桑树的光饱和点高于单作，表明间作环境下的桑树在　　　　　　　　　　　条件下光合速率更高。桑树和苜蓿的高矮搭配，可促进单位土地面积的　　　　　　　　　　　效率增加，提高产量和土地资源的利用。 （2）间作模式下，苜蓿根瘤菌的　　　　　　　　　　　作用可为桑树提供氮素营养。同时，间作系统中桑树和苜蓿根际土壤中　　　　　　　　　　　产生的脲酶活性提高，从而为植物提供了更多的　　　　　　　　　　　。因此，除了总产量提高外，　　　　　　　　　　　含量也有所增加，从而进一步提升了牧草和桑叶的品质。 16.（2025·四川·高考真题）在温室中种植番茄，光照强度和CO2浓度是制约产量的主要因素。某地冬季温室的平均光照强度约为200μmol·m-2·s-1，CO2浓度约为400μmol·mol-1。为提高温室番茄产量，有人测定了补充光照和CO2后番茄植株相关生理指标，结果见下表。回答下列问题。 组别 光照强度μmol·m-2·s-1 CO2浓度μmol·mol-1 净光合速率μmol·m-2·s-1 气孔导度mol·m-2·s-1 叶绿素含量mg·g-1 对照 200 400 7.5 0.08 42.8 甲 400 400 14.0 0.15 59.1 乙 200 800 10.0 0.08 55.3 丙 400 800 17.5 0.13 65.0 注：气孔导度和气孔开放程度呈正相关 （1）为测定番茄叶片的叶绿素含量，可用　　　　　　　　　提取叶绿素。色素对特定波长光的吸收量可反映色素的含量，为减少类胡萝卜素的干扰，应选择　　　　　　　　　（填“蓝紫光”或“红光”）来测定叶绿素含量。 （2）与对照组相比，甲组光合作用光反应为暗反应提供了更多的　　　　　　　　　，从而提高了净光合速率。与甲组相比，丙组的净光合速率更高，气孔导度略低，但经测定发现其叶肉细胞间的CO2浓度却更高，可能的原因是　　　　　　　　　。 （3）根据本研究结果，在冬季温室种植番茄的过程中，若只能从CO2浓度加倍或光照强度加倍中选择一种措施来提高番茄产量，应选择　　　　　　　　　，依据是　　　　　　　　　。 17.（2025·广东·高考真题）我国科学家以不同植物为材料，在不同光质条件下探究光对植物的影响。测定了番茄的光合作用相关指标并拟合响应曲线（图a）；比较了突变体与野生型水稻水分消耗的差异（图b），鉴定到突变体发生了PILI5基因的功能缺失，并确定该基因参与脱落酸信号通路的调控。 回答下列问题： （1）图a中，当胞间浓度在范围时，红光下光合速率的限制因子是　　　　　　，推测此时蓝光下净光合速率更高的原因是　　　　　　　。 （2）图b中，突变体水稻在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，推测其原因是　　　　　　　。 （3）归纳上述两个研究内容，总结出光影响植物的两条通路（图c）。通路1中，①吸收的光在叶绿体中最终被转化为　　　　　　。通路2中吸收光的物质②为　　　　　　。用箭头完成图c中②所介导的通路，并在箭头旁用“（+）”或“（-）”标注前后两者间的作用，（+）表示正相关，（-）表示负相关　　　　　　。 （4）根据图c中相关信息，概括出植物利用光的方式：　　　　　　　　。 18.（2025·江苏·高考真题）科研人员从植物叶绿体中分离类囊体，构建含类囊体的人工细胞，并探究光照等因素对人工细胞功能的影响。请回答下列问题： （1）细胞破碎后，在适宜温度下用低渗溶液处理，胀破　　　　　　膜，获得类囊体悬液。经离心分离获得类囊体，为保持其活性，需加入　　　　　　溶液重新悬浮，并保存备用。 （2）类囊体浓度用单位体积类囊体悬液中叶绿素的含量表示。吸取5μL类囊体悬液溶于995μL的　　　　　　溶液中，混匀后，测定出叶绿素浓度为3μg/mL，则类囊体的浓度为　　　　　　μg/mL。 （3）为检测类囊体活性，实验前需对类囊体进行多次洗涤，目的是消除类囊体悬液中原有光反应产物对后续实验结果的影响，这些产物主要有　　　　　　。 （4）已知荧光素PY的强弱与pH大小正相关。图示具有光反应活性的人工细胞，在适宜光照下，荧光强度　　　　　　（填“变强”“不变”或“变弱”），说明类囊体膜具有的功能有　　　　　　。 （5）在光反应研究的基础上，利用人工细胞开展类似碳反应生成糖类的实验研究，理论上还需要的物质有　　　　　　。 19.（2025·陕西&山西·高考真题）叶绿体中R酶既能催化CO2固定，也能催化C5与O2反应，CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点；线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，如图（a）。为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，研究者以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S，实验结果如图（b）。回答下列问题。 （1）R酶催化CO2固定的场所是叶绿体的　　　　　　　　，产物C3在光反应生成的　　　　　　　　参与下合成糖类等有机物。 （2）植物保卫细胞吸水，气孔开度增大。由图（a）（b）可知，相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高，叶片的净光合速率高于植株W，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从21%升高到40%时，植株S的净光合速率　　　　　　　　（填“增大”或“减小”）；相较于植株W，植株S的净光合速率变化幅度　　　　　　　　（填“大”“小”或“无法判断”）。 （4）若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响，还需补充一个实验组。写出实验思路及预期结果：　　　　　　　　　　　　　　　　。 20.（2025·黑龙江&吉林·高考真题）Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶。科研人员将Rubisco基因转入某作物的野生型（WT）获得该酶含量增加的转基因品系（S），并做了相关研究。实验结果表明，这一改良提高了该作物的光合速率（如下图）和产量潜力。回答下列问题。 （1）Rubisco在叶绿体的　　　　　　　　中催化　　　　　　　　与CO2结合。部分产物经过一系列反应形成（CH2O），这一过程中能量转换是　　　　　　　　。 （2）据图分析，当胞间CO2浓度高于B点时，曲线②与③重合是由于　　　　　　　　不足。A点之前曲线①和②重合的最主要限制因素是　　　　　　　　。胞间CO2浓度为300μmol·mol-1时，曲线①比②的光合速率高的具体原因是　　　　　　　　。 （3）研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度条件下，S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。使用同位素标记的方法设计实验直接加以验证，简要写出实验思路。　　　　　　　　 21.（2024·上海·高考真题）水稻是重要的粮食作物，高温会引起水稻减产。科学家对抗高温能力弱的水稻W进行改良。获得了水稻S。如图显示了高温条件下水稻W和水稻S响应高温的部分机制。其中T1和T2为不同蛋白，T2在液泡中被降解。箭头的粗细代表物质的量。 （1）要对比高温条件下水稻W和水稻S的产量，必须保持相同的实验条件______。 A. 地上部分生长量 B. 高温处理时间 C. 水稻幼苗数量 D. 水稻种植时间 （2）据图，水稻感受高温信号的是　　　　　　（T1/T2）；被T2破坏的细胞器是　　　　　　。 （3）据图可知，相同高温条件下，与水稻W相比，水稻S增产的原因是______。 A. 进入液泡内的T1更多 B. 细胞质基质内T1更少 C. 进入液泡内的T2更多 D. 细胞质基质内T2更少 （4）据图，相同高温条件下，与水稻W相比，推测水稻S的细胞______。 A. 净光合速率较高 B. 呼吸作用产生ATP的量较少 C. 糖类输出量较少 D. 转换光能效率较高 （5）据图，水稻W改良为水稻S时，所采取的措施是　　　　　　，若要进一步提高水稻S的抗高温能力，可采取的策略是　　　　　　。（编号选填） ①提高T1的量              ②提高T2的量                     ③降低T1的量 ④降低T2的量              ⑤改变T1的结构                     ⑥改变T2的结构 22.（2024·天津·高考真题）蓝细菌所处水生环境随时会发生光线强弱变化。蓝细菌通过调控图1中关键酶XPK的活性以适应这种变化。     （1）图1所示循环过程为蓝细菌光合作用的暗反应，反应场所为　　　　　　。 （2）光暗循环条件下，将蓝细菌的野生型和xpk基因敲除株（Δxpk）分别用含NaH14CO3的培养基培养，测定其碳固定率和胞内ATP浓度，结果如图2。在第10-11分钟，野生型菌XPK被激活，将暗反应的中间产物6-磷酸果糖等转化为其他物质，导致暗反应快速终止。推测ATP是XPK的　　　　　　（激活剂/抑制剂）。在同一时期，Δxpk会继续进行暗反应，此时消耗的ATP和NADPH来源于　　　　　　。在第11-13分钟，Δxpk碳固定率继续升高，胞内　　　　　　过程来源的ATP被用于　　　　　　而消耗，导致Δxpk的生长速率比野生型更慢。 （3）蓝细菌在高密度培养时，由于互相遮挡，菌体环境也会出现光线强弱变化。为验证该条件下，蓝细菌是否采用上述机制进行调节，可分别使用野生型和Δxpk、选用如下　　　　　　条件组合进行实验，定时测定14C固定率和胞内ATP浓度。 ①高浓度蓝细菌 ②低浓度蓝细菌 ③持续光照 ④光暗循环 ⑤培养基中加入NaH14CO3    ⑥培养基中加入14C6H12O6 23.（2024·江苏·高考真题）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 24.（2024·重庆·高考真题）重庆石柱是我国著名传统中药黄连的主产区之一，黄连生长缓慢，存在明显的光饱和（光合速率不再随光强增加而增加）和光抑制（光能过剩导致光合速率降低）现象。 （1）探寻提高黄连产量的技术措施，研究人员对黄连的光合特征进行了研究，结果见图1。     ①黄连的光饱和点约为　　　　　　　　umol*m-2*s-1。光强大于1300umol*m-2*s-1后，胞间二氧化碳浓度增加主要是由于　　　　　　　　。 ②推测光强对黄连生长的影响主要表现为　　　　　。黄连叶片适应弱光的特征有　　　　　　（答2点）。 （2）黄连露天栽培易发生光抑制，严重时其光合结构被破坏（主要受损的部位是位于类囊体薄膜上的色素蛋白复合体），为减轻光抑制，黄连能采取调节光能在叶片上各去向（题图2）的比例，提升修复能力等防御机制，具体可包括　　　　　　　　（多选）。 ①叶片叶绿体避光运动， ②提高光合产物生成速率， ③自由基清除能力增强， ④提高叶绿素含量， ⑤增强热耗散。 （3）生产上常采用搭棚或林下栽培减轻黄连的光抑制，为增强黄连光合作用以提高产量还可采取的措施施及其作用是　　　　　。 25.（2024·湖南·高考真题）钾是植物生长发育的必需元素，主要生理功能包括参与酶活性调节、渗透调节以及促进光合产物的运输和转化等。研究表明，缺钾导致某种植物的气孔导度下降，使CO2通过气孔的阻力增大；Rubisco的羧化酶（催化CO2的固定反应）活性下降，最终导致净光合速率下降。回答下列问题： （1）从物质和能量转化角度分析，叶绿体的光合作用即在光能驱动下，水分解产生　　　　　　　　；光能转化为电能，再转化为　　　　　　　　中储存的化学能，用于暗反应的过程。 （2）长期缺钾导致该植物的叶绿素含量　　　　　　　　，从叶绿素的合成角度分析，原因是　　　　　　　（答出两点即可）。 （3）现发现该植物群体中有一植株，在正常供钾条件下，总叶绿素含量正常，但气孔导度等其他光合作用相关指标均与缺钾时相近，推测是Rubisco的编码基因发生突变所致。Rubisco由两个基因（包括1个核基因和1个叶绿体基因）编码，这两个基因及两端的DNA序列已知。拟以该突变体的叶片组织为实验材料，以测序的方式确定突变位点。写出关键实验步骤： ①　　　　　　　； ②　　　　　　　； ③　　　　　　； ④基因测序； ⑤　　　　　　。 26.（2024·浙江·高考真题）原产热带的观赏植物一品红，花小，顶部有像花瓣一样的红色叶片，下部叶片绿色。回答下列问题： （1）科学研究一般经历观察现象、提出问题、查找信息、作出假设、验证假设等过程。 ①某同学观察一品红的叶片颜色，提出了问题：红叶是否具有光合作用能力。 ②该同学检索文献获得相关资料：植物能通过光合作用合成淀粉。检测叶片中淀粉的方法，先将叶片浸入沸水处理；再转入热甲醇处理；然后将叶片置于含有少量水的培养皿内并展开，滴加碘-碘化钾溶液（或碘液），观察颜色变化。 ③结合上述资料，作出可通过实验验证的假设：　　　　　。 ④为验证假设进行实验。请完善分组处理，并将支持假设的预期结果填入表格。 分组处理 预期结果 绿叶+光照 变蓝 绿叶+黑暗 不变蓝 ⅰ　　　　　　 ⅱ　　　　　　 ⅲ　　　　　　 ⅳ　　　　　　 ⑤分析：检测叶片淀粉的方法中，叶片浸入沸水处理的目的是　　　　　。热甲醇处理的目的是　　　　　． （2）对一品红研究发现，红叶和绿叶的叶绿素含量分别为0.02g（Chl）·m-2和0.20g（Chl）·m-2，红叶含有较多的水溶性花青素。在不同光强下测得的qNP值和电子传递速率（ETR）值分别如图甲、乙所示。qNP值反映叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力；ETR值反映光合膜上电子传递的速率，与光反应速率呈正相关。花青素与叶绿素的吸收光谱如图丙所示。 ①分析图甲可知，在光强500～2000μmol·m-2·s-1范围内，相对于绿叶，红叶的　　　　　能力较弱。分析图乙可知，在光强800～2000μmol·m-2·s-1，范围内，红叶并未出现类似绿叶的光合作用被　　　　　现象。结合图丙可知，强光下，贮藏于红叶细胞　　　　　内的花青素可通过　　　　　方式达到保护叶绿体的作用。 ②现有实验证实，生长在高光强环境下的一品红，红叶叶面积大，颜色更红。综合上述研究结果可知，在强光环境下，红叶具有较高花青素含量和较大叶面积，其作用除了能进行光合作用外，还有保护　　　　　的功能。一品红的花小，不受关注，但能依赖花瓣状的红叶吸引　　　　　，完成传粉。 27.（2024·安徽·高考真题）为探究基因 OsNAC 对光合作用的影响研究人员在相同条件下种植某品种水稻的野生型(WT)、OsNAC 敲除突变体(KO)及 OsNAC 过量表达株(OE)，测定了灌浆期旗叶(位于植株最顶端)净光合速率和叶绿素含量,结果见下表。回答下列问题。 净光合速率（μmol.m2.s-1） 叶绿素含量（mg·g-1） WT 24.0 4.0 KO 20.3 3.2 OE 27.7 4.6 （1）旗叶从外界吸收1分子 CO2与核酮糖-1,5-二磷酸结合，在特定酶作用下形成2分子3-磷酸甘油酸；在有关酶的作用下，3-磷酸甘油酸接受　　　　　　　释放的能量并被还原，随后在叶绿体基质中转化为　　　　　　　。 （2）与WT相比，实验组KO与OE的设置分别采用了自变量控制中的　　　　　　　、　　　　　　　（填科学方法）。 （3）据表可知，OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率　　　　　　　。为进一步探究该基因的功能，研究人员测定了旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、蔗糖含量及单株产量，结果如图。  结合图表，分析OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率发生相应变化的原因： ①　　　　　　　　　　　　　　； ②　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 28.（2024·山东·高考真题）从开花至籽粒成熟，小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比，某突变体叶片变黄的速度慢，籽粒淀粉含量低。研究发现，该突变体内细胞分裂素合成异常，进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性，而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示，开花14天后植株的胞间CO2浓度和气孔导度如表所示，其中Lov为细胞分裂素合成抑制剂，KT为细胞分裂素类植物生长调节剂，气孔导度表示气孔张开的程度。已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。 检测指标 植株 14天 21天 28天 胞间CO2浓度（μmolCO2mol-1） 野生型 140 151 270 突变体 110 140 205 气孔导度（molH2Om-2s-1） 野生型 125 95 41 突变体 140 112 78 （1）光反应在类囊体上进行，生成可供暗反应利用的物质有　　　　　　。结合细胞分裂素的作用，据图分析，与野生型相比，开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是　　　　　　。 （2）光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析，与野生型相比，开花14天后突变体的光饱和点　　　　　　（填“高”或“低”），理由是　　　　　　。 （3）已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分析，突变体籽粒淀粉含量低的原因是　　　　　　。 29.（2024·山西&河南·高考真题）某同学将一种高等植物幼苗分为4组（a、b、c、d），分别置于密闭装置中照光培养，a、b、c、d组的光照强度依次增大，实验过程中温度保持恒定。一段时间（t）后测定装置内O2浓度，结果如图所示，其中M为初始O2浓度，c、d组O2浓度相同。回答下列问题。     （1）太阳光中的可见光由不同颜色的光组成，其中高等植物光合作用利用的光主要是　　　　　　　　，原因是　　　　　　　　。 （2）光照t时间时，a组CO2浓度　　　　　　　　（填“大于”“小于”或“等于”）b组。 （3）若延长光照时间c、d组O2浓度不再增加，则光照t时间时a、b、c中光合速率最大的是　　　　　　　　组，判断依据是　　　　　　　　。 （4）光照t时间后，将d组密闭装置打开，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会　　　　　　　　（填“升高”“降低”或“不变”）。 考点3 细胞呼吸与光合作用的综合 1.（2026·河北·高考真题）（多选）小立碗藓的叶绿体和线粒体都有为细胞质基质提供ATP的潜力。为探究两者对细胞质基质ATP水平的影响，对①、②和③组小立碗藓进行黑暗预处理后，检测其细胞质基质ATP对光的响应变化，结果如图所示。下列分析正确的是（        ） A. 光合产物的缺乏和光反应受阻导致③在光照下ATP无显著变化 B. 第一次光照时，①中ATP的增加与叶绿体、线粒体均有关 C. 光照时，叶绿体中的部分ATP用于暗反应中CO2与C5的结合 D. 小立碗藓中的线粒体有助于维持细胞质基质中ATP的稳定供应 2.（2026·山东·高考真题）（多选）在充入了适量空气的恒温密闭发酵罐中，酵母菌以充足的葡萄糖为原料进行呼吸作用，随着时间的延长，呼吸作用中O2的消耗速率与CO2的产生速率比如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 从a到b时，有氧呼吸速率不变 B. 从b到d时，无氧呼吸速率增大 C. c时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等 D. d时以后，无氧呼吸速率始终不变 3.（2025·福建·高考真题）细胞呼吸产生的乳酸等物质的释放会引起胞外环境的酸化。为探究氧浓度对细胞呼吸的影响，科研人员将两组肿瘤细胞在不同氧浓度下短暂培养，在箭头所示的时间点更换新的无机盐缓冲液（不含葡萄糖），并分别添加相应的成分，其中a为足量的葡萄糖，b和c为有氧呼吸某一阶段的抑制剂，检测细胞外的酸化速率，结果如图。下列叙述错误的是（       ） A. 试剂c只能是有氧呼吸第一阶段的抑制剂 B. 低氧组细胞对足量葡萄糖引发的无氧呼吸更强烈 C. ①时间段正常氧组细胞同时发生有氧呼吸和无氧呼吸 D. ②时间段正常氧组细胞无氧呼吸消耗的葡萄糖多于低氧组 4.（2025·课标卷·高考真题）在一定温度下，生长在大田的某种植物光合速率（CO2固定速率）和呼吸速率（CO2释放速率）对光照强度的响应曲线如图所示。下列叙述错误的是（       ） A. 光照强度为a时，该植物的干重不会增加 B. 光照强度从a逐渐增加到b时，该植物生长速率逐渐增大 C. 光照强度小于b时，提高大田CO2浓度，CO2固定速率会增大 D. 光照强度为b时，适当降低光反应速率，CO2固定速率会降低 5.（2025·河北·高考真题）对绿色植物的光合作用和呼吸作用过程进行比较，下列叙述错误的是（       ） A. 类囊体膜上消耗H2O，而线粒体基质中生成H2O B. 叶绿体基质中消耗CO2，而线粒体基质中生成CO2 C. 类囊体膜上生成O2，而线粒体内膜上消耗O2 D. 叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质中分解有机物 6.（2024·贵州·高考真题）种子萌发形成幼苗离不开糖类等能源物质，也离不开水和无机盐。下列叙述正确的是（       ） A. 种子吸收的水与多糖等物质结合后，水仍具有溶解性 B. 种子萌发过程中糖类含量逐渐下降，有机物种类不变 C. 幼苗细胞中的无机盐可参与细胞构建，水不参与 D. 幼苗中的水可参与形成NADPH，也可参与形成NADH 7.（2024·江西·高考真题）农谚有云：“雨生百谷”。“雨”有利于种子的萌发，是“百谷”丰收的基础。下列关于种子萌发的说法，错误的是（       ） A. 种子萌发时，细胞内自由水所占的比例升高 B. 水可借助通道蛋白以协助扩散方式进入细胞 C. 水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成 D. 光合作用中，水的光解发生在类囊体薄膜上 8.（2026·甘肃·高考真题）植物光合作用的检测与定量有助于准确评估生态系统的固碳效应。植物叶绿素吸收阳光后可释放出能量较低的光（日光诱导叶绿素荧光，SIF），在一定条件下其强度与净光合作用速率（An）成正比，可用于估算生态系统生产力。研究者分析了两种植物SIF对光照强度（PAR）的响应，以及气温对An-SIF关系的影响（下图）。回答下列问题。 （1）叶绿体中SIF发生的具体部位是　　　　　　　　　　，发生在光合作用的　　　　　　　　　　阶段。 （2）若以气温25℃时植物A的数据建立An-SIF模型，则高温胁迫下植物A的An被　　　　　　　　　　（填“高”或“低”）估；当时，若将该模型用于植物，则An被　　　　　　　　　　（填“高”或“低”）估。 （3）根据本研究结果，应用SIF估算生态系统生产力需考虑的影响因素有：　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　。 （4）叶片胞间浓度是分析光合作用常用的参数。某同学拟以植物B为材料，探究温度（20℃、25℃和35℃）对的影响。 ①除测定外，该同学还应测定和　　　　　　　　　　（记为）。 ②在PAR为的条件下，温度从20℃提高到25℃和30℃，若无显著变化，则的可能变化趋势是　　　　　　　　　　，原因是　　　　　　　　　　。 9.（2026·全国·高考真题）在干旱半干旱地区，水分是影响作物产量的关键因素。研究者对某种植物进行干旱处理，在其他环境因素正常且稳定的条件下，测定叶片的脱落酸(ABA)含量、光合速率(CO2固定速率)和呼吸速率(CO2释放速率)，结果如图所示。回答下列问题。 （1）叶肉细胞有氧呼吸过程中，能量释放的部位有　　　　　　　　；光合作用过程中CO2的固定发生在　　　　　　　　　(填“类囊体膜”“叶绿体基质”或“叶绿体内膜”)。影响光合作用的环境因素有水分、CO2和　　　　　　　　(答出2点即可)等。 （2）研究者认为，随着干旱处理时间延长，ABA含量升高导致CO2供应不足，引起光合速率降低。ABA含量升高导致CO2供应不足的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）叶片光合速率降低至与呼吸速率相等时不再降低，原因是　　　　　　　　　　。 10.（2026·四川·高考真题）农光互补能在同一片土地上兼顾太阳能光伏发电与农业生产，有利于推动资源综合利用。在某干旱农业区农光互补系统的光伏板下，光照强度最大值降低近75%，研究人员测定了该系统对某作物净光合速率的影响，结果如图1。回答下列问题。 （1）光合作用与农作物的产量联系密切，　　　　　　　　　　　　　　　　　作为直接原料参与植物的光合作用。 （2）11:00到15:00期间，与全日照相比，农光互补系统下该作物的净光合速率更高，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）农光互补系统下，该作物全天光合作用吸收CO2总量较全日照下　　　　　　　　　　。 （4）正常灌溉是全日照下的最适灌溉。推测在农光互补系统中，适当减量灌溉更适合该作物生长，从而提高产量。有人测量了不同处理下该作物的产量，正常灌溉组应为图2中的　　　　　　　　组，请综合分析后，在图2方框内画出符合上述推测的实验结果　　　　　　　　。 11.（2026·山东·高考真题）某细菌是严格厌氧的光合细菌，在光线充足的条件下主要通过光合作用为自身供能。其光合作用与呼吸作用过程如图所示，其中①~④表示反应过程。 （1）与高等植物相比，该细菌特有的光反应产物有　　　　　　　和　　　　　　　。①和②属于光合作用的　　　　　　　阶段。 （2）②与高等植物有氧呼吸第一阶段的反应过程相反，图中C3是　　　　　　　（填物质名称），②的进行除C3外还需要的原料有　　　　　　　和　　　　　　　。 （3）①和③是合成C3的两个路径，在光线充足、乙酸含量高的环境中，该菌会优先通过③进行光合作用。从能量的角度推测，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 12.（2026·黑吉辽蒙·高考真题）研究人员以森林中某落叶阔叶树为对象，测定了树冠顶部和底部当年生总枝条的相关指标，结果如表所示。当年生总枝条是指在一个生长季节内（通常是春季萌芽到秋季落叶前）萌发、生长并木质化的枝条及其上的所有叶片。回答下列问题。 相关指标总枝条位置 叶片最大光合速率（CO2μmol·m-2·s-1） 叶片呼吸速率（CO2μmol·m-2·s-1） 相对碳成本（%） 比叶面积（m2·kg-1） 树冠顶部 11.9 1.8 15.6 9.8 树冠底部 9.5 1.1 15.2 13.5 注：相对碳成本=（当年生总枝条的碳总量/叶片脱落前该总枝条从环境中吸收的碳总量）×100%；比叶面积=叶面积/叶干重。 （1）实验中测定最大光合速率时，除使用饱和光照外，还应保证　　　　　　　　和　　　　　　　　等环境因子一致且适宜。与测定光合速率不同，测定叶片的呼吸速率必须在　　　　　　　　环境条件下。 （2）已知，光合速率=净光合速率＋呼吸速率。以一定强度的光照射该植物顶部叶片，此时顶部叶片的呼吸速率与光合速率相等，若用同强度的光照射底部叶片，此时底部叶片的净光合速率应　　　　　　　　（填“>0”、“<0”或“=0”）。 （3）植株生长过程中，总枝条可向根等部位输出有机物，总枝条输出有机物的能力与相对碳成本呈　　　　　　　　（填“正”或“负”）相关。底部与顶部总枝条的相对碳成本接近，但底部总枝条所处环境光照较弱，在此条件下，据表中数据分析，底部总枝条通过　　　　　　　　和　　　　　　　　，使其碳输出量实现最大化。此外，其叶片还可能通过哪些生理或结构变化来提高光能捕获效率？　　　　　　　　（答出2点即可），这些变化的作用是　　　　　　　　（从光反应的物质和能量转化角度作答）。 13.（2026·云南·高考真题）研究人员使用人工气候室探究温度对某品种水稻产量的影响，实验结果如下表。 温度/℃ 28 34 38 光照下CO2吸收速率/（μmol·m-2·s-1） 22.52 23.41 24.15 黑暗下CO2释放速率/（μmol⋅m-2·s-1） 3.26 4.56 5.59 回答下列问题： （1）水稻叶绿体中吸收光能的色素分布在　　　　　　　　上。光能被吸收后转化为　　　　　　　　储存在NADPH和ATP中参与暗反应。暗反应将CO2转化为储存能量的　　　　　　　　，部分CO2来自细胞呼吸。细胞中产生CO2的场所包括　　　　　　　　。 （2）在实验设置的三个温度下，水稻固定CO2速率最高的是　　　　　　　　℃，理由是　　　　　　　　。 （3）某地持续高温（34~38℃）伴随干燥天气，此时，在大田生产中水稻的光合速率会降低，其原因是　　　　　　　　。 14.（2026·浙江·高考真题）水稻是我国的五大主要粮食作物之一。米饭中的淀粉在消化系统中水解为葡萄糖，经血液循环运输至组织细胞，既可作为细胞呼吸的底物，也可在某些组织器官中转化或储存。回答下列问题： （1）研究人员发现，某稻田中有1株深绿色水稻突变体，其光合速率较其他的水稻高，可能的原因是突变体单位叶面积吸收的光能更　　　　　　　　。