专题03 细胞呼吸与光合作用（6年汇编）（江苏专用）2021-2026年高考生物真题分类汇编

专题03 细胞呼吸与光合作用 考点1 细胞呼吸 1.【答案】C 2.【答案】C 3.【答案】B 4.【答案】BC 考点2 光合作用 1.【答案】（1）叶绿体 等渗 （2）有机溶剂 600 （3）ATP、NADPH （4）变弱 使水分子分解产生H+；转运H+ （5）各种酶和原料CO2、C5 2.【答案】（1）选择透过性 ATP、NADPH和酶 细胞质基质 （2）乙 30℃ 总光合速率=呼吸速率+净光合速率，三种温度条件下相比较，此时净光合速率和呼吸速率均较大 （3）摇匀 稀释样液离心，取下层沉淀物 提取叶绿素 防止叶绿素降解 考点3 细胞呼吸与光合作用的综合 1.【答案】（1）类囊体薄膜 类胡萝卜素 （2）线粒体内膜 C₃转化再生 14C、18O （3）氮 （4）胞间CO₂浓度降低 碳同化（暗反应/卡尔文循环） （5）细胞核、线粒体、叶绿体 bd 2.【答案】（1）④ ①④ K+等无机离子、苹果酸（Mal）等有机酸 （2）①②④ 丙酮酸 NADH （3）氢离子电化学势能 （4）吸水膨胀（或吸水或膨胀） （5）ABD 3.【答案】（1）①⑥ 叶绿素a和叶绿素b （2）过氧化氢 （3）光呼吸和呼吸作用 光合作用消耗的CO2等于呼吸作用和光呼吸产生的CO2之和 （4）提高叶绿体中CO2浓度 直接 1.【答案】C 2.【答案】C 3.【答案】D 4.【答案】C 5.【答案】C 6.【答案】D 7.【答案】C 8.【答案】B 9.【答案】D 10.【答案】ABC 11.【答案】B 12.【答案】AD 13.【答案】D 14.【答案】D 15.【答案】B 16.【答案】ABD 17.【答案】C 18.【答案】BC 19.【答案】（1）类囊体膜两侧的H⁺浓度差 水（H₂O） C₃的还原 叶绿体基质 暗反应消耗光反应产生的NADPH和ATP，导致用于清除ROS的NADPH增多 （2）差速离心 低渗 叶绿体的双层膜 NADPH的合成速率 （3）一定的流动性 向胞内传递炎症信号 细胞自身的抗氧化系统 20.【答案】（1）叶绿体基质 葡萄糖、果糖 韧皮 （2）光照不足使叶肉细胞光合作用合成糖类减少，运输到荔枝果实的糖减少（导致果肉细胞中糖分减少） 光合作用或呼吸作用速率 白天适当升高温度，有利于光合作用积累更多的糖分；夜晚适当降低温度，减少对糖分的消耗 CO2浓度、水分、矿质元素等 （3）开花后第56天 Ca+Mg处理组的糖含量未出现下降，说明Ca、Mg联合处理可缓解退糖现象，Ca处理组、Mg处理组均出现一定的退糖现象 21.【答案】（1）差速离心 低渗/蒸馏水 密度梯度离心 消耗淀粉，防止离心时淀粉粒对类囊体造成损伤 （2）产电子（氧气）能力、产质子（H+）能力，产ATP能力 （3）水 电化学势能（H+化学势能） （4）ATP C3、C4 （5）②③④ 22.【答案】（1）c、e a（色素）能溶于无水乙醇等有机溶剂 升高、下降 线粒体内膜 （2）氧苯酮（BP-3）的浓度、时间、有无光照 净光合放氧速率和呼吸耗氧速率 （3）不断下降（下降幅度增大） 基本不变 大于 更重 23.【答案】（1）O2和电子 CO2 卡尔文 （2）增加 水分和养分/水分和无机盐/水分和矿质元素 （3）苗期干旱处理提高净光合速率、孕穗期干旱处理降低净光合速率 叶绿素 氮肥能降低ABA含量，叶片气孔开度增大，蒸腾作用增强 （4）下降 升高 24.【答案】（1）叶绿素、类胡萝卜素 H2O NADP+ 光能→（电能）→（ATP和NADPH中的）化学能 （2）C5和CO2反应形成C3 消耗过剩的ATP和【H】；减少活性氧 （3）PSII 减弱 增强 不能 25.【答案】（1）叶肉细胞 叶肉细胞 叶绿素（叶绿素a和叶绿素b） （2）细胞质基质、线粒体、叶绿体 14CO2→14C3→（14CH2O） （3）二 进行物质运输和信息交流 A植物在高温干旱条件下导致部分气孔导度减小，CO2吸收量减少，但PEP羧化酶能固定极低浓度的CO2，暗反应并未减弱，导致光合作用未明显减弱 26.【答案】（1）叶绿体基质 CO2 C3 （2）水光解产生H+、H+从叶绿体基质运入类囊体 H+的电化学势能 促进Mg2+排出类囊体 （3）①②④ （4）OsMGT3在黎明的表达量达到峰值 快速激活光合作用相关的酶，保证光合作用的高效进行 蔗糖积累增多→OsPRR59表达水平升高→OsMGT3表达水平降低 27.【答案】（1）叶绿素 激活RuBP酶的活性、促进蔗糖运出细胞等 光反应和暗反应（CO2固定） （2）转录和翻译 降低 突变体M叶绿体中Mg2+相对含量仍出现昼夜节律波动 （3）抑制 （4）突变体P 双突变体PM （5）合理施用镁肥、培育M基因适度高表达或抑制P基因表达的作物品种 28.【答案】（1）液泡 ATP和NADPH中（活跃）的化学能转化为有机物中（稳定）的化学能 细胞质基质、叶绿体基质 （2）光反应 不能 （3）大于 （a-c）/d （4）CO2 降低气孔导度，减少甲醛的吸收；提高FALDH的活性，增强对甲醛的代谢能力 29.【答案】（1）蔗糖 氨基酸、核苷酸 （2）水 NADP+ C3的还原 吸收、传递、转化光能 （3）上升 上升 避免水的光解产生氧气，利于固氮酶的合成和发挥作用 （4）接种固氮鱼腥藻组大幅提高土壤中铵态氮含量及总产量 30.【答案】（1）磷脂双分子层 C3的还原 （2）水光解产生的氧气使氢酶失活   光反应无法进行，无大量H+和e-生成 Fe2+被氧化消耗氧气；聚集体内部光照不足产氧量下降；细胞呼吸仍在进行 （3）不同浓度 更差、更低 叶绿素含量低 （4）bc 31.【答案】（1）C5 CO2固定 叶绿体基质 （2）更大 抑制 （3）下降幅度更大 弱光条件下，品种2的气孔导度下降，胞间CO2浓度降低 （4）弱光条件均能降低品种1和品种2的SOD活性，导致膜脂过氧化程度加剧，但是对品种1的影响程度明显较低 （5）提高叶绿素b的比例，促进对弱光中蓝紫光的吸收利用；减缓SOD下降幅度，减轻膜脂过氧化程度 32.【答案】（1）蓝绿色、黄绿色 碳酸钙 （2）失水 细胞光合作用消耗CO2的量大大减少 提高细胞的渗透压，增强细胞的吸水能力 （3）蛋白质和光合色素 吸收、传递和转化光能，实现水裂解（产生电子、质子以及氧气） H+ C ATP和NADPH CO2 （4）等于 33.【答案】（1）叶绿体的类囊体薄膜 升高 协助扩散 （2）作为还原剂和提供能量 PSⅠ和PSⅡ 细胞质基质和线粒体基质 （3）突变体的OsNADK1基因缺失，NADP⁺生成不足，导致NADPH产生减少，光合速率降低 （4）叶绿素 OsNADK1基因的表达产物通过提高水稻叶绿素和NAD激酶的含量，增强水稻的净光合速率，积累更多的可溶性糖，以增大细胞内的渗透压，使水稻吸水能力增强，从而提高抗旱性 34.【答案】（1）CO2的固定 ATP、NADPH 2 （2）细胞质中游离的核糖体 叶绿体基质 （3）叶绿素 昼夜节律 白天Rubisco活性变化（对夜间的影响不大） （4）Mg2+转运蛋白 缺Mg2+抑制Mg2+转运蛋白基因的表达，Mg2+转运蛋白含量下降，叶绿体中Mg2+浓度下降，导致Rubisco酶活性降低，从而抑制碳反应（降低光合作用） 导入能在叶肉细胞中特异性大量表达的Mg2+转运蛋白基因（或导入Mg2+转运蛋白基因的强启动子） 35.【答案】（1）钙离子和镉离子竞争载体蛋白 （2）将生长状况相同的三叶草和萝卜种在不含镉和含不同浓度镉的土壤中生长一段时间，检测两种不同植物中不同镉浓度下DNA甲基化水平 （3）无水乙醇 黑暗 红光 叶绿素和类胡萝卜素对蓝紫光都有较高吸收值，使用蓝紫光测定叶绿素含量会受到类胡萝卜素的干扰 随Pb2+胁迫水平升高，叶绿素含量下降，叶绿素a含量下降更明显 不是 随Pb2+胁迫水平升高气孔导度下降，但胞间CO2浓度无明显变化 高Pb2+胁迫水平下桑树叶绿素含量下降，利用光能的能力降低 36.【答案】（1）吸收、传递、转化 运输H+和催化ATP的合成 （2）水 还原剂和能量 O2（活性氧）、铁氰化钾 （3）配制不同浓度（系列浓度梯度）的草酰乙酸溶液 100mL缓冲液 进行实验处理 O2释放量 （4）ac 37.【答案】（1）疏水性 类囊体膜 （2）吸收、传递和转化光能，促进水的裂解，传递电子 光能→电能→化学能 ATP、C5和（多种）酶 （3）过滤（离心） 上清液 （4）培养到25天时，高CO2浓度更能促进小球藻数量增加；培养到35天时，高CO2浓度导致小球藻数量下降 培养液中pH过高（大于10），CO2溶于水后主要以CO32-形式存在，小球藻吸收和利用CO2能力下降 （5）更多的小球藻细胞破裂，释放出有机物 38.【答案】（1）ATP、NADPH C3→磷酸丙糖→蔗糖 （2）类囊体 叶绿体中CO2浓度下降 脱落酸含量增加 （3）运输H+和催化ATP水解 降低 （4）叶绿素的合成、光合作用（光反应）、有机物的运输和储存 NB1中日照组 0.1（A+B）/Cmg·cm-2·h-1 长日照 39.【答案】（1）CO2的固定   ATP和NADPH （2）叶绿体、线粒体 减少 光呼吸导致光合作用暗反应中C5与CO2结合形成C3的过程减弱，C3含量下降，进而导致C3还原产生的有机物的量减少。 （3）促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放CO2用于光合作用，从而生成更多的可溶性糖；可溶性糖等溶质的增多提高了保卫细胞的细胞液浓度，保卫细胞吸水，气孔开度增大，CO2吸收加快，暗反应速率加快。 （4）G酶表达量仅在保卫细胞中减少 净光合速率 植株T净光合速率小于野生型植株，植株S净光合速率大于野生型植株 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 细胞呼吸与光合作用 6年汇编1年模拟 考点分类 江苏考情 命题规律 考点1 细胞呼吸 2025江苏（1题）、2024江苏（1题）、2022江苏（2题） · 情境设置：以人体、酵母、细胞器及生命体代谢网络为主要载体。 · 考查重点：考查呼吸场所、过程、产物、能量变化及有氧与无氧呼吸比较。 · 命题趋势：注重结构与功能联系，强化代谢网络分析和实验情境判断。 考点2 光合作用 2025江苏（1题）、2024江苏（1题） · 情境设置：围绕蓝细菌、叶绿体类囊体和人工细胞等科研情境展开。 · 考查重点：聚焦光反应、电子传递、氧气释放、色素含量及影响因素。 · 命题趋势：突出实验探究与机制分析，重视变量控制、图表解读和迁移应用。 考点3 细胞呼吸与光合作用的综合 2026江苏（1题）、2023江苏（1题）、2022江苏（1题） · 情境设置：以植物气孔、碳浓缩机制和光合关键酶等真实情境结合图示呈现。 · 考查重点：综合考查光合、呼吸的物质转化、能量代谢及调控关系。 · 命题趋势：强化多过程关联和图表信息提取，突出综合分析与应用能力。 考点1 细胞呼吸 1．（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。 2．（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。 3．（2022·江苏·高考真题）下列关于细胞代谢的叙述正确的是（    ） A．光照下，叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化 B．供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇 C．蓝细菌没有线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP D．供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化【H】产生大量ATP 【答案】B 【解析】1、有氧呼吸的过程：第一阶段在细胞质基质进行，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，同时脱下4个【H】，释放出少量的能量；第二阶段在线粒体基质进行，2分子丙酮酸和6水分子中的氢全部脱下，共脱下20个【H】，丙酮酸被氧化分解成二氧化碳，释放出少量的能量；第三阶段在线粒体内膜进行，前两阶段脱下的共24个【H】与6个O2结合成水，释放大量的能量。 2、无氧呼吸在细胞质基质进行，1分子的葡萄糖分解成2分子的乙醇、2分子的二氧化碳并释放出少量的能量，或1分子的葡萄糖分解成2分子的乳酸并释放出少量的能量。 A、光照下，叶肉细胞可以进行光合作用和有氧呼吸，光合作用中产生的ATP来源于光能的转化，有氧呼吸中产生的ATP来源于有机物的氧化分解，A错误； B、供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中进行无氧呼吸，将丙酮酸转化为乙醇和二氧化碳 ，B正确； C、蓝细菌属于原核生物，没有线粒体，但进行有氧呼吸，C错误； D、供氧充足时，真核生物在线粒体内膜上氧化【H】产生大量ATP ，D错误。 故选B。 4．（2022·江苏·高考真题）（多选）下图为生命体内部分物质与能量代谢关系示意图。下列叙述正确的有（    ）    A．三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的【H】和CO2并消耗O2 B．生物通过代谢中间物，将物质的分解代谢与合成代谢相互联系 C．乙酰CoA在代谢途径中具有重要地位 D．物质氧化时释放的能量都储存于ATP 【答案】BC 【解析】本题考查了三大营养物质代谢的相互转化及细胞呼吸的相关知识。由题图可知三羧酸循环是三大营养素（糖类、脂质、氨基酸）的最终代谢通路，又是糖类、脂质、氨基酸代谢联系的枢纽。三羧酸循环是需氧生物体内普遍存在的代谢途径，原核生物中分布于细胞质，真核生物中分布在线粒体。因为在这个循环中几个主要的中间代谢物是含有三个羧基的有机酸，例如柠檬酸，所以叫做三羧酸循环，又称为柠檬酸循环。 A、题图分析可知三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的【H】和CO2，但不消耗O2，呼吸链会消耗，A错误； B、题图分析可知代谢中间物（例：丙酮酸、乙酰CoA等），将物质的分解代谢与合成代谢相互联系，B正确； C、题图分析可知丙酮酸、乙酰CoA在代谢途径中将蛋白质、糖类、脂质、核酸的代谢相互联系在一起，具有重要地位，C正确； D、物质氧化时释放的能量一部分储存于ATP中，一部分以热能的形式散失，D错误。 故选BC。 考点2 光合作用 1．（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，涨破______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）叶绿体 等渗 （2）有机溶剂 600 （3）ATP、NADPH （4）变弱 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，涨破叶绿体内外膜，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。 2．（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）选择透过性 ATP、NADPH和酶 细胞质基质 （2）乙 30℃ 总光合速率=呼吸速率+净光合速率，三种温度条件下相比较，此时净光合速率和呼吸速率均较大 （3）摇匀 稀释样液离心，取下层沉淀物 提取叶绿素 防止叶绿素降解 【解析】【关键能力】 （1）信息获取与加工 题干关键信息 所学知识 信息加工 蓝细菌的光合作用 光反应产生的ATP、NADPH用于暗反应，光合作用发生在叶绿体中 光合细菌是原核生物，没有叶绿体结构，其光合作用在相应结构完成 建立叶绿素a含量与蓝细菌密度关系的数学模型 体积微小的生物可用显微镜直接计数法计数；离心可分离不同密度的物质或结构；色素可溶于无水乙醇，可用无水乙醇提取色素；离体的叶绿素见光会分解 要建立叶绿素a含量与蓝细菌密度的数学模型，则要测定细胞数和叶绿素含量两套数据 （2）逻辑线梳理： 【解析】（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。 考点3 细胞呼吸与光合作用的综合 1．（2026·江苏·高考真题）C4植物具有CO2浓缩机制，一类C4植物的部分代谢途径如图1所示，①～⑧代表代谢步骤。请回答下列问题： （1）在叶绿体中，步骤②和⑤消耗的ATP和NADPH主要在______（填场所）产生，参与这些物质合成的能量源于叶绿素和______捕获的光能。 （2）在维管束鞘细胞中，步骤③产生的NADH可在______（填场所）产生ATP，为步骤⑦提供能量；叶绿体中，步骤⑧与CO2结合形成C3的C5主要来源是______（从“C3转化再生”“细胞质基质运入”“核酸分解”中选填）。科学研究中用同位素标记技术研究光合作用过程，常用的同位素有______。 （3）叶肉细胞固定的CO2转化为天冬氨酸进入维管束鞘细胞（步骤⑥）；苹果酸脱羧后形成的丙氨酸返回叶肉细胞（步骤④）。该机制有利于维持两个细胞间______元素的平衡。 （4）干旱会使叶片气孔关闭，导致______，光合作用减弱。C4植物能利用高亲和力酶PEPC固定CO2（步骤①），形成CO2捕获与______在空间上的分隔，消除了气孔关闭的影响。 （5）植物细胞中，需要多种酶参与复杂的生理代谢，编码酶的基因存在的场所有______。研究发现，一种水生植物叶的单个细胞中存在多条光合碳代谢途径，其中光合作用相关酶活性的分析结果见图2（①③⑤⑧指图1中相应步骤），下列叙述正确的有______（填字母）。 a．PEPC催化形成的产物是PPDK的底物 b．有活性的NAD-ME主要存在于线粒体中 c．有活性的PPDK仅存在于叶绿体中 d．固定CO2的酶既存在于叶绿体中也存在于细胞质基质中 【答案】（1）类囊体薄膜 类胡萝卜素 （2）线粒体内膜 C₃转化再生 14C、18O （3）氮 （4）胞间CO₂浓度降低 碳同化（暗反应/卡尔文循环） （5）细胞核、线粒体、叶绿体 bd 【解析】（1）叶绿体光反应和暗反应的场所、物质能量关系。 步骤②和⑤属于暗反应（卡尔文循环）中C₃的还原过程，暗反应消耗ATP和NADPH，而ATP和NADPH是光反应的产物，光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上；光合色素中，除了叶绿素，还有类胡萝卜素（胡萝卜素和叶黄素）都可以捕获光能，用于合成ATP和NADPH。 （2）步骤③是呼吸作用相关过程，产生的NADH参与有氧呼吸第三阶段，有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜，该过程会生成大量ATP，为暗反应提供能量。 卡尔文循环中，大部分C₅都是通过C₃转化再生而来的，这是C₅的主要来源。 研究光合作用过程的同位素标记，常用的同位素有14C、18O。 （3）苹果酸脱羧释放CO₂后生成的丙氨酸返回叶肉细胞，这个过程把天冬氨酸带入维管束鞘细胞的氨基又通过形成丙氨酸返回叶肉细胞，维持了N元素在两个细胞之间的平衡。 （4）C4植物光合作用的特点，干旱对光合作用的影响。 干旱条件下植物为减少水分散失，气孔关闭，外界CO₂无法进入叶片，导致叶片胞间CO₂浓度降低，暗反应速率下降，光合作用整体减弱。C4植物通过叶肉细胞的PEPC捕获固定CO₂，之后在维管束鞘细胞的叶绿体中进行卡尔文循环同化，实现了CO₂捕获与碳同化（暗反应/卡尔文循环）在空间上的分隔；即使气孔关闭，叶肉细胞的PEPC对CO₂亲和力高，仍可以浓缩低浓度的CO₂，输送给维管束鞘细胞进行暗反应，消除了气孔关闭带来的负面影响。 （5）植物细胞基因的存在位置、C4植物代谢途径的分析。 