该突变体光合速率变化如图1所示，6：00—9：00光合速率持续上升的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　（答出2点即可）。空气湿度对该水稻光合速率的影响如图2所示，图中灰色区域内，与正常空气湿度相比，空气湿度较低时水稻光合速率也较低，原因是　　　　　　　　　　　　　　。 （2）米饭在口腔中被唾液淀粉酶初步分解。唾液淀粉酶由唾液腺腺泡细胞中的　　　　　　　　合成，依次经　　　　　　　　加工后，通过囊泡运输分泌至细胞外。唾液淀粉酶随食团进入胃部，由于胃液的　　　　　　　　环境，导致其活性丧失。 （3）小肠上皮细胞可通过　　　　　　　　的方式，逆浓度梯度吸收葡萄糖。葡萄糖经细胞呼吸能生成ATP，为肌肉运动提供能量。充足时，肌细胞产生ATP的场所有　　　　　　　　。适度的有氧运动可消耗人体内储存的　　　　　　　　，配合科学饮食，有助于实现有效的体重管理。 15.（2025·天津·高考真题）为研究低氧条件下光合作用与呼吸作用的关系，采集某植物叶片，将叶柄浸入H216O 后，放于氧气置换为18O2的密闭装置中，18O2浓度设正常（21%）和低氧（2%）两个水平，测定短时间内、不同光照条件下的净光合速率和呼吸作用速率。其中，净光合速率=光合作用速率-呼吸作用速率。结果如下： （1）光照条件下，密闭装置中18O2逐渐减少，而16O2逐渐增加，此时呼吸作用消耗的氧气来源于　　　　　和　　　　　。设最初密闭装置中18O2的量为，120秒后测得的量为，16O2的量为，叶片面积为，则净光合速率为　　　　　。 （2）低氧下，光照强度下，叶片光合作用速率为　　　　　。 （3）低氧在　　　　　（光照、黑暗、光照和黑暗）条件下构成呼吸作用的限制因素。 （4）在两种氧浓度下，将叶片置于光照（强度为）、黑暗各1小时后，测定叶片中的糖含量。请推测低氧对叶片糖积累是否有利，并给出相应理由：　　　　　。 16.（2025·甘肃·高考真题）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　　　　　　　　　　。 17.（2025·云南·高考真题）不当施肥、人为踩踏、大型农业机械碾压等因素均会导致土壤结构破坏，如土壤紧实等。为研究土壤紧实对植物生长发育的影响，研究人员分别用压实的土壤（压实组）和未压实的土壤（疏松组）种植黄瓜，得到黄瓜根系中苹果酸和酒精含量数据如表。 组别 苹果酸/（μmol·g-1） 酒精/（μmol·g-1） 压实组 0.271±0.005 6.114±0.013 疏松组 0.467±0.004 2.233±0.040 回答下列问题： （1）本实验中苹果酸主要在根系细胞的线粒体基质中生成，由此可推测，其为　　　　　　　　　（填“有氧”或“无氧”）呼吸的中间产物。 （2）相较于疏松组，压实组黄瓜根系的无氧呼吸更强，依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，为维持根系细胞正常生命活动，压实组消耗的有机物总量更　　　　　　（填“多”或“少”），原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；根吸收水分的能力减弱，叶片气孔　　　　　　　　　，光合作用　　　　　　　　　　　　　　　　　　阶段首先受到抑制，有机物合成减少。最终导致有机物积累减少，黄瓜生长缓慢。 （3）为解决土壤紧实的问题，可以采取的措施有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（答出2点即可）。 18.（2025·山东·高考真题）高光强环境下，植物光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤，引起光合作用强度下降。植物进化出的多种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长，其部分光合过程如图所示。 （1）叶绿体膜的基本支架是　　　　　；叶绿体中含有许多由类囊体组成的　　　　　，扩展了受光面积。 （2）据图分析，生成NADPH所需的电子源自于　　　　　。采用同位素示踪法可追踪物质的去向，用含3H2O的溶液培养该绿藻一段时间后，以其光合产物葡萄糖为原料进行有氧呼吸时，能进入线粒体基质被3H标记的物质有H2O、　　　　　，离心收集绿藻并重新放入含H218O的培养液中，在适宜光照条件下继续培养，绿藻产生的带18O标记的气体有　　　　　。 （3）据图分析，通过途径①和途径②消耗过剩的光能减轻光合系统损伤的机制分别为　　　　　。 19.（2025·安徽·高考真题）为探究水通道蛋白NtPIP对作物耐涝性的影响，科研小组测定了油菜的野生型（WT）及NtPIP基因过量表达株（OE）在正常供氧（AT）和低氧（HT，模拟涝渍）条件下的根细胞呼吸速率和氧浓度，结果见图1。 回答下列问题。 （1）据图1分析，低氧胁迫下，NtPIP基因过量表达会使根细胞有氧呼吸　　　　　　　　，原因是　　　　　　　　。有氧呼吸第二阶段丙酮酸中的化学能大部分被转化为　　　　　　　　中储存的能量。 （2）科学家早期在探索有氧呼吸第二阶段代谢路径时发现，在添加丙二酸的组织悬浮液中加入分子A、B或C时，E增多并累积（图2a）；当加入F、G或H时，E也同样累积（图2b）。根据此结果，针对有氧呼吸第二阶段代谢路径提出假设：　　　　　　　　。 （3）科研小组还发现，低氧条件下，NtPIP基因过量表达株的叶片净光合速率高于野生型。结合根细胞呼吸速率的变化分析，其原因是　　　　　　　　。 （4）光合作用光反应实质是光能引起的氧化还原反应，最终接受电子的物质（最终电子受体）是　　　　　　　　，而最终提供电子的物质（最终电子供体）是　　　　　　　　。 20.（2024·广西·高考真题）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　　　　　　。 21.（2024·海南·高考真题）海南是我国芒果（也称杧果）的重要种植地，芒果的生长和果实储藏受诸多因素影响。回答下列问题： （1）芒果的生长依赖于光合作用：光合作用必需的酶分布在叶绿体的　　　　　和　　　　　。 （2）生产中用植物生长调节剂乙烯利浸泡采摘后的芒果，可促进果实成熟，原因是　　　　　。 （3）为延长芒果的储藏期，应减弱芒果的呼吸作用，其目的是　　　　　。从环境因素考虑；除了降低温度外，减弱芒果呼吸作用的措施还有　　　　　（答出1点即可）。 （4）芒果在冷藏期间呼吸速率会降低，有利于保鲜。但芒果对低温敏感，冷藏期间易受到冷害，导致呼吸速率持续下降，影响果实品质。为了探究冷藏前用褪黑素处理芒果是否具有减轻冷害的作用，请以呼吸速率为测定指标，简要写出实验设计思路、预期结果和结论　　　　　（注：褪黑素可用蒸馏水配制成溶液）。 22.（2024·全国甲卷·高考真题）在自然条件下，某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。回答下列问题。 （1）该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等，叶片有机物积累速率　　　　　　　　（填“相等”或“不相等”），原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）在温度d时，该植物体的干重会减少，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）温度超过b时，该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。（答出一点即可） （4）通常情况下，为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在　　　　　　　　最大时的温度。 23.（2024·黑龙江·高考真题）在光下叶绿体中的C5能与CO2反应形成C3；当CO2/O2比值低时，C5也能与O2反应形成C2等化合物。C2在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。上述过程在叶绿体与线粒体中主要物质变化如图1。 光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程。回答下列问题。 （1）反应①是　　　　　　过程。 （2）与光呼吸不同，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是　　　　　　和　　　　　　。 （3）我国科学家将改变光呼吸的相关基因转入某种农作物野生型植株（WT），得到转基因株系1和2，测定净光合速率，结果如图2、图3。图2中植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自　　　　　　和　　　　　　（填生理过程）。7—10时株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异，原因是　　　　　　。据图3中的数据　　　　　　（填“能”或“不能”）计算出株系1的总光合速率，理由是　　　　　　。 （4）结合上述结果分析，选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势，判断的依据是　　　　　　。 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】D 2.【答案】A 3.【答案】C 4.【答案】B 5.【答案】D 6.【答案】B 7.【答案】C 8.【答案】C 9.【答案】C 10.【答案】A 11.【答案】A 12.【答案】C 13.【答案】B 14.【答案】D 15.【答案】C 16.【答案】B 17.【答案】C 18.【答案】ACD 19.【答案】AB 20.【答案】C 21.【答案】D 22.【答案】B 23.【答案】CD 24.【答案】D 25.【答案】C 26.【答案】ABD 27.【答案】（1）① 一    ② 三     （2）① 高于    ② 增强     （3）M缺失突变体中丙酮酸进入线粒体受阻，细胞质基质中丙酮酸积累，抑制了谷氨酸向谷胱甘肽的合成途径（或谷氨酸更多用于维系有氧呼吸的正常运转，用于合成谷胱甘肽的谷氨酸减少）     （4）① 减少    ② M缺失突变体通过谷胱甘肽结合镉消耗大量ATP，且丙酮酸进入线粒体受阻，有氧呼吸减弱，ATP生成减少，主动运输排出镉的ATP供应不足，根生长受抑制更明显      28.【答案】（1）细胞质基质     （2）① 胰蛋白    ② 培养液    ③ 甲组培养液中Lac-Phe浓度高于乙组培养液     （3）① dcb    ② D      29.【答案】（1）① 需要氧气参与；有机物被彻底氧化分解；释放大量能量，生成大量ATP    ② 乙     （2）① O2的含量    ② 3     （3）无氧呼吸积累的酒精较少，对细胞毒害较小；0~3d无氧呼吸产生的能量维持了基本的生命活动；催化有氧呼吸的酶活性并未完全丧失      考点2 光合作用 1.【答案】B 2.【答案】D 3.【答案】A 4.【答案】CD 5.【答案】B 6.【答案】ACD 7.【答案】B 8.【答案】A 9.【答案】（1）① 细胞核    ② 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）① 降低    ② 光照强度    ③ CO2浓度（二氧化碳浓度）     （4）① A    ② 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      10.【答案】（1）① 植物在单位时间内通过光合作用制造糖类（产生O2、固定CO2）的数量    ② 光照强度、温度、水分     （2）① 温度    ② 主动运输     （3）① 物质代谢：氮是叶绿素（或光合作用相关酶）的组成元素，更多氮可合成更多叶绿素/光合酶，提升光反应/暗反应速率；能量供应：氮参与呼吸酶合成，增强细胞呼吸，产生更多ATP为光合作用供能     ② 无机碳固定生成的有机物可为氮素转运载体合成提供原料，增加载体数量；光合产物促进呼吸作用产生更多ATP，为根系主动吸收氮元素提供更多能量      11.【答案】（1）① 叶绿素a    ② 变浅    ③ 增多    ④ 还原     （2）类囊体     （3）① 丙    ② L蛋白兼具调控叶绿素合成与协助LHCP转运的双重功能，而S蛋白仅参与LHCP的转运     （4）突变体中转入正常的L基因表达载体，让其重新表达L蛋白；向突变体中转入不含L基因的空表达载体      12.【答案】（1）3     （2）① 光照强度    ② 抑制气孔开放     （3）缺钾导致碳酸酐酶的含量减少，抑制气孔开放，因此限制了叶片获取CO2的能力，导致吸收的CO2减少，RuBP羧化酶减少，导致固定的CO2减少     （4）① 先减少后趋于稳定    ② 光照增强，光反应增加，产生的NADPH和ATP增多，消耗的C3增加，导致PGA含量下降；暗反应强度随后增强，一定时间后PGA含量维持相对稳定      13.【答案】（1）抑制光呼吸，有利于衣藻大量繁殖      （2）甘醇酸积累，培养液pH下降，不利于大肠杆菌生存     （3）① 光照强度    ② 衣藻光合作用增强，数量增多，产生的甘醇酸多，已适应环境的大肠杆菌大量繁殖     （4）在生产高价值生物产品的同时，实现CO2的吸收利用或者负排放      14.【答案】（1）① 温度和光照    ② 类囊体薄膜    ③ 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，几乎不吸收绿光，绿光被反射出来     （2）① 低温条件下，酶活性低，叶绿素不易被降解    ② 无水乙醇     （3）PSNAC5基因沉默后促进了叶绿素合成相关基因的表达，抑制了与叶绿素分解相关基因的表达      15.【答案】（1）① 光补偿点    ② 光的吸收    ③ 波长比例    ④ 不能    ⑤ 强光    ⑥ 光的利用     （2）① 固氮    ② 微生物    ③ 氨    ④ 粗蛋白      16.【答案】（1）① 无水乙醇/无水酒精/丙酮/C2H5OH    ② 红光     （2）① ATP（腺苷三磷酸/能量）和NADPH（还原性辅酶II）    ② 环境/外界/温室/提供/补充的 CO2更多/甲比丙的 CO2多/丙比甲的 CO2少     （3）① 光照强度加倍/光强加倍    ② 甲>乙（乙<甲）的光合作用速率（净光合作用速率/有机物生成量/有机物积累量），光照强度加倍使净光合速率提高幅度更大      17.【答案】（1）① 光照强度    ② 蓝光能促进光合作用相关酶的活性（或蓝光被光合色素吸收的效率更高等）     （2）突变体中 PILI5 基因功能缺失，阻断了光信号对气孔开放程度的调控，使得气孔开放程度在远红光和红光条件下无明显差异     （3）① 有机物中的化学能    ② 光敏色素    ③ 光敏色素→（-）PILI5 基因→（+）脱落酸信号通路→（ - ）气孔开放程度     （4）通过叶绿体中的光合色素吸收光能用于光合作用合成有机物；通过光敏色素吸收光信号调控基因表达，影响植物生理过程      18.【答案】（1）① 叶绿体    ② 等渗     （2）① 有机溶剂    ② 600     （3）ATP、NADPH     （4）① 变弱    ② 使水分子分解产生H+；转运H+     （5）各种酶和原料CO2、C5      19.【答案】（1）① 基质    ② ATP、NADPH     （2）植株S保卫细胞中G酶表达量提高，促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放二氧化碳用于光合作用，从而生成更多的可溶性糖，提高了保卫细胞的细胞液浓度，植物保卫细胞吸水，气孔开度增大，二氧化碳吸收加快，碳反应速率加快     （3）① 减小    ② 小     （4）实验思路：以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S和构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组，在相同且适宜条件下培养，测定三组植物在不同光照强度下的净光合速率。预期结果：植株T净光合速率小于植株W，植株S净光合速率大于植株W      20.【答案】（1）① 基质    ② C5    ③ ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物（CH2O）中稳定的化学能     （2）① 光照强度    ② CO2浓度    ③ 曲线① 光照强度高，光反应速率快，产生更多的ATP和NADPH，使暗反应速率加快，光合速率高。     （3）用14C标记CO2，分别将S植株与WT植株置于相同的饱和光照和适宜14CO2浓度条件下，定时检测C3放射性强度，比较S植株与WT的C3生成速率。      21.【答案】（1）BCD     （2）① T1    ② 叶绿体     （3）CD     （4）AD     （5） ⑤     ① ④ ⑤ ⑥      22.【答案】（1）细胞质基质（或细胞质）     （2）① 抑制剂    ② 第10分钟之前的光反应    ③ 细胞呼吸（或呼吸作用）    ④ 暗反应（或碳固定，或C3还原，或碳反应）     （3）① ③ ⑤      23.【答案】（1）① 选择透过性    ② ATP、NADPH和酶    ③ 细胞质基质     （2）① 乙    ② 30℃    ③ 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）① 摇匀    ② 稀释样液离心，取下层沉淀物    ③ 提取叶绿素    ④ 防止叶绿素降解      24.【答案】（1）① 500    ② 光合作用受到抑制，消耗的二氧化碳减少，且气孔导度增加    ③ 黄连在弱光随光强增加生长快速达到最大，光照过强其生长受到抑制    ④ 叶片较薄，叶绿素较多，（叶色深绿，叶绿体颗粒较大，叶绿体类囊体膜面积更大）     （2）① ② ③ ⑤     （3）合理施肥增加光合面积，补充二氧化碳提高暗反应      25.【答案】（1）① O2、H+、电子    ② ATP和NADPH     （2）① 减少    ② 缺钾影响光合产物的运输和转化，叶绿素合成的底物供应不足：缺钾影响 叶绿素合成相关酶的活性     （3）① 提取DNA    ② 设计引物    ③ 进行PCR扩增    ④ 和已知基因序列进行比较      26.【答案】（1）① 假设一：若一品红的红色叶片具有光合作用的能力，则红色叶片内可检测到淀 粉；假设二：若一品红的红色叶片不具有光合作用的能力，则红色叶片内无法检 测到淀粉    ② 红叶+光照    ③ 变蓝（对应假设一）或不变蓝（对应假设二）    ④ 红叶+黑暗    ⑤ 不变蓝    ⑥ 增加细胞透性，使水溶性色素渗出    ⑦ 充分去除脂溶性色素     （2）① 叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能    ② 抑制    ③ 液泡    ④ 吸收过剩光能的    ⑤ 自身和下部绿叶    ⑥ 媒介昆虫（蜜蜂、蝴蝶等）      27.【答案】（1）① ATP 和 NADPH    ② 核酮糖-1,5－二磷酸和淀粉等     （2）① 减法原理    ② 加法原理     （3）① 增大    ② 与 WT 组相比，OE组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用    ③ 与 WT 组相比OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高,可以及时将更多的光合产物(蔗糖)向外运出,从而促进旗叶的光合作用速率      28.【答案】（1）① ATP、NADPH    ② 突变体细胞分裂素合成更多，而细胞分裂素能促进叶绿素的合成，且叶绿素降解少     （2）① 高    ② 突变体气孔导度更大而胞间CO2浓度更小，而呼吸作用不受影响，说明相同光照强度下，突变体光合作用消耗CO2速率更大，因此突变体吸收利用光能的效率更高。在其他限制因素相同的情况下，突变体可以利用更多的光能，因此光饱和点更高     （3）叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处，而蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖，表中突变体蔗糖转化酶活性大于野生型，因此更多的蔗糖被分解成单糖或运输到籽粒中的蔗糖减少      29.【答案】（1）① 红光和蓝紫光    ② 光合色素可分为叶绿素和类胡萝卜素，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）大于     （3）① b    ② 再延长光照时长，c和d组氧气的浓度不再增加，说明此时受CO2的影响，光合速率等于呼吸速率，由于温度保持恒定，所以a、b、c三组的呼吸速率都是一样的，ac两组的光合速率都等于呼吸速率，说明a、c两组的光合速率都相等且都等于呼吸速率，而b组的由于光照较弱，消耗的CO2较少，所以t时光合速率仍然大于呼吸速率     （4）升高      考点3 细胞呼吸与光合作用的综合 1.【答案】BD 2.【答案】BC 3.【答案】D 4.【答案】C 5.【答案】A 6.【答案】D 7.【答案】C 8.【答案】（1）① 类囊体薄膜（基粒）    ② 光反应     （2）① 高    ② 低     （3）① 光照强度（PAR）    ② 气温    ③ 植物种类     （4）①  气孔导度    ② 逐渐升高    ③ X（气孔导度）无显著变化意味着CO₂进入叶肉细胞的量没有明显改变，但温度升高后植物净光合速率An下降，叶肉细胞固定利用的CO₂减少，因此胞间积累的CO₂浓度Ci升高      9.【答案】（1）① 细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜    ② 叶绿体基质    ③ 光照、温度     （2）ABA促进气孔关闭     （3）此时气孔完全关闭，光合作用固定的CO2由呼吸作用提供      10.【答案】（1）CO2和H2O     （2）该时间段内温度较高，植物因蒸腾作用过强导致关闭气孔，二氧化碳吸收量减少，光合速率下降；农光互补系统下光伏板遮光导致光照强度降低，蒸腾作用减弱，气孔关闭程度小，二氧化碳吸收量较多，净光合速率更高     （3）更大     （4）① A    ②       11.【答案】（1）① S    ② NADH    ③ 暗反应     （2）① 丙酮酸    ② ATP    ③ NADH     （3）路径③ 合成有机物消耗的光能更少，能节省光反应固定的能量，且乙酸中的能量可以转移到糖类等有机物中，能量利用效率更高。      12.【答案】（1）① CO2浓度    ② 温度    ③ 黑暗     （2）>0     （3）① 负    ② 降低呼吸速率    ③ 增大比叶面积    ④ 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）    ⑤ 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      13.【答案】（1）① 类囊体薄膜    ② 活跃的化学能    ③ 有机物（糖类）    ④ 细胞质基质和线粒体基质     （2）① 38    ② 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      14.【答案】（1）① 多/大/高    ② 光照变强，气孔开放程度变大，温度升高    ③ 气孔开放程度小，吸收少     （2）① 核糖体/附着型核糖体    ② （粗面）内质网、高尔基体    ③ 强酸性/过酸/酸性过强/较低pH     （3）① 主动转运/主动运输    ② 细胞质基质/细胞溶胶、线粒体    ③ 脂肪/油脂（中的能量）      15.【答案】（1）① 18O2（或光合作用）    ② 光合作用（或18O2）    ③      （2）10.7     （3）黑暗     （4）有利，因为光照时两种氧浓度下净光合速率相同，但黑暗时低氧下呼吸作用速率更低      16.【答案】（1）① 叶绿素    ② 光敏色素    ③ 类胡萝卜素     （2）① 提高    ② 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）① B    ② 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      17.【答案】（1）有氧     （2）① 压实组黄瓜根系中酒精含量更高    ② 多    ③ 压实组无氧呼吸强，无氧呼吸释放能量少    ④ 关闭    ⑤ 暗反应     （3）合理施肥、适度翻耕、减少大型农业机械的不必要碾压等      18.【答案】（1）① 磷脂双分子层    ② 基粒     （2）① 水的光解    ② 丙酮酸、[H]    ③ 氧气（或O2）和二氧化碳（CO2）     （3）途径① 光能以电能耗散；途径② 光能以热能耗散      19.【答案】（1）① 增强    ② 在低氧胁迫下，NtPIP基因的过量表达株（OE）的根细胞呼吸速率和氧气浓度均明显高于WT组    ③ NADH     （2）假设物质H能转化为A     （3）低氧条件下，NtPIP基因过量表达株，根有氧呼吸增强，因而主动运输吸收更多无机盐，为叶绿体的物质和结构合成提供了更多原料     （4）① NADP+    ② H2O      20.【答案】（1）① 胞吞    ② 叶绿体     （2）可通过摄食浮游生物获取营养物质     （3）① B型    ② 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）① 下降    ② 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      21.【答案】（1）① 类囊体薄膜    ② 基质     （2）乙烯利能释放出乙烯促进果实的成熟     （3）① 减少有机物的消耗    ② 降低氧浓度     （4）实验设计思路为：将采摘后的生长状况相同的芒果均分为两组，标记为甲组和乙组，甲组用褪黑素进行处理,乙组不做处理,两组在相同条件下进行冷藏，实验开始及之后每隔一段时间测定甲、乙两组水果的呼吸速率预期结果和结论：若甲组呼吸速率高于乙组，说明用褪黑素处理芒果具有减轻冷害的作用；若甲组呼吸速率与乙组相差不多，说明用褪黑素处理芒果不具有减轻冷害的作用；若甲组呼吸速率低于乙组，说明用褪黑素处理芒果加重了冷害的作用      22.【答案】（1）① 不相等    ② 自然条件下，黑暗时温度a和c时的呼吸速率不相等     （2）温度d时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但植物的根部等细胞不进行光合作用，仍呼吸消耗有机物，导致植物体的干重减少     （3）温度过高，导致部分气孔关闭，CO2供应不足，暗反应速率降低；温度过高，导致酶的活性降低，使暗反应速率降低     （4）光合速率和呼吸速率差值      23.【答案】（1）CO2的固定     （2）① 细胞质基质    ② 线粒体基质     （3）① 光呼吸    ② 呼吸作用    ③ 随着光照增强，光呼吸增强，转基因株系1和2降低了光呼吸，净光合速率比Wt更高     ④ 不能    ⑤ 总光合速率=净光合速率+光呼吸速率+细胞呼吸速率，无法获得株系1准确的光呼吸、细胞呼吸产生 CO,的速率，不能计算株系1的总光合速率     （4）与株系2与WT相比，转基因株系1的净光合速率最大      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 考点分类 考情示例 命题规律 考点1 细胞呼吸 2026甘肃(1题)、2026广东(1题)、2026河北(1题)、2026山东(1题)、2026陕晋青宁(1题)、2026云南(1题)、2026安徽(1题)、2026浙江(1题)、2025海南(1题)、2025福建(1题)、2025贵州(1题)、2025江西(1题)、2025重庆(1题)、2025甘肃(1题)、2025河南(1题)、2025北京(2题)、2025山东(1题)、2025江苏(1题)、2025河北(1题)、2025黑龙江&吉林(1题)、2024江苏(1题)、2024重庆(1题)、2024贵州(1题)、2024甘肃(1题)、2024安徽(1题)、2024广东(1题)、2024山东(2题) · 情境涉及水淹、缺氧、运动、肿瘤、种子萌发及果实储藏等生命现象。 · 重点考查呼吸阶段、场所、产物、ATP和NADH变化，以及有氧与无氧呼吸比较。 · 趋向结合线粒体功能、酶活性、代谢调控和实验数据，强化机制推理与应用。 