植物是真核生物，编码酶的本质是基因，真核植物细胞中，DNA主要存在于细胞核，线粒体和叶绿体中也存在环状DNA，也携带对应基因，因此编码酶的基因存在于细胞核、线粒体、叶绿体。 a.PEPC催化的直接产物为草酰乙酸，PPDK的底物为丙酮酸，因此PEPC催化形成的产物不是PPDK的底物，a错误； b.NAD-ME（NAD苹果酸酶）是催化苹果酸脱羧产生CO₂的酶，C4途径中NAD-ME型的脱羧过程发生在线粒体中，因此有活性的NAD-ME主要存在于线粒体中，b正确； c.PPDK（丙酮酸磷酸双激酶）的功能是再生PEPC的受体PEP，该过程发生在叶肉细胞的细胞质中，不是仅存在于叶绿体，c错误； d.根据题目的信息，该水生植物单个细胞存在多条碳代谢途径，C4途径的初始CO₂固定发生在细胞质基质，卡尔文循环的CO₂固定发生在叶绿体，因此固定CO₂的酶既存在于叶绿体也存在于细胞质基质，d正确。 2．（2023·江苏·高考真题）气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要，气孔运动具有复杂的调控机制。图1所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中部分的结构和物质代谢途径。①~④表示场所。请回答下列问题：    （1）光照下，光驱动产生的NADPH主要出现在______（从①~④中选填）；NADPH可用于CO2固定产物的还原，其场所有_____（从①~④中选填）。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、______（填写2种）等。 （2）研究证实气孔运动需要ATP，产生ATP的场所有______（从①~④中选填）。保卫细胞中的糖分解为PEP，PEP再转化为______进入线粒体，经过TCA循环产生的______最终通过电子传递链氧化产生ATP。 （3）蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜上的AHA，消耗ATP将H+泵出膜外，形成跨膜的_______，驱动细胞吸收K+等离子。 （4）细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并进一步转化成Mal，使细胞内水势下降（溶质浓度提高），导致保卫细胞______，促进气孔张开。 （5）保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，为了研究淀粉合成与细胞质中ATP的关系，对拟南芥野生型WT和NTT突变体ntt1（叶绿体失去运入ATP的能力）保卫细胞的淀粉粒进行了研究，其大小的变化如图2．下列相关叙述合理的有______。    A．淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP B．光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关 C．光照条件下突变体ntt1几乎不能进行光合作用 D．长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉 【答案】（1）④ ①④ K+等无机离子、苹果酸（Mal）等有机酸 （2）①②④ 丙酮酸 NADH （3）氢离子电化学势能 （4）吸水膨胀（或吸水或膨胀） （5）ABD 【解析】题图分析，图中①表示细胞质基质，②表示线粒体，③表示液泡，④为叶绿体。 （1）光照下，光驱动产生的NADPH主要出现在④叶绿体中；NADPH可用于CO2固定产物的还原，据图可知，OAA的还原也需要NADPH的参与，NADPH用于CO2固定产物还原的场所有①④。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、钾离子等无机盐离子和Mal等有机酸，其中钾离子和Mal影响细胞液的渗透压，进而影响保卫细胞的吸水力，影响气孔的开闭。 （2）研究证实气孔运动需要ATP，叶绿体可通过光反应产生ATP，细胞呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，因此产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体，即图中的①②④。保卫细胞中的糖分解为PEP，PEP再转化为丙酮酸进入线粒体参与有氧呼吸的第二、三阶段，经过TCA循环产生的NADH最终通过电子传递链氧化产生ATP，即有氧呼吸的第三阶段。 （3）蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜上的AHA，消耗ATP将H+泵出膜外，形成跨膜的氢离子浓度梯度，并提供电化学势能驱动细胞吸收K+等离子，进而提高细胞液浓度，促进细胞吸水，进而表现为气孔张开。 （4）细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并进一步转化成Mal，进入到细胞液中，使细胞内水势下降（溶质浓度提高），导致保卫细胞吸水膨胀，促进气孔张开。 （5）A、结合图示可知，黑暗时突变体ntt1淀粉粒面积远小于WT，突变体ntt1叶绿体失去运入ATP的能力，据此推测保卫细胞淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP ，A正确； B、保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，结合图1可以看出，光照条件会促进保卫细胞淀粉粒的水解，光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关，B正确； C、NTT突变体ntt1叶绿体失去运入ATP的能力，光照条件下突变体ntt1保卫细胞的淀粉粒几乎无变化，不能说明该突变体不能进行光合作用，C错误； D、结合图示可以看出，较长时间光照可使WT叶绿体面积增大，因而推测，积累较多的淀粉，D正确。 故选ABD.。 3．（2022·江苏·高考真题）图1所示为光合作用过程中部分物质的代谢关系（①～⑦表示代谢途径）。Rubisco是光合作用的关键酶之一，CO2和O2竞争与其结合，分别催化C5的羧化与氧化。C5羧化固定CO2合成糖；C5氧化则产生乙醇酸（C2），C2在过氧化物酶体和线粒体协同下，完成光呼吸碳氧化循环。请都图回各下列问题： （1）图1中，类囊体膜直接参与的代谢途径有___________（从①～⑦中选填），在红光照射条件下，参与这些途径的主要色素是___________。 （2）在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的___________在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。 （3）将叶片置于一个密闭小室内，分别在CO2浓度为0和0.03%的条件下测定小室内CO2浓度的变化，获得曲线a、b（图Ⅱ）。 ①曲线a，0～t1时（没有光照，只进行呼吸作用）段释放的CO2源于呼吸作用；t1～t2时段，CO2的释放速度有所增加，此阶段的CO2源于___________。 ②曲线b，当时间到达t2点后，室内CO2浓度不再改变，其原因是___________。 （4）光呼吸可使光合效率下降20%-50%，科学家在烟草叶绿体中组装表达了衣藻的乙醇酸脱氢酶和南瓜的苹果酸合酶，形成了图Ⅲ代谢途径，通过_________________降低了光呼吸，提高了植株生物量。上述工作体现了遗传多样性的___________价值。 【答案】（1）①⑥ 叶绿素a和叶绿素b （2）过氧化氢 （3）光呼吸和呼吸作用 光合作用消耗的CO2等于呼吸作用和光呼吸产生的CO2之和 （4）提高叶绿体中CO2浓度 直接 【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【H】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【H】的作用下还原生成有机物。 （1）类囊体薄膜发生的反应有：水的光解产生e-、H+与氧气，以及ATP和NADPH的形成，即①⑥。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，叶绿素主要有叶绿素a和叶绿素b两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，用红光照射参与反映的主要是叶绿素啊和叶绿素b。 （2）过氧化氢酶能将过氧化氢分解为O2和H2O，所以在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的过氧化氢在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。 （3）a曲线t1～t2时段，有光照，所以CO2是由细胞呼吸和光呼吸共同产生。b曲线有光照后t1～t2时段CO2下降最后达到平衡，说明光呼吸、细胞呼吸和光合作用达到了平衡。 （4）图Ⅲ代谢途径，通过提高叶绿体中CO2浓度降低了光呼吸，提高了植株生物量，直接提升了流入生态系统的能量，体现了遗传多样性的直接价值。 1．（2026·如皋中学·模拟预测）下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是（    ） A．细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽 B．提倡慢跑等有氧运动可以避免肌细胞因供氧不足产生大量乳酸 C．花生种子萌发时CO2的产生量可能多于O2的消耗量 D．化石燃料燃烧与松土促进土壤微生物有氧呼吸相比，对全球气候变暖影响更重要 【答案】C 【解析】细胞呼吸是指细胞中的有机物在酶的催化作用下氧化分解，并释放能量的过程。 A、细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽，如丙酮酸可以转化为糖类或脂肪，A正确； B、人体无氧呼吸的产物是乳酸，提倡慢跑等有氧运动可以避免肌细胞因供氧不足产生大量乳酸，B正确； C、花生种子含有较多的脂肪，脂肪由于含有较多的氢原子，氧化分解时消耗氧气多，萌发时CO2的产生量可能小于O2的消耗量，C错误； D、化石燃料燃烧在短时间内释放大量二氧化碳，与松土促进土壤微生物有氧呼吸相比，对全球气候变暖影响更重要，D正确。 故选C。 2．（2026·江浦高级中学·二模）下图为生物学中常见的曲线图，下列叙述与之相符的是（    ）    A．细胞内酶促反应速率（y）随底物浓度（x）增加的变化趋势 B．人体成熟红细胞吸收K+速率（y）随O2浓度（x）增加的变化趋势 C．洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离复原过程中液泡中水分含量（y）随时间（x）变化 D．绿色植物光合作用强度（y）随光照强度（x）增加的变化趋势 【答案】C 【解析】主动运输需要消耗能量、需要载体蛋白、从低浓度到高浓度，探影响酶活性的因素有温度、酸碱度，影响光合作用的因素有二氧化碳、光照强度、水分、温度等。 A、当底物浓度（x）为0时，细胞内酶促反应速率（y）也为0，A不符合题意； B、人体成熟红细胞没有线粒体，不能进行有氧呼吸，吸收K+的能量由无氧呼吸提供，所以人体成熟红细胞吸收K+速率（y）不会随O2浓度的变化而变化，B不符合题意； C、在质壁分离复原过程中，最初液泡是有一定水分的，随着细胞吸水，液泡中的水分含量逐渐增多，由于细胞壁的存在，液泡中的水分含量不会一直增多，最终保持稳定，C符合题意。 D、当光照强度（x）为0时，绿色植物光合作用强度（y）也为0，D不符合题意。 故选C。 3．（2026·江苏南通通州·二模）激烈运动时，肌肉细胞中有氧呼吸产生NADH的速度超过再生的速度，细胞中的丙酮酸会转变为乳酸。相关叙述正确的是（    ） A．有氧呼吸时NADH产生于线粒体基质和线粒体内膜 B．丙酮酸转化为乳酸的过程中会产生和ATP C．乳酸的产生会使肌细胞内的pH值明显下降 D．乳酸的产生有利于葡萄糖分解成丙酮酸产生ATP 【答案】D 【解析】A、有氧呼吸中NADH产生于细胞质基质和线粒体基质，A错误； B、丙酮酸转化为乳酸属于无氧呼吸第二阶段，该过程消耗NADH生成NAD⁺，不产生ATP，B错误； C、肌细胞内存在缓冲对，可以中和乳酸，因此细胞内pH不会出现明显下降，C错误； D、乳酸产生过程可再生NAD⁺，而NAD⁺是葡萄糖分解为丙酮酸的必需原料，因此乳酸的产生可保障第一阶段持续进行，有利于该阶段产生ATP，D正确。 4．（2027·江苏南通·一模）细胞有氧呼吸第三阶段中，NADH（【H】）经过一系列的化学反应，与氧结合形成水，并伴随ATP的合成，如下图所示。相关叙述正确的是（     ） A．NADH均由线粒体基质提供 B．e-的最初供体为NADH，最终受体是H2O C．向线粒体基质转运H+的转运蛋白也具有催化作用 D．该阶段会释放出大量能量，大部分用于合成ATP 【答案】C 【解析】A、有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行，也会产生NADH，因此NADH并非都由线粒体基质提供，A错误； B、e⁻的最终受体是O2，O2接受e⁻后和H＋结合生成H2O，最终受体不是H2O，B错误； C、图中可向线粒体基质转运的H＋转运蛋白是ATP合酶，能够催化ADP和Pi合成ATP，同时具有转运功能和催化作用，C正确； D、有氧呼吸第三阶段释放的大量能量中，大部分以热能形式散失，仅有少部分用于合成ATP，D错误。 5．（2026·江苏徐州一中·模拟预测）关于生物体中的NADPH、细胞色素c、胆固醇，下列叙述正确的是（     ） A．三者都含有的元素是C、H、O、N B．胆固醇参与血液中脂质的运输，可过量摄入 C．细胞色素c为生物大分子，参与有氧呼吸的第三阶段 D．水的光解产生两个电子，与NADP+结合生成NADPH 【答案】C 【解析】A、胆固醇属于固醇类脂质，元素组成为C、H、O，不含N，A错误； B、胆固醇参与动物血液中脂质的运输，但过量摄入会引发血管粥样硬化等心血管疾病，不可过量摄入，B错误； C、细胞色素c的本质是蛋白质，属于生物大分子，是线粒体内膜上电子传递链的组成成分，参与有氧呼吸第三阶段的电子传递过程，C正确； D、NADPH的生成除2个电子外还需要H＋参与才能生成NADPH，D错误。 6．（2026·江苏徐州一中·模拟预测）在剧烈运动时，骨骼肌细胞进行无氧呼吸产生乳酸，如图为人体乳酸循环示意图。下列说法正确的是（     ） A．肝细胞中乳酸转化为葡萄糖是放能反应 B．剧烈运动时骨骼肌细胞产生的CO2大于消耗的O2 C．乳酸进入血浆后，会导致血浆 pH 发生明显下降 D．与安静状态相比，剧烈运动时乳酸循环速率加快 【答案】D 【解析】A、由图可知，肝细胞中乳酸转化为葡萄糖的过程需要消耗ATP，属于吸能反应，A错误； B、人体骨骼肌细胞无氧呼吸的产物为乳酸，不产生CO2，CO2仅来自有氧呼吸，有氧呼吸过程中消耗的O2量等于产生的CO2量，因此剧烈运动时骨骼肌细胞产生的CO2等于消耗的O2，B错误； C、血浆中存在缓冲物质，可以中和乳酸，维持pH的相对稳定，乳酸进入血浆后不会导致血浆pH发生明显下降，C错误； D、剧烈运动时，骨骼肌细胞无氧呼吸强度增大，产生的乳酸量增多，因此乳酸循环速率相比安静状态会加快，D正确。 7．（2026·天一中学·模拟预测）自然界的植物丰富多样，对环境的适应各有差异，下图为某种植物的二氧化碳浓缩机制，在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）可将转化为有机物，该有机物经过一系列的变化，最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO2，提高了Rubisco附近的CO2浓度。据图分析，下列叙述正确的是（　　） A．图中由Pyr转变为PEP的过程属于放能反应 B．由图中CO2浓缩机制可以推测，PEPC与无机碳的亲和力低于Rubisco C．若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用放射性同位素示踪技术 D．通过转基因技术或蛋白质工程技术，改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成能进一步提高植物光合作用的效率 【答案】C 【解析】光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。呼吸作用一般指机体将来自环境的或细胞自己储存的有机营养物的分子（如糖类、脂类、蛋白质等），通过一步步反应降解成较小的、简单的终产物（如二氧化碳、乳酸、乙醇等）的过程。光合与呼吸的差值可用净光合速率来表示，具体指标可以是氧气释放量、二氧化碳吸收量、有机物积累量等。 A、图中由Pyr转变为PEP的过程需要消耗ATP，属于吸能反应，A错误； B、由图中CO2浓缩机制可以推测，PEPC与无机碳的亲和力高于Rubisco，B错误； C、若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用放射性同位素示踪技术检测放射性出现的位置，C正确； D、OAA可以转化成CO2，因此通过转基因技术或蛋白质工程技术，改造植物的PEPC基因，促进OAA的合成能进一步提高植物光合作用的效率，D错误。 故选C。 8．（2026·江苏淮北中学·模拟预测）关于不同细胞的呼吸作用，下列叙述正确的是（　　） A．醋酸菌在供氧充足时可在线粒体内膜上将【H】氧化成H2O B．酵母菌在有氧条件下的细胞呼吸既有【H】的产生又有【H】的消耗 C．乳酸菌在无氧条件下将丙酮酸转化为乳酸的过程中产生少量ATP D．肌细胞在人体剧烈运动时产生CO2的场所是细胞质基质和线粒体基质 【答案】B 【解析】A、醋酸菌属于原核生物，细胞中只有核糖体一种细胞器，没有线粒体，其有氧呼吸过程不在线粒体中进行，A错误； B、酵母菌为兼性厌氧菌，有氧条件下进行有氧呼吸，第一、第二阶段会产生【H】，第三阶段【H】与氧气结合生成水，消耗【H】，因此既有【H】的产生又有【H】的消耗，B正确； C、乳酸菌进行产乳酸的无氧呼吸，无氧呼吸仅第一阶段释放少量能量生成少量ATP，第二阶段丙酮酸转化为乳酸的过程中不产生ATP，C错误； D、人体肌细胞无氧呼吸的产物是乳酸，不产生CO2，剧烈运动时只有有氧呼吸第二阶段在线粒体基质中产生CO2，因此CO2产生场所只有线粒体基质，D错误。 9．（2026·江苏淮北中学·模拟预测）如图为某哺乳动物细胞呼吸的部分生理过程示意图，其中乙酰CoA表示乙酰辅酶A。FADH2属于一种还原性辅酶，参与电子传递，其中的H2分离成游离的H+和e-。下列叙述错误的是（　　） A．过程②③发生的场所在线粒体基质 B．过程④导致的乳酸积累不会引起内环境pH明显下降 C．经过无氧呼吸，葡萄糖分子中的大部分能量存留在乳酸中 D．图中消耗NADH并产生ATP的生理过程有④⑤ 【答案】D 【解析】A、图中过程②③为丙酮酸脱羧形成乙酰CoA后，再经过三羧酸循环产生CO2的过程，属于有氧呼吸的第二阶段，场所为线粒体基质，A正确； B、内环境中含有大量的缓冲物质，缓冲物质的存在能调节内环境pH处于相对稳定状态，因此乳酸积累一般不会引起内环境pH明显下降，B正确； C、图中无氧呼吸产物为乳酸，葡萄糖分子中的大部分能量存留在乳酸中（未彻底氧化分解），C正确； D、①～⑤过程中，消耗NADH的生理过程有④⑤，但同时产生ATP的只有⑤，D错误。 故选D。 10．（2026·江苏盐城联盟校·模拟预测）（多选）呼吸链由蛋白复合体I、III、IV等组成，它可以传递e-并将NADH脱下的氢与氧气结合生成水。下图表示线粒体中进行的部分生理过程，下列叙述错误的是（    ） A．丙酮酸从线粒体膜间隙进入线粒体基质需要ATP直接供能 B．线粒体内膜和外膜上均分布着大量与呼吸作用有关的酶 C．硝化细菌在生长、发育和繁殖过程中需要通过图示过程供能 D．图中蛋白复合体I、III、IV处发生的过程属于有氧呼吸第三阶段，释放大量能量 【答案】ABC 【解析】A、有氧呼吸第一阶段葡萄糖氧化分解为丙酮酸，由图可知丙酮酸从线粒体膜间隙进入线粒体基质所需的能量由H+浓度差提供，不需要ATP，A错误； B、线粒体内膜上分布着大量与呼吸作用有关的酶，B错误； C、硝化细菌没有线粒体，故在生长、发育和繁殖过程中不能通过图示方式供能，C错误； D、有氧呼吸第三阶段是【H】与氧气结合生成水并释放大量能量，从图中可以看出在蛋白复合体I、Ⅲ、IV处发生的是【H】（NADH 脱下的氢）与氧气结合生成水的过程，所以此处发生的是有氧呼吸第三阶段，释放大量能量，D正确。 故选ABC。 11．（2026·江苏徐州一中·模拟预测）种子储藏中需要控制呼吸作用减少有机物的消耗，而种子萌发需要消耗有机物，下列关于呼吸作用的原理及其应用的说法，正确的是（    ） A．油菜种子萌发时，消耗的O2和产生的CO2一样多 B．粮食种子储存过程中发生粮堆湿度增大的原因可能是种子有氧呼吸产生了水 C．在水稻快成熟时，需要定期对稻田“晒田”，主要是为了防止无氧呼吸产生乳酸对细胞造成毒害 D．莴苣种子需要在有光的条件下才能萌发，说明说光给种子的萌发提供了能量 【答案】B 【解析】（1）有氧呼吸可以分为三个阶段：第一阶段：在细胞质的基质中：1分子葡萄糖被分解为2分子丙酮酸和少量的还原型氢，释放少量能量；第二阶段：在线粒体基质中进行，丙酮酸和水在线粒体基质中被彻底分解成二氧化碳和还原型氢；释放少量能量；第三阶段：在线粒体的内膜上，前两个阶段产生的还原型氢和氧气发生反应生成水并释放大量的能量。 （2）无氧呼吸的二阶段：第一阶段：和有氧呼吸第一阶段相同。第二阶段：在细胞质基质中丙酮酸重新生成乳酸，一般植物细胞内生成酒精和二氧化碳。 A、油菜种子含有脂肪较多，脂肪含氢量高，含氧量少，需要消耗O2比产生的CO2多，A错误； B、粮食种子储存过程中进行有氧呼吸，会产生水，所以粮食种子储存过程中发生粮堆湿度增大的原因可能是种子有氧呼吸产生了水，B正确； C、水稻快成熟时，需要定期对稻田“晒田”，主要是为了防止无氧呼吸产生酒精对细胞造成毒害，而不是乳酸，因为水稻细胞无氧呼吸产生的是酒精，C错误； D、莴苣种子需要在有光的条件下才能萌发，说明光为种子的萌发提供了能量以外的其他条件，如光可能影响了某些激素的合成或调节等，而不是光给种子萌发提供能量，种子萌发的能量来源于自身储存的有机物分解，D错误。 故选B。 12．（2026·江苏南京&盐城·一模）（多选）下图表示的是大肠杆菌细胞内发生的部分代谢过程，下列相关叙述正确的有（    ） A．催化生成乳酸和生成乙醇的酶能出现在同一个细胞内 B．过程①②③能产生ATP，过程④⑤会导致NADH积累 C．过程②③分别发生在线粒体基质和内膜，过程④⑤发生在细胞质基质 D．过程②需要消耗水且是物质合成代谢和分解代谢之间的枢纽 【答案】AD 【解析】A、结合图示可知，催化丙酮酸生成乳酸和生成乙醇的酶能出现在同一个细胞内，A正确； B、过程①②③为有氧呼吸的三个阶段，均能产生ATP，过程④⑤为无氧呼吸的第二阶段，没有ATP生成，该过程中有NADH的消耗，因而不会导致NADH积累，B错误； C、在真核细胞内过程②③分别发生在线粒体基质和内膜，过程④⑤发生在细胞质基质，但大肠杆菌没有线粒体，因而②④⑤均发生在细胞质基质，③发生在细胞膜，C错误； D、过程②表示有氧呼吸第二阶段，该过程需要消耗水且是物质合成代谢和分解代谢之间的枢纽，D正确。 13．（2026·江苏南京六合名校联盟·一模）剧烈运动时，肌细胞中葡萄糖氧化分解产生NADH的速率超过呼吸链消耗NADH的速率，此时NADH可以将丙酮酸还原为乳酸。乳酸随血液进入肝细胞后转化为葡萄糖，又回到血液，可供肌肉运动所需，该过程称为乳酸循环。下列叙述正确的是（   ） A．剧烈运动时，肌糖原可分解成葡萄糖来补充血糖 B．丙酮酸还原成乳酸时产生的能量用于合成少量ATP C．丙酮酸还原成乳酸使NADH再生，以保证葡萄糖氧化分解的正常进行 D．乳酸循环能避免乳酸损失导致的物质和能量浪费及乳酸堆积引起的酸中毒 【答案】D 【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、肌糖原不会分解补充血糖，A错误； B、丙酮酸还原成乳酸是无氧呼吸第二阶段，该阶段没有ATP产生，B错误； C、依题意，丙酮酸还原为乳酸时消耗NADH，生成NAD+，以保证葡萄糖氧化分解的正常进行，C错误； D、依题意，当产生NADH的速率超过呼吸链消耗NADH的速率时，NADH可以将丙酮酸还原为乳酸，乳酸可通过转化为葡萄糖重新进行入循环，这种机制能避免乳酸损失导致的物质能量浪费及乳酸堆积导致的酸中毒，D正确。 故选D。 14．（2026·江苏南京名校联盟·一调）柠檬酸循环（TCA循环）是糖类、脂肪等物质分解代谢的最终共同途径，如图所示，下列叙述正确的是（　　） A．TCA循环的场所是细胞质基质 B．TCA循环的底物是丙酮酸和脂肪酸 C．TCA循环释放的能量大多用于ATP合成 D．TCA循环是糖类、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽 【答案】D 【解析】A、TCA循环（柠檬酸循环）的场所是线粒体基质，而不是细胞质基质，A错误； B、由图可知，TCA循环的底物是乙酰CoA，并非丙酮酸和脂肪酸，B错误； C、TCA循环释放的能量大多以热能形式散失，只有少部分用于ATP合成，C错误； D、因为TCA循环是糖类、脂肪等物质分解代谢的最终共同途径，所以它是糖类、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽，D正确。 故选D。 15．（2026·江苏镇江·一模）钾离子是调控大多数陆生植物气孔开放的核心离子。图示保卫细胞膜上的相关过程，下列叙述错误的是（　　） A．光被受体接收后会激活膜上H+泵增大外正内负的局部跨膜电位差 B．电位差驱动K+以协助扩散方式进入细胞以利于细胞吸水，气孔打开 C．打开气孔有利于叶肉细胞获得充足的CO2，提高植物的光合作用强度 D．当光照强度处于植物光补偿点时，叶肉细胞的光合作用大于呼吸作用 【答案】B 【解析】A、光被受体接收后激活膜上的 H⁺泵，H⁺泵会将细胞内的 H⁺泵出细胞，使细胞膜外侧 H⁺浓度升高，膜电位变为外正内负，且这种电位差会增大，A正确； B、保卫细胞吸收钾离子时，钾离子是逆浓度梯度运输，这种运输方式是主动运输，K+进入液泡使细胞液渗透压增大，细胞吸水，B错误； C、气孔打开后，外界的 CO2可以更顺利地进入叶肉细胞，为光合作用提供充足的原料，从而提高光合作用强度，C正确； D、当光照强度处于植物光补偿点时，此时植物能进行光合作用的细胞的光合速率等于所有细胞的呼吸速率，故叶肉细胞中光合速率应大于呼吸速率，D正确。 故选B。 16．（2026·镇江一中&镇江中学·模拟预测）（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。乙醇脱氢酶催化乙醇生成时，氧化NADH，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浓度低限制了有氧呼吸 C．乙醇脱氢酶参与无氧呼吸的第二阶段，此过程伴随生成少量ATP 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】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、乙醇脱氢酶参与无氧呼吸的第二阶段，此过程无能量释放，不生成ATP，C错误； D、q处种子无氧呼吸与有氧呼吸被氧化的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。 17．（2026·徐州三中·一模）制作面包时，向面粉中加入水和酵母菌揉成面团后，还需经过一段时间的发酵才可进行后续操作。最初，酵母菌快速增殖，CO2释放量与O2吸收量的比值（RQ）接近1，下列叙述正确的是（　　） A．酵母菌进行有氧呼吸时，细胞质基质中产生的CO2使面包蓬松 B．发酵时间相同时，与夏天相比，冬天制作的面包更加蓬松 C．发酵初期RQ接近1，酵母菌主要通过有氧呼吸产生ATP D．若RQ＞1，则制作的面包可能因无氧呼吸产生乳酸而发酸 【答案】C 【解析】A、酵母菌进行有氧呼吸时，CO2的产生场所是线粒体基质，A错误； B、发酵时间相同时，与冬天相比，夏天制作的面包更加蓬松，因为夏天温度高，酵母菌细胞呼吸旺盛，产生的CO2更多，B错误； C、发酵初期RQ接近1，即CO2释放量与O2的吸收量大体相等，所以酵母菌主要进行有氧呼吸产生ATP，C正确； D、酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和CO2，D错误。 故选C。 18．（2026·徐州三中·一模）（多选）金鱼骨骼肌细胞呼吸的生理机制如下图所示。下列有关金鱼骨骼肌细胞呼吸的叙述，错误的是（　　） A．无氧呼吸的场所可以是细胞质基质和线粒体 B．过程①和⑥均能释放少量能量生成少量ATP C．过程⑤和⑥均能消耗NADPH同时产生NADP+ D．该生理机制可以避免金鱼因乳酸积累而中毒 【答案】BC 【解析】A、无氧呼吸的场所通常是细胞质基质，但从图中能看到金鱼骨骼肌细胞在无氧条件下，线粒体中也会进行相关的无氧呼吸过程，所以无氧呼吸的场所可以是细胞质基质和线粒体，A正确； B、过程①是其他组织细胞无氧呼吸产生乳酸的过程，无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量生成少量ATP；过程⑥是金鱼骨骼肌细胞线粒体中与无氧呼吸相关的过程，该过程不释放能量生成ATP，B错误； C、细胞呼吸过程中，消耗的是 NADH（还原型辅酶Ⅰ），产生 NAD+，而非 NADPH（主要参与光合作用等过程），C错误； D、金鱼骨骼肌细胞可通过产生乙醇的方式，避免乳酸积累而中毒，该生理机制保障了金鱼的正常生命活动，D正确。 故选BC。 19．（2027·江苏南通·一模）干眼症的核心病理机制为眼表发生慢性炎症与氧化应激反应，大量积累的活性氧（ROS）对眼表组织造成损伤。科研人员利用菠菜构建出纳米级类囊体系统（LEAF），并将其导入哺乳动物角膜上皮细胞中。研究发现LEAF能利用可见光持续合成NADPH，有效清除ROS，进而缓解干眼症症状。LEAF的结构如图1所示，请回答下列问题。 （1）绿色植物光合作用过程中，合成ATP的能量直接来自______，合成NADPH所需e-的最初供体是______。NADPH作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的______过程。与完整叶绿体相比，LEAF不具备______（填结构名称），无法进行暗反应，可有效避免______，从而能持续稳定地清除ROS。 （2）科研人员制备LEAF时，将菠菜叶肉细胞破碎后利用______法分离叶绿体，再利用______（选填“低渗”“等渗”“高渗”）溶液处理，涨破______，释放出类囊体。取纯化后的类囊体，加入表面活性剂使其在类囊体表面自组装成LEAF。欲检测LEAF的活性，应以光照条件下______作为核心检测指标。 （3）科研人员进一步利用干眼症小鼠模型开展滴注LEAF滴眼液实验，研究发现LEAF在细胞内、外展现出了协同抗氧化与抗炎的能力，具体机制如下图2。 ①小鼠角膜上皮细胞吞噬LEAF颗粒，体现了细胞膜具有______的结构特点。 ②据图2分析，LEAF缓解干眼症的机制是：在细胞外，LEAF产生的NADPH直接清除ROS，阻止了胞外ROS______。在细胞内，NADPH一方面直接清除胞内ROS，另一方面激活______，从而抑制了促炎细胞因子基因表达，同时实现抗氧化与抗炎双重效果。 【答案】（1）类囊体膜两侧的H⁺浓度差 水（H₂O） C₃的还原 叶绿体基质 暗反应消耗光反应产生的NADPH和ATP，导致用于清除ROS的NADPH增多 （2）差速离心 低渗 叶绿体的双层膜 NADPH的合成速率 （3）一定的流动性 向胞内传递炎症信号 细胞自身的抗氧化系统 【解析】（1） 据图1可知光反应中ATP合成的直接能量来自类囊体膜上H+跨膜运输形成的电化学势能；光反应中水光解产生e-、H⁺和O₂，是NADPH电子的最初供体；NADPH作为还原剂专门参与暗反应中C₃的还原过程。LEAF仅模拟类囊体系统，该系统缺失叶绿体基质，而叶绿体基质是暗反应发生的场所，故可知LEAF无法进行暗反应，有效避免了光反应合成的NADPH被消耗，导致用于清除ROS的NADPH会积累增多，能持续清除ROS。 （2）分离细胞器的常规方法是差速离心法，将分离得到的叶绿体置于低渗溶液中，叶绿体的双层膜会因渗透吸水涨破，释放出内部的类囊体。本实验的核心功能是LEAF在光照下合成NADPH清除ROS，因此检测其活性的核心指标就是光照下NADPH的合成速率。 （3） ① 细胞通过胞吞吞噬颗粒的过程，依赖细胞膜具有一定流动性的结构特点。 ② 结合题干干眼症的病理是ROS会引发慢性炎症和组织损伤。胞外清除ROS后可以阻止ROS向胞内传递炎症信号、诱导炎症发生；从图2的信号通路可知，胞内的NADPH除了直接清除ROS，还可激活细胞自身的抗氧化系统，进而抑制促炎细胞因子的表达，实现抗炎效果。 20．（2026·江浦高级中学·二模）妃子笑荔枝品质优良，但存在果皮和果肉发育不同步的现象，即果肉含糖量最高时果皮着色不良，而果皮完全转红着色时果肉的糖分下降。科研人员设置树冠喷施0.3% CaCl2水溶液（Ca处理）、0.3% MgCl2水溶液（Mg处理）、0.3% CaCl2+0.3%MgCl2水溶液（Ca+Mg处理）的3组处理，并以树冠喷施清水为对照，测定、比较不同发育期荔枝果肉糖含量的变化，探讨Ca、Mg叶面喷肥对退糖现象的影响，结果如图。回答下列问题： （1）荔枝叶肉细胞中，CO2转化为糖类的具体场所为_____。果实积累的糖分主要为葡萄糖、蔗糖、果糖等，其中属于单糖的是_____。蔗糖可以进入筛管，再通过_____部运输到植株各处。 （2）本实验在海南临高县进行，该地区高温多雨、光照充足，若开花后第42~49天因阴雨天气引起光照不足，荔枝果实的含糖量会下降，其原因是_____。温度通过影响__________（答两点）来影响糖分的积累。在人工控制条件下，积累更多糖分可采取的措施以及原理是_____。除光照和温度外，影响糖分积累的环境因素还有__________（答两点）等。 （3）根据图示实验结果，为保证高糖分果肉，0.3%MgCl2处理组中采摘荔枝的最佳时间点是__________。根据Ca、Mg处理对荔枝糖含量的影响，可得出的实验结论是_____。 【答案】（1）叶绿体基质 葡萄糖、果糖 韧皮 （2）光照不足使叶肉细胞光合作用合成糖类减少，运输到荔枝果实的糖减少（导致果肉细胞中糖分减少） 光合作用或呼吸作用速率 白天适当升高温度，有利于光合作用积累更多的糖分；夜晚适当降低温度，减少对糖分的消耗 CO2浓度、水分、矿质元素等 （3）开花后第56天 Ca+Mg处理组的糖含量未出现下降，说明Ca、Mg联合处理可缓解退糖现象，Ca处理组、Mg处理组均出现一定的退糖现象 【解析】光反应的场所是类囊体薄膜，在类囊体薄膜上分布着色素，色素的作用是吸收光能和转化光能．暗反应发生的场所是叶绿体基质。不论光反应还是暗反应都需要酶的催化作用。 （1）CO2转化为糖类为光合作用的暗反应过程，场所是叶绿体基质。果实积累的糖分主要为葡萄糖、蔗糖、果糖等，其中属于单糖的是葡萄糖、果糖，蔗糖属于二糖。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。 （2）若开花后第42~49天因阴雨天气引起光照不足，则会使叶肉细胞光合作用合成糖类减少，运输到荔枝果实的糖减少，导致果肉细胞中糖分减少。糖分的积累量=光合作用制造有机物的量－呼吸作用消耗的有机物的量，由于光合作用和呼吸作用都是酶促反应，而温度可影响酶的活性，因此温度通过影响光合作用或呼吸作用速率来影响糖分的积累。若要积累更多的糖分，则需要提高白天的光合速率，降低夜晚的呼吸速率，因此可白天适当升高温度，有利于光合作用积累更多的糖分；夜晚适当降低温度，减少对糖分的消耗。影响光合作用的因素都会影响到糖分的积累，因此除光照和温度外，影响糖分积累的环境因素还有CO2浓度、水分、矿质元素等。 （3）据图可知，0.3%MgCl2处理组在开花后第56天时糖分含量达到最大，因此为保证高糖分果肉，0.3%MgCl2处理组中采摘荔枝的最佳时间点是开花后第56天。据图可知，Ca+Mg处理组的糖含量达到最大值后未出现下降，而Ca处理组、Mg处理组均出现一定的退糖现象，因此可说明Ca、Mg联合处理可缓解退糖现象。 21．（2026·江苏南通通州·二模）科研人员提取莱茵衣藻的类囊体并构建了人工光合细胞，其光合作用过程如图所示，请回答下列问题： （1）提取莱茵衣藻类囊体时，先破碎细胞，采用______法获取叶绿体，再将叶绿体置于______溶液中使其破碎，再用______法获得类囊体。提取莱茵衣藻类囊体前，应对其进行暗处理，其目的是______。 （2）构建人工叶绿体前需对提取的类囊体进行功能检测，其检测指标有______。 （3）人工光合细胞光反应过程中，提供电子的最初供体是______，电子沿着电子传递链传递过程中，泵入类囊体腔，为ATP的合成提供______。 （4）人造叶绿体光反应为CETCH循环直接提供______（物质），CETCH循环过程中固定的底物有______。 （5）构建CETCH循环的意义有______。 ①提高固碳效率以期未来取代卡尔文循环 ②根据需要，可实现对自然代谢的定向改造 ③将CETCH循环与下游代谢耦合，生产特定产物 ④为实现碳中和提供可行的生物技术方案 【答案】（1）差速离心 低渗/蒸馏水 密度梯度离心 消耗淀粉，防止离心时淀粉粒对类囊体造成损伤 （2）产电子（氧气）能力、产质子（H+）能力，产ATP能力 （3）水 电化学势能（H+化学势能） （4）ATP C3、C4 （5）②③④ 【解析】（1）分离细胞器常用的方法是差速离心法，所以提取莱茵衣藻类囊体时，先破碎细胞，采用差速离心法获取叶绿体，再将叶绿体置于蒸馏水或低渗溶液中，使叶绿体吸水，破碎，再用密度梯度离心法获得类囊体。类囊体是进行光合作用光反应的场所，提取莱茵衣藻类囊体前，应对其进行暗处理，其目的是消耗淀粉，防止离心时淀粉粒对类囊体造成损伤。 （2）类囊体是光合作用光反应的场所，光反应的产物是O2、ATP、NADPH，所以对类囊体进行功能检测，可通过检测产电子（氧气）能力、产质子（H+）能力，产ATP能力进行。 （3）据图可知，人工光合细胞光反应过程中，提供电子的最初供体来自水，电子沿着电子传递链传递过程中，H+泵入类囊体腔，从而建立电化学势能（H+化学势能），进而为ATP的合成提供动力。 （4）据图可知，人造叶绿体光反应可以为CETCH循环直接提供ATP，CETCH循环过程中，CO2分别与C3、C4结合被固定，因此，固定CO2的底物是C3和C4。 （5）人工构建CETCH循环，可提高固碳效率、定向改造自然代谢、耦合下游代谢生产特定产物，也为实现碳中和提供了新的生物技术方案，但不会取代卡尔文循环，②③④正确。 22．（2026·江苏南京栖霞名校联盟·一模）洗发水等个人护理用品中的氧苯酮（BP-3）对生物的毒性作用已经受到越来越多学者的关注。图1表示野生龙须菜光合作用的主要过程（图中a～g为物质，①～⑥为反应过程）。