考点2 光合作用 2026北京(1题)、2026湖北(2题)、2026江西(1题)、2026广东(1题)、2026河南(1题)、2026陕晋青宁(1题)、2026安徽(1题)、2025福建(1题)、2025广西(1题)、2025贵州(1题)、2025浙江(1题)、2025四川(1题)、2025广东(1题)、2025山东(1题)、2025江苏(1题)、2025陕西&山西(1题)、2025黑龙江&吉林(1题)、2024上海(1题)、2024天津(1题)、2024福建(1题)、2024江苏(1题)、2024重庆(1题)、2024北京(1题)、2024湖南(1题)、2024浙江(1题)、2024安徽(1题)、2024山东(1题)、2024山西&河南(1题) · 情境多联系作物增产、群落演替、碳中和及逆境胁迫，突出真实科研问题。 · 重点考查光反应与暗反应联系、光合色素、影响因素、物质转化及实验分析。 · 命题由基础过程识记转向多因素综合、分子机制探究和图表数据处理，强化实验思维。 考点3 细胞呼吸与光合作用的综合 2026甘肃(1题)、2026全国(1题)、2026四川(1题)、2026河北(1题)、2026山东(2题)、2026黑吉辽蒙(1题)、2026云南(1题)、2026浙江(1题)、2025天津(1题)、2025福建(1题)、2025课标卷(1题)、2025甘肃(1题)、2025云南(1题)、2025山东(1题)、2025河北(1题)、2025安徽(1题)、2024广西(1题)、2024海南(1题)、2024贵州(1题)、2024江西(1题)、2024全国甲卷(1题)、2024黑龙江(1题) · 情境涵盖干旱、温度、光伏农业、生态固碳及发酵等生产科研问题。 · 重点考查光合与呼吸的物质能量变化、影响因素、曲线分析及定量计算。 · 趋向融合实验设计、同位素示踪和多因素胁迫，突出综合分析与实际应用。 考点1 细胞呼吸 1.（2026·甘肃·高考真题）线粒体呼吸复合体I（简称复合体I）催化NADH氧化，产生质子梯度用于合成ATP。在植物中，复合体I承担了线粒体约40%的ATP生成，其功能异常可导致ATP产量减少。下图表示某植物野生型（WT）和复合体I功能缺失突变体（CMS）的离体线粒体在提供不同底物时的呼吸速率。下列叙述错误的是（        ） A. 植物中存在不依赖复合体I的NADH氧化途径 B. 没有复合体I也不影响线粒体中丙酮酸的氧化 C. 线粒体中甘氨酸的氧化大部分依赖于复合体I D. 线粒体中等量NADH氧化，CMS放热较WT少 【答案】D 【解析】A、CMS为复合体I功能缺失突变体，以NADH为底物时CMS仍具有较高的呼吸速率，说明植物中存在不依赖复合体I的NADH氧化途径，A正确；B、以丙酮酸为底物时，野生型WT和突变体CMS的呼吸速率差异很小，说明复合体I缺失不影响线粒体中丙酮酸的氧化，B正确；C、以甘氨酸为底物时，CMS的呼吸速率远低于WT，说明甘氨酸的氧化大部分依赖复合体I，C正确；D、复合体I可将NADH氧化释放的能量用于建立质子梯度合成ATP，CMS复合体I功能缺失，等量NADH氧化时，转化为ATP的能量减少，更多能量以热能形式散失，因此CMS放热较WT多，D错误。 2.（2026·广东·高考真题）鲫鱼骨骼肌细胞缺氧时，葡萄糖在细胞质基质分解产生的丙酮酸在线粒体内转化为乙醛和CO2，乙醛进入细胞质基质转化为乙醇，最终经鳃排出。上述过程与人体细胞无氧呼吸相比，两者（        ） A. 第一阶段反应都相同 B. 反应的场所都相同 C. 最终产物都相同 D. 催化反应的酶都相同 【答案】A 【解析】A、两种呼吸方式的第一阶段均为葡萄糖在细胞质基质中分解生成丙酮酸、[H]，同时释放少量能量，反应过程完全相同，A正确；B、人体细胞无氧呼吸的全过程都在细胞质基质中进行，而题干中鲫鱼的丙酮酸转化为乙醛和CO₂的过程发生在线粒体，二者反应场所不完全相同，B错误；C、鲫鱼该过程的最终产物是乙醇和CO₂，人体细胞无氧呼吸的最终产物是乳酸，二者最终产物不同，C错误；D、酶具有专一性，二者后续的反应过程不同，因此催化反应的酶存在差异，D错误。 3.（2026·山东·高考真题）水稻根细胞中，无氧呼吸第二阶段通过以下两个反应完成。水稻根系细胞在水淹一段时间后，酶Ⅰ和酶Ⅱ的表达量明显增加，无氧呼吸增强。下列说法错误的是（　　）①丙酮酸乙醛+CO2       ②乙醛+NADH+H+ 乙醇+NAD+ A. 根细胞利用葡萄糖进行无氧呼吸释放CO2只发生在反应①中 B. 反应①和②均发生在细胞质基质中 C. 该时间段内，反应①和②产生的ATP增加 D. 水稻根细胞中的葡萄糖经过无氧呼吸时，其中的能量大部分存留在乙醇中 【答案】C 【解析】A、水稻根细胞利用葡萄糖进行无氧呼吸时，第一阶段葡萄糖分解为丙酮酸的过程不产生CO2，第二阶段仅反应① 生成CO2，因此无氧呼吸释放的CO2只发生在反应① 中，A正确；B、无氧呼吸的两个阶段全部发生在细胞质基质中，反应① ② 属于无氧呼吸第二阶段，场所均为细胞质基质，B正确；C、无氧呼吸仅第一阶段释放少量能量、生成少量ATP，第二阶段的反应① 和② 均不产生ATP，因此不存在这两个反应产生的ATP增加的情况，C错误；D、水稻根细胞无氧呼吸只释放少量能量，葡萄糖中的大部分能量存留在无氧呼吸的终产物乙醇中，D正确。 4.（2026·陕晋青宁·高考真题）剧烈运动过程中，骨骼肌细胞有氧呼吸供能占比随运动时间变化趋势如图。下列叙述错误的是（　　） A. 60 s时，肌细胞的无氧呼吸产生乳酸 B. 78.6 s时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖量相等 C. 肌细胞水解ATP生成的ADP可循环利用 D. 运动后期，供氧增加促进了线粒体内反应物的彻底氧化 【答案】B 【解析】A、60s时有氧呼吸供能占比不足100%，说明骨骼肌细胞同时进行无氧呼吸，人体骨骼肌细胞无氧呼吸的产物为乳酸，A正确； B、78.6s时有氧呼吸供能占比为50%，即有氧呼吸与无氧呼吸释放的能量相等，由于消耗等量葡萄糖时有氧呼吸释放的能量远多于无氧呼吸，因此此时无氧呼吸消耗的葡萄糖量远多于有氧呼吸，二者消耗葡萄糖量不相等，B错误；C、细胞中ATP水解生成ADP和Pi并释放能量，ADP和Pi又可在呼吸作用等放能反应中重新合成ATP，因此ADP可循环利用，C正确； D、运动后期有氧呼吸供能占比升高，说明供氧逐渐充足，氧气参与有氧呼吸第三阶段，可促进线粒体内反应物的彻底氧化分解，D正确。 5.（2026·云南·高考真题）猕猴桃鲜果储藏条件如下表： 果实含水量/% 温度/℃ O2体积分数/% 湿度/% 约85 1~3 2~4 90~95 下列说法错误的是（　　） A. 高湿度可减少果实水分蒸发以利于果实保鲜 B. 低温抑制酶活性来降低果实细胞的呼吸速率 C. O2含量低可抑制猕猴桃细胞有氧呼吸第三阶段 D. 有氧呼吸消耗水的量大于产生量需要人工补水 【答案】D 【解析】A、高湿度环境和果实的湿度差小，可减少果实水分蒸发散失，避免果实因失水影响品质，有利于果实保鲜，A正确；B、细胞呼吸依赖呼吸酶的催化，低温可抑制呼吸酶的活性，从而降低果实细胞的呼吸速率，减少有机物的消耗，B正确；C、有氧呼吸第三阶段的反应是前两阶段产生的[H]和O2结合生成水，O2是该阶段的反应物，因此低O2含量可抑制猕猴桃细胞有氧呼吸第三阶段，C正确；D、有氧呼吸的总反应式为C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+大量能量，可知有氧呼吸过程需要消耗6分子水，产生12分子水，产生水的量大于消耗水的量，且储藏环境已设置适宜湿度，不需要人工补水，D错误。 6.（2026·安徽·高考真题）下列有关真核生物细胞呼吸的叙述，错误的是（　　） A. 无氧呼吸中ATP的生成只发生在第一阶段 B. 无氧呼吸都会产生使溴麝香草酚蓝溶液变色的气体 C. 有氧呼吸的中间产物NADH主要形成于线粒体基质 D. 有氧呼吸第一阶段葡萄糖中的化学能大部分储存在产物丙酮酸中 【答案】B 【解析】A、真核生物无氧呼吸仅第一阶段释放少量能量，生成少量ATP，第二阶段不产生ATP，A正确；B、真核生物无氧呼吸有两种类型，产乳酸的无氧呼吸无二氧化碳生成，而溴麝香草酚蓝溶液是二氧化碳的检测试剂，因此并非所有无氧呼吸都能产生使其变色的气体，B错误；C、有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质，该过程生成大量NADH。有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质，生成少量NADH。因此，NADH主要形成于线粒体基质，C正确；D、有氧呼吸第一阶段葡萄糖分解为丙酮酸和少量NADH，仅释放少量能量，大部分化学能仍储存在丙酮酸中，D正确。 7.（2026·浙江·高考真题）细胞有氧呼吸第三阶段中，NADH中的和可与结合生成，并伴随ATP的合成，如图所示。当缺乏时，此过程中ATP的合成减少，其原因是（　　） A. 合成ATP的酶催化能力降低 B. 膜两侧浓度梯度增大 C. 第三阶段中电子的传递受阻 D. 释放的能量更多以热能形式散失 【答案】C 【解析】A、酶的催化能力不会因O2缺乏直接降低，A错误；B、O2缺乏时，H⁺出膜变的少，膜两侧H⁺浓度梯度是减小而非增大，B错误；C、O2缺乏时，消耗的电子减少，H⁺出膜变的少，膜两侧H⁺浓度梯度是减小，H⁺浓度差产生的电势能减少，ATP合成下降，第三阶段中电子的传递受阻，C正确；D、能量更多以热能形式散失不是O2缺乏时ATP合成减少的直接原因，D错误。故选C。 8.（2025·海南·高考真题）某团队研究了水淹对植物A根系呼吸作用的影响，结果如图。下列有关叙述正确的是（       ） A. 图中两种酶的催化反应均发生在线粒体中 B. 图中水淹时间越长，植物A根系的无氧呼吸速率越慢 C. 水淹时，植物A根系的无氧呼吸既产生酒精，又产生乳酸 D. 图中酶促反应产生的ATP逐渐增加 【答案】C 【解析】A、乙醇脱氢酶和乳酸脱氢酶均为无氧呼吸所需的酶，无氧呼吸的场所是细胞质基质，因此图中两种酶的催化反应均发生在细胞质基质中，A错误；B、结合图示分析，水淹一定时间内，乙醇脱氢酶和乳酸脱氢酶比活力在增大，说明水淹时间越长，植物A根系的无氧呼吸速率越快，B错误；C、结合图示可知，植物A根系呼吸作用过程中涉及乳酸脱氢酶和乙醇脱氢酶，说明水淹时，植物A根系的无氧呼吸既产生酒精，又产生乳酸，C正确；D、图中所示的两种酶参与的是无氧呼吸的第二阶段，该阶段没有ATP产生，D错误。故选C。 9.（2025·贵州·高考真题）R848分子可抑制X精子（含X染色体）中葡萄糖生成丙酮酸的过程和线粒体活性。哺乳动物育种时可用R848筛选精子类型控制雌雄比例。下列叙述错误的是（　　） A. R848能影响X精子的无氧呼吸 B. R848会导致X精子ATP生成量减少 C. R848不会影响有氧呼吸的O2消耗量 D. R848可通过改变X精子的运动能力达到筛选目的 【答案】C 【解析】A、葡萄糖生成丙酮酸是糖酵解阶段，为无氧呼吸和有氧呼吸的共同过程。R848抑制此过程，直接影响无氧呼吸，A正确；B、糖酵解和线粒体活性被抑制，导致有氧呼吸和无氧呼吸的ATP生成均减少，B正确；C、线粒体活性被抑制会阻碍有氧呼吸第三阶段（电子传递链），减少O₂的消耗量，因此R848会影响O₂消耗量，C错误；D、X精子因ATP生成减少导致运动能力下降，可通过此差异筛选精子类型，D正确。故选C。 10.（2025·江西·高考真题）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 【解析】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。 11.（2025·重庆·高考真题）在T细胞凋亡和坏死过程中，ATP生成速率和氧气消耗速率如图1、2所示，下列说法错误的是（       ） A. 可根据氧气的消耗速率计算ATP生成的总量 B. 有氧呼吸中氧气的消耗发生在线粒体的内膜 C. 在t1时，凋亡组产生的乳酸比坏死组多 D. 在t2时，凋亡组产生的CO2比坏死组多 【答案】A 【解析】A、图2中凋亡组的氧气消耗速率在t2、t3时显著高于坏死组，且图1中凋亡组ATP生成速率也更高，说明两者存在关联性。但T细胞是动物细胞，有氧呼吸产生水、二氧化碳、大量ATP，无氧呼吸产生乳酸和少量ATP，在无氧条件下，细胞无氧呼吸也可以产生ATP，因此只根据氧气的消耗速率无法计算ATP 生成的总量，A错误；B、有氧呼吸第三阶段消耗氧气，场所在线粒体内膜，B正确；C、在t1时，凋亡组和坏死组氧气消耗速率相等，凋亡组ATP生成速率大于坏死组， 因此凋亡组无氧呼吸产生的乳酸多，C正确；D、在t2时，凋亡组氧气消耗速率大于坏死组，因此凋亡组产生的CO2比坏死组多，D正确。故选A。 12.（2025·甘肃·高考真题）线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发生的呼吸称为状态3呼吸，可用于评估线粒体产生ATP的能力。若分别以葡萄糖、丙酮酸和NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率，下列叙述正确的是（　　） A. 状态3呼吸不需要氧气参与 B. 状态3呼吸的反应场所是线粒体基质 C. 以葡萄糖为底物测定的状态3呼吸速率为0 D. 相比NADH，以丙酮酸为底物的状态3呼吸速率较大 【答案】C 【解析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜，有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH，合成少量ATP，第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH，合成少量ATP，第三阶段是氧气和NADH反应生成水，合成大量ATP。A、线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发生的呼吸称为状态3呼吸，若以NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率，此时状态3呼吸的场所是线粒体内膜，所以需要氧气参与，A错误；B、若以NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率，此时状态3呼吸的场所是线粒体内膜，B错误；C、葡萄糖不能直接进入线粒体进行氧化分解，需要在细胞质基质中分解为丙酮酸后才能进入线粒体，所以以葡萄糖为底物测定的状态3呼吸速率为0，C正确；D、NADH可直接参与有氧呼吸第三阶段，而丙酮酸需先经过有氧呼吸第二阶段产生NADH等物质后再参与第三阶段，所以相比丙酮酸，以NADH为底物的状态3呼吸速率较大，D错误。故选C。 13.（2025·河南·高考真题）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。 14.（2025·北京·高考真题）2025年，国家持续推进“体重管理年”行动。为践行“健康饮食、科学运动”，应持有的正确认识是（       ） A. 饮食中元素种类越多所含能量越高 B. 饮食中用糖代替脂肪即可控制体重 C. 无氧运动比有氧运动更有利于控制体重 D. 在生活中既要均衡饮食又要适量运动 【答案】D 【解析】“健康饮食、科学运动” 是保持身体健康和合理体重的重要方式。健康饮食强调营养均衡，包含各种营养素；科学运动则要根据个人情况选择合适的运动类型和强度。A、饮食中的能量主要取决于有机物（糖类、脂肪、蛋白质）的含量，而非元素种类。例如，脂肪仅含C、H、O三种元素，但单位质量供能最高。元素种类多与能量无关，A错误；B、糖类和脂肪均可供能，但脂肪储能更高。若用糖代替脂肪但总热量未减少，反而可能因糖分解快导致饥饿感增强，且过量糖会转化为脂肪储存，B错误；C、无氧运动（如短跑）主要消耗糖原，而有氧运动（如慢跑）能持续分解脂肪供能，更利于减脂和控制体重，C错误；D、均衡饮食保证营养全面，适量运动促进能量消耗，二者结合是科学控制体重的关键，D正确；故选D。 15.（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。 16.（2025·山东·高考真题）关于细胞以葡萄糖为原料进行有氧呼吸和无氧呼吸的过程，下列说法正确的是（       ） A. 有氧呼吸的前两个阶段均需要O2作为原料 B. 有氧呼吸的第二阶段需要H2O作为原料 C. 无氧呼吸的两个阶段均不产生NADH D. 经过无氧呼吸，葡萄糖分子中的大部分能量以热能的形式散失 【答案】B 【解析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜，有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同，无氧呼吸由于不同生物体中相关的酶不同，在植物细胞和酵母菌中产生酒精和二氧化碳，在动物细胞和乳酸菌中产生乳酸。A、有氧呼吸的前两个阶段不需要氧气的参与，第三阶段需要氧气作为原料，A错误；B、有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和H2O反应，产生二氧化碳、[H]，释放少量能量，B正确；C、无氧呼吸第一阶段产生NADH，第二阶段消耗NADH，C错误；D、经过无氧呼吸，葡萄糖分子中的大部分能量储存在乳酸或乙醇中，只释放出少量能量，D错误。故选B。 17.（2025·江苏·高考真题）关于人体细胞和酵母细胞呼吸作用的比较分析，下列叙述正确的是（       ） A. 细胞内葡萄糖分解成丙酮酸的场所不同 B. 有氧呼吸第二阶段都有O2和H2O参与 C. 呼吸作用都能产生[H]和ATP D. 无氧呼吸的产物都有 【答案】C 【解析】有氧呼吸分为三个阶段，第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和还原氢，同时释放少量能量，第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和还原氢，同时释放少量能量，第三阶段是[H]和氧结合产生H2O，同时释放大量能量；真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，主要场所是线粒体。A、葡萄糖分解为丙酮酸是细胞呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质中，人体细胞和酵母菌的场所相同，A错误；B、有氧呼吸第二阶段是丙酮酸与水反应生成CO2和[H]，O2参与的是第三阶段（与[H]结合生成水），B错误；C、人体细胞和酵母菌有氧呼吸各阶段均能产生ATP，第一、第二阶段能产生[H]，第三阶段利用[H]，无氧呼吸第一阶段产生少量[H]和ATP（后续被消耗），因此两者呼吸作用均能产生[H]和ATP，C正确；D、人体细胞无氧呼吸产物为乳酸，不产生CO2；酵母菌无氧呼吸产物为CO2和酒精，D错误；故选C。 18.（2025·河北·高考真题）（多选）玉米T蛋白可影响线粒体内与呼吸作用相关的多种酶、T蛋白缺失还会造成线粒体内膜受损。针对T基因缺失突变体和野生型玉米胚乳，研究者检测了其线粒体中有氧呼吸中间产物和细胞质基质中无氧呼吸产物乳酸的含量，结果如图。下列分析正确的是（       ） A. 线粒体中的[H]可来自细胞质基质 B. 突变体中有氧呼吸的第二阶段增强 C. 突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻 D. 突变体有氧呼吸强度的变化可导致无氧呼吸的增强 【答案】ACD 【解析】有氧呼吸的全过程，可以分为三个阶段：第一个阶段，一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸，在分解的过程中产生少量的氢(用[H]表示)，同时释放出少量的能量。这个阶段是在细胞质基质中进行的；第二个阶段，丙酮酸经过一系列的反应，分解成二氧化碳和氢，同时释放出少量的能量。这个阶段是在线粒体中进行的；第三个阶段，前两个阶段产生的氢，经过一系列的反应，与氧结合而形成水，同时释放出大量的能量。A、细胞质基质中可以进行糖酵解，产生[H]，进入线粒体参与有氧呼吸的第三阶段，A正确；B、玉米T蛋白可影响线粒体内与呼吸作用相关的多种酶，T蛋白缺失还会造成线粒体内膜受损，有氧呼吸第二阶段能产生[H]，第三阶段[H]和氧气生成水，导致第一、二阶段积累的[H]被消耗，突变体线粒体内膜受损，第三阶段减弱，[H]积累，会抑制第二阶段的进行，因此突变体中有氧呼吸的第二阶段减弱，B错误；C、T蛋白缺失会造成线粒体内膜受损，线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，因此突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻，C正确；D、突变体有氧呼吸中间产物[H]更多且线粒体内膜受损，因此有氧呼吸强度变小，而突变体乳酸含量远大于野生型，因此无氧呼吸增强，D正确。故选ACD。 19.（2025·黑龙江&吉林·高考真题）（多选）下图为植物细胞呼吸的部分反应过程示意图，图中NADH可储存能量，①、②和③表示不同反应阶段。下列叙述正确的是（       ）     A. ①发生在细胞质基质，②和③发生在线粒体 B. ③中NADH通过一系列的化学反应参与了水的形成 C. 无氧条件下，③不能进行，①和②能正常进行 D. 无氧条件下，①产生的NADH中的部分能量转移到ATP中 【答案】AB 【解析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜，有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP；无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。A、① 为有氧呼吸第一阶段，发生在细胞质基质， ② 为有氧呼吸第二阶段（丙酮酸分解为二氧化碳并产生NADH），发生在线粒体基质；③ 为有氧呼吸第三阶段（NADH与氧气结合生成水），发生在线粒体内膜。② 和③ 发生在线粒体，A正确；B、有氧呼吸第三阶段（③ ）中，NADH通过电子传递链将电子传递给氧气，最终与质子结合生成水。NADH直接参与了水的形成，B正确；C、① （有氧呼吸第一阶段）可正常进行，但② （有氧呼吸第二阶段）需要线粒体参与，无氧时植物细胞转向无氧呼吸，丙酮酸在细胞质基质中转化为酒精和二氧化碳，不进行② 过程，C错误；D、无氧呼吸仅第一阶段（① ）产生少量ATP，第二阶段不产生ATP。NADH的能量用于还原丙酮酸（如生成酒精），未转移到ATP中，D错误。故选AB。 20.（2024·江苏·高考真题）图中①~③表示一种细胞器的部分结构。下列相关叙述错误的是（       ） A. 该细胞器既产生ATP也消耗ATP B. ①②分布的蛋白质有所不同 C. 有氧呼吸第一阶段发生在③ D. ②、③分别是消耗O2、产生CO2的场所 【答案】C 【解析】图中所示为线粒体的结构，① 是线粒体外膜，② 是线粒体内膜，③ 是线粒体基质。A、线粒体是有氧呼吸的主要场所，可以分解有机物产生ATP，同时在线粒体内部可以合成蛋白质、DNA等，需要消耗ATP，A正确；B、线粒体外膜和内膜功能不同，所以分布的蛋白质有所不同，B正确；C、有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质，③ 是线粒体基质，C错误；D、② 是线粒体内膜，消耗O2，和[H]生成水，③ 是线粒体基质，在该场所丙酮酸和水反应生成CO2，D正确。故选C。 21.（2024·重庆·高考真题）肿瘤所处环境中的细胞毒性T细胞存在题图所示代谢过程。其中，PC酶和PDH酶控制着丙酮酸产生不同的代谢产物，进入有氧呼吸三羧酸循环。增加PC酶的活性会增加琥珀酸的释放，琥珀酸与受体结合可增强细胞毒性T细胞的杀伤能力，若环境中存在乳酸，PC酶的活性会被抑制。下列叙述正确的是（       ）     A. 图中三羧酸循环的代谢反应直接需要氧 B. 图中草酰乙酸和乙酰辅酶A均产生于线粒体内膜 C. 肿瘤细胞无氧呼吸会增强细胞毒性T细胞的杀伤能力 D. 葡萄糖有氧呼吸的所有代谢反应中至少有5步会生成［H］ 【答案】D 【解析】由题意可知，若环境中存在乳酸，PC酶的活性会被抑制，而增加PC酶的活性会增加琥珀酸的释放，琥珀酸与受体结合可增强细胞毒性T细胞的杀伤能力，肿瘤细胞无氧呼吸会增加细胞中乳酸含量，从而抑制PC酶活性，从而减弱细胞毒性T细胞的杀伤能力。A、由图可知，图中三羧酸循环的代谢反应无直接需氧环节，A错误；B、草酰乙酸和乙酰辅酶A均产生于线粒体基质，B错误；C、由题意可知，若环境中存在乳酸，PC酶的活性会被抑制，而增加PC酶的活性会增加琥珀酸的释放，琥珀酸与受体结合可增强细胞毒性T细胞的杀伤能力，肿瘤细胞无氧呼吸会增加细胞中乳酸含量，从而抑制PC酶活性，减弱细胞毒性T细胞的杀伤能力，C错误；D、葡萄糖有氧呼吸的所有代谢反应中至少有5步会生成［H］，分别是有氧呼吸第一阶段及图中的4步，D正确。故选D。 22.（2024·甘肃·高考真题）梅兰竹菊为花中四君子，很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护，养护不当会影响花卉的生长，如兰花会因浇水过多而死亡，关于此现象，下列叙述错误的是（       ） A. 根系呼吸产生的能量减少使离子吸收所需的能量不足 B. 根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足 C. 浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸 D. 根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加 【答案】B 【解析】1、有氧呼吸是指细胞在氧气的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，同时释放出大量能量的过程；2、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADP，释放少量能量；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADP，释放少量能量；第三阶段是氧气和NADP反应生成水，释放大量能量；3、无氧呼吸是指在无氧条件下通过酶的催化作用，细胞把糖类等有机物不彻底氧化分解，同时释放少量能量的过程；4、无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同，无氧呼吸的第二阶段丙酮酸和NADP反应生成酒精和CO2或乳酸，第二阶段不合成ATP。A、大多数营养元素的吸收是与植物根系代谢活动密切相关的过程，这些过程需要根系细胞呼吸产生的能量，浇水过多会使根系呼吸产生的能量减少，使养分吸收所需的能量不足，A正确；B、根系吸收水分是被动运输，不消耗能量，B错误；C、浇水过多使土壤含氧量减少，抑制了根细胞的有氧呼吸，但促进了无氧呼吸的进行，C正确；D、根细胞无氧呼吸整个过程都发生在细胞质基质中，会产生酒精或乳酸等有害物质，D正确。故选B。 23.（2024·安徽·高考真题）（多选）细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应，磷酸果糖激酶1（PFK1）是其中的一个关键酶。细胞中ATP减少时，ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是（       ） A. 在细胞质基质中，PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等 B. PFKI与ATP结合后，酶的空间结构发生改变而变性失活 C. ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于负反馈调节 D. 运动时肌细胞中AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快 【答案】CD 【解析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。 A、细胞呼吸第一阶段葡萄糖最终分解为丙酮酸，需要一系列酶促反应即需要多种酶参与，而磷酸果糖激酶1(PFK1）是其中的一个关键酶，因此PFK1不能催化葡萄糖直接分解为丙酮酸，A错误；B、由题意可知，当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡，说明PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变但还具有其活性，B错误；C、由题意可知，ATP/AMP浓度比变化，最终保证细胞中能量的供求平衡，说明其调节属于负反馈调节，C正确；D、运动时肌细胞消耗ATP增多，细胞中 ATP减少，ADP和AMP会增多，从而 AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快，细胞中 ATP含量增多，从而维持能量供应，D正确。故选CD。 24.（2024·广东·高考真题）研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母（WT）sqr基因后获得的突变株△sqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是（　　） A. 碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸 B. 线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱 C. 有氧条件下，WT 比△sqr的生长速度快 D. 