为探究不同浓度的BP-3对野生龙须菜净光合放氧速率和呼吸耗氧速率的影响，科研人员分别用浓度为0 μmol·L-1、5 μmol·L-1、10 μmol·L-1和30 μmol·L-1的BP-3处理龙须菜8 h，每2 h测定一次，实验结果如图2。                 （1）分析图1，a可以将光能转化为活跃的化学能储存在_____中（用图中字母表示）。从叶肉细胞中提取a，利用的原理是_____。当外界g含量突然升高时，在短时间内C3、C5的含量变化分别是_____。b在龙须菜某细胞器中被消耗的场所是_____。 （2）该实验的自变量是_____，因变量是_____。 （3）分析图2，黑暗条件下随着BP-3浓度的增加，净光合放氧速率_____，呼吸耗氧速率_____，且在该实验时间内，龙须菜叶肉细胞光合作用强度_____（选填“小于”“等于”或“大于”）呼吸作用强度。与黑暗条件相比，光照条件下，BP-3对龙须菜光合作用和呼吸作用的影响程度_____（选填“更轻”“基本相同”或“更重”）。 【答案】（1）c、e a（色素）能溶于无水乙醇等有机溶剂 升高、下降 线粒体内膜 （2）氧苯酮（BP-3）的浓度、时间、有无光照 净光合放氧速率和呼吸耗氧速率 （3）不断下降（下降幅度增大） 基本不变 大于 更重 【解析】1、由图分析可知：①植物从土壤中吸收水分，②ATP的合成，③水的光解，④CO₂的固定，⑤⑥C₃的还原。a是色素，b是O₂，c是ATP，d是ADP，e是NADPH，f是NADP⁺，g是CO₂。 2、提取色素的原理是绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，分离色素的原理是色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越高， 随层析液在滤纸上扩散的速度越快。色素提取实验中几种药品的作用：无水乙醇：提取色素；SiO2：使研磨更充分；CaCO3：防止色素被破坏。 （1） a是光合色素，吸收的光能，在叶绿体中转化为活跃的化学能储存在c（ATP）和e（NADPH）中；叶绿体中的光合色素能溶解在无水乙醇等有机溶剂中，所以可用无水乙醇作为溶剂提取 a（光合色素）；当外界 g（CO₂）含量突然升高时，使光合作用的暗反应增强，CO₂的固定速率加快，C₃的还原速率基本不变，使C5含量下降，C3含量升高；b（O₂）在有氧呼吸第三阶段消耗，场所是线粒体内膜。 （2）根据题图可知，该探究实验的自变量是BP-3的浓度、时间、有无光照；因变量是净光合放氧速率和呼吸耗氧速率。 （3）分析图2-A和图2-C可知，黑暗条件下随着BP-3浓度的增加，净光合放氧速率不断下降，呼吸速率几乎不变。在该实验时间内，龙须菜叶肉细胞的净光合速率均大于0，说明光合作用强度大于呼吸作用强度。与黑暗条件相比，光照条件下，BP-3对龙须菜呼吸作用的影响程度比黑暗时更重。 23．（2026·江苏南京六合名校联盟·一模）谷子是我国北方的重要作物。为探究氮肥与干旱处理对谷子生理特性的影响，研究人员进行了相关实验，在苗期和孕穗期进行不同处理，结束后测定不同生长时期根系脱落酸（ABA）含量及开花期叶片净光合速率，结果如图1、2。请回答问题：    注：①各组处理方式为：CKNo：正常水+不施氮；CKN1：正常水+施氮；W1N1：苗期干旱+施氮；W1N0：苗期干旱+不施氮；W2N1：孕穗期干旱+施氮；W2N0：孕穗期干旱+不施氮。②谷子的生长依次经历苗期、拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期、成熟期。 （1）光系统Ⅱ（PSⅡ）是类囊体膜中的一种光合作用单位，其功能是利用光能将水裂解，释放_________；干旱条件下气孔关闭，会阻碍_________（填物质）进入叶片，导致PSⅡ活性与_________循环间能量需求的不平衡，最终损伤光合结构。 （2）ABA是一种强烈响应逆境胁迫的激素。根据图1，植物在遭受水分胁迫时，ABA含量_________，从而促进根系生长，增大根系表面积和分布范围，以保证根系对_________的吸收来应对胁迫。 （3）氮是影响植物光合作用的重要因素。由图2可知，干旱处理对谷子的净光合作用的效应表现为_________，施氮后谷子净光合速率增强，综合图1、图2分析其原因，一方面是由于施氮可以增加光系统Ⅱ中_________（填物质名称）和相关蛋白质的含量，有利于光合产物的合成；另一方面是_________，加速了养分的运输，促进光合作用。 （4）PSⅡ对逆境胁迫敏感，是衡量逆境胁迫对光合器官伤害的有效指标。PHI（E₀）表示PSⅡ吸收的光能用于电子传递的效能，PHI（D0）代表吸收的光能用于热耗散的比率。推测水、氮胁迫下，PHI（E0）、PHI（D0）的变化分别为_________、_________。 【答案】（1）O2和电子 CO2 卡尔文 （2）增加 水分和养分/水分和无机盐/水分和矿质元素 （3）苗期干旱处理提高净光合速率、孕穗期干旱处理降低净光合速率 叶绿素 氮肥能降低ABA含量，叶片气孔开度增大，蒸腾作用增强 （4）下降 升高 【解析】1、光合作用可以分为两个阶段，即光反应阶段和暗反应阶段，暗反应阶段也称为碳反应阶段。实际上，光反应和暗反应不仅同时进行，而且耦合在一起，共同完成光合作用过程。光反应发生在叶绿体的类囊体膜上，必须在有光的条件下才能进行。光合色素和与光反应有关的酶就分布在类体膜上。在类囊体膜上，叶绿素等光合色素吸收光能，使某些基态叶绿素分子（接受了最初由水的裂解传递而来的电子）受到激发释放电子，电子在不同的物质（电子传递体）之间传递，最后NADP+（氧化型辅酶Ⅱ）接受电子被还原成NADPH（还原型辅酶Ⅱ），能量也由光能转换为电能，再由电能转换为化学能，储存在ATP和NADPH中。这一过程涉及水的裂解、电子传递、ATP生成和NADP+还原。在光反应中，光合色素吸收光能，水裂解释放O2、电子传递、ATP和NADPH的形成是耦合在一起的，共同完成光反应，即将太阳能最终转换为化学能并产生O2。 2、脱落酸的生理作用主要有以下方面： 促进作用：叶、花、果脱落，气孔关闭，侧芽生长，种子、芽和块茎休眠，叶片衰老，光合作用产物运向发育着的种子，种子成熟，果实产生乙烯，果实成熟。 抑制作用：种子发芽，生长素的运输，植物生长，气孔张开。 （1）在光反应中，光合色素吸收光能，水裂解释放O2和电子。电子传递、ATP和NADPH的形成是耦合在一起的，共同完成光反应。气孔是气体分子进出叶片的通道，卡尔文循环消耗光反应产生的ATP和NADPH，干旱条件下气孔关闭，会阻碍CO2进入叶片，导致PSⅡ活性与卡尔文循环间循环间能量需求的不平衡，最终损伤光合结构。 （2）据图1可知，与正常浇水组相比，植物在遭受水分胁迫时，ABA含量增加，从而促进根系生长，增大根系表面积和分布范围，以保证根系对水分和养分（无机盐、矿质元素）的吸收来应对胁迫。 （3）据图2可知，与CKNo组比，W1N0组净光合速率大，与CKNo组比，W2N0组的净光合作用速率更小，说明苗期干旱处理提高净光合速率、孕穗期干旱处理降低净光合速率。蛋白质和叶绿素含N元素，氮肥被叶肉细胞吸收后可用于合成叶绿素和蛋白质。因此，施氮肥一方面可增加光系统Ⅱ中叶绿素和蛋白质的含量，有利于光合产物的合成。据图2可知，与不施氮肥组比，施氮肥可降低ABA的含量，ABA具有抑制气孔张开的作用。因此，施氮肥另一方面可降低ABA含量，叶片气孔开度增大，蒸腾作用增强，加速了养分的运输，促进光合作用。 （4）光系统Ⅱ （PSⅡ） 在逆境胁迫条件下，如干旱和氮限制，会导致PSⅡ的功能受损，其吸收的光能用于电子传递的能力（PHI（E₀））降低，同时为了保护光合器官，植物会增加热耗散（PHI（D₀）升高），以便减轻光损伤。图中施氮和正常水处理组的谷子净光合速率较高表明，氮素供应可以提高PSⅡ的效率，从而缓解缺水、缺氮给谷子带来的伤害。 24．（2026·江苏南京名校联盟·一调）高温胁迫会对黄瓜的生长发育产生不利影响，科研人员进行了相关研究。请回答下列问题： （1）图1为黄瓜部分生理过程的示意图，PSI和PSII是由________两类光合色素和蛋白质组成的复合物，吸收光后被激发放出电子（e⁻），最终从_______中夺取，电子经传递链最终与_______结合，上述过程中涉及的能量变化是_______。 （2）图1中Rubisco既可以催化_______，也可以催化C5与O2反应形成C2。高温胁迫会导致细胞内ATP和【H】过剩，活性氧爆发，氧化破坏膜结构，已知高温胁迫下黄瓜幼苗的光呼吸速率短时间内急剧增加是一种生存防御机制，据此推测光呼吸的意义是_______。 （3）科研人员对黄瓜幼苗进行了连续5天的高温胁迫，部分实验结果如图2所示。 注：Fv/Fm反映PSII最大光能转换效率；ΦPSII为光下实际光化学效率；qP值反映光合电子传递能力；NPQ值反映植物耗散过剩光能的能力。 据图2推测，高温胁迫会对黄瓜幼苗类囊体膜上的___________造成损伤，光合电子传递活性___________（填“增强”或“减弱”），耗散过剩光能的能力___________（填“增强”或“减弱”），NPQ散失的能量___________（填“能”或“不能”）转化为植物自身的生物量。 【答案】（1）叶绿素、类胡萝卜素 H2O NADP+ 光能→（电能）→（ATP和NADPH中的）化学能 （2）C5和CO2反应形成C3 消耗过剩的ATP和【H】；减少活性氧 （3）PSII 减弱 增强 不能 【解析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP的生成，暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。 （1）PSI和PSII是由叶绿素和类胡萝卜素两类光合色素和蛋白质组成的复合物，水在光下分解为氧气和H+，同时释放出电子（e-），所以电子最终从H2O中夺取，电子经传递链最终与NADP+结合形成NADPH，在这个过程中，光能被吸收并转化，涉及的能量变化是光能→（电能）→（ATP和NADPH中的）化学能。 （2）由图1可知，Rubisco既可以催化C5和CO2反应形成C3，也可以催化C5与O2反应形成C2。高温胁迫下细胞内ATP和【H】过剩，活性氧爆发，氧化破坏膜结构，而光呼吸速率短时间内急剧增加是生存防御机制，推测其意义是消耗过剩的ATP和【H】，减少活性氧的产生，保护膜结构。 （3）据图2，高温处理组的Fv/Fm、ΦPSII、qP值均低于对照组，NPQ值高于对照组，Fv/Fm反映PSII最大光能转换效率，ΦPSII为光下实际光化学效率，qP值反映光合电子传递能力，所以高温胁迫会对黄瓜幼苗类囊体膜上的PSII造成损伤，光合电子传递活性减弱，NPQ值反映植物耗散过剩光能的能力，高温处理组NPQ值高，说明耗散过剩光能的能力增强，NPQ散失的能量以热能等形式散失，不能转化为植物自身的生物量。 25．（2026·盐城中学·模拟预测）A、B植物分别可以利用如图1所示的两种不同途径来固定空气中的二氧化碳。利用途径二的植物的维管束周围有两层细胞，内层细胞是鞘细胞，其内的叶绿体中几乎无基粒（或没有发育良好的基粒）；外层为叶肉细胞，PEP羧化酶能固定极低浓度的CO2，其内的叶绿体中有发达的基粒。 （1）图2中A 植物和B植物的光反应分别主要发生在___________、___________（填“叶肉细胞”“维管束鞘细胞”或“叶肉细胞和维管束鞘细胞”）的叶绿体中，其中主要吸收红光和蓝紫光的色素是___________。 （2）B植物的叶肉细胞中能合成ATP的场所是___________。若提供14CO2，14C在B植物的转移途径是___________。 （3）A植物最可能利用途径___________进行光合作用，叶肉细胞与维管束鞘细胞之间的胞间连丝比较发达，可能有利于___________。由题意可知，在夏季晴朗的白天，A植物的光合作用强度未明显减弱，其原因是___________。 【答案】（1）叶肉细胞 叶肉细胞 叶绿素（叶绿素a和叶绿素b） （2）细胞质基质、线粒体、叶绿体 14CO2→14C3→（14CH2O） （3）二 进行物质运输和信息交流 A植物在高温干旱条件下导致部分气孔导度减小，CO2吸收量减少，但PEP羧化酶能固定极低浓度的CO2，暗反应并未减弱，导致光合作用未明显减弱 【解析】（1）由图1可知，途径一是C3循环，中午受气孔关闭影响，有午休现象，对应B植物，途径二为C4循环，无午休现象，对应A植物，根据题意可知，内层细胞是鞘细胞，其内的叶绿体中几乎无基粒（或没有发育良好的基粒）；外层为叶肉细胞，其内的叶绿体中有发达的基粒，由于光合色素分布在叶绿体类囊体薄膜上，因此两种植物的光反应主要是在叶肉细胞的叶绿体，其中主要吸收红光和蓝紫光的色素是叶绿素（叶绿素a和叶绿素b）。 （2）叶肉细胞可以进行光合作用和细胞呼吸，合成ATP的场所是细胞质基质、线粒体、叶绿体。B植物有光合午休现象，对应途径一，故14CO2固定形成14C3，经还原形成（14CH2O）。 （3）由图2可知，A植物无午休现象，故推测利用途径二固定较低浓度的CO2进行光合作用。胞间连丝的作用可能是进行物质运输和信息交流，有利于细胞代谢。A植物在高温干旱条件下导致部分气孔导度减小，CO2吸收减少，但PEP羧化酶能固定极低浓度的CO2，因此暗反应并未减弱，导致光合作用未明显减弱，即光合速率不受气孔关闭的影响。 26．（2026·南通·一调）Mg2+在植物光合作用中发挥重要作用，图1是Mg2+参与调控水稻光合作用的部分机制，请回答下列问题。 （1）卡尔文循环进行的场所是_________。物质A、B分别是________、________。 （2）光照条件下，类囊体腔中H+浓度升高的原因有__________。类囊体腔中H+浓度升高，一方面为物质F的合成提供_________，另一方面____________。 （3）卡尔文循环通常在光下才能进行，南通某中学兴趣小组通过多个智能体寻找原因，并甄别总结如下。其中与图1中信息匹配的有________。 ①Rubisco活化酶的激活需要光 ②卡尔文循环需要光反应提供物质和能量 ③光敏色素接受红光后调控Rubisco基因的表达 ④类囊体在光下才能排出足量的Mg2+，激活相关的酶 ⑤光促进气孔打开，进入叶片的CO2增多 （4）已知水稻叶绿体对Mg2+的吸收在黎明时达到峰值，随后逐渐下降，研究表明这与光合产物蔗糖的积累有关。为了进一步探究其机制，研究人员做了相关实验，结果如图2，其中OsPRR59能与OsMGT3（Mg2+运输载体）基因启动子结合。 ①据图1、2分析，叶绿体对Mg2+的吸收在黎明达到峰值的直接原因是_______，意义是_______。 ②据实验结果分析，白天OsMGT3表达水平降低的机制是：白天光合作用合成有机物→________。 【答案】（1）叶绿体基质 CO2 C3 （2）水光解产生H+、H+从叶绿体基质运入类囊体 H+的电化学势能 促进Mg2+排出类囊体 （3）①②④ （4）OsMGT3在黎明的表达量达到峰值 快速激活光合作用相关的酶，保证光合作用的高效进行 蔗糖积累增多→OsPRR59表达水平升高→OsMGT3表达水平降低 【解析】（1）卡尔文循环即暗反应阶段，进行的场所是叶绿体基质。从图中可知，光激活Rubisco活化酶后，促使钝化状态的Rubisco转变为激活状态，Rubisco可催化CO2和RuBP反应生成C3，所以物质A为CO2，物质B为C3。 （2）从图中可知，光照条件下，水的光解产生H+，同时H+从叶绿体基质运入类囊体，导致类囊体腔中H+浓度升高。类囊体腔中H+浓度升高，一方面为物质F（ATP）的合成提供H+的电化学势能（通过H+的电化学势能推动ATP合成酶合成ATP ），另一方面促使Mg2+排出类囊体。 （3）①从图中可看出Rubisco活化酶的激活需要光，与图1信息匹配；②光反应为卡尔文循环提供ATP和NADPH，其中ATP提供能量，NADPH既提供还原物质也提供能量，图中体现了光反应和暗反应的联系，与图1信息匹配；③图1中未体现光敏色素接受红光后调控Rubisco基因的表达，与图1信息不匹配；④从图中可知在光下类囊体腔中H+浓度升高，促使类囊体排出足量的Mg2+，进而激活Rubisco等相关酶，与图1信息匹配；⑤图1中未体现光促进气孔打开，进入叶片的CO2增多，与图1信息不匹配。所以与图1信息匹配的有①②④。 （4）①从图2可知黎明时OsMGT3基因相对表达量达到峰值，而OsMGT3是Mg2+运输载体，所以叶绿体对Mg2+的吸收在黎明达到峰值，由于Mg2+参与光合作用相关酶激活等过程，所以叶绿体对Mg2+的吸收在黎明达到峰值的意义是快速激活光合作用相关的酶，保证光合作用的高效进行。②据实验结果分析，白天光合作用合成有机物（蔗糖），蔗糖积累增多使得OsPRR59表达水平升高，而OsPRR59与OsMGT3基因启动子结合，抑制了OsMGT3基因的表达，导致白天OsMGT3表达水平降低。 27．（2027·海门中学·一调）镁对植物的光合作用非常重要。图1是镁充足和缺乏时水稻叶肉细胞中的部分代谢过程，其中箭头的粗细代表相关转变的强度，RuBP酶能催化CO2固定。叶绿体中Mg2＋存在昼夜节律性波动，为探究其原因，科研人员利用野生型、突变体M（M基因缺失）进行实验，结果如图2。请回答下列问题。 （1）水稻叶肉细胞中镁是构成______的元素，图1中Mg2＋的生理作用还有______。与镁充足相比，镁缺乏时会通过影响光合作用的______过程，进而导致光合速率下降。 （2）据图1、2分析，M基因经过程②形成M蛋白，该过程包括________。M基因缺失会导致Mg2＋进入叶绿体的效率______，但M蛋白不是唯一的Mg2＋转运蛋白，其依据是_______________。 （3）结合图1推测，图2中曲线节律性波动的原因可能是：光照条件改变引起蔗糖含量出现节律性变化，经过程①、②调节Mg2＋节律性运输至叶绿体内，其中过程①会______（“促进”或“抑制”）过程②的进行。 （4）为进一步验证上述假说，研究人员利用野生型和多个相关基因缺失突变体（突变体P、突变体M、双突变体PM等）进行实验，检测叶绿体中的Mg2＋含量，实验中不考虑Mg2＋的损耗，请补全下表。 序号 水稻植株 叶绿体中Mg2+相对含量 1组 野生型 2.5 2组 突变体M 1.5 3组 ______ 3.5 4组 ______ 1.5 （5）据本研究，请分别从田间管理和品种改良的角度，各提出1条在农业生产中提高水稻产量的可行思路。___________________。 【答案】（1）叶绿素 激活RuBP酶的活性、促进蔗糖运出细胞等 光反应和暗反应（CO2固定） （2）转录和翻译 降低 突变体M叶绿体中Mg2+相对含量仍出现昼夜节律波动 （3）抑制 （4）突变体P 双突变体PM （5）合理施用镁肥、培育M基因适度高表达或抑制P基因表达的作物品种 【解析】（1）镁是构成叶绿素的必需元素；从图1可知Mg2+还能激活RuBP酶的活性和促进蔗糖运出细胞的作用，而RuBP酶催化CO₂固定，因此镁缺乏时，叶绿素合成不足会影响光反应，同时Mg2+不足会降低RuBP酶的活性，因此同时影响光反应和暗反应，最终光合速率下降。 （2）基因经过程②合成蛋白质的过程即基因的表达，包括转录和翻译。对比图2野生型和突变体M的曲线，突变体M叶绿体Mg²⁺含量更低，说明M基因缺失后Mg²⁺进入叶绿体的效率降低；但突变体M仍能向叶绿体转运Mg2+，且突变体M叶绿体中Mg2+相对含量仍出现昼夜节律波动，说明还存在其他Mg²⁺转运蛋白，M蛋白不是唯一的转运蛋白。 （3）由图1和图2可知，光照条件下，蔗糖合成量增多，会促进P基因的表达，但是叶绿体中Mg2+相对含量下降，说明Mg2+进入叶绿体的效率下降，则反应可能是因为M蛋白合成量减少，即M基因表达受抑制了，因此过程①会抑制过程②的进行。 （4）为进一步验证上述假说：M 蛋白主要负责节律性运输Mg2+至叶绿体内，而P基因抑制M基因的表达，因此P基因间接抑制Mg2+运输至叶绿体内，研究人员利用野生型和多个相关基因缺失突变体（突变体P、突变体M、双突变体PM等）进行实验，由表中数据可知，突变体M的叶绿体中Mg2+相对含量为1.5低于野生型的叶绿体中Mg2+相对含量2.5，说明M基因促进M蛋白合成，进而促进Mg2+转运进入叶绿体，若假说成立，P基因的作用是抑制M基因的功能，突变体P缺失了P基因，解除了M基因的限制后，叶绿体Mg2+含量高于野生型的2.5，对应表格的3.5；双突变体PM同时缺失P和M基因，和仅缺失M基因的突变体M一样，仅剩余其他转运蛋白发挥作用，叶绿体Mg²⁺含量和突变体M一致为1.5，因此3组应为突变体P，4组应为双突变体PM。 （5）田间管理从补充镁营养的角度出发，可以合理施用镁肥；品种改良从调控M基因表达、提升叶绿体镁转运能力的角度出发，培育M基因适度高表达或抑制P基因表达的作物品种。 28．（2026·江苏淮北中学·模拟预测）常春藤叶形美丽，四季常青，花淡黄白色或淡绿白色，具有一定的观赏和药用价值。研究发现，常春藤可吸收并同化家装过程中的污染气体甲醛（HCHO），其细胞内部物质代谢及甲醛清除机制如图1所示，其中FALDH为甲醛脱氢酶，可催化甲醛（HCHO）氧化成甲酸（HCOOH）。请回答下列问题： （1）常春藤花呈淡黄白色或淡绿白色，与花色有关的色素分布在______中。图1中①是卡尔文循环，该循环涉及的能量转化是______。据图1分析，常春藤细胞净化甲醛的场所有______。 （2）为研究甲醛对叶绿体形态及功能的影响，实验小组取成熟叶研磨，获得叶绿体悬液。向叶绿体悬液中加入适当铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），发现水在光照下可以释放出O2，该实验模拟了光合作用中的_______阶段的部分物质变化，______（填“能”或“不能”）说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水。 （3）科学家研究了密闭环境下常春藤植株正常光合作用和呼吸作用，测得在不同光照强度下环境中CO2浓度随时间变化曲线，如图2所示。据图2分析弱光照组叶肉细胞的光合速率______（填“大于”“小于”或“等于”）呼吸速率，d时间内完全光照组植株实际光合速率为______ppm/s（用字母a-d表示）。 （4）为探究常春藤对不同浓度甲醛的耐受性，科研人员分别测定了可溶性糖含量的变化（见图3）、叶片气孔导度（气孔的开放程度）和甲醛脱氢酶（FALDH，甲醛代谢过程中的关键酶）活性的相对值（见图4）。 图3结果显示，经2mmol·L-1甲醛处理后细胞中可溶性糖含量较高，据图1分析可能的原因是光合作用的原料______增多有关。结果显示常春藤对低浓度甲醛具有一定的耐受性，通过以上研究，据图4推测甲醛胁迫下常春藤的抗逆机制是______。 【答案】（1）液泡 ATP和NADPH中（活跃）的化学能转化为有机物中（稳定）的化学能 细胞质基质、叶绿体基质 （2）光反应 不能 （3）大于 （a-c）/d （4）CO2 降低气孔导度，减少甲醛的吸收；提高FALDH的活性，增强对甲醛的代谢能力 【解析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP的生成，暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。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。 （1）与花色有关的色素（如花青素）主要分布在植物细胞的液泡（细胞液）中。卡尔文循环（暗反应）包括二氧化碳的固定和C3还原过程，该过程中能量变化是光反应产生的ATP、NADPH中的活跃化学能，转化为有机物（如糖类）中的稳定化学能。据图 1可知，甲醛（HCHO）先在细胞质基质中被 FALDH 催化为甲酸（HCOOH），后续甲酸参与叶绿体基质中的卡尔文循环，故净化甲醛的场所是细胞质基质、叶绿体基质。 （2）实验中 “水在光照下释放 O₂”，模拟的是光合作用光反应阶段（光反应中H₂O光解产生O₂），该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也没有直接观察到元素的转移，虽然有氧气产生，但不确定氧气中的氧元素具体来源，不能说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水。 （3）根据图2可知，弱光组光合作用速率等于呼吸作用速率，由于植株存在不能进行光合作用的细胞，所以弱光照组叶肉细胞的光合速率大于它的呼吸速率，d时间内呼吸作用释放二氧化碳量为（a-b），净光合作用吸收的二氧化碳量为b-c，d时间内完全光照组植株的平均实际光合速率（总光合作用速率）=呼吸作用速率+净光合作用速率=（a-b）/d+（b-c）/d=（a-c）/dppm/s。 （4）二氧化碳是暗反应的原料，图3结果显示，经2mmol·L-1甲醛处理后细胞中可溶性糖含量较高，据图1分析可能的原因是光合作用的原料二氧化碳增多有关；气孔是气体等进出细胞的通道，常春藤对低浓度甲醛具有一定的耐受性的机制是降低气孔导度，减少甲醛的吸收；提高FALDH（甲醛代谢过程中的关键酶）的活性，增强对甲醛的代谢能力。 29．（2026·江苏淮北中学·模拟预测）固氮鱼腥藻是一种多细胞蓝细菌，主要由营养细胞和异形胞组成。图示其相关生理活动机制，其中的固氮酶必须在较为严苛的低氧环境中合成并发挥作用。请回答下列问题： （1）营养细胞和异形胞是两种功能互补的细胞。营养细胞通过光合作用合成有机物，并主要以___________的形式运输至异形胞，为后续反应提供NADPH；异形胞中的固氮酶可将N2转化为NH3，利于合成_____________等小分子有机物，以提供自身及营养细胞的营养需求。 （2）在营养细胞的光合作用过程中，PSⅡ受光激发，________分解并释放电子，电子经系列传递最终被________接受，以形成____________所需的还原剂。参与该过程的PSⅠ和PSⅡ都含有色素，这些色素的作用是______________。 （3）在异形胞固氮的相关生理过程中，PSⅠ受光激发形成的电子传递环使跨膜质子浓度梯度_____________，ATP的合成量_____________。该过程没有PSⅡ的参与，生理学意义是_____________。 （4）为探究固氮鱼腥藻能否成为新型肥料，科研人员在水稻田中进行了相关实验，结果如下表（各项数值单位均为相应的标准单位）。 指标 土壤理化性质 水稻产量 组别 铵态氮 硝态氮 有机质 每穴穗数 穗粒数 千粒重 未接种固氮鱼腥藻 6.01 2.5 23.26 12.26 200.39 21.47 接种固氮鱼腥藻 7.6 2.45 23.7 15.41 182.07 22.44 据表分析，固氮鱼腥藻可作为新型肥料，判断依据是_____________。 【答案】（1）蔗糖 氨基酸、核苷酸 （2）水 NADP+ C3的还原 吸收、传递、转化光能 （3）上升 上升 避免水的光解产生氧气，利于固氮酶的合成和发挥作用 （4）接种固氮鱼腥藻组大幅提高土壤中铵态氮含量及总产量 【解析】（1）在植物细胞中，光合产物主要以蔗糖的形式进行运输，蔗糖是适合长距离运输的糖类形式，能从营养细胞运输到异形胞。N₂被固氮酶转化为NH₃后，NH₃可以作为氮源参与氨基酸（蛋白质的基本单位）、核苷酸（核酸的基本单位）等含氮小分子有机物的合成，这些物质能满足两种细胞的营养需求。 （2）在光合作用的光反应阶段，PSⅡ（光系统Ⅱ）受光激发后，会催化水的光解，水分解产生电子、质子和氧气，电子进入电子传递链。电子经过一系列传递后，最终被NADP⁺接受，同时结合质子形成NADPH。NADPH是碳反应（暗反应）中C₃还原过程的还原剂，为该过程提供能量和氢。PSⅠ和PSⅡ中的色素，首先吸收光能，然后将光能传递给反应中心的叶绿素a，最终将光能转化为电能，启动光反应。 （3）PSⅠ受光激发形成的电子传递过程，会将质子（H⁺）运输到膜内，使得跨膜质子浓度梯度上升。质子浓度梯度是ATP合成的动力，梯度上升会促使ATP合成量上升。题目中提到固氮酶需要在低氧环境中合成并发挥作用，该过程没有PSⅡ参与，就不会发生水的光解产生氧气，从而维持异形胞内的低氧环境，保证固氮酶正常工作。 （4）从表格数据可以看出： 接种固氮鱼腥藻后，土壤中的铵态氮含量从6.01提升到7.6，土壤氮素营养增加；同时水稻的每穴穗数、千粒重都有所提升，最终产量相关指标改善，说明固氮鱼腥藻能提高土壤肥力，促进水稻生长，所以可作为新型肥料。 30．（2026·江苏南京·二模）小球藻光合产氢是一种绿色环保的制氢方式，其机理如图1所示。氢酶是其中的关键酶，遇氧易失活。研究表明，亚铁离子（Fe2+）可诱导小球藻形成细胞聚集体，通过聚集体内部形成厌氧微环境实现持续产氢，如图2所示。请回答下列问题： （1）图1所示膜结构的基本支架是_____；NADPH参与卡尔文循环中_____阶段。 （2）自然状态下小球藻产氢效率低，原因可能是：白天光照条件下，_____；夜晚黑暗条件下，_____。Fe2+诱导小球藻聚集后，聚集体内部形成厌氧微环境的原因有_____。 （3）小球藻可用于处理氨氮废水。为研究处理氨氮废水后小球藻聚集体的产氢效果，研究人员用_____的培养基模拟废水培养小球藻，然后添加Fe2+诱导其聚集产氢，测定培养基中剩余含量、小球藻叶绿素含量和产氢量，如图3所示。分析曲线可知：与低浓度处理相比，高浓度条件下，小球藻去除效果和产氢量分别_____，产氢量变化的原因可能是_____。 （4）以下措施可能提高小球藻光合产氢效果的有_____（填字母）。 a、延长光照时间提高小球藻光合效率  b、定点突变改造氢酶分子结构 c、基因工程构建小球藻耗氧酶体系  d、将小球藻和厌氧细菌共同培养 【答案】（1）磷脂双分子层 C3的还原 （2）水光解产生的氧气使氢酶失活   光反应无法进行，无大量H+和e-生成 Fe2+被氧化消耗氧气；聚集体内部光照不足产氧量下降；细胞呼吸仍在进行 （3）不同浓度 更差、更低 叶绿素含量低 （4）bc 【解析】（1）图1为叶绿体类囊体薄膜，属于生物膜，生物膜的基本支架是磷脂双分子层，NADPH在卡尔文循环中作为还原剂，同时提供能量，参与卡尔文循环中C3的还原过程。 （2）氢酶遇氧易失活，白天光照下光反应水的光解产生O2，使氢酶失活。氢酶产氢依赖光反应产生的电子、H⁺和ATP，黑暗条件下光反应无法进行，无大量H+和e-生成，产氢缺乏原料。聚集体内部细胞呼吸仍在进行消耗O2；Fe²⁺被氧化为Fe（OH）₃的过程消耗O2；聚集体内部光照不足产氧量下降均会使内部形成厌氧微环境。 （3）实验目的是研究不同浓度氨氮废水的影响，需用不同浓度的培养基模拟废水培养小球藻。由图分析可知，高浓度组剩余NH₄⁺更多，说明与低浓度处理相比，高浓度条件下，小球藻去除效果更差、产氢量更低。高浓度NH₄⁺使小球藻叶绿素含量降低，光反应减弱，产生的ATP和NADPH减少，氢酶产氢的原料不足，进而产氢量下降。 （4）a、延长光照时间可增加光反应总时长，光反应水的光解产生O2，使氢酶失活，不能提高产氢效果，a错误； b、定点突变改造氢酶结构，可提高其耐氧性，避免被O₂失活，延长产氢时间、提高效率，b正确； c、构建耗氧酶体系可主动消耗细胞内O₂，降低局部氧浓度，保护氢酶活性，c正确； d、严格厌氧细菌无法进行有氧呼吸，不能消耗O₂，反而会被小球藻产生的O₂抑制生长，无法形成厌氧环境，还可能竞争营养，d错误。 31．（2026·天一中学·模拟预测）植物对弱光的适应能力是保证其正常生长的关键。研究番茄的科研人员发现某品种的番茄（品种1）对弱光的适应能力明显高于另外一个品种（品种2），为了探究品种1对弱光适应能力更强的机制，科研人员进行了一系列探索。请回答下列问题： （1）在番茄叶肉细胞内，暗反应生成的三碳化合物，会被用于重新生成________，进而保证暗反应中________的速率，同时，一部分C3会在________（填写具体反应场所）中最终转化为淀粉储存。 （2）淀粉颗粒的大小和数量是判断叶绿体结构正常与否的重要依据。据图1观察表明，在弱光条件下，和品种1相比，品种2的叶绿体中的淀粉粒体积________，据此推测，弱光对于品种2番茄叶绿体运出光合产物的能力具有________作用。 （3）研究人员同时对两个品种番茄的光合相关参数进行了测定（见下表），结果表明，弱光条件下，两个品种光合速率均下降，但是和品种1相比，品种2的净光合速率________，造成这一结果的因素中存在气孔因素，原因是________。 品种 处理 净光合速率 μmol•m-2s-1 气孔导度 mol•m-2s-1 细胞间CO2浓度 μmol•mol-1 叶绿素a mg•g-1 叶绿素b mg•g-1 叶绿素a/b 品种1 对照 18.16 0.41 333.00 2.01 0.62 3.25 弱光 12.05 0.35 359.44 1.25 0.66 1.99 品种2 对照 17.09 0.4 346.35 1.88 0.63 2.30 弱光 6.68 0.24 316.84 1.28 0.48 2.67 （4）细胞内的氧自由基会导致膜脂发生过氧化反应，并最终生成丙二醛（MDA），而SOD（超氧化物歧化酶）能够参与清除细胞内的氧自由基。科研人员对两个品种番茄的SOD活性和MDA含量进行测定（图2），结果表明________。 （5）已知弱光成分中的蓝紫光比例更大，综合表1和图2结果分析，品种1番茄能更好适应弱光的原因有 ________。 【答案】（1）C5 CO2固定 叶绿体基质 （2）更大 抑制 （3）下降幅度更大 弱光条件下，品种2的气孔导度下降，胞间CO2浓度降低 （4）弱光条件均能降低品种1和品种2的SOD活性，导致膜脂过氧化程度加剧，但是对品种1的影响程度明显较低 （5）提高叶绿素b的比例，促进对弱光中蓝紫光的吸收利用；减缓SOD下降幅度，减轻膜脂过氧化程度 【解析】（1）暗反应中，CO2与C5结合生成C3，C3被还原后，一部分重新生成C5（五碳化合物），保证暗反应中CO2固定的速率，维持暗反应循环；另一部分C3在叶绿体基质（暗反应场所）中合成淀粉储存，符合光合作用暗反应的过程规律。 （2）对比图1可知，弱光下品种2叶绿体中淀粉粒体积远大于品种1，说明淀粉大量积累在叶绿体中，推测弱光抑制了品种2叶绿体运出光合产物（淀粉）的能力，导致淀粉积累。 （3）从表格数据可知，弱光下品种2净光合速率（6.68）远低于品种1（12.05），下降幅度更大；从气孔因素分析：弱光下品种2的气孔导度下降，胞间CO2浓度降低，CO2供应不足，因此净光合速率下降存在气孔因素。 （4）总结图2结果：和对照相比，弱光条件均能降低品种1和品种2的SOD活性，导致膜脂过氧化程度加剧，但是对品种1的影响程度明显较低。 （5）结合题干和所有结果整合分析：已知弱光中蓝紫光比例更高，表格显示品种1弱光下叶绿素b含量更高、叶绿素a/b更低，叶绿素b更利于吸收蓝紫光；同时品种1气孔导度更高，CO₂供应充足，净光合更高；从叶绿体结构看，品种1淀粉粒更小，说明光合产物运出顺畅，积累少对光合抑制小；从抗氧化能力看，品种1减缓SOD下降幅度，减轻膜脂过氧化程度，膜结构损伤更小，因此更适应弱光。 32．（2026·江苏徐州一中·模拟预测）某研究小组为研究高温条件下不同干旱水平对大豆光合作用的影响。科研人员选取发育进程与长势一致的转基因大豆幼苗，在高温条件下进行相关实验，部分结果如图1。请回答： （1）研究发现，随着高温干旱时间的延长，大豆叶片逐渐变黄，取此时的叶片进行色素的提取和分离实验，结果显示滤液细线上明显变窄的两条色素带颜色分别是_______，此现象与研磨时未添加_______的实验结果类似。 （2）分析图1中数据可知，第2~4d由于高温干旱，保卫细胞_______（填“吸水”或“失水”）导致气孔关闭，胞间CO2浓度降低。图1第4~6d胞间CO2浓度升高的主要原因是_____（假设呼吸作用强度稳定）。此时大豆细胞中脯氨酸等可溶性小分子物质量增加，其主要意义可能是_______。 （3）大豆在光照条件下可进行光呼吸，部分过程如图2所示。 a. 图2中①过程需要的甲是由_____（物质）构成的光系统II，其功能是_____。生成的物质乙是_____。 b. 已知光呼吸会消耗光合作用中间产物，因此提高农作物的产量时可适度降低其强度。下列措施不易达到目的是_____（填字母）。 A．增施有机肥           B．适时适量浇水           C．增强光照 c. 大豆光呼吸过程降低农作物产量，但在进化过程中得以长期保留，其对植物的积极意义有：消耗过剩的_____，减少对叶绿体的损害；补充部分_____。 （4）为研究光呼吸，将大豆放在一个密闭的恒温玻璃小室中，依次增强光照强度，随着时间的推移，温室内CO2浓度随光照强度的变化如图3所示，c点时，该株大豆总光合速率_____（填“等于”、“大于”或“小于”）总呼吸速率。 【答案】（1）蓝绿色、黄绿色 碳酸钙 （2）失水 细胞光合作用消耗CO2的量大大减少 提高细胞的渗透压，增强细胞的吸水能力 （3）蛋白质和光合色素 吸收、传递和转化光能，实现水裂解（产生电子、质子以及氧气） H+ C ATP和NADPH CO2 （4）等于 【解析】（1）大豆叶片变黄，说明叶绿素含量减少。在色素分离结果中，叶绿素a呈蓝绿色、叶绿素b呈黄绿色，因此这两条色素带会明显变窄。研磨叶片时，若未添加碳酸钙（CaCO₃），叶绿素会被酸性物质破坏，也会使叶绿素的两条色素带变窄，因此该现象与研磨时未添加碳酸钙的实验结果类似。 （2）由图1中数据可知，第2~4d由于高温干旱，保卫细胞失水导致气孔关闭，胞间CO2浓度降低。图1第4~6d胞间CO2浓度升高的主要原因是细胞光合作用消耗CO2的量大大减少；此时大豆根尖细胞中脯氨酸等可溶性小分子物质量增加，可以提高细胞的渗透压，增强根尖组织细胞的吸水能力。 （3）由图2可知，①为水的光解，②为二氧化碳的固定，③为C3的还原，④为光呼吸。 a、图2中①为水的光解，该过程需要的甲是由蛋白质和色素构成的复合体，其功能是吸收、传递和转化光能，实现水裂解（产生电子、质子以及氧气）。该过程生成的乙是H+。 b、温度降低，酶活性减弱，光呼吸减弱的同时光合作用也减弱，达不到提高农作物产量的目的。增加有机肥和适时浇水可以促进光合作用，提高农作物产量。AB不符合题意，C符合题意。 c、当氧气浓度高时，Rubisco催化C5与氧气反应生成磷酸乙醇酸和C3，磷酸乙醇酸经过一系列化学反应，消耗ATP和NADPH，生成CO2和C3，因此可知对植物的积极意义有：消耗过剩的ATP和NADPH，减少对叶绿体的损害；补充部分CO2。 （4）由图3可知，ab段CO2浓度一直增加，说明呼吸速率大于光合速率，bc段CO2浓度下降，说明随着光照强度增加，光合速率大于呼吸速率，cd段CO2浓度一直增加，说明呼吸速率大于光合速率，说明b点和c点时都是光合速率等于呼吸速率。 33．（2026·南京&镇江·模拟预测）研究发现，水稻中的OsNADK1基因（编码的NAD激酶可催化NAD+生成NADP+）与水稻的抗逆性相关。与野生型水稻（WT）相比，OsNADK1基因缺失突变体水稻（KO1）在强光条件下光合速率更低。下图是水稻光合作用的部分过程，其中PS Ⅰ和PS Ⅱ组成光反应系统。回答下列问题： （1）PS Ⅰ和PS Ⅱ均为光合色素和蛋白质的复合体结构，位于________（填细胞结构）上。据图分析，PS Ⅱ吸收光能后，类囊体腔中的H+浓度________（填“升高”或“降低”），并以________的方式运输到叶绿体基质中。 （2）光合作用中，光反应阶段产生的NADPH的作用是________________，ATP的形成与________（选填“PS Ⅰ”、“PS Ⅱ”或“PS Ⅰ和PS Ⅱ”）发挥作用产生的H+浓度梯度有关。