无氧条件下，WT 比△sqr产生更多的ATP 【答案】D 【解析】1、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。2、无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。无氧呼吸由于不同生物体中相关的酶不同，一般在大多数植物细胞和酵母菌中产生酒精和二氧化碳，在动物细胞和乳酸菌中产生乳酸。A、有氧呼吸的主要场所在线粒体，碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸，A正确；B、有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体，线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱，B正确；C、与△sqr相比，WT正常线粒体数量更多，有氧条件下，WT能获得更多的能量，生长速度比△sqr快，C正确；D、无氧呼吸的场所在细胞质基质，与线粒体无关，所以无氧条件下WT产生ATP的量与△sqr相同，D错误。故选D。 25.（2024·山东·高考真题）心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞，随后该巨噬细胞线粒体中NAD+浓度降低，生成NADH的速率减小，引起有机酸ITA的生成增加。ITA可被细胞膜上的载体蛋白L转运到细胞外。下列说法错误的是（　　） A. 细胞呼吸为巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程提供能量 B. 转运ITA时，载体蛋白L的构象会发生改变 C. 该巨噬细胞清除死亡细胞后，有氧呼吸产生CO2的速率增大 D. 被吞噬的死亡细胞可由巨噬细胞的溶酶体分解 【答案】C 【解析】由题意可知，心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞，随后该巨噬细胞线粒体中NAD+浓度降低，生成NADH的速率减小，说明有氧呼吸减弱。A、巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程为胞吞，该过程需要细胞呼吸提供能量，A正确；B、转运ITA为主动运输，载体蛋白L的构象会发生改变，B正确；C、由题意可知，心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞，随后该巨噬细胞线粒体中NAD+浓度降低，生成NADH的速率减小，说明有氧呼吸减弱，即该巨噬细胞清除死亡细胞后，有氧呼吸产生CO2的速率减小，C错误；D、被吞噬的死亡细胞可由巨噬细胞的溶酶体分解，为机体的其他代谢提供营养物质，D正确。故选C。 26.（2024·山东·高考真题）（多选）种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中，乙醇脱氢酶催化生成乙醇，与此同时NADH被氧化。下列说法正确的是（　　） A. p点为种皮被突破的时间点 B. Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸 C. Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加 D. q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多 【答案】ABD 【解析】在种皮被突破前，种子主要进行无氧呼吸，种皮被突破后，种子吸收氧气量增加，有氧呼吸加强，无氧呼吸减弱。A、由图可知，P点乙醇脱氢酶活性开始下降，子叶耗氧量急剧增加，说明此时无氧呼吸减弱，有氧呼吸增强，该点为种皮被突破的时间点，A正确；B、Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸，使得子叶耗氧速率降低，但为了保证能量的供应，乙醇脱氢酶活性继续升高，加强无氧呼吸提供能量，B正确；C、Ⅲ阶段种皮已经被突破，种子有氧呼吸增强，无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐降低，C错误；D、q处种子无氧呼吸与有氧呼吸氧化的NADH相同，根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知，此时无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多，D正确。故选ABD。 27.（2026·河北·高考真题）M是植物线粒体膜上转运丙酮酸的蛋白。为探究M蛋白对植物镉耐受性的影响，科研人员利用拟南芥M基因缺失突变体进行了相关研究。回答下列问题： （1）利用葡萄糖进行有氧呼吸时，丙酮酸是第　　　　　　　　　阶段的产物，ATP主要在第　　　　　　　　　　　阶段生成。 （2）无镉胁迫时，M缺失突变体细胞质基质中丙酮酸的含量　　　　　　　　　野生型。受到镉胁迫时，拟南芥可通过主动运输将镉排出胞外以缓解毒害，推测此时野生型中有氧呼吸强度会　　　　　　　　　。 （3）谷氨酸是植物合成谷胱甘肽的主要原料，在丙酮酸供应不足时也可用于维系有氧呼吸的正常运转，无镉胁迫时，M缺失突变体和野生型的根长无显著差异，而突变体谷胱甘肽含量显著低于野生型，推测造成此现象的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）拟南芥还可通过谷胱甘肽结合镉以减轻毒害。镉胁迫时，M缺失突变体中谷胱甘肽含量显著高于野生型，结合下图根长数据分析，相较于野生型，此时M缺失突变体根细胞中的ATP生成量　　　　　　　　　　，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 一    ② 三     （2）① 高于    ② 增强     （3）M缺失突变体中丙酮酸进入线粒体受阻，细胞质基质中丙酮酸积累，抑制了谷氨酸向谷胱甘肽的合成途径（或谷氨酸更多用于维系有氧呼吸的正常运转，用于合成谷胱甘肽的谷氨酸减少）     （4）① 减少    ② M缺失突变体通过谷胱甘肽结合镉消耗大量ATP，且丙酮酸进入线粒体受阻，有氧呼吸减弱，ATP生成减少，主动运输排出镉的ATP供应不足，根生长受抑制更明显      【解析】(1) 利用葡萄糖进行有氧呼吸时，第一阶段的产物是丙酮酸（葡萄糖分解为丙酮酸和[H]，释放少量能量）；有氧呼吸的第三阶段（[H]与O2结合生成水）释放的能量最多，因此ATP主要在第三阶段生成。(2) M蛋白是转运丙酮酸进入线粒体的蛋白，M缺失突变体中丙酮酸无法正常进入线粒体，因此细胞质基质中丙酮酸的含量高于野生型；镉胁迫时，野生型需通过主动运输排出镉，主动运输需要消耗ATP，因此有氧呼吸强度会增强（以提供更多ATP）。(3) M缺失突变体中，丙酮酸进入线粒体受阻，有氧呼吸的丙酮酸供应不足；此时谷氨酸更多用于维系有氧呼吸的正常运转（而非合成谷胱甘肽），因此用于合成谷胱甘肽的谷氨酸减少，谷胱甘肽含量显著低于野生型；同时，有氧呼吸的能量供应能满足根生长的需求，因此突变体和野生型的根长无显著差异。(4) 相较于野生型，镉胁迫时M缺失突变体细胞中的ATP生成量减少（更低）；原因：M缺失突变体中丙酮酸进入线粒体受阻，有氧呼吸强度降低，ATP生成减少；同时，突变体需合成更多谷胱甘肽结合镉，消耗了大量谷氨酸，可用于维系有氧呼吸的谷氨酸减少，进一步降低有氧呼吸强度，ATP生成量不足，根生长受抑制更明显（根长更短）。 28.（2025·福建·高考真题）运动是预防肥胖的方式之一、剧烈运动后，人体血液中乳酸-苯丙氨酸（Lac-Phe）的含量明显上升。为探究Lac-Phe的产生机理及功效，科研人员进行了相关实验。回答下列问题： （1）Lac-Phe可由乳酸盐和苯丙氨酸在一定条件下缩合而成。剧烈运动时机体供氧不足，部分丙酮酸在细胞的　　　　　（填场所）中转化为乳酸，为Lac-Phe的生成提供原料。 （2）已知酶C促进了机体Lac-Phe合成。为验证该结论，科研人员将野生型小鼠细胞（甲组）和敲除C基因的小鼠细胞（乙组）分别培养，一段时间后进行了相关检测。 ①收集培养液后，用　　　　　酶处理贴壁细胞，使其分散为单细胞悬液，离心获得细胞，发现两组细胞内Lac-Phe的浓度相同； ②还需进一步检测　　　　　中的Lac-Phe浓度，且结果为　　　　　，则可证实该结论。 （3）研究发现C基因的突变与体重异常相关。据此，推测如下：运动时机体产生的乳酸在酶C的作用下转化为Lac-Phe，Lac-Phe可抑制肥胖的发生。为证实该推测，采用高脂饲料喂养不同条件处理的小鼠，一段时间后检测相应的指标，实验分组及部分结果如下表。a组：野生型小鼠+静息b组：C基因敲除小鼠+静息c组：野生型小鼠+运动d组：C基因敲除小鼠+运动 组别检测指标 血浆Lac-Phe浓度（μM） 小鼠体重增量（g） a组 0.3 16 ① 0.4 7 ② 1.5 4 ③ 0.1 ④ 若推测成立，则表中①②③对应的组别分别是　　　　　（填字母），表中④的值应为　　　　　（填选项）。A．小于4     B．4~7     C．7~16     D．大于16 【答案】（1）细胞质基质     （2）① 胰蛋白    ② 培养液    ③ 甲组培养液中Lac-Phe浓度高于乙组培养液     （3）① dcb    ② D      【解析】无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物分解成乙醇和二氧化碳或乳酸，同时释放少量能量的过程。(1) 人体细胞进行无氧呼吸产生乳酸的场所是细胞质基质，所以人体在剧烈运动后，由于机体缺氧，一部分丙酮酸在细胞质基质转化为乳酸，为Lac-Phe的合成提供原料。(2) ① 收集培养液后，用胰蛋白(胰蛋白酶和胶原蛋白酶)酶处理贴壁细胞，制成单细胞悬液。② 要检测细胞外的Lac-Phe浓度，需要收集培养液。已知酶C促进乳酸转化成Lac-Phe，甲组是野生型小鼠细胞（有酶C），乙组是酶C基因敲除小鼠细胞（无酶C）。若结论正确，甲组细胞能将更多乳酸转化为Lac-Phe释放到培养液中，所以实验结果为甲组培养液中Lac-Phe的浓度高于乙组。(3) 根据题意，Lac-Phe可以抑制肥胖发生，即血浆中Lac-Phe浓度越高，小鼠体重应该越轻。野生型小鼠在运动条件下，乳酸在酶C的作用下与苯丙氨酸合成Lac-Phe，其血浆中Lac-Phe浓度应该较高，体重较轻；C基因敲除小鼠由于没有酶C基因，无法合成Lac-Phe或者合成量极少，在相同运动条件下体重应该较重；野生型小鼠静息时合成的Lac-Phe比运动时少，体重比运动时的野生型小鼠重。 观察表格数据，② 组血浆中Lac-Phe浓度最高为1.5μM，所以② 对应的是野生型小鼠+运动（c组）；① 组血浆中Lac-Phe浓度为0.4μM，大于a组（野生型小鼠+静息）的0.3μM，所以① 对应的是C基因敲除小鼠+运动（d组）；③ 组血浆中Lac-Phe浓度为0.1μM，小于a组，所以③ 对应的是C基因敲除小鼠+静息（b组）。③ 组是C基因敲除小鼠+静息，由于C基因敲除，无法正常合成Lac-Phe来抑制肥胖，且用高脂饲料喂养，其体重应该比野生型小鼠+静息（a组）的体重大，a组体重为16g，所以④ 相对应的体重应该大于16，D正确。故选D。 29.（2024·贵州·高考真题）农业生产中，旱粮地低洼处易积水，影响作物根细胞的呼吸作用。据研究，某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关，水淹过程中其活性变化如图所示。     回答下列问题。 （1）正常情况下，作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，从物质和能量的角度分析，其代谢特点有　　　　　　　　　　　；参与有氧呼吸的酶是　　　　　　　　　　　（选填“甲”或“乙”）。 （2）在水淹0～3d阶段，影响呼吸作用强度的主要环境因素是　　　　　　　　　　　；水淹第3d时，经检测，作物根的CO2释放量为0.4μmol·g-1·min-1，O2吸收量为0.2μmol·g-1·min-1，若不考虑乳酸发酵，无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的　　　　　　　　　　　倍。 （3）若水淹3d后排水、作物长势可在一定程度上得到恢复，从代谢角度分析，原因是　　　　　　　　　　　（答出2点即可）。 【答案】（1）① 需要氧气参与；有机物被彻底氧化分解；释放大量能量，生成大量ATP    ② 乙     （2）① O2的含量    ② 3     （3）无氧呼吸积累的酒精较少，对细胞毒害较小；0~3d无氧呼吸产生的能量维持了基本的生命活动；催化有氧呼吸的酶活性并未完全丧失      【解析】【关键能力】（1）信息获取与加工 （2）逻辑推理与论证 (1) 正常情况下，作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，有氧呼吸是在氧气充足的情况下，将葡萄糖彻底氧化分解，将能量释放出来。随着水淹天数的增多，乙的活性降低，说明乙是与有氧呼吸有关的酶。(2) 在水淹0～3d阶段，随着水淹天数的增加，氧气含量减少，有氧呼吸减弱，无氧呼吸增强。CO2释放量为0.4μmol·g-1·min-1，O2吸收量为0.2μmol·g-1·min-1，有氧呼吸需要消耗氧气，葡萄糖的消耗量、氧气消耗量和CO2释放量为1：6：6，无氧呼吸葡萄糖消耗量和CO2释放量比为1：2，有氧呼吸和无氧呼吸均产生0.2μmol·g-1·min-1 CO2，所以无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的3倍。(3) 若水淹3d后排水，植物长势可在一定程度上得到恢复，一方面是排水后氧气含量上升，有氧呼吸增强，产生的能量增多；另一方面，由图可知，第四天无氧呼吸有关的酶活性显著降低，可能是第四天无氧呼吸产生的酒精毒害作用达到了一定程度，之后就很难恢复，所以要在水淹3天排水。 题干关键信息 所学知识 信息加工 根细胞的呼吸作用 分为有氧呼吸和无氧呼吸 有氧呼吸需要氧气参与、将有机物彻底氧化分解，释放大量能量 影响呼吸作用的环境因素 氧气浓度、温度、酶的含量及活性等 水淹条件下，氧气为主要影响因素 长势恢复 新陈代谢正常 氧气供应正常，酶活性恢复正常 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.（2026·湖北·高考真题）科研人员选取某地区疏灌草丛群落、马尾松群落和常绿阔叶林群落，分别代表亚热带森林群落演替的初期、中期和后期3个阶段，然后对上述3个群落中芒萁的光合特性进行了研究，结果如下图。 注：净光合速率是指光照下植物单位时间内从外界吸收的CO2总量光饱和点是指光合作用速率达到最大值时所对应的最小光照强度下列叙述错误的是（        ） A. 芒萁最适宜在马尾松林下生长 B. 不同群落中芒萁的光饱和点有差异说明不同群落下芒萁的生理状态有差异 C. 上述3个亚热带典型群落演替阶段中，疏灌草丛的演替速度快于常绿阔叶林 D. 在夏季若将疏灌草丛内生长的芒萁移栽至常绿阔叶林内，将有利于芒萁生物量积累 【答案】D 【解析】A、春季、夏季和秋季的马尾松群落里的芒萁的最大光合速率和光饱和点均最高，说明马尾松林下芒萁净光合整体更高，最适宜生长，A正确；B、光饱和点由植物自身光合生理决定，不同群落光照环境改变芒萁生理状态，光饱和点出现差异，B正确；C、群落演替的结果往往是由环境和群落内的生物共同作用而决定的，疏灌草丛处于演替的初期，环境阻力小，演替速度快于顶极群落常绿阔叶林，C正确；D、疏灌草丛芒萁适应强光环境；常绿阔叶林林下光照弱，移栽后光照不足，净光合下降，不利于生物量积累，D错误。 3.（2026·湖北·高考真题）生物固定技术是实现碳中和的重要途径之一。科研人员利用衣藻、蓝细菌等光合微生物固定，并将其转化为乙醇、生物柴油等清洁燃料。下列叙述错误的是（        ） A. 上述微生物的光能转化效率与暗反应无关 B. 优化浓度、温度等条件，可提高衣藻固碳效率 C. 蓝细菌能促进生态系统的碳循环过程，维持生态系统稳定 D. 蓝细菌和衣藻生长快、环境适应性强，是生物柴油规模化生产的基础 【答案】A 【解析】A、光合作用的光反应和暗反应相互关联，若暗反应速率下降，光反应产生的ATP和NADPH会发生积累，进而抑制光反应的进行，降低光能转化效率，因此光能转化效率与暗反应有关，A错误；B、CO₂是光合作用暗反应的原料，温度会影响光合作用相关酶的活性，优化CO₂浓度、温度等条件可提高衣藻的光合速率，进而提高固碳效率，B正确；C、蓝细菌属于自养型生产者，可通过光合作用将无机环境中的CO₂固定为生物群落中的有机物，能够促进生态系统的碳循环过程，维持生态系统稳定，C正确；D、蓝细菌和衣藻具有生长快、环境适应性强的特点，可实现大规模培养来固定CO₂并生产相关产物，是生物柴油规模化生产的基础，D正确。 4.（2026·江西·高考真题）（多选）锌是植物生长发育的必需元素，缺锌会影响色氨酸(合成IAA的原料)和叶绿素等细胞组分的合成。研究人员分别测定了某植物幼苗在正常供锌(对照)和缺锌条件下培养40天后的相关指标(如表)。下列关于缺锌组的分析，合理的是（　　） 组别 叶绿素含量(mg·g-1) 净光合速率(μmolCO2·m-2·s-1) 气孔导度(mmolCO2·m-2·s-1) 胞间CO2浓度(μmol·mol-1) IAA含量(ng·g-1) 对照组 3.1 12.5 416.9 329.8 72.6 缺锌组 1.5 9.6 247.2 363.6 34.7 A. 净光合速率下降的直接原因是气孔导度下降 B. 叶绿素含量下降的直接原因是净光合速率下降 C. 胞间CO2浓度升高的直接原因是光合作用减弱 D. IAA含量下降的直接原因是合成原料供应不足 【答案】CD 【解析】A、若净光合速率下降的直接原因是气孔导度下降，CO₂进入叶肉细胞的量减少，缺锌组胞间CO₂浓度应低于对照组，但表格中缺锌组胞间CO₂浓度高于对照组，说明净光合下降不是气孔导度下降导致，A错误；B、叶绿素是光合作用光反应阶段吸收、转化光能的必要物质，叶绿素含量下降是净光合速率下降的原因之一，B错误；C、缺锌组叶绿素含量降低，光反应受抑制，暗反应消耗的CO₂减少，进入胞间的CO₂无法被及时利用，因此胞间CO₂浓度升高，直接原因是光合作用减弱，C正确；D、由题意可知，缺锌会影响色氨酸（合成IAA的原料）的合成，因此IAA含量下降的直接原因是合成原料供应不足，D正确。 5.（2025·福建·高考真题）科研人员将光合系统相关基因整合到大肠杆菌后，该菌能在无碳源培养基中生长繁殖。下列叙述错误的是（       ） A. 必需整合光反应和暗反应系统的相关基因 B. 暗反应所需的所有能量来源于细胞中的ATP C. 改造成功的大肠杆菌可用作为唯一碳源 D. 该菌在无碳源培养基中生长繁殖一定需要光照 【答案】B 【解析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。 光合作用根据是否需要光照，可以概括地分为光反应和暗反应。光反应阶段必须光照才能进行，发生在类囊体薄膜上。主要发生水的光解，NADPH的合成，ATP的合成；暗反应阶段有没有光照都能进行，发生在叶绿体基质中，主要发生二氧化碳的固定和三碳化合物的还原。光反应和暗反应之间是紧密联系的，能量转化和物质变化密不可分。A、光反应生成ATP和NADPH，暗反应利用这些物质固定CO₂，两者缺一不可，因此必须整合光反应和暗反应相关基因，A正确；B、暗反应的能量不仅来源于ATP，还需NADPH提供能量且作为还原剂，B错误；C、改造后的大肠杆菌通过暗反应固定CO₂合成有机物，CO₂可作为唯一碳源，C正确；D、光反应需要光照提供能量，若培养基无碳源，菌体必须依赖光反应进行自养，因此生长繁殖需要光照，D正确。故选B。 6.（2025·山东·高考真题）（多选）在低氧条件下，某单细胞藻叶绿体基质中的蛋白F可利用H+和光合作用产生的NADPH生成H2。为研究藻释放H2的培养条件，将大肠杆菌和藻按一定比例混合均匀后分成2等份，1份形成松散菌-藻体，另1份形成致密菌-藻体，在CO2充足的封闭体系中分别培养并测定体系中的气体含量，2种菌-藻体培养体系中的O2含量变化相同，结果如图所示。培养过程中，任意时刻2体系之间的光反应速率无差异。下列说法错误的是（       ） A. 菌-藻体不能同时产生O2和H2 B. 菌-藻体的致密程度可影响H2生成量 C. H2的产生场所是该藻叶绿体的类囊体薄膜 D. 培养至72h，致密菌-藻体暗反应产生的有机物多于松散菌-藻体 【答案】ACD 【解析】光反应可以NADPH、氧气和ATP，NADPH和ATP可以用于暗反应中三碳酸的还原，光反应和暗反应相互联系，互相影响。A、单细胞藻光反应可以产生NADPH、氧气和ATP，蛋白F可利用H+和光合作用产生的NADPH生成H2，因此菌-藻体能同时产生O2和H2，A错误；B、对比松散菌-藻体和致密菌-藻体，相同时间产生的H2含量相对值不同，说明菌-藻体的致密程度可影响H2生成量，B正确；C、某单细胞藻叶绿体基质中的蛋白F可利用H+和光合作用产生的NADPH生成H2，说明H2的产生场所是该藻叶绿体的基质中，C错误；D、任意时刻2体系之间的光反应速率无差异，说明光反应产生的NADPH相同，致密菌-藻体产生的H2多，说明消耗的NADPH多，则用于暗反应的NADPH少，因此培养至72h，致密菌-藻体暗反应产生的有机物少于松散菌-藻体，D错误。故选ACD。 7.（2024·福建·高考真题）叶片从黑暗中转移到光照下，其光合速率要先经过一个增高过程，然后达到稳定的高水平状态，这个增高过程称为光合作用的光诱导期。已知黑暗中的大豆叶片气孔处于关闭状态，壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放。为研究气孔开放与光诱导期的关系，科研人员将大豆叶片分为两组，A组不处理，B组用壳梭孢素处理，将两组叶片从黑暗中转移到光照下，测定光合速率，结果如图所示。 下列分析正确的是（       ） A. 0min时，A组胞间CO2浓度等于B组胞间CO2浓度 B. 30min时，B组叶绿体中C3生成和还原速率均大于A组 C. 30min时，限制A组光合速率的主要因素是光照时间 D. 与A组叶片相比，B组叶片光合作用的光诱导期更长 【答案】B 【解析】二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。植物实际光合速率 = 净光合速率+呼吸速率。A、题图横坐标是光照时间，在0min之前，A和B两组已经黑暗了一段时间，而二者不是相同条件，B组已经用壳梭孢素处理，壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放，所以B组和A组胞间CO2浓度不相等，A错误；B、30min时，B组的光合速率相对值高于A组，叶绿体中C3生成和还原速率均大于A组，B正确；C、30min时，限制A组光合速率的主要因素是气孔开放度，随着光照时间增加，A组光合速率相对值不再改变，限制因素不是光照时间，C错误；D、题意叶片从黑暗中转移到光照下，其光合速率要先经过一个增高过程，然后达到稳定的高水平状态，这个增高过程称为光合作用的光诱导期。B组达到最高平衡点用的光照时间比A组短，与A组叶片相比，B组叶片光合作用的光诱导期更短，D错误。故选B。 8.（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。 9.（2026·广东·高考真题）Rubisco是植物光合作用暗反应阶段的关键酶。水稻中的Rubisco由核基因（S）编码的小亚基和叶绿体基因（L）编码的大亚基组成。通过对野生型水稻S基因进行编辑，获得了单基因突变体植株，以研究Rubisco对光合作用的影响。回答下列问题： （1）S基因在　　　　　　　　　　中转录形成的mRNA在细胞质翻译成肽链后进入叶绿体，肽链在叶绿体基质中形成一定空间结构后与　　　　　　　　　　　　组装构成完整Rubisco。 （2）研究发现，突变体与野生型叶片中Rubisco的蛋白结构无明显差异且功能未发生改变，但突变体叶片中Rubisco总活性显著降低，可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）水稻在大气CO2浓度条件下净光合速率与光照强度关系如图所示。已知突变体与野生型的呼吸速率基本一致，推测突变体的净光合速率变化曲线。与野生型相比，突变体的光饱和点　　　　　　　　　　　（填“升高”“不变”或“降低”）；在达到光饱和点之前，突变体净光合速率的限制因素是　　　　　　　　　　　　　；在C区提高　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　时，野生型净光合速率的变化趋势为先升高后趋于稳定。 注：a点为光饱和点（光合速率不再随光照强度增加而增加时的光照强度） （4）野生型与突变体净光合速率的变化曲线会出现部分重合，重合部分一定会在　　　　　　　　　　区出现，推测曲线重合的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 细胞核    ② 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）① 降低    ② 光照强度    ③ CO2浓度（二氧化碳浓度）     （4）① A    ② 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      【解析】(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。 10.（2026·河南·高考真题）质膜H+-ATP酶基因过表达型水稻（H-OE）的产量显著高于野生型水稻（WT）。为探究H-OE增产的机制，研究人员在光饱和点时测定两种水稻的相关指标，结果如下表所示。 材料 气孔导度(mol·m-2·s-1) 净光合速率(µmol·m-2·s-1) 吸收速率(µmol·g-1·h-1) WT 0.61 20.5 58.4 H-OE 1.25 27.5 75.3 注：气孔导度反映气孔开放的程度。回答下列问题： （1）光合作用强度是指　　　　　　　　，直接关系到农作物产量。除CO2供应量和无机营养之外，影响光合作用强度的环境因素还有　　　　　　　　（答出两点即可）。 （2）与WT相比，H-OE的气孔导度提高约105%，净光合速率仅提高约34%，此时还制约CO2供应量的环境因素为　　　　　　　　。质膜H+-ATP酶通过　　　　　　　　（填运输方式）将H+泵至膜外，建立H+梯度，促进吸收。 （3）从物质代谢和能量供应两个角度分析，吸收更多的氮元素在提高H-OE光合作用强度中的作用为　　　　　　　　（每个角度各答出一点），无机碳被固定也能提高H-OE对氮元素的吸收速率，原因是　　　　　　　　（每个角度各答出一点）。 【答案】（1）① 植物在单位时间内通过光合作用制造糖类（产生O2、固定CO2）的数量    ② 光照强度、温度、水分     （2）① 温度    ② 主动运输     （3）① 物质代谢：氮是叶绿素（或光合作用相关酶）的组成元素，更多氮可合成更多叶绿素/光合酶，提升光反应/暗反应速率；能量供应：氮参与呼吸酶合成，增强细胞呼吸，产生更多ATP为光合作用供能     ② 无机碳固定生成的有机物可为氮素转运载体合成提供原料，增加载体数量；光合产物促进呼吸作用产生更多ATP，为根系主动吸收氮元素提供更多能量      【解析】(1) 光合作用强度是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类（产生O2、固定CO2）的数量。影响光合作用强度的环境因素除CO2供应量、无机营养外，常见的还有光照强度、温度、水分等。(2) 已知实验是在光饱和点测定的，光照强度已经不再是限制因素。 H-OE气孔导度大幅提升（气孔开放程度大，外界CO2进入叶肉的通道更通畅），但净光合速率提升幅度远小于气孔导度增幅，说明此时气孔对CO2供应的限制已大幅减弱，制约CO2供应量的主要环境因素是温度：温度会影响光合作用相关酶的活性，进而限制叶肉细胞对CO2的固定利用，相当于从反应端制约了CO2的消耗与利用效率。质膜H⁺-ATP酶将H⁺泵至膜外时，需要载体蛋白协助并消耗ATP 逆浓度梯度运输，该过程属于主动运输，以此建立的H⁺梯度可促进NH4⁺的吸收。(3) 从物质代谢角度看，氮元素是叶绿素、光合酶、ATP、NADPH等关键物质的组成成分，吸收更多氮元素可促进叶绿素和光合酶的合成，提升对光能的捕获与暗反应的催化效率；从能量供应角度看，氮参与呼吸酶等物质的合成，能增强细胞呼吸强度，为光合作用提供更多ATP，吸收更多的氮元素也能为光合作用提供更多的NADPH。无机碳被固定生成的有机物，可为氮素转运载体蛋白的合成提供碳骨架，增加载体数量，同时也能促进细胞呼吸，为根系主动吸收氮元素提供更多能量，从而提高H-OE 对氮元素的吸收速率。 11.（2026·陕晋青宁·高考真题）捕光复合体是叶绿体中捕获光能的关键结构，由光合色素和叶绿素结合蛋白(LHCP)组成，L蛋白与S蛋白等共同参与LHCP向类囊体膜的转运，L蛋白还参与叶绿素合成的调控，相关过程如图(a)。回答下列问题。 （1）用纸层析法分离野生型(WT)和L基因缺失突变体(l)植株的叶绿体色素，滤纸条均出现4条色素带。l组自上而下第三条带对应的色素是　　　　　　　　　　　；与WT相比，该条带的颜色深浅变化是　　　　　　　　　　　。相较于WT植株，l植株叶绿体内中间物1含量　　　　　　　　　　　，l植株叶片暗反应中C3的　　　　　　　　　　　反应过程会受影响。 （2）通过抗原—抗体杂交反应检测WT植株叶绿体基质和类囊体中L蛋白的量，结果如图(b)所示，结构2是　　　　　　　　　　　。 （3）WT、l及s(S基因缺失突变体)植株的表型如图(c)所示，其中l对应的是　　　　　　　　　　　(填“甲”“乙”或“丙”)，与WT相比，两突变体表型差异产生的原因是　　　　　　　　　　　。 （4）为进一步验证L蛋白的功能，应在WT、l两种实验材料基础上，再补充两组不同的实验材料，分别为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 叶绿素a    ② 变浅    ③ 增多    ④ 还原     （2）类囊体     （3）① 丙    ② L蛋白兼具调控叶绿素合成与协助LHCP转运的双重功能，而S蛋白仅参与LHCP的转运     （4）突变体中转入正常的L基因表达载体，让其重新表达L蛋白；向突变体中转入不含L基因的空表达载体      【解析】(1) 叶绿体色素分离实验中，滤纸条自上而下四条色素带依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，所以第三条带对应的色素是叶绿素a。因为L基因缺失突变体缺乏L蛋白，而L蛋白参与叶绿素合成调控，所以l组叶绿素合成减少，自上而下第三条带（叶绿素a）颜色变浅。由于L蛋白参与叶绿素合成，l植株叶绿素合成受阻，中间物1转化为中间物2减少，所以中间物1含量增加。叶绿素是光反应中吸收、转化光能的重要色素，叶绿素减少会使光反应产生的ATP和NADPH减少，进而影响暗反应中C3的还原过程。(2) 图（b）中，完整叶绿体的L蛋白含量最多，结构1次之，结构2不含，结合图（a）中L蛋白存在于叶绿体基质，与S蛋白等共同参与LHCP向类囊体膜的转运，因此结构1是叶绿体基质，结构2是类囊体。(3) l是L基因缺失突变体，L蛋白参与叶绿素合成调控，所以l植株叶绿素合成受影响更显著，表型为严重失绿，对应图（c）中的丙。L蛋白与S蛋白等共同参与LHCP向类囊体膜的转运，L蛋白还参与叶绿素合成的调控，所以与WT相比，两突变体表型差异产生的原因是L蛋白兼具调控叶绿素合成与协助LHCP转运的双重功能，而S蛋白仅参与LHCP的转运。(4) 为进一步验证L蛋白的功能，自变量是L蛋白的有无，需要补充突变体中转入正常的L基因表达载体，让其重新表达L蛋白，另一组向突变体中转入不含L基因的空表达载体，排除载体本身对实验的干扰。 12.（2026·安徽·高考真题）为探究钾对番茄光合作用的影响，研究人员测定了番茄的缺钾处理植株（LK）和正常培养植株（CK）在光照—遮阴—光照（）条件下的相关指标，结果见图1。 回答下列问题。 （1）叶肉细胞间隙中的CO2扩散至CO2固定位点至少需要跨　　　　　　层生物膜。 （2）据图1分析，在遮阴条件下，CK与LK净光合速率曲线重合，限制净光合速率的最主要因素是　　　　　　。在遮阴—光照转换初期，缺钾对番茄叶片气孔开闭的影响是　　　　　　。 （3）研究发现，叶片钾含量与编码碳酸酐酶（催化CO2与之间的可逆反应）和RuBP羧化酶（催化CO2固定）基因的相对表达量均呈正相关。据此解释缺钾影响番茄光合作用的机制：　　　　　　。 （4）在光照（0~2min）和黑暗（2~5min）条件下，叶绿体中3-磷酸甘油酸（PGA）和被还原的C3（TP）相对含量变化如图2。5~8min恢复光照，PGA相对含量的变化趋势是　　　　　　，原因是　　　　　　。 【答案】（1）3     （2）① 光照强度    ② 抑制气孔开放     （3）缺钾导致碳酸酐酶的含量减少，抑制气孔开放，因此限制了叶片获取CO2的能力，导致吸收的CO2减少，RuBP羧化酶减少，导致固定的CO2减少     （4）① 先减少后趋于稳定    ② 光照增强，光反应增加，产生的NADPH和ATP增多，消耗的C3增加，导致PGA含量下降；暗反应强度随后增强，一定时间后PGA含量维持相对稳定      【解析】(1) 叶肉细胞间隙的CO2扩散至CO2固定（叶绿体基质）至少要跨过细胞膜（1层）、叶绿体（2层膜），所以共需跨过3层生物膜。(2) 遮阴条件下，CK与LK净光合作用速率曲线重合，此时限制因素主要是光照强度，从右图看出，在20min时，由遮阴向光照条件改变，CK组气孔导度明显大于LK组，说明缺钾抑制气孔开放，促进气孔关闭。(3) 叶片钾含量与碳酸酐酶和RuBP羧化酶基因表达呈正相关，缺钾导致碳酸酐酶的含量减少，直接导致植物叶片内碳酸氢盐（HCO₃⁻）与二氧化碳（CO₂）之间的相互转化速率减慢，由于CO₂是光合作用的关键原料，碳酸氢盐向CO₂的转化受阻，会限制CO₂的扩散能力，最终限制了植物的整体光合效率并抑制生长。抑制气孔开放，同时RuBP羧化酶减少，导致固定的CO2减少，从而降低光合作用速率。(4) 5-8min恢复光照，由于光照增强，光反应增加，产生的NADPH和ATP增多，消耗的C3增加，即TP增加，所以PGA相对含量减少；暗反应强度随后增强，一定时间后PGA含量维持相对稳定。 13.（2025·广西·高考真题）科学家利用衣藻和大肠杆菌设计了一种共培养系统。该系统中，工程化衣藻在光合作用时，会通过光呼吸竞争性消耗C5产生甘醇酸（光呼吸强度受CO2/O2比值影响）；工程化大肠杆菌利用甘醇酸合成高价值生物产品。实验过程及结果见图。回答下列问题： 注：μE为光照强度单位μmol.m-2.s-1 （1）第①阶段向培养液中通入3%CO2，目的是　　　　　　。 （2）第②阶段大肠杆菌干重下降的主要原因是　　　　　　。 （3）据图分析，限制第③阶段衣藻干重增加的主要因素是　　　　　　；第④阶段衣藻和大肠杆菌的干重均增加，原因是　　　　　　。 （4）该系统对助力实现碳中和目标的优势是　　　　　　。 【答案】（1）抑制光呼吸，有利于衣藻大量繁殖      （2）甘醇酸积累，培养液pH下降，不利于大肠杆菌生存     （3）① 光照强度    ② 衣藻光合作用增强，数量增多，产生的甘醇酸多，已适应环境的大肠杆菌大量繁殖     （4）在生产高价值生物产品的同时，实现CO2的吸收利用或者负排放      【解析】工程化衣藻在光合作用时，会通过光呼吸竞争性消耗C5产生甘醇酸，而工程化大肠杆菌利用甘醇酸合成高价值生物产品，若将两者共培养，不仅可以消耗大气中的CO2，还能持续产物高价值产品。(1) 由题干可知，工程化衣藻在光合作用时，会通过光呼吸竞争性消耗C5产 生甘醇酸（光呼吸强度受CO2/O2比值影响)。在第① 阶段一一衣藻单独培养阶 段，如果衣藻光呼吸较强，衣藻合成甘醇酸较多，培养液pH迅速降低，会抑 制衣藻的繁殖，不利于后期共培养系统的生产效率。故第① 阶段和第② ③ 阶段相比，光照强度相同，第① 阶段通入的气体中CO2占比更大（空气中CO2的体 积分数约为0.04%），可以抑制光呼吸，有利于衣藻大量繁殖。此时衣藻仍可以产生部分甘醇酸，为第2阶段共培养阶段做准备。(2) 第① 阶段衣藻合成并分泌甘醇酸，为大肠杆菌提供有机碳。同时，甘醇酸是一种有机酸，培养液的pH下降，形成的pH环境不利于大肠杆菌生存，因此，共培养初期，大肠杆菌数量下降，伴随着甘醇酸逐渐被大肠杆菌吸收利用和适宜环境，大肠杆菌逐渐增加。(3) 对比第③ 阶段和第④ 阶段可知，限制第③ 阶段衣藻干重增加的主要因 素是光照强度。第④ 阶段衣藻和大肠杆菌的干重均增加，原因是衣藻的光合作用增强，数量增加，衣藻光呼吸产生更多的甘醇酸，使已适应环境的大肠杆菌快速增殖。(4) 结合题干信息可知，衣藻一大肠杆菌共培养系统在生产高价值 生物产品的同时，实现CO2的吸收利用或者负排放。 14.（2025·贵州·高考真题）牡丹绿色系品种“豆绿”开花初期花瓣绿色逐渐加深，中后期逐渐褪绿转为淡粉色。叶绿素是影响该花呈色的主要色素，其合成与降解需多种酶参与。回答下列问题： （1）开花初期花瓣绿色逐渐加深，影响这一过程的主要环境因素是　　　　　　，叶绿素分布在叶绿体的 　　　　　上，开花初期叶绿素使花呈现绿色的原因是　　　　　　。 （2）为研究不同时期花瓣中叶绿素含量变化，需在不同时间取样，并将样品低温保存，低温保存的目的　　　　　　。用于提取“豆绿”花瓣中叶绿素的试剂是　　　　　　。 （3）研究表明，PSNAC5蛋白通过调控叶绿素代谢相关基因的表达影响叶绿素含量。下图所示为“豆绿”开花初期PSNAC5基因沉默对花瓣中叶绿素含量的影响。据图推测，PSNAC5基因沉默后叶绿素含量变化的根本原因可能是　　　　　　。（答出2点） 【答案】（1）① 温度和光照    ② 类囊体薄膜    ③ 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，几乎不吸收绿光，绿光被反射出来     （2）① 低温条件下，酶活性低，叶绿素不易被降解    ② 无水乙醇     （3）PSNAC5基因沉默后促进了叶绿素合成相关基因的表达，抑制了与叶绿素分解相关基因的表达      【解析】叶绿体中的色素包括叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)、胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)。其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，胡萝卜素主要吸收蓝紫光。在滤纸条上的分布从上到下依次为：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。(1) 牡丹绿色系品种“豆绿”开花初期花瓣绿色逐渐加深，中后期逐渐褪绿转为淡粉色。叶绿素是影响该花呈色的主要色素，其合成与降解需多种酶参与，酶活性受温度的影响，此外叶绿素还会在光下分解，据此推测，开花初期花瓣绿色逐渐加深，影响这一过程的主要环境因素是温度和光照，叶绿素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，开花初期叶绿素使花呈现绿色的原因是叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，反射绿光，因此花瓣呈现绿色。(2) 为研究不同时期花瓣中叶绿素含量变化，需在不同时间取样，并将样品低温保存，这是因为低温条件下，酶活性低，叶绿素不易被降解，因而便于叶绿素含量的检测。用于提取“豆绿”花瓣中叶绿素的试剂是无水乙醇，这是根据叶绿素能溶解到有机溶剂中设计的。(3) 研究表明，PSNAC5蛋白通过调控叶绿素代谢相关基因的表达影响叶绿素含量。题图所示为“豆绿”开花初期PSNAC5基因沉默对花瓣中叶绿素含量的影响。图中显示，PSNAC5基因沉默后叶绿素含量比对照组增多，据此推测，PSNAC5基因沉默后叶绿素含量变化的根本原因可能是PSNAC5基因沉默后促进了叶绿素合成相关基因的表达，抑制了与叶绿素分解相关基因的表达。 15.（2025·浙江·高考真题）叶用桑树是重要的经济树种，苜蓿是重要的豆科牧草。间作是在同一土地上按一定比例分行或分带种植两种或多种作物的种植模式。有学者研究桑树和苜蓿间作对生长和产量的影响，部分指标如表所示。 处理 最大净光合速率 光补偿点 光饱和点 叶绿素a/b 土壤脲酶活性 粗蛋白含量 总产量 单作苜蓿 19.0 36.5 1493 1.8/0.7 10.0 17.7 8031 间作苜蓿 15.6 24.1 1260 2.1/0.9 13.2 21.5 9914 单作桑树 24.9 78.7 1529 2.4/1.3 10.8 23.3 676 间作桑树 30.0 109.6 1758 3.2/1.3 14.4 26.3 923 注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光饱和点指光合速率达到最大值时的光强度。表中测定指标的单位省略。回答下列问题： （1）与单作相比，间作苜蓿的　　　　　　　　　　　更低，表明间作苜蓿在较低的光照强度下就开始积累光合产物，同时叶绿素a和叶绿素b含量的提高有利于　　　　　　　　　　　，但叶绿素a/b下降，说明间作苜蓿吸收的可见光中，不同 　　　　　　　　　　　发生改变。该研究中，若用定性滤纸通过纸层析　　　　　　　　　　　   (填“能”或“不能”)测定叶绿素a和叶绿素b的含量。间作桑树的光饱和点高于单作，表明间作环境下的桑树在　　　　　　　　　　　条件下光合速率更高。桑树和苜蓿的高矮搭配，可促进单位土地面积的　　　　　　　　　　　效率增加，提高产量和土地资源的利用。 （2）间作模式下，苜蓿根瘤菌的　　　　　　　　　　　作用可为桑树提供氮素营养。同时，间作系统中桑树和苜蓿根际土壤中　　　　　　　　　　　产生的脲酶活性提高，从而为植物提供了更多的　　　　　　　　　　　。因此，除了总产量提高外，　　　　　　　　　　　含量也有所增加，从而进一步提升了牧草和桑叶的品质。 【答案】（1）① 光补偿点    ② 光的吸收    ③ 波长比例    ④ 不能    ⑤ 强光    ⑥ 光的利用     （2）① 固氮    ② 微生物    ③ 氨    ④ 粗蛋白      【解析】光补偿点：光补偿点是光合速率等于呼吸速率时的光强度。间作苜蓿光补偿点更低，说明其在较低光照下就能让光合速率大于呼吸速率，开始积累有机物。 叶绿素的作用：叶绿素 a 和叶绿素 b 能吸收、传递和转化光能，它们含量提高，有助于吸收、传递和转化更多光能，为光合作用提供更多能量。(1) 光补偿点指光合速率等于呼吸速率时的光强度，间作苜蓿的光补偿点更低，意味着在较低光照强度下光合速率就能大于呼吸速率，开始积累光合产物。叶绿素a和叶绿素b的作用是吸收、传递和转化光能，其含量提高有利于光的吸收。 叶绿素a和叶绿素b对不同波长的光吸收有差异，叶绿素a/b下降说明间作苜蓿吸收的可见光中，不同波长光的比例发生改变。纸层析法只能将叶绿体中的色素进行分离，不能测定叶绿素a和叶绿素b的含量，所以不能。 光饱和点指光合速率达到最大值时的光强度，间作桑树的光饱和点高于单作，表明间作环境下的桑树在较强光照条件下光合速率更高。桑树和苜蓿高矮搭配，能充分利用不同层次的光照，可促进单位土地面积的光的利用效率。(2) 苜蓿根瘤菌具有固氮作用，能将空气中的氮气转化为含氮化合物，可为桑树提供氮素营养。 土壤中的微生物可以产生脲酶，间作系统中桑树和苜蓿根际土壤中微生物产生的脲酶活性提高。 脲酶能催化尿素分解产生氨，从而为植物提供了更多氨。 由于氮素营养增加，除了总产量提高外，粗蛋白含量也有所增加，提升了牧草和桑叶的品质。 16.（2025·四川·高考真题）在温室中种植番茄，光照强度和CO2浓度是制约产量的主要因素。某地冬季温室的平均光照强度约为200μmol·m-2·s-1，CO2浓度约为400μmol·mol-1。为提高温室番茄产量，有人测定了补充光照和CO2后番茄植株相关生理指标，结果见下表。回答下列问题。 组别 光照强度μmol·m-2·s-1 CO2浓度μmol·mol-1 净光合速率μmol·m-2·s-1 气孔导度mol·m-2·s-1 叶绿素含量mg·g-1 对照 200 400 7.5 0.08 42.8 甲 400 400 14.0 0.15 59.1 乙 200 800 10.0 0.08 55.3 丙 400 800 17.5 0.13 65.0 注：气孔导度和气孔开放程度呈正相关 （1）为测定番茄叶片的叶绿素含量，可用　　　　　　　　　提取叶绿素。色素对特定波长光的吸收量可反映色素的含量，为减少类胡萝卜素的干扰，应选择　　　　　　　　　（填“蓝紫光”或“红光”）来测定叶绿素含量。 （2）与对照组相比，甲组光合作用光反应为暗反应提供了更多的　　　　　　　　　，从而提高了净光合速率。与甲组相比，丙组的净光合速率更高，气孔导度略低，但经测定发现其叶肉细胞间的CO2浓度却更高，可能的原因是　　　　　　　　　。 （3）根据本研究结果，在冬季温室种植番茄的过程中，若只能从CO2浓度加倍或光照强度加倍中选择一种措施来提高番茄产量，应选择　　　　　　　　　，依据是　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 无水乙醇/无水酒精/丙酮/C2H5OH    ② 红光     （2）① ATP（腺苷三磷酸/能量）和NADPH（还原性辅酶II）    ② 环境/外界/温室/提供/补充的 CO2更多/甲比丙的 CO2多/丙比甲的 CO2少     （3）① 光照强度加倍/光强加倍    ② 甲>乙（乙<甲）的光合作用速率（净光合作用速率/有机物生成量/有机物积累量），光照强度加倍使净光合速率提高幅度更大      【解析】实验的自变量为光照强度和CO2浓度，因变量包括叶绿素含量、气孔导度、净光合速率。影响光合作用的因素包括内因和外因：内因：色素含量、酶数量等；外因：光照强度、二氧化碳浓度、温度、含水量、矿质元素等。(1) 叶绿素可溶解在有机溶剂无水乙醇中，故为测定番茄叶片的叶绿素含量，可用无水乙醇/无水酒精/丙酮/C2H5OH提取叶绿素。色素对特定波长光的吸收量可反映色素的含量，光合作用中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。为减少类胡萝卜素的干扰，应选择红光来测定叶绿素含量。(2) 与对照组相比，甲组光合作用光反应为暗反应提供了更多的ATP（腺苷三磷酸/能量）和NADPH（还原性辅酶II），从而提高了净光合速率。甲组和丙组的光照强度相同，丙组的二氧化碳浓度是甲的二倍，与甲组相比，丙组的净光合速率更高，气孔导度略低，但经测定发现其叶肉细胞间的CO2浓度却更高，可能的原因是环境/外界/温室/提供/补充的 CO2更多(丙比甲的CO2多/甲比丙的CO2少）。(3) 根据本研究结果，在冬季温室种植番茄的过程中，甲>乙（乙<甲）的光合作用速率（净光合作用速率/有机物生成量/有机物积累量），光照强度加倍使净光合速率提高幅度更大，故若只能从CO2浓度加倍或光照强度加倍中选择一种措施来提高番茄产量，应选择光照强度加倍/光强加倍。 17.（2025·广东·高考真题）我国科学家以不同植物为材料，在不同光质条件下探究光对植物的影响。测定了番茄的光合作用相关指标并拟合响应曲线（图a）；比较了突变体与野生型水稻水分消耗的差异（图b），鉴定到突变体发生了PILI5基因的功能缺失，并确定该基因参与脱落酸信号通路的调控。 回答下列问题： （1）图a中，当胞间浓度在范围时，红光下光合速率的限制因子是　　　　　　，推测此时蓝光下净光合速率更高的原因是　　　　　　　。 （2）图b中，突变体水稻在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，推测其原因是　　　　　　　。 （3）归纳上述两个研究内容，总结出光影响植物的两条通路（图c）。通路1中，①吸收的光在叶绿体中最终被转化为　　　　　　。通路2中吸收光的物质②为　　　　　　。用箭头完成图c中②所介导的通路，并在箭头旁用“（+）”或“（-）”标注前后两者间的作用，（+）表示正相关，（-）表示负相关　　　　　　。 （4）根据图c中相关信息，概括出植物利用光的方式：　　　　　　　　。 【答案】（1）① 光照强度    ② 蓝光能促进光合作用相关酶的活性（或蓝光被光合色素吸收的效率更高等）     （2）突变体中 PILI5 基因功能缺失，阻断了光信号对气孔开放程度的调控，使得气孔开放程度在远红光和红光条件下无明显差异     （3）① 有机物中的化学能    ② 光敏色素    ③ 光敏色素→（-）PILI5 基因→（+）脱落酸信号通路→（ - ）气孔开放程度     （4）通过叶绿体中的光合色素吸收光能用于光合作用合成有机物；通过光敏色素吸收光信号调控基因表达，影响植物生理过程      【解析】植物叶绿体中色素的光吸收特点为：叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光；光敏色素主要吸收红光和远红光，在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应。(1) 限制光合作用最重要的两个外界因素是光照强度和二氧化碳浓度，图a曲线中，二氧化碳浓度为900-1200范围内，光合速率不再增加，说明此时限制因子不是二氧化碳，红光下应为光照强度。对于蓝光下净光合速率更高的原因，可能是蓝光能够促进光合作用中某些关键酶的活性，或者蓝光被光合色素吸收后转化为化学能的效率更高等。(2) 已知红光下植物的相关反应与白天相似，远红光下植物的相关反应与夜间相似，突变体发生了 PILI5 基因的功能缺失，且该基因参与脱落酸信号通路的调控。在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，推测原因可能是突变体中 PILI5 基因功能缺失，使得脱落酸信号通路对气孔的调控作用减弱，导致在不同光质（远红光和红光）下气孔开放程度变化不大，从而蒸腾速率接近。(3) 通路1中，① 为光合色素，吸收的光在叶绿体中最终被转化为化学能（储存在 ATP 和 NADPH 中，最终储存在有机物中）。 通路 2 中吸收光的物质② 为光敏色素。 由于突变体发生 PILI5 基因功能缺失后，在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，可推测光敏色素吸收光信号后，通过影响 PILI5 基因的表达，进而影响脱落酸信号通路，对气孔开放程度进行调控。且从图 b 中突变体在远红光和红光下蒸腾速率变化不大，野生型在红光条件下蒸腾速率较大，可推断白天红光情况下，PILI5基因表达是被抑制的，PILI5 基因对脱落酸信号通路是正相关，脱落酸信号通路对气孔开放程度是负相关，即光敏色素→（-）PILI5 基因→（+）脱落酸信号通路→（ - ）气孔开放程度。(4) 根据图 c 中相关信息，植物利用光的方式有：一方面，通过叶绿体中的光合色素吸收光能，将其转化为化学能用于光合作用合成有机物；另一方面，通过光敏色素吸收光信号，调控基因（如PILI5基因）表达，进而影响植物的生理过程（如通过脱落酸信号通路调控气孔开放程度）。 18.（2025·江苏·高考真题）科研人员从植物叶绿体中分离类囊体，构建含类囊体的人工细胞，并探究光照等因素对人工细胞功能的影响。请回答下列问题： （1）细胞破碎后，在适宜温度下用低渗溶液处理，胀破　　　　　　膜，获得类囊体悬液。经离心分离获得类囊体，为保持其活性，需加入　　　　　　溶液重新悬浮，并保存备用。 （2）类囊体浓度用单位体积类囊体悬液中叶绿素的含量表示。吸取5μL类囊体悬液溶于995μL的　　　　　　溶液中，混匀后，测定出叶绿素浓度为3μg/mL，则类囊体的浓度为　　　　　　μg/mL。 （3）为检测类囊体活性，实验前需对类囊体进行多次洗涤，目的是消除类囊体悬液中原有光反应产物对后续实验结果的影响，这些产物主要有　　　　　　。 （4）已知荧光素PY的强弱与pH大小正相关。图示具有光反应活性的人工细胞，在适宜光照下，荧光强度　　　　　　（填“变强”“不变”或“变弱”），说明类囊体膜具有的功能有　　　　　　。 （5）在光反应研究的基础上，利用人工细胞开展类似碳反应生成糖类的实验研究，理论上还需要的物质有　　　　　　。 【答案】（1）① 叶绿体    ② 等渗     （2）① 有机溶剂    ② 600     （3）ATP、NADPH     （4）① 变弱    ② 使水分子分解产生H+；转运H+     （5）各种酶和原料CO2、C5      【解析】光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段，光反应的场所是在叶绿体的类囊体薄膜上，暗反应的场所是叶绿体基质中。(1) 类囊体位于叶绿体内，故细胞破碎后，在适宜温度下用低渗溶液处理，胀破叶绿体内外膜，获得类囊体悬液。经离心分离获得类囊体，为保持其活性，保持类囊体的渗透压，需加入等渗溶液重新悬浮，并保存备用。(2) 类囊体浓度用单位体积类囊体悬液中叶绿素的含量表示。由于叶绿素溶解在有机溶剂，故吸取5μL类囊体悬液溶于995μL的有机溶剂溶液中，稀释200倍，混匀后，测定出叶绿素浓度为3μg/mL，1ml=1000μL，则类囊体的浓度为600μg/mL。(3) 光反应产物有O2、NADPH和ATP。(4) 已知荧光素PY的强弱与pH大小正相关。图示具有光反应活性的人工细胞，类囊体膜进行类囊体膜上分布着光合色素（如叶绿素），在适宜光照下，这些色素能够捕捉光能并将其转化为化学能。在类囊体膜上裂解水分子，产生氧气、质子（H⁺）和电子，其中氧气释放到胞外，质子被运出类囊体腔，pH降低，荧光强度变弱。(5) 要进行暗反应，需要各种酶和原料CO2、C5。 19.（2025·陕西&山西·高考真题）叶绿体中R酶既能催化CO2固定，也能催化C5与O2反应，CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点；线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，如图（a）。为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，研究者以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S，实验结果如图（b）。回答下列问题。 （1）R酶催化CO2固定的场所是叶绿体的　　　　　　　　，产物C3在光反应生成的　　　　　　　　参与下合成糖类等有机物。 （2）植物保卫细胞吸水，气孔开度增大。由图（a）（b）可知，相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高，叶片的净光合速率高于植株W，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从21%升高到40%时，植株S的净光合速率　　　　　　　　（填“增大”或“减小”）；相较于植株W，植株S的净光合速率变化幅度　　　　　　　　（填“大”“小”或“无法判断”）。 （4）若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响，还需补充一个实验组。写出实验思路及预期结果：　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 基质    ② ATP、NADPH     （2）植株S保卫细胞中G酶表达量提高，促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放二氧化碳用于光合作用，从而生成更多的可溶性糖，提高了保卫细胞的细胞液浓度，植物保卫细胞吸水，气孔开度增大，二氧化碳吸收加快，碳反应速率加快     （3）① 减小    ② 小     （4）实验思路：以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S和构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组，在相同且适宜条件下培养，测定三组植物在不同光照强度下的净光合速率。预期结果：植株T净光合速率小于植株W，植株S净光合速率大于植株W      【解析】光合作用的过程（1）光反应阶段：在类囊体的薄膜上进行。光合色素吸收光能的用途，一是将水分解为O2和H+，H+与氧化性辅酶NADP+结合，形成还原型辅酶NADPH。二是在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP和Pi反应形成ATP。（2）暗反应阶段：在叶绿体基质中进行。绿叶吸收的CO2，在特定酶的作用下与C5结合生成C3。C3接受ATP和NADPH提供的能量，并且被NADPH还原，一部分C3转化为糖类，另一部分C3被还原为C5。(1) 叶绿体中R酶催化CO2固定，二氧化碳固定属于暗反应过程，暗反应发生在叶绿体基质中。产物C3在光反应生成的ATP和NADPH的作用下合成糖类等有机物，其中ATP可以提供能量，NADPH作为还原剂并提供能量。(2) 结合图示和题干信息分析，相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高，促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放二氧化碳用于光合作用，从而生成更多的可溶性糖，提高了保卫细胞的细胞液浓度，植物保卫细胞吸水，气孔开度增大，二氧化碳吸收加快，碳反应速率加快，从而使得植株S叶片的净光合速率高于植株W。(3) 叶绿体中R酶既能催化CO2固定，也能催化C5与O2反应，CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点，保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从21%升高到40%时，二氧化碳竞争R酶的能力减弱，碳反应速率减小，因此植株S的净光合速率减小。相较于植株W，植株S在相同条件下气孔开度相对较大，有利于二氧化碳的吸收，因此植株S的净光合速率变化幅度较小。(4) 为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S，还需要补充的一个实验组是构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株（假设为T），实验思路是以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S和构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组，在相同且适宜条件下培养，测定三组植物在不同光照强度下的净光合速率。根据上述分析，G酶有利于光合作用的进行，因此预期结果是植株T净光合速率小于植株W，植株S净光合速率大于植株W。 20.