叶肉细胞中的NAD+还能在________（填场所）用于合成NADH。 （3）据图分析，与WT水稻相比，KO1水稻在强光条件下光合速率更低的原因是________________。 （4）为进一步研究OsNADK1基因与水稻抗旱性的关系，科研人员用WT水稻和OsNADK1基因过表达水稻（OE1）进行了相关实验，相关实验及检测结果如下表： 组别 检测指标 WT+正常灌溉 WT+干旱胁迫 OE1+正常灌溉 OE1+干旱胁迫 叶绿素含量 100% ‒32% +49% +12% NAD激酶含量 100% ‒21% +28% +11% 净光合速率 100% ‒16% +38% +5% 可溶性糖含量 100% ‒26% +45% +18% 注：“+”表示增加比例；“‒”表示减少比例。 ①科研人员可以通过测定色素提取液对红光的吸光值，计算出________的相对含量。 ②根据表中数据分析，OsNADK1基因提高水稻抗旱性的原理是________________。 【答案】（1）叶绿体的类囊体薄膜 升高 协助扩散 （2）作为还原剂和提供能量 PSⅠ和PSⅡ 细胞质基质和线粒体基质 （3）突变体的OsNADK1基因缺失，NADP⁺生成不足，导致NADPH产生减少，光合速率降低 （4）叶绿素 OsNADK1基因的表达产物通过提高水稻叶绿素和NAD激酶的含量，增强水稻的净光合速率，积累更多的可溶性糖，以增大细胞内的渗透压，使水稻吸水能力增强，从而提高抗旱性 【解析】（1）由题意可知，PSⅠ和PSⅡ组成光反应系统，因此位于叶绿体的类囊体薄膜上。据图，PSⅡ吸收光能后裂解水，产生的H+释放到类囊体腔中，因此类囊体腔H+浓度升高。图中为ATP合成酶催化ATP合成，能量来自于膜两侧的H+电化学势能，故H+的跨膜运输方式为协助扩散。 （2）NADPH能参与暗反应中C3还原，作为还原剂和提供能量。类囊体膜两侧H⁺浓度梯度是PSⅠ和PSⅡ共同作用的结果，该梯度为ATP合成提供动力。NAD+可以用于有氧呼吸的第一、二阶段合成NADH，场所为细胞质基质和线粒体基质。 （3）根据题意分析，水稻中的OsNADK1基因编码的NAD激酶可催化NAD+生成NADP+，突变体中OsNADK1基因缺失，NADP+生成不足，导致NADPH产生减少，光合速率降低。 （4）①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，因此可以通过测定色素提取液对红光的吸光值，计算出叶绿素的相对含量。 ②根据表格数据可知，OE1+正常灌溉组与OE1+干旱胁迫组，其叶绿素和NAD激酶的含量均增加，所以OsNADK1基因提高水稻抗旱性的原理是OsNADK1基因的表达产物通过提高水稻叶绿素和NAD激酶的含量，增强水稻的净光合速率，积累更多的可溶性糖，以增大细胞内的渗透压，使水稻吸水能力增强，从而提高抗旱性。 34．（2026·江苏东海高级中学·模拟预测）1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶（Rubisco）是光合碳同化过程的关键酶，因其催化速率低，且对CO2和O2的专一性差，被称为“低效率酶”。水稻等作物增产的重要途径之一是提高Rubisco活性来改善光合作用。请回答下列问题： （1）在光合作用中，Rubisco参与的反应过程为___________，该过程生成的产物被还原时需要___________供能。一次卡尔文循环，三分子C5固定三分子CO2，形成六分子C3，其中五分子C3重新转变成了三分子C5，则合成一分子葡萄糖，需要经历___________次卡尔文循环。 （2）Rubisco由大亚基和小亚基组成，它们分别由叶绿体中基因与核基因编码。其中，小亚基在___________合成，并最终与大亚基在___________（填具体部位）中组装成有活性的全酶。 （3）镁（Mg）是影响光合作用的重要元素，植物缺镁对光合作用的影响包括：叶绿体中___________合成受阻，从而影响光反应；抑制Rubisco活性降低碳同化。科学家开展了影响Rubisco活性因素的研究，结果如图1。据图可知，Rubisco活性存在___________变化，缺镁主要影响___________。 （4）实验还发现，叶绿体中Mg2+含量与Rubisco活性的变化相似，为研究其分子机制，提取叶绿体，进行25Mg2+喂食实验，结果如图2，表明叶绿体膜上存在___________。进一步研究证实合成该物质的基因表达过程受Mg2+浓度的调控，据此阐明短期缺镁降低水稻光合作用的机制是___________。依据该机制，通过基因工程提高水稻叶片Rubisco活性的思路是___________（写出一条）。 【答案】（1）CO2的固定 ATP、NADPH 2 （2）细胞质中游离的核糖体 叶绿体基质 （3）叶绿素 昼夜节律 白天Rubisco活性变化（对夜间的影响不大） （4）Mg2+转运蛋白 缺Mg2+抑制Mg2+转运蛋白基因的表达，Mg2+转运蛋白含量下降，叶绿体中Mg2+浓度下降，导致Rubisco酶活性降低，从而抑制碳反应（降低光合作用） 导入能在叶肉细胞中特异性大量表达的Mg2+转运蛋白基因（或导入Mg2+转运蛋白基因的强启动子） 【解析】（1）Rubisco是羧化酶，直接催化光合作用暗反应中CO2与C5结合的CO2固定过程；C3还原需要光反应产生的ATP和NADPH共同供能。根据题干给出的定义：1次卡尔文循环固定3分子CO2，仅净产出1分子三碳C3；葡萄糖是六碳糖，需要2分子三碳C3合成，因此共需要2次卡尔文循环。 （2）小亚基由核基因编码，真核生物核基因的翻译（蛋白质合成）过程发生在细胞质的游离核糖体中；Rubisco是叶绿体基质中催化暗反应的酶，因此大小亚基最终在叶绿体基质中组装为活性全酶。 （3）Mg是叶绿素的核心组成元素，缺镁会导致叶绿素合成受阻，进而影响光反应。从图1可见，Rubisco活性随昼夜（光照/黑暗交替）呈现规律性的周期性变化；对比曲线可知，缺镁组Rubisco活性整体降低，尤其光照下的活性峰值下降最显著，因此缺镁主要影响白天的Rubisco活性变化，对夜间的影响不大。 （4）图2显示，加入叶绿体膜蛋白抑制剂CHA后，叶绿体对Mg2+的吸收量显著下降，说明叶绿体膜上存在运输Mg2+的转运蛋白。结合题干信息“转运蛋白的合成受Mg2+浓度调控”，可推导出短期缺镁的机制：缺镁导致胞质Mg2+浓度降低，抑制Mg2+转运蛋白的基因表达，进一步减少叶绿体对Mg2+的吸收，叶绿体中Mg2+浓度下降，使Rubisco活性下降，光合作用减弱。对应基因工程改造思路为：增强或过量表达叶绿体膜的Mg2+转运蛋白基因，提高叶绿体中Mg2+含量，如导入能在叶肉细胞中特异性大量表达的Mg2+转运蛋白基因（或导入Mg2+转运蛋白基因的强启动子），即可提高Rubisco活性，增强光合作用。 35．（2026·如皋中学·模拟预测）研究重金属对植物毒害作用机制，阐明重金属对植物伤害效应及伤害机理，为选择耐性植物和超积累植物用于重金属污染土壤的植物修复提供理论依据和有效途径。 （1）镉离子和钙离子结构有一定的相似性，施加一定的钙肥能减少植物对镉的吸收。据此推测，施钙能缓解镉胁迫的机理是___________（从物质跨膜运输的角度分析）。 （2）植物受到重金属胁迫后，可通过甲基化调控机制将受到的毒害降低，从而维持植物的生长与繁殖。研究人员研究镉胁迫对植物的影响时，获得如下图所示实验结果，其大体实验思路是___________________________。 （3）科学家研究Pb2+胁迫对桑树光合作用的影响，设计如下实验:采集某林场优良土壤并添加不同量的Pb2+，其中A〜F组依次添加Pb2+0、250、500、750、1000、1250mg/kg，分别培养生长状况相同的桑树苗，30天后分别测定桑树苗的叶绿素含量、气孔导度、胞间CO2浓度、净光合速率等，实验结果如下。 ①本项研究中科学家测定叶绿素含量的方法是将桑叶切成极细的细丝置于小试管中，试管中加入___________后，于___________（填“黑暗”或“光照”）条件下密封12小时，测定提取液在__________（填“红光”或“蓝紫光”）下的吸光值，进而计算出叶绿素的含量。实验中不使用另一种光质测定吸光值的原因是___________。 ②由图1实验结果分析，Pb2+对叶绿素的含量的影响是________。 ③据实验结果分析，随Pb2+胁迫水平升高，净光合速率下降的原因___________（填“是”或“不是”）气孔限制，判断依据是___________。预测在高Pb2+胁迫水平下，桑树光合作用的光饱和点会下降，原因是___________。 【答案】（1）钙离子和镉离子竞争载体蛋白 （2）将生长状况相同的三叶草和萝卜种在不含镉和含不同浓度镉的土壤中生长一段时间，检测两种不同植物中不同镉浓度下DNA甲基化水平 （3）无水乙醇 黑暗 红光 叶绿素和类胡萝卜素对蓝紫光都有较高吸收值，使用蓝紫光测定叶绿素含量会受到类胡萝卜素的干扰 随Pb2+胁迫水平升高，叶绿素含量下降，叶绿素a含量下降更明显 不是 随Pb2+胁迫水平升高气孔导度下降，但胞间CO2浓度无明显变化 高Pb2+胁迫水平下桑树叶绿素含量下降，利用光能的能力降低 【解析】（1）因为镉离子和钙离子结构有一定相似性，而主动运输需要载体蛋白协助，施钙能缓解镉胁迫，从物质跨膜运输角度推测，其机理是钙离子和镉离子竞争载体蛋白，从而减少植物对镉的吸收。 （2）根据实验结果图，实验的自变量是土壤中镉的浓度和植物种类，因变量是DNA甲基化水平，所以大体实验思路是将生长状况相同的三叶草和萝卜种在不含镉和含不同浓度镉的土壤中生长一段时间，检测两种不同植物中不同镉浓度下DNA甲基化水平。 （3）①叶绿素容易溶于有机溶剂，所以测定叶绿素含量的时候加入的试剂是无水乙醇，为了防止光合产物对测量结果的影响，要在黑暗条件下密封12小时，同时为了避免类胡萝卜素对叶绿素的干扰，测定提取液应该在红光下的吸光值，进而计算出叶绿素的含量，因为叶绿素和类胡萝卜素对蓝紫光都有较高吸收值，使用蓝紫光测定叶绿素含量会受到类胡萝卜素的干扰。 ②根据图1实验结果分析，在一定范围内随着Pb2+含量的上升叶绿素含量下降，叶绿素a含量下降更明显，叶绿素b的含量变化不显著。 ③根据实验结果分析，随Pb2+胁迫水平升高导致了净光合速率下降，虽然气孔导度下降，但胞间CO2浓度无明显变化，从而说明净光合速率下降的原因不是气孔限制。由于高Pb2+胁迫水平下桑树叶绿素含量下降，利用光能的能力降低，可以推测在高Pb2+胁迫水平下，桑树光合作用的光饱和点会下降。 36．（2026·江苏徐州一中·模拟预测）植物光合作用过程中的电子传递过程主要由光系统完成，当光照强度过强时，电子积累过多，会产生活性氧，引起光抑制现象。研究光抑制现象的原因以及提出缓解措施对提高光合作用具有重要意义。研究人员在微藻培养液中加入铁氰化钾，可将电子及时导出。部分过程如图所示。请分析回答： （1）图中光系统由光合色素和蛋白质构成，可_______光能；另一个重要蛋白质ATP合酶的作用有___________________。 （2）正常光照时，_______提供的电子（e-）经过传递，被NADP+接受生成NADPH，为暗反应中C3的还原提供___________。强光条件下培养一段时间后检测发现，微藻放氧量下降，研究人员在微藻培养液中加入铁氰化钾，明显缓解了光抑制现象。据图分析，引起光抑制以及植物缓解光抑制的过程中电子（e-）的受体除NADP+外还包括____________。 （3）进一步研究发现外加草酰乙酸对微藻的光合作用也有影响：在一定浓度下外源草酰乙酸通过释放CO2来抑制光呼吸会显著提升光合效率。为验证该过程，科研人员利用不同浓度的草酰乙酸处理微藻，测定其净光合速率。请完成下表： 实验步骤或目的 简要操作过程 _____________ 利用缓冲液为母液分别配制10μmol•L-1、30μmol•L-1、50μmol•L-1、70μmol•L-1的草酰乙酸溶液 设置对照处理组 用_________浸泡微藻15min _____________ 用100mL不同浓度草酰乙酸溶液浸泡微藻15min 净光合速率测定 在400μmol•L-1CO2和160μmol•m-2•s-1光强下，运用便携式光合气体收集分析系统测定________得到叶片的净光合速率 结果分析 比较各组净光合速率 （4）除人为施加外源物质缓解光抑制现象外，微藻在长期的进化中产生了一种具有双功能的RuBP羧化/加氧酶，对细胞也有重要的保护作用。该酶既能催化C5与CO2发生羧化反应固定CO2，又能催化C5与O2发生加氧反应进行光呼吸，其催化方向取决于CO2和O2相对浓度。反应机理如图所示，下列相关叙述合理的有_______。 a.光呼吸的形成可能与RuBP羧化/加氧酶的空间结构有关 b.光呼吸使得C5中的碳都以CO2的形式散失，明显减少了光合产物的形成 c.强光下，光呼吸加强，可消耗光反应中积累的ATP、NADPH，从而减轻对叶绿体的伤害 【答案】（1）吸收、传递、转化 运输H+和催化ATP的合成 （2）水 还原剂和能量 O2（活性氧）、铁氰化钾 （3）配制不同浓度（系列浓度梯度）的草酰乙酸溶液 100mL缓冲液 进行实验处理 O2释放量 （4）ac 【解析】（1）光合色素的功能是捕获（吸收）光能，传递光能，同时将光能转化为活跃化学能。ATP 合酶兼具载体与酶双重功能，一方面将类囊体腔 H⁺顺浓度梯度运到叶绿体基质，另一方面能催化 ATP 合成。 （2）水在光反应中发生光解，释放电子、H⁺、O₂，是电子初始供体。NADPH 携带氢和活跃化学能，为 C₃还原提供还原剂与能量。强光电子积累过多，电子可传递给 O₂产生活性氧（光抑制成因）；加入铁氰化钾可导出多余电子，缓解光抑制，二者均能接受电子。 （3）为验证一定浓度下外源草酰乙酸通过释放CO2来抑制光呼吸会显著提升光合效率，首先需配制不同浓度（系列浓度梯度）的草酰乙酸溶液。为遵循单一变量原则，对照组不能加草酰乙酸，但其余条件必须和实验组完全相同，故需用100mL缓冲液浸泡微藻。前面已经配好药液，实验组的进行实验处理为统一用 100mL、浸泡 15min，保证所有实验组无关变量一致，处理完成后再统一测净光合。微藻净光合速率为微藻单位时间、单位面积从外界吸收 CO₂的量，或释放 O₂的量，故可以用便携式光合气体收集分析系统测定O2释放量得到叶片的净光合速率。 （4）a.酶的功能由空间结构决定，RuBP 羧化 / 加氧酶双向催化，说明其空间结构适配两种底物，光呼吸形成和空间结构相关，a正确； b.光呼吸释放的 CO₂可再次参与卡尔文循环固定，碳不会完全散失；只是消耗 ATP、NADPH，降低光合产物积累，但并非全部流失，b错误； c.强光下光反应电子过剩，光呼吸消耗多余 ATP、NADPH，消耗过剩还原力，避免活性氧产生，减轻叶绿体光损伤，缓解光抑制，c正确。 37．（2026·江苏南京&盐城·一模）随着大气CO2浓度增加，作为重要“碳汇”生物的小球藻的生长变化可能对水域生态系统产生重要影响。请回答下列问题： （1）小球藻叶绿体内部分生理过程如图1所示，光系统Ⅰ和光系统Ⅱ含有光反应中心，是色素—蛋白复合体，该复合体通过蛋白中富含____________（选填“亲水性”或“疏水性”）氨基酸残基的区段整合于____________中。 （2）据图1分析，光系统Ⅱ的功能有____________，光反应中能量的转化依次是____________（用文字和箭头表示）。除NADPH外，卡尔文循环中CO2还需在____________的作用下转变成糖类。 （3）水样中小球藻叶绿素a总量和小球藻细胞数量呈正相关，因此研究中常用叶绿素a的含量评估小球藻细胞数量；取10mL藻液，____________后收集细胞，加入90%丙酮萃取液，避光环境萃取24h后离心，测定____________（选填“上清液”或“沉淀”）中叶绿素a的吸光度，将吸光度换算成叶绿素a的含量，进而得出小球藻细胞数量。 （4）为探究CO2浓度变化对小球藻生长的影响，科研人员根据当前全球CO2浓度的变化趋势，分别在低（400ppm）、中（800ppm）、高（2000ppm）CO2浓度条件下，将采集的小球藻样本连续培养35天，测定相关数据进行分析。 ①科研人员测定了小球藻叶绿素a含量（图2），据图2分析，和低CO2浓度相比，高CO2浓度对小球藻数量的影响是____________。 ②已知小球藻吸收利用能力显著高于，为了探究上述CO2浓度对小球藻生长影响的原因，科研人员检测了小球藻培养液中的pH值变化（图3）。据图3结果，对图2中从第25天到35天，中、高CO2浓度下小球藻叶绿素a含量变化的解释是____________，光合速率降低，增殖受到抑制。 （5）科研人员进一步研究了第25天到35天不同CO2浓度小球藻固碳情况（图4），结合图2可以推测，在中、高CO2浓度下，____________，促进水体中分解者分解作用，增加向大气中排放CO2，从而导致小球藻从“碳汇”转变成“碳源”。 【答案】（1）疏水性 类囊体膜 （2）吸收、传递和转化光能，促进水的裂解，传递电子 光能→电能→化学能 ATP、C5和（多种）酶 （3）过滤（离心） 上清液 （4）培养到25天时，高CO2浓度更能促进小球藻数量增加；培养到35天时，高CO2浓度导致小球藻数量下降 培养液中pH过高（大于10），CO2溶于水后主要以CO32-形式存在，小球藻吸收和利用CO2能力下降 （5）更多的小球藻细胞破裂，释放出有机物 【解析】（1）光系统I和光系统Ⅱ是位于类囊体膜上的色素-蛋白复合体，类囊体膜是脂双层结构，疏水性氨基酸残基可以嵌入膜中，而亲水性氨基酸残基则暴露在膜两侧的水环境中，因此，这些复合体需要通过疏水性氨基酸残基段整合到类囊体膜中。 （2）分析图1可知，光系统Ⅱ参与水的光解（H2O→O2+H++e-），同时将吸收的光能转化为电能（或活跃的化学能），并驱动电子传递链。光反应中能量转换的过程是：光能→电能→化学能。暗反应（卡尔文循环）包括CO2的固定、C3的还原，需要光反应产生的NADPH、ATP提供能量和还原【H】、以及C5和（多种）酶的参与。 （3）水样中小球藻叶绿素a总量和小球藻细胞数量呈正相关，因此研究中常用叶绿素a的含量评估小球藻细胞数量；取10mL藻液，通过离心（或过滤）将细胞与培养液分离，收集细胞，加入90%丙酮萃取液（叶绿素溶于有机溶剂丙酮中），避光环境萃取24h后离心，叶绿素a位于上清液中，应测定上清液中叶绿素a的吸光度，将吸光度换算成叶绿素a的含量，进而得出小球藻细胞数量。 （4）①据图2分析，培养时间为5天的时候，三组不同CO2浓度时，叶绿素含量无显著区别，培养到25天时，高CO2浓度更能促进小球藻数量增加；培养到35天时，高CO2浓度导致小球藻数量下降。 ②分析图3可知，培养液中pH过高（大于10），CO2溶于水后主要以CO32-形式存在，小球藻吸收和利用CO2能力下降，光合速率降低，增殖受到抑制，由于水样中小球藻叶绿素a总量和小球藻细胞数量呈正相关，故导致水样中小球藻叶绿素a总量下降。 （5）结合图2可以推测，在中、高CO2浓度下，水样中小球藻叶绿素a总量下降，说明更多的小球藻细胞破裂，释放出有机物，促进水体中分解者分解作用，增加向大气中排放CO2，从而导致小球藻从“碳汇”转变成“碳源”。 38．（2026·镇江一中&镇江中学·模拟预测）马铃薯植株下侧叶片合成的有机物通过筛管主要运向块茎贮藏。图1是马铃薯光合作用产物的形成及运输示意图，图2是蔗糖进入筛分子-伴胞复合体的一种模型。请回答下列问题： （1）图1所示的代谢过程中，过程②需要光反应为其提供______（物质）。为马铃薯叶片提供C18O2，块茎中会出现18O的淀粉，请写出18O转移的路径：C18O2→______→淀粉。 （2）研究发现，叶绿体中淀粉的大量积累会导致______膜结构被破坏，进而直接影响光反应。晴朗的夏季中午，马铃薯叶片的光合速率下降，称为“光合午休”，此时引起叶绿体中光合速率下降的直接原因是______。