（2025·黑龙江&吉林·高考真题）Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶。科研人员将Rubisco基因转入某作物的野生型（WT）获得该酶含量增加的转基因品系（S），并做了相关研究。实验结果表明，这一改良提高了该作物的光合速率（如下图）和产量潜力。回答下列问题。 （1）Rubisco在叶绿体的　　　　　　　　中催化　　　　　　　　与CO2结合。部分产物经过一系列反应形成（CH2O），这一过程中能量转换是　　　　　　　　。 （2）据图分析，当胞间CO2浓度高于B点时，曲线②与③重合是由于　　　　　　　　不足。A点之前曲线①和②重合的最主要限制因素是　　　　　　　　。胞间CO2浓度为300μmol·mol-1时，曲线①比②的光合速率高的具体原因是　　　　　　　　。 （3）研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度条件下，S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。使用同位素标记的方法设计实验直接加以验证，简要写出实验思路。　　　　　　　　 【答案】（1）① 基质    ② C5    ③ ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物（CH2O）中稳定的化学能     （2）① 光照强度    ② CO2浓度    ③ 曲线① 光照强度高，光反应速率快，产生更多的ATP和NADPH，使暗反应速率加快，光合速率高。     （3）用14C标记CO2，分别将S植株与WT植株置于相同的饱和光照和适宜14CO2浓度条件下，定时检测C3放射性强度，比较S植株与WT的C3生成速率。      【解析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。(1) Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶，暗反应的场所是叶绿体基质，因此Rubisco在叶绿体基质中催化C5与CO2结合生成C3。在C3的还原过程中需要ATP和NADPH提供能量，部分产物经过一系列反应形成（CH2O），这一过程中能量转换是ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物（CH2O）中稳定的化学能。(2) ① ② 曲线的自变量是有无补光（光照强度），② ③ 曲线的自变量是有无转入Rubisco基因（Rubisco的含量）。据图分析，当胞间CO2浓度低于B点时，曲线② 高于③ ，是因为② 中Rubisco的含量多，固定CO2的能力强，当胞间CO2浓度高于B点时，曲线② 与③ 重合，说明Rubisco的量已经不是限制光合速率的因素，而曲线① 的光合速率高于曲线② ③ ，曲线① 有较高的光照强度，因此曲线② 与③ 重合是由于光照强度不足。曲线① 的光照强度高于② ，但是A点之前曲线① 和② 重合，光照强度不是限制因素，此时最主要限制因素是CO2浓度。胞间CO2浓度为300μmol·mol-1时，曲线① 比② 的光合速率高的具体原因是曲线① 光照强度高，光反应速率快，产生更多的ATP和NADPH，使暗反应速率加快，光合速率高。(3) 研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度条件下，S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。要验证此结论，实验思路为：用14C标记CO2，分别将S植株与WT植株置于相同的饱和光照和适宜14CO2浓度条件下，定时检测C3放射性强度，比较S植株与WT的C3生成速率。 21.（2024·上海·高考真题）水稻是重要的粮食作物，高温会引起水稻减产。科学家对抗高温能力弱的水稻W进行改良。获得了水稻S。如图显示了高温条件下水稻W和水稻S响应高温的部分机制。其中T1和T2为不同蛋白，T2在液泡中被降解。箭头的粗细代表物质的量。 （1）要对比高温条件下水稻W和水稻S的产量，必须保持相同的实验条件______。 A. 地上部分生长量 B. 高温处理时间 C. 水稻幼苗数量 D. 水稻种植时间 （2）据图，水稻感受高温信号的是　　　　　　（T1/T2）；被T2破坏的细胞器是　　　　　　。 （3）据图可知，相同高温条件下，与水稻W相比，水稻S增产的原因是______。 A. 进入液泡内的T1更多 B. 细胞质基质内T1更少 C. 进入液泡内的T2更多 D. 细胞质基质内T2更少 （4）据图，相同高温条件下，与水稻W相比，推测水稻S的细胞______。 A. 净光合速率较高 B. 呼吸作用产生ATP的量较少 C. 糖类输出量较少 D. 转换光能效率较高 （5）据图，水稻W改良为水稻S时，所采取的措施是　　　　　　，若要进一步提高水稻S的抗高温能力，可采取的策略是　　　　　　。（编号选填） ①提高T1的量              ②提高T2的量                     ③降低T1的量 ④降低T2的量              ⑤改变T1的结构                     ⑥改变T2的结构 【答案】（1）BCD     （2）① T1    ② 叶绿体     （3）CD     （4）AD     （5） ⑤     ① ④ ⑤ ⑥      【解析】光合作用概括地分为光反应和暗（碳）反应两个阶段，光反应中会发生水的分解和ATP、NADPH的合成，发生在类囊体（薄）膜上，暗（碳）反应中会发生二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，发生在叶绿体基质。(1) 在对比高温条件下水稻 W 和水稻 S 产量时，需遵循单一变量原则，除水稻品种不同外，其他可能影响产量的因素都要保持一致。高温处理时间、水稻幼苗数量、水稻种植时间均会对水稻最终产量产生影响，所以都应相同。地上部分生长量为本实验的因变量，不需保持相同。(2) 从图中能看到，高温信号首先作用于 T1，所以水稻感受高温信号的是 T1 ；同时，图中呈现 T2 作用的目标细胞器是叶绿体，即被 T2 破坏的细胞器是叶绿体。(3) 观察图可知，在相同高温条件下，水稻 S 与水稻 W 相比，进入液泡内的 T2 更多。T2 在液泡中被降解，使得细胞质基质内 T2 减少，减轻了 T2 对叶绿体的破坏，保障光合作用正常进行，进而实现增产，CD正确，AB错误。(4) A、水稻 S 中更多 T2 进入液泡被降解，对叶绿体破坏小，光合作用能较好进行，所以净光合速率较高，A正确；B、图中未体现呼吸作用产生 ATP 量的差异，B错误；C、水稻 S 光合作用受影响小，糖类输出量应较多，C错误；D、水稻 S 叶绿体受 T2 破坏小，能更好地进行光合作用，转换光能效率较高 ，D正确。故选AD。(5) 对比水稻 W 和水稻 S 的机制图，水稻 S 中 T1 和 T2 结合后进入液泡的量更多，且 T2 对叶绿体破坏小，推测可能是改变了 T1 的结构（⑤ ），让 T1 能更有效地结合 T2 并转运至液泡降解。要进一步提升水稻 S 抗高温能力，可降低 T2 的量（④ ），减少其对叶绿体的潜在破坏；改变 T2 的结构（⑥ ），使其失去破坏叶绿体的能力；还能提高 T1 的量（① ），促进更多 T2 转运到液泡降解；也可以继续改变优化T1 的结构（⑤ ），让 T1 能更有效地结合 T2 并转运至液泡降解。 22.（2024·天津·高考真题）蓝细菌所处水生环境随时会发生光线强弱变化。蓝细菌通过调控图1中关键酶XPK的活性以适应这种变化。     （1）图1所示循环过程为蓝细菌光合作用的暗反应，反应场所为　　　　　　。 （2）光暗循环条件下，将蓝细菌的野生型和xpk基因敲除株（Δxpk）分别用含NaH14CO3的培养基培养，测定其碳固定率和胞内ATP浓度，结果如图2。在第10-11分钟，野生型菌XPK被激活，将暗反应的中间产物6-磷酸果糖等转化为其他物质，导致暗反应快速终止。推测ATP是XPK的　　　　　　（激活剂/抑制剂）。在同一时期，Δxpk会继续进行暗反应，此时消耗的ATP和NADPH来源于　　　　　　。在第11-13分钟，Δxpk碳固定率继续升高，胞内　　　　　　过程来源的ATP被用于　　　　　　而消耗，导致Δxpk的生长速率比野生型更慢。 （3）蓝细菌在高密度培养时，由于互相遮挡，菌体环境也会出现光线强弱变化。为验证该条件下，蓝细菌是否采用上述机制进行调节，可分别使用野生型和Δxpk、选用如下　　　　　　条件组合进行实验，定时测定14C固定率和胞内ATP浓度。 ①高浓度蓝细菌 ②低浓度蓝细菌 ③持续光照 ④光暗循环 ⑤培养基中加入NaH14CO3    ⑥培养基中加入14C6H12O6 【答案】（1）细胞质基质（或细胞质）     （2）① 抑制剂    ② 第10分钟之前的光反应    ③ 细胞呼吸（或呼吸作用）    ④ 暗反应（或碳固定，或C3还原，或碳反应）     （3）① ③ ⑤      【解析】【关键能力】（1）信息获取与加工 （2）逻辑推理与论证 (1) 蓝细菌为原核生物，图1为蓝细菌的光合作用暗反应过程，该过程的反应场所为细胞质基质。(2) 光暗循环条件下，将蓝细菌的野生型和xpk基因敲除株（Δxpk）分别用含NaH14CO3的培养基培养，测定其碳固定率和胞内ATP浓度，结果如图2。在第10-11分钟，野生型菌细胞中ATP含量下降，此时XPK被激活，将暗反应的中间产物6-磷酸果糖等转化为其他物质，导致暗反应快速终止。推测ATP是XPK的抑制剂。在同一时期，Δxpk会继续进行暗反应，此时消耗的ATP和NADPH来源于第10分钟之前的光反应。在第11-13分钟，Δxpk碳固定率继续升高，此时处于黑暗条件，因而推测，此时碳固定速率上升消耗的ATP来自细胞呼吸，导致Δxpk的生长速率比野生型更慢。(3) 蓝细菌在高密度培养时，由于互相遮挡，菌体环境也会出现光线强弱变化。为验证蓝细菌是否采用上述机制进行调节，则实验过程中首先需要创造高密度蓝细菌、而后需要持续光照，同时需要在培养基中加入NaH14CO3 ，因此，实验中可使用野生型和Δxpk，在① 高浓度蓝细菌、③ 持续光照、⑤ 培养基中加入NaH14CO3 条件组合进行实验，定时测定14C固定率和胞内ATP浓度，进而得出相应的结论。 题干关键信息 所学知识 信息加工 蓝细胞暗反应的场所 光合作用暗反应发生在叶绿体基质；蓝细菌没有叶绿体结构 蓝细菌可进行光合作用，又没有叶绿体结构，则暗反应发生在细胞质基质 推测ATP激活XPK的功能还是抑制XPK的功能 酶活性受Ph、温度及多种因素的影响 无光照条件下XPK被激活，说明有光条件下ATP会抑制XPK活性 无光条件下暗反应中ATP、NADPH来源 光反应产生ATP、NADPH提供给暗反应 无光条件下无法产生ATP、NADPH 无光条件下ATP的来源 呼吸作用产生ATP 无光条件下无法产生ATP 验证蓝细菌高密度培养时的光合作用机制 实验遵循对照原则和单一变量原则 实验目的是蓝细菌在高密度培养时，是否会利用呼吸作用产生的ATP。实验过程应高密度培养蓝细菌，利用持续光照，则蓝细菌在高密度培养时相互间遮挡相当于无光条件 23.（2024·江苏·高考真题）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）① 选择透过性    ② ATP、NADPH和酶    ③ 细胞质基质     （2）① 乙    ② 30℃    ③ 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）① 摇匀    ② 稀释样液离心，取下层沉淀物    ③ 提取叶绿素    ④ 防止叶绿素降解      【解析】【关键能力】（1）信息获取与加工 （2）逻辑线梳理： (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。 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 24.（2024·重庆·高考真题）重庆石柱是我国著名传统中药黄连的主产区之一，黄连生长缓慢，存在明显的光饱和（光合速率不再随光强增加而增加）和光抑制（光能过剩导致光合速率降低）现象。 （1）探寻提高黄连产量的技术措施，研究人员对黄连的光合特征进行了研究，结果见图1。     ①黄连的光饱和点约为　　　　　　　　umol*m-2*s-1。光强大于1300umol*m-2*s-1后，胞间二氧化碳浓度增加主要是由于　　　　　　　　。 ②推测光强对黄连生长的影响主要表现为　　　　　。黄连叶片适应弱光的特征有　　　　　　（答2点）。 （2）黄连露天栽培易发生光抑制，严重时其光合结构被破坏（主要受损的部位是位于类囊体薄膜上的色素蛋白复合体），为减轻光抑制，黄连能采取调节光能在叶片上各去向（题图2）的比例，提升修复能力等防御机制，具体可包括　　　　　　　　（多选）。 ①叶片叶绿体避光运动， ②提高光合产物生成速率， ③自由基清除能力增强， ④提高叶绿素含量， ⑤增强热耗散。 （3）生产上常采用搭棚或林下栽培减轻黄连的光抑制，为增强黄连光合作用以提高产量还可采取的措施施及其作用是　　　　　。 【答案】（1）① 500    ② 光合作用受到抑制，消耗的二氧化碳减少，且气孔导度增加    ③ 黄连在弱光随光强增加生长快速达到最大，光照过强其生长受到抑制    ④ 叶片较薄，叶绿素较多，（叶色深绿，叶绿体颗粒较大，叶绿体类囊体膜面积更大）     （2）① ② ③ ⑤     （3）合理施肥增加光合面积，补充二氧化碳提高暗反应      【解析】分析图1：光照强度小于500umol*m-2*s-1时，净光合速率随着光照强度的增强而增强，当光照强度大于500umol*m-2*s-1时，随着光照强度的增强而减弱；胞间二氧化碳浓度随着光照强度的增强先下降后缓慢上升；气孔导度随着光照强度的增强而缓慢上升。分析图2：叶片对入射太阳辐射的主要去向为热消耗。(1) ①光饱和点为光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度，由图1净光合速率的曲线可知当光照强大达到500umol*m-2*s-1时光合速率不再增加；光强大于1300umol*m-2*s-1后，由图1可知光合作用受到抑制，且气孔导度增加，所以胞间二氧化碳浓度增加主要是由于光合作用受到抑制，消耗的二氧化碳减少，且气孔导度增加。② 由图1净光合速率曲线可知光强对黄连生长的影响主要表现为在弱光随光强增加生长快速达到最大，光照过强其生长受到抑制；弱光时，可通过增加受光面积或增加光合色素的含量来增加光合速率，所以黄连叶片适应弱光的特征有叶片较薄，叶绿素较多，（叶色深绿，叶绿体颗粒较大，叶绿体类囊体膜面积更大）。(2) 为减轻光抑制，黄连能采取调节光能在叶片上各去向的比例，由图2可看出光能的主要去向为热消耗，所以黄连提升修复能力等防御机制，具体可包括⑤ 增强热耗散；① 叶片叶绿体避光运动：减少对光的吸收；② 提高光合产物生成速率，从而提高光合速率消耗更多的光能；③ 自由基清除能力增强：减少对光合结构的破坏。而④ 提高叶绿素含量会增加对光能的吸收不能减轻光抑制。(3) 为增强黄连光合作用以提高产量还可采取的措施及其作用有合理施肥增加光合面积，补充二氧化碳提高暗反应，合理密植等。 25.（2024·湖南·高考真题）钾是植物生长发育的必需元素，主要生理功能包括参与酶活性调节、渗透调节以及促进光合产物的运输和转化等。研究表明，缺钾导致某种植物的气孔导度下降，使CO2通过气孔的阻力增大；Rubisco的羧化酶（催化CO2的固定反应）活性下降，最终导致净光合速率下降。回答下列问题： （1）从物质和能量转化角度分析，叶绿体的光合作用即在光能驱动下，水分解产生　　　　　　　　；光能转化为电能，再转化为　　　　　　　　中储存的化学能，用于暗反应的过程。 （2）长期缺钾导致该植物的叶绿素含量　　　　　　　　，从叶绿素的合成角度分析，原因是　　　　　　　（答出两点即可）。 （3）现发现该植物群体中有一植株，在正常供钾条件下，总叶绿素含量正常，但气孔导度等其他光合作用相关指标均与缺钾时相近，推测是Rubisco的编码基因发生突变所致。Rubisco由两个基因（包括1个核基因和1个叶绿体基因）编码，这两个基因及两端的DNA序列已知。拟以该突变体的叶片组织为实验材料，以测序的方式确定突变位点。写出关键实验步骤： ①　　　　　　　； ②　　　　　　　； ③　　　　　　； ④基因测序； ⑤　　　　　　。 【答案】（1）① O2、H+、电子    ② ATP和NADPH     （2）① 减少    ② 缺钾影响光合产物的运输和转化，叶绿素合成的底物供应不足：缺钾影响 叶绿素合成相关酶的活性     （3）① 提取DNA    ② 设计引物    ③ 进行PCR扩增    ④ 和已知基因序列进行比较      【解析】光合作用包括光反应和暗反应阶段：1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。(1) 植物光反应过程中水的光解会产生O2和H+，H+和NADP+结合产生NADPH。该过程中光能转化为电能，电能再转化为储存在ATP和NADPH中的化学能。(2) 长期缺钾导致该植物的叶绿素含量降低，其原因是缺钾影响光合产物的运输和转化，叶绿素合成的底物供应不足：缺钾影响 叶绿素合成相关酶的活性。(3) Rubisco由两个基因编码，这两个基因及两端的DNA序列已知，因此检测其是否突变的基本思路利用PCR技术扩增突变体的相应基因，测序后和已知序列进行比较。其具体步骤为：①分别提取该组织细胞的细胞核DNA和叶绿体DNA；② 根据编码Rubisco的两个基因的两端DNA序列设计相应引物；③ 利用提取的DNA和设计的引物分别进行PCR扩增并电泳；④ 基因测序；⑤ 和已知基因序列进行比较。 26.（2024·浙江·高考真题）原产热带的观赏植物一品红，花小，顶部有像花瓣一样的红色叶片，下部叶片绿色。回答下列问题： （1）科学研究一般经历观察现象、提出问题、查找信息、作出假设、验证假设等过程。 ①某同学观察一品红的叶片颜色，提出了问题：红叶是否具有光合作用能力。 ②该同学检索文献获得相关资料：植物能通过光合作用合成淀粉。检测叶片中淀粉的方法，先将叶片浸入沸水处理；再转入热甲醇处理；然后将叶片置于含有少量水的培养皿内并展开，滴加碘-碘化钾溶液（或碘液），观察颜色变化。 ③结合上述资料，作出可通过实验验证的假设：　　　　　。 ④为验证假设进行实验。请完善分组处理，并将支持假设的预期结果填入表格。 分组处理 预期结果 绿叶+光照 变蓝 绿叶+黑暗 不变蓝 ⅰ　　　　　　 ⅱ　　　　　　 ⅲ　　　　　　 ⅳ　　　　　　 ⑤分析：检测叶片淀粉的方法中，叶片浸入沸水处理的目的是　　　　　。热甲醇处理的目的是　　　　　． （2）对一品红研究发现，红叶和绿叶的叶绿素含量分别为0.02g（Chl）·m-2和0.20g（Chl）·m-2，红叶含有较多的水溶性花青素。在不同光强下测得的qNP值和电子传递速率（ETR）值分别如图甲、乙所示。qNP值反映叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力；ETR值反映光合膜上电子传递的速率，与光反应速率呈正相关。花青素与叶绿素的吸收光谱如图丙所示。 ①分析图甲可知，在光强500～2000μmol·m-2·s-1范围内，相对于绿叶，红叶的　　　　　能力较弱。分析图乙可知，在光强800～2000μmol·m-2·s-1，范围内，红叶并未出现类似绿叶的光合作用被　　　　　现象。结合图丙可知，强光下，贮藏于红叶细胞　　　　　内的花青素可通过　　　　　方式达到保护叶绿体的作用。 ②现有实验证实，生长在高光强环境下的一品红，红叶叶面积大，颜色更红。综合上述研究结果可知，在强光环境下，红叶具有较高花青素含量和较大叶面积，其作用除了能进行光合作用外，还有保护　　　　　的功能。一品红的花小，不受关注，但能依赖花瓣状的红叶吸引　　　　　，完成传粉。 【答案】（1）① 假设一：若一品红的红色叶片具有光合作用的能力，则红色叶片内可检测到淀 粉；假设二：若一品红的红色叶片不具有光合作用的能力，则红色叶片内无法检 测到淀粉    ② 红叶+光照    ③ 变蓝（对应假设一）或不变蓝（对应假设二）    ④ 红叶+黑暗    ⑤ 不变蓝    ⑥ 增加细胞透性，使水溶性色素渗出    ⑦ 充分去除脂溶性色素     （2）① 叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能    ② 抑制    ③ 液泡    ④ 吸收过剩光能的    ⑤ 自身和下部绿叶    ⑥ 媒介昆虫（蜜蜂、蝴蝶等）      【解析】【关键能力】（1）信息获取与加工 （2）逻辑推理与论证： (1) 根据实验的问题，提出假设一：若一品红的红色叶片具有光合作用的能力，则红色叶片内可检测到淀 粉；假设二：若一品红的红色叶片不具有光合作用的能力，则红色叶片内无法检 测到淀粉。为探究红叶是否像绿叶一样具有光合作用的能力，需分别设置绿叶+光照、绿叶+黑暗、红叶+光照、红叶+黑暗四个小组。若假设红叶具有光合作用能力成立，则红叶+光照组中，溶液变蓝；红叶+黑暗组中，溶液不变蓝。若假设红叶不具有光合作用能力成立，则红叶+光照组中，溶液不变蓝；红叶+黑暗组中，溶液不变蓝。整个实验步骤中，先用沸水处理叶片，增加细胞透性，使水溶性色素渗出；再将叶片转移到甲醇溶液中充分去除脂溶性色素，以免影响后续实验结果的观察。(2) 分析图甲可知，自变量为光照强度和叶片颜色，因变量为qNP值，当光照强度为500～2000μmol·m-2·s-1范围内时，红叶的qNP值较小，即红叶中叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力较弱。分析图乙可知，随着光照强度的增加，绿叶的ETR值显著增大，当光照强度超过800μmol·m-2·s-1时，ETR值减小，即随着光照强度增加，绿叶光合速率先增大后减小，推出光照强度超过一定范围时，绿叶的光合作用反而被抑制。而根据图示可知，在光照强度为500～2000μmol·m-2·s-1范围内时，红叶并未出现光合作用被抑制的情况。红叶中叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力较低，结合图丙可知，储藏在细胞的液泡中的花青素，可通过吸收多余光能（蓝光、绿光）的方式，从而保护叶绿体不受强光损伤。大量研究表明，花青素具有缓解叶片中光氧化损伤的潜力，主要通过屏蔽叶绿体过多的高能量量子和清除活性氧物质。综合上述研究结果可知，在强光环境下，大面积的红叶细胞中富含花青素，能有效保护自身和下部绿叶不受强光损伤。一品红的花小，不受关注，但能依赖花瓣状的红叶吸引昆虫（蜜蜂、蝴蝶等），为其完成传粉工作。 题干关键信息 所学知识 信息加工 提出问题：红叶是否具有光合作用能力 光合作用可产生淀粉，可用碘液进行检测，出现蓝色，说明有淀粉产生 假设一：若一品红的红色叶片具有光合作用的能力，则红色叶片内可检测到淀粉；假设二：若一品红的红色叶片不具有光合作用的能力，则红色叶片内无法检测到淀粉 qNP值反映叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力 当光能过强时，可能会灼伤叶绿体 储藏在细胞的液泡中花青素，可通过吸收多余光能（蓝光、绿光）的方式，从而保护叶绿体不受强光损伤 27.（2024·安徽·高考真题）为探究基因 OsNAC 对光合作用的影响研究人员在相同条件下种植某品种水稻的野生型(WT)、OsNAC 敲除突变体(KO)及 OsNAC 过量表达株(OE)，测定了灌浆期旗叶(位于植株最顶端)净光合速率和叶绿素含量,结果见下表。回答下列问题。 净光合速率（μmol.m2.s-1） 叶绿素含量（mg·g-1） WT 24.0 4.0 KO 20.3 3.2 OE 27.7 4.6 （1）旗叶从外界吸收1分子 CO2与核酮糖-1,5-二磷酸结合，在特定酶作用下形成2分子3-磷酸甘油酸；在有关酶的作用下，3-磷酸甘油酸接受　　　　　　　释放的能量并被还原，随后在叶绿体基质中转化为　　　　　　　。 （2）与WT相比，实验组KO与OE的设置分别采用了自变量控制中的　　　　　　　、　　　　　　　（填科学方法）。 （3）据表可知，OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率　　　　　　　。为进一步探究该基因的功能，研究人员测定了旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、蔗糖含量及单株产量，结果如图。  结合图表，分析OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率发生相应变化的原因： ①　　　　　　　　　　　　　　； ②　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① ATP 和 NADPH    ② 核酮糖-1,5－二磷酸和淀粉等     （2）① 减法原理    ② 加法原理     （3）① 增大    ② 与 WT 组相比，OE组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用    ③ 与 WT 组相比OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高,可以及时将更多的光合产物(蔗糖)向外运出,从而促进旗叶的光合作用速率      【解析】【关键能力】（1）信息获取与加工 （2）逻辑推理与论证： (1) 在光合作用的暗反应阶段，CO2被固定后形成的两个3-磷酸甘油酸（C3）分子，在有关酶的催化作用下，接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。随后在叶绿体基质中转化为核酮糖-1,5－二磷酸（C5）和淀粉等。(2) 与某品种水稻的野生型（WT）相比，实验组KO为OsNAC 敲除突变体，其设置采用了自变量控制中的减法原理；实验组OE 为 OsNAC 过量表达株，其设置采用了自变量控制中的加法原理。(3) 题图和表中信息显示：OE组的净光合速率、叶绿素含量、旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、单株产量都明显高于WT 组和KO组，OE组蔗糖含量却低于WT 组和KO组，说明OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率增大，究其原因有：① 与 WT 组相比，OE组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用；② 与 WT 组相比OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高，可以及时将更多的光合产物（蔗糖）向外运出，从而促进旗叶的光合作用速率。 题干关键信息 所学知识 信息加工 3-磷酸甘油酸在暗反应中的变化 C3在光反应产生ATP、NADPH及酶的作用下，被还原成C5及糖类等产物 3-磷酸甘油酸被还原，且该反应发生在叶绿体基质中，故为暗反中的C3的还原反应 自变量设计遵循的方法 自变量设置方法包括加法原理和减法原理 KO组敲除了OsNAC，OE组OsNAC 过量表达 OsNAC过量表达对净光合速率影响及原因 净光合作用速率等于总光合速率与呼吸速率的差值。光合色素量影响光合作用速率，光合产物及时从叶片输出，可促进叶片光合作用 与其他组比，OsNAC过量表达组的光合色素含量大，蔗糖转运蛋白表达量大，旗叶中蔗糖含量低，单株产量高 28.（2024·山东·高考真题）从开花至籽粒成熟，小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比，某突变体叶片变黄的速度慢，籽粒淀粉含量低。研究发现，该突变体内细胞分裂素合成异常，进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性，而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示，开花14天后植株的胞间CO2浓度和气孔导度如表所示，其中Lov为细胞分裂素合成抑制剂，KT为细胞分裂素类植物生长调节剂，气孔导度表示气孔张开的程度。已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。 检测指标 植株 14天 21天 28天 胞间CO2浓度（μmolCO2mol-1） 野生型 140 151 270 突变体 110 140 205 气孔导度（molH2Om-2s-1） 野生型 125 95 41 突变体 140 112 78 （1）光反应在类囊体上进行，生成可供暗反应利用的物质有　　　　　　。结合细胞分裂素的作用，据图分析，与野生型相比，开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是　　　　　　。 （2）光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析，与野生型相比，开花14天后突变体的光饱和点　　　　　　（填“高”或“低”），理由是　　　　　　。 （3）已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分析，突变体籽粒淀粉含量低的原因是　　　　　　。 【答案】（1）① ATP、NADPH    ② 突变体细胞分裂素合成更多，而细胞分裂素能促进叶绿素的合成，且叶绿素降解少     （2）① 高    ② 突变体气孔导度更大而胞间CO2浓度更小，而呼吸作用不受影响，说明相同光照强度下，突变体光合作用消耗CO2速率更大，因此突变体吸收利用光能的效率更高。