与此现象相关的植物激素及其含量变化是_____________。 （3）图2中甲的功能有______。乙（SUT1）是一种蔗糖转运蛋白，成功导入蔗糖转运蛋白反义基因的马铃薯植株，其块茎产量会______。 （4）科研人员以Q9、NB1、G2三个品种的马铃薯为材料，研究不同光周期处理对马铃薯块茎产量的影响，在24h昼夜周期中对马铃薯幼苗分别进行16h（长日照）、12h（中日照）、8h（短日照）三种光照时间处理，保持其他条件相同且适宜，培养一段时间后，发现长日照组叶绿素含量最高，但只有中日照和短日照组有块茎生成，结果如图。 ①分析上述信息可知，光影响马铃薯幼苗的生理过程可能有__________________（写出三点）。 ②分析上图，单位时间内光周期影响平均单株块茎产量增量最高的实验组是______。 ③若将马铃薯叶片分为对照组和实验组，对照组叶片遮光处理，10h后检测到叶片的干物质减少量为Amg；实验组10h后检测到叶片的干物质增加量为Bmg，两组的叶片面积均为Ccm2，则实验组的实际光合速率可表示为______。若要进一步研究不同CO2浓度对马铃薯叶片光合速率的影响，并尽量避免有机物的输出对实验结果的影响，应该选择______（填“长日照”“中日照”或“短日照”）组的植株为实验材料。 【答案】（1）ATP、NADPH C3→磷酸丙糖→蔗糖 （2）类囊体 叶绿体中CO2浓度下降 脱落酸含量增加 （3）运输H+和催化ATP水解 降低 （4）叶绿素的合成、光合作用（光反应）、有机物的运输和储存 NB1中日照组 0.1（A+B）/Cmg·cm-2·h-1 长日照 【解析】分析图1：①是光合作用的暗反应阶段的CO2的固定阶段，②是暗反应中的C3的还原阶段。从图中可以看出，暗反应在叶绿体基质中进行，其产物磷酸丙糖可以在叶绿体基质中合成淀粉，也可以被运出叶绿体，在叶肉细胞中的细胞质基质中合成蔗糖，蔗糖可以进入液泡暂 时储存起来；蔗糖也可以通过韧皮部被运至茎块细胞，在茎块细胞内合成淀粉；分析图2：结构甲具有ATP水解酶的功能，同时利用ATP水解释放的能量把H+运出细胞，导致细胞外H+浓度较高，属于主动运输；结构乙能够依靠细胞膜两侧的H+浓度差把H+运入细胞，属于协助扩散，同时把蔗糖分子也运入细胞。 （1）在叶绿体中C3的还原反应即②过程需要光反应提供ATP和NADPH，需要ATP和NADPH供能以及需要NADPH提供还原剂；为马铃薯叶片提供C18O2，会进行光合作用，最后块茎中的淀粉会含18O，由图可知，元素18O转移的路径：C18O2→C3 →磷酸丙糖→蔗糖→淀粉。 （2）光反应的场所是类囊体膜，因此叶绿体中淀粉的积累会导致类囊体膜结构被破坏，进而直接影响光反应。晴朗的夏季中午，马铃薯叶片出现 “光合午休” 时，引起叶绿体中光合速率下降的直接原因是气孔关闭，CO₂供应不足，暗反应减弱，进而抑制光反应，最终导致光合速率降低。脱落酸（ABA）能够诱导气孔关闭，在 “光合午休” 现象中，植物体内脱落酸的含量会上升，以此减少水分散失，适应高温环境。 （3）由图可知：在结构甲的作用下，ATP水解，H+逆浓度运输至胞外，说明结构甲具有ATP水解酶的功能与物质运输的功能；成功导入蔗糖转运蛋白反义基因的马铃薯植株中SUTl的表达水平降低，筛分子-伴胞复合体的蔗糖转运蛋白乙含量减少，叶肉细胞中蔗糖分子通过结构乙转运出叶肉细胞的量减少，叶肉细胞中蔗糖积累，可溶性糖和淀粉总量升高，抑制光合作用，最终导致块茎产量降低。 （4）①本实验研究不同光周期处理对马铃薯产量的影响，最终发现长日照组叶绿素含量最高，但只有中日照和短日照组有块茎生成，由此推断光影响的马铃薯幼苗的代谢过程可能有叶绿素的合成、光合作用、有机物的运输和储存、细胞呼吸、酶的合成等； ②由图可知：对NB1品种进行12h的中日照，在处理45～60d期间差值最大，即单株产量增量最高； ③对照组叶片遮光处理，10h后检测到叶片的干物质减少量为Amg，此时检测的是10小时的呼吸消耗；实验组10h后检测到叶片的干物质增加量为Bmg，该值代表的是10小时有机物的增加量（净光合量），实验叶片的面积为Ccm2，则该组的光合速率可以表示为（A+B）÷10÷C =0.1（A+B）/C mg·cm-2·h-1。若要进一步研究不同CO2浓度对马铃薯叶片光合速率的影响，为了尽量避免有机物的输出对实验结果的影响，应该选择上述3组实验中长日照组的植株为实验材料，因为该实验组没有块茎生成，避免了有机物的输出。 39．（2026·徐州三中·一模）高温、强光环境下，植物的气孔开度减少甚至气孔关闭，同时光合系统产生的O2增多，此时CO2供应不足，植物会产生光呼吸；线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，如图1所示。回答下列问题。 （1）图1中R酶在光合作用中参与________过程，其产物经过一系列反应形成（CH2O），后一过程所需能量来源于________（物质）。 （2）结合图1分析保卫细胞中消耗氧气的场所有________；光呼吸会使光合作用产生的有机物的量________（填“增加”或“减少”），原因是________。 （3）研究发现，在高温、强光环境下，植物保卫细胞中G酶相关基因的表达会增强，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，通过基因工程构建了仅在保卫细胞中过表达G酶的植株S，相关实验结果如图2所示。植物保卫细胞吸水，气孔开度增大。由图1、2可知，相同光照条件下植株S的净光合速率高于植株W的，其机制是植株S保卫细胞中G酶表达量提高，通过________，双重促进光合作用。 （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。 设置实验组 通过基因工程构建________的植株T和植株S各10株 设置对照组 长势相似的野生型植株10株 植株培养 在相同且适宜条件下培养 测定实验结果 在相同光照强度范围内，测定三组植物的________随光照强度的变化 实验结果预测 ________ 【答案】（1）CO2的固定   ATP和NADPH （2）叶绿体、线粒体 减少 光呼吸导致光合作用暗反应中C5与CO2结合形成C3的过程减弱，C3含量下降，进而导致C3还原产生的有机物的量减少。 （3）促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放CO2用于光合作用，从而生成更多的可溶性糖；可溶性糖等溶质的增多提高了保卫细胞的细胞液浓度，保卫细胞吸水，气孔开度增大，CO2吸收加快，暗反应速率加快。 （4）G酶表达量仅在保卫细胞中减少 净光合速率 植株T净光合速率小于野生型植株，植株S净光合速率大于野生型植株 【解析】光合作用的光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行，其过程为光合色素吸收的光能，一是将水分解为O2和H+，H+与NADP+结合，形成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。暗反应阶段是在叶绿体基质中进行的，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释放的能量，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）根据图像信息可知，R酶在光合作用中催化CO2与C5结合生成C3即CO2的固定过程。C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原，一部分C3转化为糖类等有机物。 （2）根据图像信息可知，在叶绿体中R酶还参与光呼吸，催化O2与C5结合生成C3和C2，消耗氧气；有氧呼吸的第三阶段【H】和氧气结合生成水，会消耗氧气，场所在线粒体内膜。光呼吸O2与C5结合生成C3和C2，就会导致光合作用暗反应中C5与CO2结合形成C3的过程减弱，C3含量下降，进而导致C3还原产生的有机物的量减少。 （3）基因工程构建了仅在保卫细胞中过表达G酶的植株S，那么植株S保卫细胞的线粒体中G酶表达量提高，促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放CO2用于光合作用，从而生成更多的可溶性糖；可溶性糖等溶质的增多提高了保卫细胞的细胞液浓度，保卫细胞吸水，气孔开度增大，CO2吸收加快，暗反应速率加快，双重促进光合作用。 （4）为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，以野生型植株为参照，通过基因工程构建了仅在保卫细胞中过表达G酶的植株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T，实验思路是以野生型植株为对照组，构建了仅在保卫细胞中过表达G酶的植株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净光合速率小于野生型植株，植株S净光合速率大于野生型植株。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 细胞呼吸与光合作用 6年汇编1年模拟 考点分类 江苏考情 命题规律 考点1 细胞呼吸 2025江苏（1题）、2024江苏（1题）、2022江苏（2题） · 情境设置：以人体、酵母、细胞器及生命体代谢网络为主要载体。 · 考查重点：考查呼吸场所、过程、产物、能量变化及有氧与无氧呼吸比较。 · 命题趋势：注重结构与功能联系，强化代谢网络分析和实验情境判断。 考点2 光合作用 2025江苏（1题）、2024江苏（1题） · 情境设置：围绕蓝细菌、叶绿体类囊体和人工细胞等科研情境展开。 · 考查重点：聚焦光反应、电子传递、氧气释放、色素含量及影响因素。 · 命题趋势：突出实验探究与机制分析，重视变量控制、图表解读和迁移应用。 考点3 细胞呼吸与光合作用的综合 2026江苏（1题）、2023江苏（1题）、2022江苏（1题） · 情境设置：以植物气孔、碳浓缩机制和光合关键酶等真实情境结合图示呈现。 · 考查重点：综合考查光合、呼吸的物质转化、能量代谢及调控关系。 · 命题趋势：强化多过程关联和图表信息提取，突出综合分析与应用能力。 考点1 细胞呼吸 1．（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 2．（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 3．（2022·江苏·高考真题）下列关于细胞代谢的叙述正确的是（    ） A．光照下，叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化 B．供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇 C．蓝细菌没有线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP D．供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化【H】产生大量ATP 4．（2022·江苏·高考真题）（多选）下图为生命体内部分物质与能量代谢关系示意图。下列叙述正确的有（    ）    A．三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的【H】和CO2并消耗O2 B．生物通过代谢中间物，将物质的分解代谢与合成代谢相互联系 C．乙酰CoA在代谢途径中具有重要地位 D．物质氧化时释放的能量都储存于ATP 考点2 光合作用 1．（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，涨破______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______。 2．（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 考点3 细胞呼吸与光合作用的综合 1．（2026·江苏·高考真题）C4植物具有CO2浓缩机制，一类C4植物的部分代谢途径如图1所示，①～⑧代表代谢步骤。请回答下列问题： （1）在叶绿体中，步骤②和⑤消耗的ATP和NADPH主要在______（填场所）产生，参与这些物质合成的能量源于叶绿素和______捕获的光能。 （2）在维管束鞘细胞中，步骤③产生的NADH可在______（填场所）产生ATP，为步骤⑦提供能量；叶绿体中，步骤⑧与CO2结合形成C3的C5主要来源是______（从“C3转化再生”“细胞质基质运入”“核酸分解”中选填）。科学研究中用同位素标记技术研究光合作用过程，常用的同位素有______。 （3）叶肉细胞固定的CO2转化为天冬氨酸进入维管束鞘细胞（步骤⑥）；苹果酸脱羧后形成的丙氨酸返回叶肉细胞（步骤④）。该机制有利于维持两个细胞间______元素的平衡。 （4）干旱会使叶片气孔关闭，导致______，光合作用减弱。C4植物能利用高亲和力酶PEPC固定CO2（步骤①），形成CO2捕获与______在空间上的分隔，消除了气孔关闭的影响。 （5）植物细胞中，需要多种酶参与复杂的生理代谢，编码酶的基因存在的场所有______。研究发现，一种水生植物叶的单个细胞中存在多条光合碳代谢途径，其中光合作用相关酶活性的分析结果见图2（①③⑤⑧指图1中相应步骤），下列叙述正确的有______（填字母）。 a．PEPC催化形成的产物是PPDK的底物 b．有活性的NAD-ME主要存在于线粒体中 c．有活性的PPDK仅存在于叶绿体中 d．固定CO2的酶既存在于叶绿体中也存在于细胞质基质中 2．（2023·江苏·高考真题）气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要，气孔运动具有复杂的调控机制。图1所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中部分的结构和物质代谢途径。①~④表示场所。请回答下列问题：    （1）光照下，光驱动产生的NADPH主要出现在______（从①~④中选填）；NADPH可用于CO2固定产物的还原，其场所有_____（从①~④中选填）。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、______（填写2种）等。 （2）研究证实气孔运动需要ATP，产生ATP的场所有______（从①~④中选填）。保卫细胞中的糖分解为PEP，PEP再转化为______进入线粒体，经过TCA循环产生的______最终通过电子传递链氧化产生ATP。 （3）蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜上的AHA，消耗ATP将H+泵出膜外，形成跨膜的_______，驱动细胞吸收K+等离子。 （4）细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并进一步转化成Mal，使细胞内水势下降（溶质浓度提高），导致保卫细胞______，促进气孔张开。 （5）保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，为了研究淀粉合成与细胞质中ATP的关系，对拟南芥野生型WT和NTT突变体ntt1（叶绿体失去运入ATP的能力）保卫细胞的淀粉粒进行了研究，其大小的变化如图2．下列相关叙述合理的有______。    A．淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP B．光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关 C．光照条件下突变体ntt1几乎不能进行光合作用 D．长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉 3．（2022·江苏·高考真题）图1所示为光合作用过程中部分物质的代谢关系（①～⑦表示代谢途径）。Rubisco是光合作用的关键酶之一，CO2和O2竞争与其结合，分别催化C5的羧化与氧化。C5羧化固定CO2合成糖；C5氧化则产生乙醇酸（C2），C2在过氧化物酶体和线粒体协同下，完成光呼吸碳氧化循环。请都图回各下列问题： （1）图1中，类囊体膜直接参与的代谢途径有___________（从①～⑦中选填），在红光照射条件下，参与这些途径的主要色素是___________。 （2）在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的___________在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。 （3）将叶片置于一个密闭小室内，分别在CO2浓度为0和0.03%的条件下测定小室内CO2浓度的变化，获得曲线a、b（图Ⅱ）。 ①曲线a，0～t1时（没有光照，只进行呼吸作用）段释放的CO2源于呼吸作用；t1～t2时段，CO2的释放速度有所增加，此阶段的CO2源于___________。 ②曲线b，当时间到达t2点后，室内CO2浓度不再改变，其原因是___________。 （4）光呼吸可使光合效率下降20%-50%，科学家在烟草叶绿体中组装表达了衣藻的乙醇酸脱氢酶和南瓜的苹果酸合酶，形成了图Ⅲ代谢途径，通过_________________降低了光呼吸，提高了植株生物量。上述工作体现了遗传多样性的___________价值。 1．（2026·如皋中学·模拟预测）下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是（    ） A．细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽 B．提倡慢跑等有氧运动可以避免肌细胞因供氧不足产生大量乳酸 C．花生种子萌发时CO2的产生量可能多于O2的消耗量 D．化石燃料燃烧与松土促进土壤微生物有氧呼吸相比，对全球气候变暖影响更重要 2．（2026·江浦高级中学·二模）下图为生物学中常见的曲线图，下列叙述与之相符的是（    ）    A．细胞内酶促反应速率（y）随底物浓度（x）增加的变化趋势 B．人体成熟红细胞吸收K+速率（y）随O2浓度（x）增加的变化趋势 C．洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离复原过程中液泡中水分含量（y）随时间（x）变化 D．绿色植物光合作用强度（y）随光照强度（x）增加的变化趋势 3．（2026·江苏南通通州·二模）激烈运动时，肌肉细胞中有氧呼吸产生NADH的速度超过再生的速度，细胞中的丙酮酸会转变为乳酸。相关叙述正确的是（    ） A．有氧呼吸时NADH产生于线粒体基质和线粒体内膜 B．丙酮酸转化为乳酸的过程中会产生和ATP C．乳酸的产生会使肌细胞内的pH值明显下降 D．乳酸的产生有利于葡萄糖分解成丙酮酸产生ATP 4．（2027·江苏南通·一模）细胞有氧呼吸第三阶段中，NADH（【H】）经过一系列的化学反应，与氧结合形成水，并伴随ATP的合成，如下图所示。相关叙述正确的是（     ） A．NADH均由线粒体基质提供 B．e-的最初供体为NADH，最终受体是H2O C．向线粒体基质转运H+的转运蛋白也具有催化作用 D．该阶段会释放出大量能量，大部分用于合成ATP 5．（2026·江苏徐州一中·模拟预测）关于生物体中的NADPH、细胞色素c、胆固醇，下列叙述正确的是（     ） A．三者都含有的元素是C、H、O、N B．胆固醇参与血液中脂质的运输，可过量摄入 C．细胞色素c为生物大分子，参与有氧呼吸的第三阶段 D．水的光解产生两个电子，与NADP+结合生成NADPH 6．（2026·江苏徐州一中·模拟预测）在剧烈运动时，骨骼肌细胞进行无氧呼吸产生乳酸，如图为人体乳酸循环示意图。下列说法正确的是（     ） A．肝细胞中乳酸转化为葡萄糖是放能反应 B．剧烈运动时骨骼肌细胞产生的CO2大于消耗的O2 C．乳酸进入血浆后，会导致血浆 pH 发生明显下降 D．与安静状态相比，剧烈运动时乳酸循环速率加快 7．（2026·天一中学·模拟预测）自然界的植物丰富多样，对环境的适应各有差异，下图为某种植物的二氧化碳浓缩机制，在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）可将转化为有机物，该有机物经过一系列的变化，最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO2，提高了Rubisco附近的CO2浓度。据图分析，下列叙述正确的是（　　） A．图中由Pyr转变为PEP的过程属于放能反应 B．由图中CO2浓缩机制可以推测，PEPC与无机碳的亲和力低于Rubisco C．若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用放射性同位素示踪技术 D．通过转基因技术或蛋白质工程技术，改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成能进一步提高植物光合作用的效率 8．（2026·江苏淮北中学·模拟预测）关于不同细胞的呼吸作用，下列叙述正确的是（　　） A．醋酸菌在供氧充足时可在线粒体内膜上将【H】氧化成H2O B．酵母菌在有氧条件下的细胞呼吸既有【H】的产生又有【H】的消耗 C．乳酸菌在无氧条件下将丙酮酸转化为乳酸的过程中产生少量ATP D．肌细胞在人体剧烈运动时产生CO2的场所是细胞质基质和线粒体基质 9．（2026·江苏淮北中学·模拟预测）如图为某哺乳动物细胞呼吸的部分生理过程示意图，其中乙酰CoA表示乙酰辅酶A。FADH2属于一种还原性辅酶，参与电子传递，其中的H2分离成游离的H+和e-。下列叙述错误的是（　　） A．过程②③发生的场所在线粒体基质 B．过程④导致的乳酸积累不会引起内环境pH明显下降 C．经过无氧呼吸，葡萄糖分子中的大部分能量存留在乳酸中 D．图中消耗NADH并产生ATP的生理过程有④⑤ 10．（2026·江苏盐城联盟校·模拟预测）（多选）呼吸链由蛋白复合体I、III、IV等组成，它可以传递e-并将NADH脱下的氢与氧气结合生成水。下图表示线粒体中进行的部分生理过程，下列叙述错误的是（    ） A．丙酮酸从线粒体膜间隙进入线粒体基质需要ATP直接供能 B．线粒体内膜和外膜上均分布着大量与呼吸作用有关的酶 C．硝化细菌在生长、发育和繁殖过程中需要通过图示过程供能 D．图中蛋白复合体I、III、IV处发生的过程属于有氧呼吸第三阶段，释放大量能量 11．（2026·江苏徐州一中·模拟预测）种子储藏中需要控制呼吸作用减少有机物的消耗，而种子萌发需要消耗有机物，下列关于呼吸作用的原理及其应用的说法，正确的是（    ） A．油菜种子萌发时，消耗的O2和产生的CO2一样多 B．粮食种子储存过程中发生粮堆湿度增大的原因可能是种子有氧呼吸产生了水 C．在水稻快成熟时，需要定期对稻田“晒田”，主要是为了防止无氧呼吸产生乳酸对细胞造成毒害 D．莴苣种子需要在有光的条件下才能萌发，说明说光给种子的萌发提供了能量 12．（2026·江苏南京&盐城·一模）（多选）下图表示的是大肠杆菌细胞内发生的部分代谢过程，下列相关叙述正确的有（    ） A．催化生成乳酸和生成乙醇的酶能出现在同一个细胞内 B．过程①②③能产生ATP，过程④⑤会导致NADH积累 C．过程②③分别发生在线粒体基质和内膜，过程④⑤发生在细胞质基质 D．过程②需要消耗水且是物质合成代谢和分解代谢之间的枢纽 13．（2026·江苏南京六合名校联盟·一模）剧烈运动时，肌细胞中葡萄糖氧化分解产生NADH的速率超过呼吸链消耗NADH的速率，此时NADH可以将丙酮酸还原为乳酸。乳酸随血液进入肝细胞后转化为葡萄糖，又回到血液，可供肌肉运动所需，该过程称为乳酸循环。下列叙述正确的是（   ） A．剧烈运动时，肌糖原可分解成葡萄糖来补充血糖 B．丙酮酸还原成乳酸时产生的能量用于合成少量ATP C．丙酮酸还原成乳酸使NADH再生，以保证葡萄糖氧化分解的正常进行 D．乳酸循环能避免乳酸损失导致的物质和能量浪费及乳酸堆积引起的酸中毒 14．（2026·江苏南京名校联盟·一调）柠檬酸循环（TCA循环）是糖类、脂肪等物质分解代谢的最终共同途径，如图所示，下列叙述正确的是（　　） A．TCA循环的场所是细胞质基质 B．TCA循环的底物是丙酮酸和脂肪酸 C．TCA循环释放的能量大多用于ATP合成 D．TCA循环是糖类、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽 15．（2026·江苏镇江·一模）钾离子是调控大多数陆生植物气孔开放的核心离子。图示保卫细胞膜上的相关过程，下列叙述错误的是（　　） A．光被受体接收后会激活膜上H+泵增大外正内负的局部跨膜电位差 B．电位差驱动K+以协助扩散方式进入细胞以利于细胞吸水，气孔打开 C．打开气孔有利于叶肉细胞获得充足的CO2，提高植物的光合作用强度 D．当光照强度处于植物光补偿点时，叶肉细胞的光合作用大于呼吸作用 16．（2026·镇江一中&镇江中学·模拟预测）（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。乙醇脱氢酶催化乙醇生成时，氧化NADH，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浓度低限制了有氧呼吸 C．乙醇脱氢酶参与无氧呼吸的第二阶段，此过程伴随生成少量ATP D．q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多 17．（2026·徐州三中·一模）制作面包时，向面粉中加入水和酵母菌揉成面团后，还需经过一段时间的发酵才可进行后续操作。最初，酵母菌快速增殖，CO2释放量与O2吸收量的比值（RQ）接近1，下列叙述正确的是（　　） A．酵母菌进行有氧呼吸时，细胞质基质中产生的CO2使面包蓬松 B．发酵时间相同时，与夏天相比，冬天制作的面包更加蓬松 C．发酵初期RQ接近1，酵母菌主要通过有氧呼吸产生ATP D．若RQ＞1，则制作的面包可能因无氧呼吸产生乳酸而发酸 18．（2026·徐州三中·一模）（多选）金鱼骨骼肌细胞呼吸的生理机制如下图所示。下列有关金鱼骨骼肌细胞呼吸的叙述，错误的是（　　） A．无氧呼吸的场所可以是细胞质基质和线粒体 B．过程①和⑥均能释放少量能量生成少量ATP C．过程⑤和⑥均能消耗NADPH同时产生NADP+ D．该生理机制可以避免金鱼因乳酸积累而中毒 19．（2027·江苏南通·一模）干眼症的核心病理机制为眼表发生慢性炎症与氧化应激反应，大量积累的活性氧（ROS）对眼表组织造成损伤。科研人员利用菠菜构建出纳米级类囊体系统（LEAF），并将其导入哺乳动物角膜上皮细胞中。研究发现LEAF能利用可见光持续合成NADPH，有效清除ROS，进而缓解干眼症症状。LEAF的结构如图1所示，请回答下列问题。 （1）绿色植物光合作用过程中，合成ATP的能量直接来自______，合成NADPH所需e-的最初供体是______。NADPH作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的______过程。与完整叶绿体相比，LEAF不具备______（填结构名称），无法进行暗反应，可有效避免______，从而能持续稳定地清除ROS。 （2）科研人员制备LEAF时，将菠菜叶肉细胞破碎后利用______法分离叶绿体，再利用______（选填“低渗”“等渗”“高渗”）溶液处理，涨破______，释放出类囊体。取纯化后的类囊体，加入表面活性剂使其在类囊体表面自组装成LEAF。欲检测LEAF的活性，应以光照条件下______作为核心检测指标。 （3）科研人员进一步利用干眼症小鼠模型开展滴注LEAF滴眼液实验，研究发现LEAF在细胞内、外展现出了协同抗氧化与抗炎的能力，具体机制如下图2。 ①小鼠角膜上皮细胞吞噬LEAF颗粒，体现了细胞膜具有______的结构特点。 ②据图2分析，LEAF缓解干眼症的机制是：在细胞外，LEAF产生的NADPH直接清除ROS，阻止了胞外ROS______。在细胞内，NADPH一方面直接清除胞内ROS，另一方面激活______，从而抑制了促炎细胞因子基因表达，同时实现抗氧化与抗炎双重效果。 20．（2026·江浦高级中学·二模）妃子笑荔枝品质优良，但存在果皮和果肉发育不同步的现象，即果肉含糖量最高时果皮着色不良，而果皮完全转红着色时果肉的糖分下降。科研人员设置树冠喷施0.3% CaCl2水溶液（Ca处理）、0.3% MgCl2水溶液（Mg处理）、0.3% CaCl2+0.3%MgCl2水溶液（Ca+Mg处理）的3组处理，并以树冠喷施清水为对照，测定、比较不同发育期荔枝果肉糖含量的变化，探讨Ca、Mg叶面喷肥对退糖现象的影响，结果如图。回答下列问题： （1）荔枝叶肉细胞中，CO2转化为糖类的具体场所为_____。果实积累的糖分主要为葡萄糖、蔗糖、果糖等，其中属于单糖的是_____。蔗糖可以进入筛管，再通过_____部运输到植株各处。 （2）本实验在海南临高县进行，该地区高温多雨、光照充足，若开花后第42~49天因阴雨天气引起光照不足，荔枝果实的含糖量会下降，其原因是_____。温度通过影响__________（答两点）来影响糖分的积累。在人工控制条件下，积累更多糖分可采取的措施以及原理是_____。除光照和温度外，影响糖分积累的环境因素还有__________（答两点）等。 （3）根据图示实验结果，为保证高糖分果肉，0.3%MgCl2处理组中采摘荔枝的最佳时间点是__________。根据Ca、Mg处理对荔枝糖含量的影响，可得出的实验结论是_____。 21．（2026·江苏南通通州·二模）科研人员提取莱茵衣藻的类囊体并构建了人工光合细胞，其光合作用过程如图所示，请回答下列问题： （1）提取莱茵衣藻类囊体时，先破碎细胞，采用______法获取叶绿体，再将叶绿体置于______溶液中使其破碎，再用______法获得类囊体。提取莱茵衣藻类囊体前，应对其进行暗处理，其目的是______。 （2）构建人工叶绿体前需对提取的类囊体进行功能检测，其检测指标有______。 （3）人工光合细胞光反应过程中，提供电子的最初供体是______，电子沿着电子传递链传递过程中，泵入类囊体腔，为ATP的合成提供______。 （4）人造叶绿体光反应为CETCH循环直接提供______（物质），CETCH循环过程中固定的底物有______。 （5）构建CETCH循环的意义有______。 ①提高固碳效率以期未来取代卡尔文循环 ②根据需要，可实现对自然代谢的定向改造 ③将CETCH循环与下游代谢耦合，生产特定产物 ④为实现碳中和提供可行的生物技术方案 22．（2026·江苏南京栖霞名校联盟·一模）洗发水等个人护理用品中的氧苯酮（BP-3）对生物的毒性作用已经受到越来越多学者的关注。图1表示野生龙须菜光合作用的主要过程（图中a～g为物质，①～⑥为反应过程）。为探究不同浓度的BP-3对野生龙须菜净光合放氧速率和呼吸耗氧速率的影响，科研人员分别用浓度为0 μmol·L-1、5 μmol·L-1、10 μmol·L-1和30 μmol·L-1的BP-3处理龙须菜8 h，每2 h测定一次，实验结果如图2。                 （1）分析图1，a可以将光能转化为活跃的化学能储存在_____中（用图中字母表示）。从叶肉细胞中提取a，利用的原理是_____。当外界g含量突然升高时，在短时间内C3、C5的含量变化分别是_____。b在龙须菜某细胞器中被消耗的场所是_____。 （2）该实验的自变量是_____，因变量是_____。 （3）分析图2，黑暗条件下随着BP-3浓度的增加，净光合放氧速率_____，呼吸耗氧速率_____，且在该实验时间内，龙须菜叶肉细胞光合作用强度_____（选填“小于”“等于”或“大于”）呼吸作用强度。与黑暗条件相比，光照条件下，BP-3对龙须菜光合作用和呼吸作用的影响程度_____（选填“更轻”“基本相同”或“更重”）。 23．（2026·江苏南京六合名校联盟·一模）谷子是我国北方的重要作物。为探究氮肥与干旱处理对谷子生理特性的影响，研究人员进行了相关实验，在苗期和孕穗期进行不同处理，结束后测定不同生长时期根系脱落酸（ABA）含量及开花期叶片净光合速率，结果如图1、2。请回答问题：    注：①各组处理方式为：CKNo：正常水+不施氮；CKN1：正常水+施氮；W1N1：苗期干旱+施氮；W1N0：苗期干旱+不施氮；W2N1：孕穗期干旱+施氮；W2N0：孕穗期干旱+不施氮。②谷子的生长依次经历苗期、拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期、成熟期。 （1）光系统Ⅱ（PSⅡ）是类囊体膜中的一种光合作用单位，其功能是利用光能将水裂解，释放_________；干旱条件下气孔关闭，会阻碍_________（填物质）进入叶片，导致PSⅡ活性与_________循环间能量需求的不平衡，最终损伤光合结构。 （2）ABA是一种强烈响应逆境胁迫的激素。根据图1，植物在遭受水分胁迫时，ABA含量_________，从而促进根系生长，增大根系表面积和分布范围，以保证根系对_________的吸收来应对胁迫。 （3）氮是影响植物光合作用的重要因素。由图2可知，干旱处理对谷子的净光合作用的效应表现为_________，施氮后谷子净光合速率增强，综合图1、图2分析其原因，一方面是由于施氮可以增加光系统Ⅱ中_________（填物质名称）和相关蛋白质的含量，有利于光合产物的合成；另一方面是_________，加速了养分的运输，促进光合作用。 （4）PSⅡ对逆境胁迫敏感，是衡量逆境胁迫对光合器官伤害的有效指标。PHI（E₀）表示PSⅡ吸收的光能用于电子传递的效能，PHI（D0）代表吸收的光能用于热耗散的比率。推测水、氮胁迫下，PHI（E0）、PHI（D0）的变化分别为_________、_________。 24．（2026·江苏南京名校联盟·一调）高温胁迫会对黄瓜的生长发育产生不利影响，科研人员进行了相关研究。请回答下列问题： （1）图1为黄瓜部分生理过程的示意图，PSI和PSII是由________两类光合色素和蛋白质组成的复合物，吸收光后被激发放出电子（e⁻），最终从_______中夺取，电子经传递链最终与_______结合，上述过程中涉及的能量变化是_______。 （2）图1中Rubisco既可以催化_______，也可以催化C5与O2反应形成C2。高温胁迫会导致细胞内ATP和【H】过剩，活性氧爆发，氧化破坏膜结构，已知高温胁迫下黄瓜幼苗的光呼吸速率短时间内急剧增加是一种生存防御机制，据此推测光呼吸的意义是_______。 （3）科研人员对黄瓜幼苗进行了连续5天的高温胁迫，部分实验结果如图2所示。 注：Fv/Fm反映PSII最大光能转换效率；ΦPSII为光下实际光化学效率；qP值反映光合电子传递能力；NPQ值反映植物耗散过剩光能的能力。 据图2推测，高温胁迫会对黄瓜幼苗类囊体膜上的___________造成损伤，光合电子传递活性___________（填“增强”或“减弱”），耗散过剩光能的能力___________（填“增强”或“减弱”），NPQ散失的能量___________（填“能”或“不能”）转化为植物自身的生物量。 25．（2026·盐城中学·模拟预测）A、B植物分别可以利用如图1所示的两种不同途径来固定空气中的二氧化碳。利用途径二的植物的维管束周围有两层细胞，内层细胞是鞘细胞，其内的叶绿体中几乎无基粒（或没有发育良好的基粒）；外层为叶肉细胞，PEP羧化酶能固定极低浓度的CO2，其内的叶绿体中有发达的基粒。 （1）图2中A 植物和B植物的光反应分别主要发生在___________、___________（填“叶肉细胞”“维管束鞘细胞”或“叶肉细胞和维管束鞘细胞”）的叶绿体中，其中主要吸收红光和蓝紫光的色素是___________。 （2）B植物的叶肉细胞中能合成ATP的场所是___________。若提供14CO2，14C在B植物的转移途径是___________。 （3）A植物最可能利用途径___________进行光合作用，叶肉细胞与维管束鞘细胞之间的胞间连丝比较发达，可能有利于___________。由题意可知，在夏季晴朗的白天，A植物的光合作用强度未明显减弱，其原因是___________。 26．（2026·南通·一调）Mg2+在植物光合作用中发挥重要作用，图1是Mg2+参与调控水稻光合作用的部分机制，请回答下列问题。 （1）卡尔文循环进行的场所是_________。物质A、B分别是________、________。 （2）光照条件下，类囊体腔中H+浓度升高的原因有__________。类囊体腔中H+浓度升高，一方面为物质F的合成提供_________，另一方面____________。 （3）卡尔文循环通常在光下才能进行，南通某中学兴趣小组通过多个智能体寻找原因，并甄别总结如下。其中与图1中信息匹配的有________。 ①Rubisco活化酶的激活需要光 ②卡尔文循环需要光反应提供物质和能量 ③光敏色素接受红光后调控Rubisco基因的表达 ④类囊体在光下才能排出足量的Mg2+，激活相关的酶 ⑤光促进气孔打开，进入叶片的CO2增多 （4）已知水稻叶绿体对Mg2+的吸收在黎明时达到峰值，随后逐渐下降，研究表明这与光合产物蔗糖的积累有关。为了进一步探究其机制，研究人员做了相关实验，结果如图2，其中OsPRR59能与OsMGT3（Mg2+运输载体）基因启动子结合。 ①据图1、2分析，叶绿体对Mg2+的吸收在黎明达到峰值的直接原因是_______，意义是_______。 ②据实验结果分析，白天OsMGT3表达水平降低的机制是：白天光合作用合成有机物→________。 27．（2027·海门中学·一调）镁对植物的光合作用非常重要。图1是镁充足和缺乏时水稻叶肉细胞中的部分代谢过程，其中箭头的粗细代表相关转变的强度，RuBP酶能催化CO2固定。叶绿体中Mg2＋存在昼夜节律性波动，为探究其原因，科研人员利用野生型、突变体M（M基因缺失）进行实验，结果如图2。请回答下列问题。 （1）水稻叶肉细胞中镁是构成______的元素，图1中Mg2＋的生理作用还有______。与镁充足相比，镁缺乏时会通过影响光合作用的______过程，进而导致光合速率下降。 （2）据图1、2分析，M基因经过程②形成M蛋白，该过程包括________。M基因缺失会导致Mg2＋进入叶绿体的效率______，但M蛋白不是唯一的Mg2＋转运蛋白，其依据是_______________。 （3）结合图1推测，图2中曲线节律性波动的原因可能是：光照条件改变引起蔗糖含量出现节律性变化，经过程①、②调节Mg2＋节律性运输至叶绿体内，其中过程①会______（“促进”或“抑制”）过程②的进行。 （4）为进一步验证上述假说，研究人员利用野生型和多个相关基因缺失突变体（突变体P、突变体M、双突变体PM等）进行实验，检测叶绿体中的Mg2＋含量，实验中不考虑Mg2＋的损耗，请补全下表。 序号 水稻植株 叶绿体中Mg2+相对含量 1组 野生型 2.5 2组 突变体M 1.5 3组 ______ 3.5 4组 ______ 1.5 （5）据本研究，请分别从田间管理和品种改良的角度，各提出1条在农业生产中提高水稻产量的可行思路。___________________。 28．（2026·江苏淮北中学