在其他限制因素相同的情况下，突变体可以利用更多的光能，因此光饱和点更高     （3）叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处，而蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖，表中突变体蔗糖转化酶活性大于野生型，因此更多的蔗糖被分解成单糖或运输到籽粒中的蔗糖减少      【解析】光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：产生NADPH与氧气，以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。(1) 光反应产生的ATP和NADPH可用于暗反应C3的还原。对比野生型和突变型不同条件下类囊体膜蛋白稳定性可知，不同条件下突变型类囊体膜蛋白稳定性均高于野生型，可能是突变型细胞分裂素合成增加，使类囊体膜蛋白稳定性增强，而细胞分裂素可促进叶绿素的合成，叶绿素降解少，故与野生型相比，开花后突变体叶片变黄的速度慢。(2) 据表可知，突变体气孔导度更大而胞间CO2浓度更小，而呼吸作用不受影响，说明相同光照强度下，突变体光合作用消耗CO2速率更大，因此突变体吸收利用光能的效率更高，在其他限制因素相同的情况下，突变体可以利用更多的光能，因此光饱和点更高。(3) 据图可知，与野生型相比，突变体蔗糖转化酶活性更高，而蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖，故突变体内蔗糖减少，且叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处，因此更多的蔗糖被分解成单糖或运输到籽粒中的蔗糖减少。 29.（2024·山西&河南·高考真题）某同学将一种高等植物幼苗分为4组（a、b、c、d），分别置于密闭装置中照光培养，a、b、c、d组的光照强度依次增大，实验过程中温度保持恒定。一段时间（t）后测定装置内O2浓度，结果如图所示，其中M为初始O2浓度，c、d组O2浓度相同。回答下列问题。     （1）太阳光中的可见光由不同颜色的光组成，其中高等植物光合作用利用的光主要是　　　　　　　　，原因是　　　　　　　　。 （2）光照t时间时，a组CO2浓度　　　　　　　　（填“大于”“小于”或“等于”）b组。 （3）若延长光照时间c、d组O2浓度不再增加，则光照t时间时a、b、c中光合速率最大的是　　　　　　　　组，判断依据是　　　　　　　　。 （4）光照t时间后，将d组密闭装置打开，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会　　　　　　　　（填“升高”“降低”或“不变”）。 【答案】（1）① 红光和蓝紫光    ② 光合色素可分为叶绿素和类胡萝卜素，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）大于     （3）① b    ② 再延长光照时长，c和d组氧气的浓度不再增加，说明此时受CO2的影响，光合速率等于呼吸速率，由于温度保持恒定，所以a、b、c三组的呼吸速率都是一样的，ac两组的光合速率都等于呼吸速率，说明a、c两组的光合速率都相等且都等于呼吸速率，而b组的由于光照较弱，消耗的CO2较少，所以t时光合速率仍然大于呼吸速率     （4）升高      【解析】1、光合作用的过程：（1）光反应阶段：① 场所：类囊体薄膜；② 物质变化：水的光解、ATP的合成；③ 能量变化：光能→ATP、NADPH中的化学能。（1）暗反应阶段：① 场所：叶绿体基质；② 物质变化：CO2的固定、C3的还原；③ 能量变化：ATP、NADPH中的化学能→有机物中稳定的化学能。2、分析题干：将植株置于密闭容器中并给予光照，植株会进行光合作用和呼吸作用，瓶内O2浓度的变化可表示净光合速率。a、b、c、d组的光照强度依次增大，但c、d组O2浓度相同，说明c点的光照强度为光饱和点。(1) 光合色素可分为叶绿素和类胡萝卜素两大类，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，属于可见光。(2) 植物会进行光合作用和呼吸作用，光合作用消耗CO2产生O2，呼吸作用消耗O2产生CO2。分析图可知，光照t时间时，a组中的O2浓度少于b组，说明b组产生的O2更多，光合速率更大，消耗的CO2更多，即a组CO2浓度大于b组。(3) a、b、c、d组的光照强度依次增大，再延长光照时长，c和d组氧气的浓度不再增加，说明此时受CO2的影响，光合速率等于呼吸速率，由于温度保持恒定，所以a、b、c三组的呼吸速率都是一样的，ac两组的光合速率都等于呼吸速率，说明a、c两组的光合速率都相等且都等于呼吸速率，而b组的由于光照较弱，消耗的CO2较少，所以t时光合速率仍然大于呼吸速率。(4) 光照t时间后，c、d组O2浓度相同，即c、d组光合速率不再变化，c组的光照强度为光饱和点。将d组密闭装置打开，会增加CO2浓度，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会升高。 考点3 细胞呼吸与光合作用的综合 1.（2026·河北·高考真题）（多选）小立碗藓的叶绿体和线粒体都有为细胞质基质提供ATP的潜力。为探究两者对细胞质基质ATP水平的影响，对①、②和③组小立碗藓进行黑暗预处理后，检测其细胞质基质ATP对光的响应变化，结果如图所示。下列分析正确的是（        ） A. 光合产物的缺乏和光反应受阻导致③在光照下ATP无显著变化 B. 第一次光照时，①中ATP的增加与叶绿体、线粒体均有关 C. 光照时，叶绿体中的部分ATP用于暗反应中CO2与C5的结合 D. 小立碗藓中的线粒体有助于维持细胞质基质中ATP的稳定供应 【答案】BD 【解析】A、③ 用的是DCMU，抑制叶绿体ATP生成，③ 在光照下ATP无显著变化，应是光反应受阻导致，A错误；B、③ 阻断叶绿体ATP，细胞质基质ATP极低；② 线粒体有氧呼吸受损，ATP峰值远低于① ；说明光照下① 野生型叶绿体光反应产生ATP，同时线粒体有氧呼吸持续供ATP，二者共同作用，B正确；C、CO2与C5的结合是暗反应CO2的固定，该过程不消耗ATP；叶绿体中的部分ATP用于暗反应中三碳酸的还原，C错误；D、对比① 线粒体正常和② 线粒体部分有氧呼吸受抑制；全程② 的细胞质基质ATP含量都低于① ，且黑暗阶段差距更明显，说明线粒体有氧呼吸为细胞质基质提供ATP，维持其ATP稳定供应，D正确。 2.（2026·山东·高考真题）（多选）在充入了适量空气的恒温密闭发酵罐中，酵母菌以充足的葡萄糖为原料进行呼吸作用，随着时间的延长，呼吸作用中O2的消耗速率与CO2的产生速率比如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 从a到b时，有氧呼吸速率不变 B. 从b到d时，无氧呼吸速率增大 C. c时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等 D. d时以后，无氧呼吸速率始终不变 【答案】BC 【解析】A、从a到b时，O2消耗速率与CO2产生速率的比值为1，仅能说明酵母菌只进行有氧呼吸，但无法判断有氧呼吸速率是否不变（如酵母菌繁殖时种群数量增加，有氧呼吸总速率会上升，只要仅进行有氧呼吸，比值就始终为1），A错误；B、从b到d时，速率比逐渐减小至0，说明O2消耗逐渐减少至0，有氧呼吸逐渐减弱，总CO2产生中来自无氧呼吸的比例不断升高，因此无氧呼吸速率增大，B正确；C、c点时速率比为3/4，设O2消耗速率为3x，则有氧呼吸产生CO2速率为3x，总CO2产生速率为4x，可得无氧呼吸产生CO2速率为x。有氧呼吸每消耗1mol葡萄糖产生6molCO2，消耗葡萄糖速率为3x/6=x/2；无氧呼吸每消耗1mol葡萄糖产生2molCO2，消耗葡萄糖速率为x/2，二者相等，C正确；D、d时以后，虽然O2消耗为0，酵母菌只进行无氧呼吸，但随着酒精等代谢废物积累、培养液pH下降，酵母菌活性会被抑制，无氧呼吸速率会逐渐下降，并非始终不变，D错误。 3.（2025·福建·高考真题）细胞呼吸产生的乳酸等物质的释放会引起胞外环境的酸化。为探究氧浓度对细胞呼吸的影响，科研人员将两组肿瘤细胞在不同氧浓度下短暂培养，在箭头所示的时间点更换新的无机盐缓冲液（不含葡萄糖），并分别添加相应的成分，其中a为足量的葡萄糖，b和c为有氧呼吸某一阶段的抑制剂，检测细胞外的酸化速率，结果如图。下列叙述错误的是（       ） A. 试剂c只能是有氧呼吸第一阶段的抑制剂 B. 低氧组细胞对足量葡萄糖引发的无氧呼吸更强烈 C. ①时间段正常氧组细胞同时发生有氧呼吸和无氧呼吸 D. ②时间段正常氧组细胞无氧呼吸消耗的葡萄糖多于低氧组 【答案】D 【解析】A、细胞外酸化是由无氧呼吸产生的乳酸导致的，有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段相同，加入c试剂对有氧呼吸、无氧呼吸影响一致，试剂c只能是有氧呼吸第一阶段的抑制剂，A正确；B、细胞外酸化速率反映无氧呼吸产生乳酸的速率。添加足量葡萄糖（a）后，低氧组的酸化速率显著高于正常氧组，说明低氧组无氧呼吸更强烈，B正确；C、① 时间段正常氧组的酸化速率不为 0，说明存在无氧呼吸；同时正常氧环境下，细胞也可进行有氧呼吸。因此，① 时间段正常氧组细胞同时发生有氧呼吸和无氧呼吸，C正确；D、无氧呼吸的反应式为：C6H12O62C3H6O3（乳酸）+少量能量，即消耗1mol葡萄糖产生2mol乳酸。酸化速率与乳酸产生速率正相关，因此酸化速率越高，消耗的葡萄糖越多。② 时间段低氧组的酸化速率高于正常氧组，说明低氧组无氧呼吸消耗的葡萄糖更多，D错误。故选D。 4.（2025·课标卷·高考真题）在一定温度下，生长在大田的某种植物光合速率（CO2固定速率）和呼吸速率（CO2释放速率）对光照强度的响应曲线如图所示。下列叙述错误的是（       ） A. 光照强度为a时，该植物的干重不会增加 B. 光照强度从a逐渐增加到b时，该植物生长速率逐渐增大 C. 光照强度小于b时，提高大田CO2浓度，CO2固定速率会增大 D. 光照强度为b时，适当降低光反应速率，CO2固定速率会降低 【答案】C 【解析】该曲线是植物光合速率（CO2固定速率）和呼吸速率（CO2释放速率）随光照强度变化的曲线；光照强度为a时，光合速率等于呼吸速率，即 “光补偿点”，此时植物光合作用固定的CO2量，恰好抵消呼吸作用释放的CO2量，净光合为0，植物干重不增不减 。光照强度为b时，光合速率达到“光饱和点”，此后再增加光照强度，光合速率不再提升（受温度、CO2浓度等其他环境因素或自身酶、色素等内部因素限制），此时光合速率与呼吸速率差值最大，植物积累有机物最快 。A、光照强度为a时，光合速率等于呼吸速率，即净光合速率为0。植物干重增加依赖净光合积累有机物，净光合速率=光合速率-呼吸速率，此时净光合为0，干重不会增加，A 正确；B、光照强度从a逐渐增加到b时，光合速率与呼吸速率差值逐渐增大。净光合速率越大，植物积累有机物越多，生长速率逐渐增大，B正确；C、光照强度小于b时，光照强度未达饱和的阶段，在光照强度为主要限制因素时，提高大田CO2浓度，CO2固定速率不会增大（因为光照不足，光反应提供的ATP和NADPH有限，限制暗反应）；只有当光照强度饱和后，提高CO2浓度，CO2固定速率才会增大，C错误；D、光照强度为b时，光反应为暗反应提供ATP和NADPH。适当降低光反应速率，提供的ATP和NADPH减少，会使暗反应中CO2固定速率降低，D正确。故选C。 5.（2025·河北·高考真题）对绿色植物的光合作用和呼吸作用过程进行比较，下列叙述错误的是（       ） A. 类囊体膜上消耗H2O，而线粒体基质中生成H2O B. 叶绿体基质中消耗CO2，而线粒体基质中生成CO2 C. 类囊体膜上生成O2，而线粒体内膜上消耗O2 D. 叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质中分解有机物 【答案】A 【解析】光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段发生在类囊体薄膜上，完成水的光解和ATP的合成，暗反应阶段发生在叶绿体基质，完成二氧化碳的固定和三碳化合物的还原。A 、类囊体膜上进行水的光解消耗H2O，而线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段生成H2O，线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段不生成H2O，A错误；B、叶绿体基质中进行暗反应，消耗CO2进行二氧化碳的固定，线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段，涉及丙酮酸和水反应生成CO2，B正确；C、类囊体膜上进行水的光解生成O2，线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段，消耗O2和NADH生成水，C正确；D、叶绿体基质中进行暗反应，合成葡萄糖等有机物，线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段，分解有机物（丙酮酸），生成CO2和NADH，D正确。故选A。 6.（2024·贵州·高考真题）种子萌发形成幼苗离不开糖类等能源物质，也离不开水和无机盐。下列叙述正确的是（       ） A. 种子吸收的水与多糖等物质结合后，水仍具有溶解性 B. 种子萌发过程中糖类含量逐渐下降，有机物种类不变 C. 幼苗细胞中的无机盐可参与细胞构建，水不参与 D. 幼苗中的水可参与形成NADPH，也可参与形成NADH 【答案】D 【解析】1、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和［H],合成少量 ATP ；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和［ H ]，合成少量 ATP ；第三阶段是氧气和［ H ］反应生成水，合成大量 ATP 。2、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 。A、种子吸收的水与多糖等物质结合后，这部分水为结合水，失去了溶解性，A错误；B、种子萌发过程中糖类含量逐渐下降，有机物种类增加，B错误；C、水也参与细胞构成，如结合水是细胞的重要组成成分，C错误；D、幼苗中的水可参与光合作用形成NADPH，也可通过有氧呼吸第二阶段丙酮酸和水生成NADH，D正确。故选D。 7.（2024·江西·高考真题）农谚有云：“雨生百谷”。“雨”有利于种子的萌发，是“百谷”丰收的基础。下列关于种子萌发的说法，错误的是（       ） A. 种子萌发时，细胞内自由水所占的比例升高 B. 水可借助通道蛋白以协助扩散方式进入细胞 C. 水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成 D. 光合作用中，水的光解发生在类囊体薄膜上 【答案】C 【解析】细胞内的水以自由水与结合水的形式存在，自由水具有能够流动和容易蒸发的特点，结合水与细胞内其他大分子物质结合是细胞的重要组成成分，自由水与结合水的比值越大，细胞新陈代谢越旺盛，抗逆性越差，自由水与结合水的比值越小细胞的新陈代谢越弱，抗逆性越强。A、种子萌发时，代谢加强，结合水转变为自由水，细胞内自由水所占的比例升高，A正确；B、水可借助通道蛋白以协助扩散方式进入细胞，不需要消耗能量，B正确；C、丙酮酸的生成属于有氧呼吸第一阶段，没有水的参与，C错误；D、光合作用中，水的光解属于光反应阶段，发生在类囊体薄膜上，D正确。故选C。 8.（2026·甘肃·高考真题）植物光合作用的检测与定量有助于准确评估生态系统的固碳效应。植物叶绿素吸收阳光后可释放出能量较低的光（日光诱导叶绿素荧光，SIF），在一定条件下其强度与净光合作用速率（An）成正比，可用于估算生态系统生产力。研究者分析了两种植物SIF对光照强度（PAR）的响应，以及气温对An-SIF关系的影响（下图）。回答下列问题。 （1）叶绿体中SIF发生的具体部位是　　　　　　　　　　，发生在光合作用的　　　　　　　　　　阶段。 （2）若以气温25℃时植物A的数据建立An-SIF模型，则高温胁迫下植物A的An被　　　　　　　　　　（填“高”或“低”）估；当时，若将该模型用于植物，则An被　　　　　　　　　　（填“高”或“低”）估。 （3）根据本研究结果，应用SIF估算生态系统生产力需考虑的影响因素有：　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　。 （4）叶片胞间浓度是分析光合作用常用的参数。某同学拟以植物B为材料，探究温度（20℃、25℃和35℃）对的影响。 ①除测定外，该同学还应测定和　　　　　　　　　　（记为）。 ②在PAR为的条件下，温度从20℃提高到25℃和30℃，若无显著变化，则的可能变化趋势是　　　　　　　　　　，原因是　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 类囊体薄膜（基粒）    ② 光反应     （2）① 高    ② 低     （3）① 光照强度（PAR）    ② 气温    ③ 植物种类     （4）①  气孔导度    ② 逐渐升高    ③ X（气孔导度）无显著变化意味着CO₂进入叶肉细胞的量没有明显改变，但温度升高后植物净光合速率An下降，叶肉细胞固定利用的CO₂减少，因此胞间积累的CO₂浓度Ci升高      【解析】(1) 根据题意可知植物叶绿素吸收阳光后可释放出能量较低的光（SIF)，叶绿素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，因此叶绿体中SIF发生的具体部位是类囊体薄膜。吸收光能后释放荧光的过程属于光合作用的光反应阶段。(2) 从植物A的An-SIF曲线可知：相同SIF下，35℃高温胁迫时的An低于25℃的An，即高温条件下An较低，所以若用25℃的模型通过SIF反推An，得到的数值会比实际高温下的真实An大，因此An被高估；从左侧SIF-PAR图可知PAR>500时，相同光照下植物B的SIF比植物A更高，若用植物A的25℃An-SIF模型，通过偏小的SIF反推得到的An会比植物B的真实An小，因此An被低估。 (3) 结合题干中3个坐标图显示的实验变量可知：SIF受光照强度PAR影响、净光合作用速率（An）气温、植物种类（A和B）的影响，因此应用SIF估算生态系统生产力时需考虑影响这三类因素。(4) ① 胞间CO₂浓度Ci同时受两个因素影响：气孔从外界向胞间输入CO₂的能力、叶肉细胞光合作用消耗CO₂的速率，因此除了测定净光合速率An，还需要测定气孔导度来分析Ci的变化原因。 ② 当气孔导度X无显著变化时，CO₂的输入量没有明显改变，但温度升高到35℃时植物B的An下降，叶肉细胞消耗固定的CO₂减少，多余的CO₂在胞间积累，因此Ci随温度升高逐渐上升。 9.（2026·全国·高考真题）在干旱半干旱地区，水分是影响作物产量的关键因素。研究者对某种植物进行干旱处理，在其他环境因素正常且稳定的条件下，测定叶片的脱落酸(ABA)含量、光合速率(CO2固定速率)和呼吸速率(CO2释放速率)，结果如图所示。回答下列问题。 （1）叶肉细胞有氧呼吸过程中，能量释放的部位有　　　　　　　　；光合作用过程中CO2的固定发生在　　　　　　　　　(填“类囊体膜”“叶绿体基质”或“叶绿体内膜”)。影响光合作用的环境因素有水分、CO2和　　　　　　　　(答出2点即可)等。 （2）研究者认为，随着干旱处理时间延长，ABA含量升高导致CO2供应不足，引起光合速率降低。ABA含量升高导致CO2供应不足的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）叶片光合速率降低至与呼吸速率相等时不再降低，原因是　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜    ② 叶绿体基质    ③ 光照、温度     （2）ABA促进气孔关闭     （3）此时气孔完全关闭，光合作用固定的CO2由呼吸作用提供      【解析】(1) 叶肉细胞有氧呼吸分为三个阶段，第一阶段在细胞质基质中进行，释放少量能量；第二阶段在线粒体基质中进行，释放少量能量；第三阶段在线粒体内膜上进行，释放大量能量，所以能量释放的部位有细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜。光合作用的暗反应阶段包括CO2的固定和C3的还原，CO2的固定发生在叶绿体基质中。 影响光合作用的环境因素有水分、CO2，还有光照强度、温度等（光照强度影响光反应，温度影响酶的活性）。(2) ABA是脱落酸，在干旱条件下，ABA含量升高会促进气孔关闭，气孔关闭后，植物吸收CO2的通道受阻，从而导致CO2供应不足，进而引起光合速率降低。(3) 当叶片光合速率降低至与呼吸速率相等时，植物净光合速率为0，此时气孔完全关闭，光合作用固定的CO2由呼吸作用提供，光合速率也不再继续降低。 10.（2026·四川·高考真题）农光互补能在同一片土地上兼顾太阳能光伏发电与农业生产，有利于推动资源综合利用。在某干旱农业区农光互补系统的光伏板下，光照强度最大值降低近75%，研究人员测定了该系统对某作物净光合速率的影响，结果如图1。回答下列问题。 （1）光合作用与农作物的产量联系密切，　　　　　　　　　　　　　　　　　作为直接原料参与植物的光合作用。 （2）11:00到15:00期间，与全日照相比，农光互补系统下该作物的净光合速率更高，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）农光互补系统下，该作物全天光合作用吸收CO2总量较全日照下　　　　　　　　　　。 （4）正常灌溉是全日照下的最适灌溉。推测在农光互补系统中，适当减量灌溉更适合该作物生长，从而提高产量。有人测量了不同处理下该作物的产量，正常灌溉组应为图2中的　　　　　　　　组，请综合分析后，在图2方框内画出符合上述推测的实验结果　　　　　　　　。 【答案】（1）CO2和H2O     （2）该时间段内温度较高，植物因蒸腾作用过强导致关闭气孔，二氧化碳吸收量减少，光合速率下降；农光互补系统下光伏板遮光导致光照强度降低，蒸腾作用减弱，气孔关闭程度小，二氧化碳吸收量较多，净光合速率更高     （3）更大     （4）① A    ②       【解析】(1) 光合作用光反应的原料是水，暗反应的原料是二氧化碳，因此CO2和H2O是光合作用的直接原料。(2) 该区域气候干旱，11:00~15:00 全日照条件下光照强、温度高，植物蒸腾作用过强，为减少水分散失，叶片气孔大量关闭，CO2吸收减少，暗反应受限，净光合速率降低； 农光互补模式下因光伏板遮挡，光照强度大幅降低，既能满足光合作用对光照的需求，又避免了强光高温引发的气孔关闭，植物气孔开放程度更高，CO2供应充足，同时蒸腾作用减弱，水分散失少，缓解了光合午休现象，因此净光合速率更高。(3) 全天光合作用吸收CO2总量代表总光合速率，总光合速率=净光合速率+呼吸速率。由图1可知：两组为同种作物且无关变量一致，呼吸速率无显著差异，结合白天大部分时段农光互补组净光合速率更高，可推出其全天光合作用吸收CO2总量更大。(4) 题干说明正常灌溉是全日照下的最适灌溉，A 组全日照的作物产量高于B 组全日照，因此A为正常灌溉组，B为减量灌溉组。推测在农光互补系统中，适当减量灌溉更适合该作物生长，从而提高产量。按此推测，农光互补组，B组要高于A组。示意图如下：。 11.（2026·山东·高考真题）某细菌是严格厌氧的光合细菌，在光线充足的条件下主要通过光合作用为自身供能。其光合作用与呼吸作用过程如图所示，其中①~④表示反应过程。 （1）与高等植物相比，该细菌特有的光反应产物有　　　　　　　和　　　　　　　。①和②属于光合作用的　　　　　　　阶段。 （2）②与高等植物有氧呼吸第一阶段的反应过程相反，图中C3是　　　　　　　（填物质名称），②的进行除C3外还需要的原料有　　　　　　　和　　　　　　　。 （3）①和③是合成C3的两个路径，在光线充足、乙酸含量高的环境中，该菌会优先通过③进行光合作用。从能量的角度推测，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① S    ② NADH    ③ 暗反应     （2）① 丙酮酸    ② ATP    ③ NADH     （3）路径③ 合成有机物消耗的光能更少，能节省光反应固定的能量，且乙酸中的能量可以转移到糖类等有机物中，能量利用效率更高。      【解析】(1) 高等植物光反应以水为供氢体，产物是氧气、ATP、NADPH；该光合细菌以H2S为供氢体，分解产生S，还原剂是NADH而非NADPH，因此特有产物为S和NADH。① 二氧化碳固定生成C3、② C3还原生成葡萄糖，均属于光合作用暗反应阶段发生的物质变化。(2) 高等植物有氧呼吸第一阶段葡萄糖分解为丙酮酸；② 过程是合成葡萄糖，和该过程完全相反，因此图中三碳化合物是丙酮酸；暗反应还原过程需要光反应提供的能量载体ATP、还原剂NADH，所以② 的进行除C3外还需要的原料有ATP、NADH。(3) 路径① 需要直接固定，要消耗更多光反应产生的ATP、NADH；乙酸是有机物，通过路径③ 合成无需大量消耗光能，节省光反应产生的能量，且乙酸中的能量可以转移到糖类等有机物中，能量利用效率更高，因此乙酸充足时优先走③ 途径。 12.（2026·黑吉辽蒙·高考真题）研究人员以森林中某落叶阔叶树为对象，测定了树冠顶部和底部当年生总枝条的相关指标，结果如表所示。当年生总枝条是指在一个生长季节内（通常是春季萌芽到秋季落叶前）萌发、生长并木质化的枝条及其上的所有叶片。回答下列问题。 相关指标总枝条位置 叶片最大光合速率（CO2μmol·m-2·s-1） 叶片呼吸速率（CO2μmol·m-2·s-1） 相对碳成本（%） 比叶面积（m2·kg-1） 树冠顶部 11.9 1.8 15.6 9.8 树冠底部 9.5 1.1 15.2 13.5 注：相对碳成本=（当年生总枝条的碳总量/叶片脱落前该总枝条从环境中吸收的碳总量）×100%；比叶面积=叶面积/叶干重。 （1）实验中测定最大光合速率时，除使用饱和光照外，还应保证　　　　　　　　和　　　　　　　　等环境因子一致且适宜。与测定光合速率不同，测定叶片的呼吸速率必须在　　　　　　　　环境条件下。 （2）已知，光合速率=净光合速率＋呼吸速率。以一定强度的光照射该植物顶部叶片，此时顶部叶片的呼吸速率与光合速率相等，若用同强度的光照射底部叶片，此时底部叶片的净光合速率应　　　　　　　　（填“>0”、“<0”或“=0”）。 （3）植株生长过程中，总枝条可向根等部位输出有机物，总枝条输出有机物的能力与相对碳成本呈　　　　　　　　（填“正”或“负”）相关。底部与顶部总枝条的相对碳成本接近，但底部总枝条所处环境光照较弱，在此条件下，据表中数据分析，底部总枝条通过　　　　　　　　和　　　　　　　　，使其碳输出量实现最大化。此外，其叶片还可能通过哪些生理或结构变化来提高光能捕获效率？　　　　　　　　（答出2点即可），这些变化的作用是　　　　　　　　（从光反应的物质和能量转化角度作答）。 【答案】（1）① CO2浓度    ② 温度    ③ 黑暗     （2）>0     （3）① 负    ② 降低呼吸速率    ③ 增大比叶面积    ④ 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）    ⑤ 吸收更多光能，促进光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，提高光反应效率      【解析】(1) 测定最大光合速率时，除光照强度外，需要保证其他影响光合作用的环境因子如CO2浓度、温度等处于适宜且一致的状态；测定呼吸速率时，为排除光合作用吸收CO2对结果的干扰，必须在黑暗条件下进行。(2) 根据题干定义，光合速率（总光合）=净光合速率+呼吸速率，题目中该光强下顶部叶片总光合=呼吸速率，说明顶部净光合为0，该光强为顶部（阳生叶）的光补偿点。底部叶片是阴生叶，光补偿点低于阳生叶，即该光强高于底部的光补偿点，因此底部叶片净光合速率大于0。(3) 相对碳成本是当年生枝条自身保留的碳量占总吸收碳量的比例，保留比例越高，可输出的碳越少，因此枝条输出有机物的能力与相对碳成本呈负相关。 底部光照较弱，结合表格数据可知：底部叶片通过降低呼吸速率减少自身有机物消耗、增大比叶面积（相同叶干重获得更大光合面积）捕获更多光能，在相对碳成本接近时实现碳输出量最大化。 弱光环境下，植物还可通过增加叶绿素含量、扩大类囊体膜/叶面积等变化提高光能捕获效率；从光反应的物质能量转化角度看，这些变化能吸收更多光能，促进光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，提高光反应效率。 13.（2026·云南·高考真题）研究人员使用人工气候室探究温度对某品种水稻产量的影响，实验结果如下表。 温度/℃ 28 34 38 光照下CO2吸收速率/（μmol·m-2·s-1） 22.52 23.41 24.15 黑暗下CO2释放速率/（μmol⋅m-2·s-1） 3.26 4.56 5.59 回答下列问题： （1）水稻叶绿体中吸收光能的色素分布在　　　　　　　　上。光能被吸收后转化为　　　　　　　　储存在NADPH和ATP中参与暗反应。暗反应将CO2转化为储存能量的　　　　　　　　，部分CO2来自细胞呼吸。细胞中产生CO2的场所包括　　　　　　　　。 （2）在实验设置的三个温度下，水稻固定CO2速率最高的是　　　　　　　　℃，理由是　　　　　　　　。 （3）某地持续高温（34~38℃）伴随干燥天气，此时，在大田生产中水稻的光合速率会降低，其原因是　　　　　　　　。 【答案】（1）① 类囊体薄膜    ② 活跃的化学能    ③ 有机物（糖类）    ④ 细胞质基质和线粒体基质     （2）① 38    ② 水稻固定CO2的速率是总光合速率，总光合速率=净光合速率（光照下CO2吸收速率）+呼吸速率（黑暗下CO2释放速率），计算得38℃时总光合速率为29.74，为三组中最大     （3）高温干燥条件下，水稻为减少水分散失，气孔大量关闭，CO2吸收量减少，暗反应速率降低，导致光合速率下降      【解析】(1) 叶绿体中吸收光能的光合色素只分布在类囊体薄膜上；光反应将光能转化为活跃的化学能，储存在ATP和NADPH中；暗反应最终将CO2转化为储存能量的有机物（糖类）；水稻是真核植物，有氧呼吸第二阶段在线粒体基质产生CO2，无氧呼吸在细胞质基质产生CO2，因此产CO2的场所为细胞质基质和线粒体基质。(2) 固定CO2的速率代表总光合速率，总光合速率=净光合速率+呼吸速率：表格中光照下CO2吸收速率是净光合速率，黑暗下CO2释放速率是呼吸速率，计算得：28℃总光合=22.52+3.26=25.78、34℃总光合=23.41+4.56=27.97、38℃总光合=24.15+5.59=29.74，因此38℃时固定CO2速率最高。(3) 高温干燥环境下，水稻蒸腾作用过强，为减少水分散失，叶片气孔会大量关闭，导致CO2吸收量减少，暗反应原料不足，速率下降，最终整体光合速率降低。 14.（2026·浙江·高考真题）水稻是我国的五大主要粮食作物之一。米饭中的淀粉在消化系统中水解为葡萄糖，经血液循环运输至组织细胞，既可作为细胞呼吸的底物，也可在某些组织器官中转化或储存。回答下列问题： （1）研究人员发现，某稻田中有1株深绿色水稻突变体，其光合速率较其他的水稻高，可能的原因是突变体单位叶面积吸收的光能更　　　　　　　　。该突变体光合速率变化如图1所示，6：00—9：00光合速率持续上升的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　（答出2点即可）。空气湿度对该水稻光合速率的影响如图2所示，图中灰色区域内，与正常空气湿度相比，空气湿度较低时水稻光合速率也较低，原因是　　　　　　　　　　　　　　。 （2）米饭在口腔中被唾液淀粉酶初步分解。唾液淀粉酶由唾液腺腺泡细胞中的　　　　　　　　合成，依次经　　　　　　　　加工后，通过囊泡运输分泌至细胞外。唾液淀粉酶随食团进入胃部，由于胃液的　　　　　　　　环境，导致其活性丧失。 （3）小肠上皮细胞可通过　　　　　　　　的方式，逆浓度梯度吸收葡萄糖。葡萄糖经细胞呼吸能生成ATP，为肌肉运动提供能量。充足时，肌细胞产生ATP的场所有　　　　　　　　。适度的有氧运动可消耗人体内储存的　　　　　　　　，配合科学饮食，有助于实现有效的体重管理。 【答案】（1）① 多/大/高    ② 光照变强，气孔开放程度变大，温度升高    ③ 气孔开放程度小，吸收少     （2）① 核糖体/附着型核糖体    ② （粗面）内质网、高尔基体    ③ 强酸性/过酸/酸性过强/较低pH     （3）① 主动转运/主动运输    ② 细胞质基质/细胞溶胶、线粒体    ③ 脂肪/油脂（中的能量）      【解析】光合作用的影响因素分内因和外因。内因主要是光合色素的含量、光合酶的活性与数量，以及叶绿体的结构；外因核心为光照（强度、波长、时长）、CO₂浓度、温度，水和矿质元素也会通过提供原料、构成光合结构等间接影响光合速率。(1) 深绿色水稻突变体的叶绿素含量更高，因此单位面积吸收的光能更多，光合速率更高。6:00–9:00 光照强度逐渐增强，同时气孔开放程度增大（吸收更多 CO₂）、温度升高（光合酶活性增强），共同推动光合速率持续上升。空气湿度较低时，水稻为减少蒸腾失水会关闭部分气孔，导致 CO₂吸收量减少，暗反应速率降低，从而光合速率下降。(2) 唾液淀粉酶是分泌蛋白，在附着于内质网的核糖体上合成。分泌蛋白需依次经粗面内质网进行初步加工、高尔基体进行进一步加工和包装，再通过囊泡运输分泌到细胞外。胃液为强酸性环境，唾液淀粉酶的最适pH接近中性，在强酸条件下其空间结构被破坏，酶活性丧失。(3) 小肠上皮细胞逆浓度梯度吸收葡萄糖，需要载体蛋白和能量，属于主动运输（主动转运）。氧气充足时，肌细胞进行有氧呼吸，在细胞质基质（细胞溶胶）和线粒体中产生ATP。适度有氧运动可动员体内储存的脂肪分解供能，配合科学饮食能有效消耗脂肪，实现体重管理。 15.（2025·天津·高考真题）为研究低氧条件下光合作用与呼吸作用的关系，采集某植物叶片，将叶柄浸入H216O 后，放于氧气置换为18O2的密闭装置中，18O2浓度设正常（21%）和低氧（2%）两个水平，测定短时间内、不同光照条件下的净光合速率和呼吸作用速率。其中，净光合速率=光合作用速率-呼吸作用速率。结果如下： （1）光照条件下，密闭装置中18O2逐渐减少，而16O2逐渐增加，此时呼吸作用消耗的氧气来源于　　　　　和　　　　　。设最初密闭装置中18O2的量为，120秒后测得的量为，16O2的量为，叶片面积为，则净光合速率为　　　　　。 （2）低氧下，光照强度下，叶片光合作用速率为　　　　　。 （3）低氧在　　　　　（光照、黑暗、光照和黑暗）条件下构成呼吸作用的限制因素。 （4）在两种氧浓度下，将叶片置于光照（强度为）、黑暗各1小时后，测定叶片中的糖含量。请推测低氧对叶片糖积累是否有利，并给出相应理由：　　　　　。 【答案】（1）① 18O2（或光合作用）    ② 光合作用（或18O2）    ③      （2）10.7     （3）黑暗     （4）有利，因为光照时两种氧浓度下净光合速率相同，但黑暗时低氧下呼吸作用速率更低      【解析】影响光合作用的环境因素主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度等。光合作用的色素主要吸收红光和蓝紫光。(1) 光照条件下，植物同时进行光合作用和呼吸作用：叶柄浸入H216O，光合作用光反应会产生16O2。呼吸作用消耗的氧气有两个来源：① 外界的18O2；② 光合作用产生的16O2。净光合速率是单位时间单位面积的氧气积累量：初始18O2为xμmol，120秒后18O2为yμmol，16O2为zμmol。总氧气积累量为(y+z−x)μmol（最终总氧气量y+z减去初始x）。时间为120秒，叶片面积为am2，因此净光合速率为(y+z-x)/(120×a)μmol/(m2⋅s)。(2) 从左侧 “光照强度 - 净光合速率” 图可知，低氧（2% O2）条件下，500μmolPAR/(m2⋅s)时净光合速率为 10 μmol/(m2⋅s)。从右侧 “氧浓度 - 呼吸作用速率” 图可知，低氧（2% O2）黑暗条件下呼吸作用速率为 0.7 μmol/(m2⋅s)。光合作用速率 = 净光合速率 + 呼吸作用速率，因此光合作用速率为10+0.7=10.7μmol/(m2⋅s)。(3) 光照条件下，21% 和 2% O2的呼吸作用速率几乎一致，说明低氧在光照下对呼吸无限制。黑暗条件下，21% O2的呼吸速率高于 2% O2，说明低氧在黑暗条件下限制了呼吸作用。(4) 光照时，两种氧浓度下净光合速率相同（由左侧图可知，500μmolPAR/(m2⋅s)时净光合速率一致），说明光照下有机物积累量相同。黑暗时，低氧下呼吸作用速率更低（由右侧图可知，黑暗条件下低氧呼吸速率小于正常氧），说明黑暗下低氧消耗的有机物更少。综上，低氧对叶片糖积累有利，理由是：光照时两种氧浓度下净光合速率相同，但黑暗时低氧下呼吸作用速率更低，总有机物积累更多。 16.（2025·甘肃·高考真题）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）① 叶绿素    ② 光敏色素    ③ 类胡萝卜素     （2）① 提高    ② 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）① B    ② 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      【解析】光合色素包括叶绿素（主要是叶绿素a和b）、类胡萝卜素，叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素吸主要吸收蓝紫光。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。(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。 17.（2025·云南·高考真题）不当施肥、人为踩踏、大型农业机械碾压等因素均会导致土壤结构破坏，如土壤紧实等。为研究土壤紧实对植物生长发育的影响，研究人员分别用压实的土壤（压实组）和未压实的土壤（疏松组）种植黄瓜，得到黄瓜根系中苹果酸和酒精含量数据如表。 组别 苹果酸/（μmol·g-1） 酒精/（μmol·g-1） 压实组 0.271±0.005 6.114±0.013 疏松组 0.467±0.004 2.233±0.040 回答下列问题： （1）本实验中苹果酸主要在根系细胞的线粒体基质中生成，由此可推测，其为　　　　　　　　　（填“有氧”或“无氧”）呼吸的中间产物。 （2）相较于疏松组，压实组黄瓜根系的无氧呼吸更强，依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，为维持根系细胞正常生命活动，压实组消耗的有机物总量更　　　　　　（填“多”或“少”），原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；根吸收水分的能力减弱，叶片气孔　　　　　　　　　，光合作用　　　　　　　　　　　　　　　　　　阶段首先受到抑制，有机物合成减少。最终导致有机物积累减少，黄瓜生长缓慢。 （3）为解决土壤紧实的问题，可以采取的措施有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（答出2点即可）。 【答案】（1）有氧     （2）① 压实组黄瓜根系中酒精含量更高    ② 多    ③ 压实组无氧呼吸强，无氧呼吸释放能量少    ④ 关闭    ⑤ 暗反应     （3）合理施肥、适度翻耕、减少大型农业机械的不必要碾压等      【解析】有氧呼吸是有机物彻底的氧化分解，并释放能量的过程。有氧呼吸第一阶段在细胞质基质，第二阶段在线粒体基质，第三阶段在线粒体内膜。无氧呼吸整个过程在细胞质基质进行。(1) 有氧呼吸的第二阶段发生在线粒体基质中，本实验中苹果酸主要在根系细胞的线粒体基质中生成，由此可推测，其为有氧呼吸的中间产物。(2) 相较于疏松组，压实组黄瓜根系中酒精含量更高，而酒精是植物细胞无氧呼吸的产物，所以压实组黄瓜根系的无氧呼吸更强。为维持根系细胞正常生命活动，由于压实组无氧呼吸强，无氧呼吸释放的能量较少，为获得足够能量维持生命活动，压实组消耗的有机物总量更多。根吸收水分的能力减弱，叶片气孔关闭，二氧化碳进入减少，光合作用暗反应阶段首先受到抑制，有机物合成减少。最终导致有机物积累减少，黄瓜生长缓慢。(3) 为解决土壤紧实的问题，可以采取的措施有合理施肥，避免不当施肥导致土壤结构破坏；适度翻耕，疏松土壤；减少大型农业机械的不必要碾压等。 18.（2025·山东·高考真题）高光强环境下，植物光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤，引起光合作用强度下降。植物进化出的多种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长，其部分光合过程如图所示。 （1）叶绿体膜的基本支架是　　　　　；叶绿体中含有许多由类囊体组成的　　　　　，扩展了受光面积。 （2）据图分析，生成NADPH所需的电子源自于　　　　　。采用同位素示踪法可追踪物质的去向，用含3H2O的溶液培养该绿藻一段时间后，以其光合产物葡萄糖为原料进行有氧呼吸时，能进入线粒体基质被3H标记的物质有H2O、　　　　　，离心收集绿藻并重新放入含H218O的培养液中，在适宜光照条件下继续培养，绿藻产生的带18O标记的气体有　　　　　。 （3）据图分析，通过途径①和途径②消耗过剩的光能减轻光合系统损伤的机制分别为　　　　　。 【答案】（1）① 磷脂双分子层    ② 基粒     （2）① 水的光解    ② 丙酮酸、[H]    ③ 氧气（或O2）和二氧化碳（CO2）     （3）途径① 光能以电能耗散；途径② 光能以热能耗散      【解析】光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生NADPH与氧气，以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。(1) 叶绿体膜属于生物膜的范畴，生物膜的基本支架是磷脂双分子层；叶绿体中含有许多由类囊体组成的基粒，扩展了受光面积。(2) 据图分析，水在光下分解为O2和H+，同时产生的电子经传递，可用于NADP+与H+结合形成NADPH，即生成NADPH所需的电子源自于水的光解。3H2O被植物细胞吸收后参与光合作用，生成C63H12O6。在有氧呼吸的第一阶段，C63H12O6在细胞质基质中被分解成含有3H的丙酮酸，产生少量的[3H]，并释放少量的能量；在有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸与3H2O在线粒体基质中被彻底分解生成CO2和[3H]，释放少量的能量；在线粒体内膜上完成的有氧呼吸的第三阶段，[3H]与O2结合生成H2O，并释放大量的能量。可见，用含3H2O的溶液培养该绿藻，一段时间后，能进入线粒体基质被3H标记的物质有H2O、丙酮酸。培养液中H218O被绿藻吸收后，在光合作用的光反应阶段被分解产生18O2；在有氧呼吸的第二阶段，H218O与丙酮酸被彻底分解为C18O2和[H]，即产生的带18O标记的气体有O2和CO2。(3) 据图分析，途径① 通过将过剩的电子传递给氧气，生成超氧化物（如H2O2），进而这些超氧化物被活性氧清除系统（如过氧化氢酶等）清除，从而防止活性氧对光合系统的损伤；途径② 将叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散失，减少电子的释放，产生的活性氧减少，从而防止对光合系统的损伤。 19.（2025·安徽·高考真题）为探究水通道蛋白NtPIP对作物耐涝性的影响，科研小组测定了油菜的野生型（WT）及NtPIP基因过量表达株（OE）在正常供氧（AT）和低氧（HT，模拟涝渍）条件下的根细胞呼吸速率和氧浓度，结果见图1。 回答下列问题。 （1）据图1分析，低氧胁迫下，NtPIP基因过量表达会使根细胞有氧呼吸　　　　　　　　，原因是　　　　　　　　。有氧呼吸第二阶段丙酮酸中的化学能大部分被转化为　　　　　　　　中储存的能量。 （2）科学家早期在探索有氧呼吸第二阶段代谢路径时发现，在添加丙二酸的组织悬浮液中加入分子A、B或C时，E增多并累积（图2a）；当加入F、G或H时，E也同样累积（图2b）。根据此结果，针对有氧呼吸第二阶段代谢路径提出假设：　　　　　　　　。 （3）科研小组还发现，低氧条件下，NtPIP基因过量表达株的叶片净光合速率高于野生型。结合根细胞呼吸速率的变化分析，其原因是　　　　　　　　。 （4）光合作用光反应实质是光能引起的氧化还原反应，最终接受电子的物质（最终电子受体）是　　　　　　　　，而最终提供电子的物质（最终电子供体）是　　　　　　　　。 【答案】（1）① 增强    ② 在低氧胁迫下，NtPIP基因的过量表达株（OE）的根细胞呼吸速率和氧气浓度均明显高于WT组    ③ NADH     （2）假设物质H能转化为A     （3）低氧条件下，NtPIP基因过量表达株，根有氧呼吸增强，因而主动运输吸收更多无机盐，为叶绿体的物质和结构合成提供了更多原料     （4）① NADP+    ② H2O      【解析】1、有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，释放少量能量；第二阶段是丙酮酸和H2O反应生成CO2和NADH，释放少量能量；第三阶段是O2和[H]反应生成水，释放大量能量。 2、光反应场所在光合膜；光反应产物有氧气、ATP和NADPH。(1) 据图1分析，低氧条件下，与野生型组相比，NtPIP基因过量表达株（OE）组氧气浓度升高且呼吸速率增加，故低氧胁迫下，NtPIP基因过量表达会使根细胞有氧呼吸增强。第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳（无机物）、NADH（储存大量能量）并释放出少量的能量（绝大部分以热能形式散失，少量用于合成ATP），其中的化学能大部分被转化为NADH储存的能量。(2) 在添加丙二酸的组织悬浮液中加入分子A、B或C时，E增多并累积；当加入F、G或H时，E也同样累积，再结合根据图2中显示的代谢路径，可知丙二酸的加入会导致E积累；分子A、B、C和F、G、H均为E的前体或可通过代谢转化为E，表明有氧呼吸第二阶段代谢路径存在循环特性，即H→A，故提出：假设物质H能转化为A。(3) 小问1可知，低氧条件下，与野生型相比，NtPIP基因过量表达株的根有氧呼吸增强，因而主动运输吸收更多无机盐，为叶绿体的物质和结构合成提供了更多原料，因而提高了净光合速率。(4) 光反应中水在光下分解为H+、O2和e-，e-经传递最终与H+和NADP+结合生成NADPH，因此，光反应中最终的电子供体是H2O，最终的电子受体是NADP+。 20.（2024·广西·高考真题）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）① 胞吞    ② 叶绿体     （2）可通过摄食浮游生物获取营养物质     （3）① B型    ② 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）① 下降    ② 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      【解析】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。(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。 21.（2024·海南·高考真题）海南是我国芒果（也称杧果）的重要种植地，芒果的生长和果实储藏受诸多因素影响。回答下列问题： （1）芒果的生长依赖于光合作用：光合作用必需的酶分布在叶绿体的　　　　　和　　　　　。 （2）生产中用植物生长调节剂乙烯利浸泡采摘后的芒果，可促进果实成熟，原因是　　　　　。 （3）为延长芒果的储藏期，应减弱芒果的呼吸作用，其目的是　　　　　。从环境因素考虑；除了降低温度外，减弱芒果呼吸作用的措施还有　　　　　（答出1点即可）。 （4）芒果在冷藏期间呼吸速率会降低，有利于保鲜。但芒果对低温敏感，冷藏期间易受到冷害，导致呼吸速率持续下降，影响果实品质。为了探究冷藏前用褪黑素处理芒果是否具有减轻冷害的作用，请以呼吸速率为测定指标，简要写出实验设计思路、预期结果和结论　　　　　（注：褪黑素可用蒸馏水配制成溶液）。 【答案】（1）① 类囊体薄膜    ② 基质     （2）乙烯利能释放出乙烯促进果实的成熟     （3）① 减少有机物的消耗    ② 降低氧浓度     （4）实验设计思路为：将采摘后的生长状况相同的芒果均分为两组，标记为甲组和乙组，甲组用褪黑素进行处理,乙组不做处理,两组在相同条件下进行冷藏，实验开始及之后每隔一段时间测定甲、乙两组水果的呼吸速率预期结果和结论：若甲组呼吸速率高于乙组，说明用褪黑素处理芒果具有减轻冷害的作用；若甲组呼吸速率与乙组相差不多，说明用褪黑素处理芒果不具有减轻冷害的作用；若甲组呼吸速率低于乙组，说明用褪黑素处理芒果加重了冷害的作用      【解析】1、乙烯主要作用是促进果实成熟，此外，还有促进老叶等器官脱落的作用。2、细胞呼吸的原理在生活和生产中得到了广泛的应用。生活中，馒头、面包、泡菜等许多传统食品的制作，现代发酵工业生产青霉素、味精等产品，都建立在对微生物细胞呼吸原理利用的基础上。在农业生产上，人们采取的很多措施也与调节呼吸作用的强度有关。例如，中耕松土适时排水，就是通过改善氧气供应来促进作物根系的呼吸作用，以利于作物的生长；在储藏果实、蔬菜时，往往需要采取降低温度、降低氧气含量等措施减弱果蔬的呼吸作用，以减少有机物的消耗。(1) 光合作用包括光反应和暗反应，光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜上，暗反应的场所发生在叶绿体基质，两个过程都需要酶的催化作用，因此光合作用必需的酶分布在叶绿体的类囊体薄膜和叶绿体基质中(2) 乙烯利与水或含羟基化合物反应放出乙烯，乙烯能够促进果实成熟。(3) 呼吸作用会分解有机物，为延长芒果的储藏期，应减弱芒果的呼吸作用，减少有机物的消耗。影响细胞呼吸的环境因素包括温度、水、氧浓度和二氧化碳浓度等，除了降低温度减弱呼吸作用外，减弱芒果呼吸作用的措施可以通过降低氧浓度。(4) 根据题意，该实验的目的是探究冷藏前用褪黑素处理芒果是否具有减轻冷害的作用，实验的自变量是冷藏前是否用褪黑素处理，因变量为呼吸速率。实验设计遵循单一变量和对照性原则，那么实验设计思路为：将采摘后的生长状况相同的芒果均分为两组，标记为甲组和乙组，甲组用褪黑素进行处理,乙组不做处理,两组在相同条件下进行冷藏，实验开始及之后每隔一段时间测定甲、乙两组水果的呼吸速率。预期实验结果及结论：若甲组呼吸速率高于乙组，说明用褪黑素处理芒果具有减轻冷害的作用；若甲组呼吸速率与乙组相差不多，说明用褪黑素处理芒果不具有减轻冷害的作用；若甲组呼吸速率低于乙组，说明用褪黑素处理芒果加重了冷害的作用。 22.（2024·全国甲卷·高考真题）在自然条件下，某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。回答下列问题。 （1）该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等，叶片有机物积累速率　　　　　　　　（填“相等”或“不相等”），原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）在温度d时，该植物体的干重会减少，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）温度超过b时，该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。（答出一点即可） （4）通常情况下，为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在　　　　　　　　最大时的温度。 【答案】（1）① 不相等    ② 自然条件下，黑暗时温度a和c时的呼吸速率不相等     （2）温度d时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但植物的根部等细胞不进行光合作用，仍呼吸消耗有机物，导致植物体的干重减少     （3）温度过高，导致部分气孔关闭，CO2供应不足，暗反应速率降低；温度过高，导致酶的活性降低，使暗反应速率降低     （4）光合速率和呼吸速率差值      【解析】影响光合作用的因素有：光照强度、温度、CO2浓度、酶的活性和数量、光合色素含量等。(1) 在自然条件下，该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等，但由于黑暗时呼吸速率不同，因此叶片有机物积累速率不相等。(2) 在温度d时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但由于植物有些细胞不进行光合作用如根部细胞，因此该植物体的干重会减少。(3) 温度超过b时，为了降低蒸腾作用，部分气孔关闭，使CO2供应不足，暗反应速率降低；同时使酶的活性降低，导致CO2固定速率减慢，C3还原速率减慢，进而使暗反应速率降低。(4) 为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在光合速率与呼吸速率差值最大时的温度，有利于有机物的积累。 23.（2024·黑龙江·高考真题）在光下叶绿体中的C5能与CO2反应形成C3；当CO2/O2比值低时，C5也能与O2反应形成C2等化合物。C2在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。上述过程在叶绿体与线粒体中主要物质变化如图1。 光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程。回答下列问题。 （1）反应①是　　　　　　过程。 （2）与光呼吸不同，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是　　　　　　和　　　　　　。 （3）我国科学家将改变光呼吸的相关基因转入某种农作物野生型植株（WT），得到转基因株系1和2，测定净光合速率，结果如图2、图3。图2中植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自　　　　　　和　　　　　　（填生理过程）。7—10时株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异，原因是　　　　　　。据图3中的数据　　　　　　（填“能”或“不能”）计算出株系1的总光合速率，理由是　　　　　　。 （4）结合上述结果分析，选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势，判断的依据是　　　　　　。 【答案】（1）CO2的固定     （2）① 细胞质基质    ② 线粒体基质     （3）① 光呼吸    ② 呼吸作用    ③ 随着光照增强，光呼吸增强，转基因株系1和2降低了光呼吸，净光合速率比Wt更高     ④ 不能    ⑤ 总光合速率=净光合速率+光呼吸速率+细胞呼吸速率，无法获得株系1准确的光呼吸、细胞呼吸产生 CO,的速率，不能计算株系1的总光合速率     （4）与株系2与WT相比，转基因株系1的净光合速率最大      【解析】【关键能力】（1）信息获取与加工 （2）逻辑推理与 (1) 在光合作用的暗反应过程中，CO2在特定酶的作用下，与C5结合形成两个C3，这个过程称作CO2的固定，故反应① 是CO2的固定过程。(2) 有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH，合成少量ATP，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是细胞质基质、线粒体基质。(3) 由图1可知，在线粒体中进行光呼吸的过程中，也会产生二氧化碳，因此植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自光呼吸、呼吸作用。净光合速率=总光合速率-呼吸速率-光呼吸速率，7—10时，随着光照强度的增加，光呼吸增强，与WT相比，株系1、株系2降低了光呼吸，净光合速率比Wt更高。总光合速率=净光合速率+细胞呼吸速率+光呼吸速率，随着CO2浓度增加，光合速率增加，光呼吸速率减弱，图3中有净光合速率，该参数已知。当CO2浓度为0时，不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，此时净光合速率是个负值，取正后相当于呼吸速率，图3曲线虽然没有与纵轴相交，但稍微延长即可见其与纵轴将交于-10的点，因此呼吸速率也可以大致确定。但公式中的最后一项参数光呼吸速率随CO2的变化完全未知，导致总光合速率无法计算。(4) 由图2、图3可知，与株系2与WT相比，转基因株系1的净光合速率最大，因此选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势。 题干关键信息 所学知识 信息加工 反应过程的判断 光合作用暗反应包括二氧化碳固定和C3还原过程 反应①中五碳化合物与二氧化碳反应生成三碳化合物 有氧呼吸过程产生NADH的场所 有氧呼吸第一、二阶段产生NADH，分别发生在细胞质基质和线粒体基质 有氧呼吸以葡萄糖为底物，葡萄糖氧化分解产生NADH 判断植物光合作用中二氧化碳来源 植物叶片有气孔，叶片可通过气孔与外界交换气体；细胞呼吸也可产生二氧化碳 光呼吸可产生二氧化碳，细胞呼吸也产生二氧化碳，及从外界吸收 株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异的原因 净光合速率等于总光合速率减去呼吸速率 株系1和2是转基因植物，且改变的是光呼吸的相关基因； 计算出株系1的总光合速率 总光合作用速率=净光合作用速率+呼吸速率 光呼吸也提供二氧化碳，故总光合作用速率=净光合作用速率+呼吸速率+光呼吸速率。图3中提供了呼吸速率、净光合速率，但未提供光呼吸速率。 转基因株系1产量具优势的依据 植物的产量以净光合量来衡量 株系1净光合作用速率大 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $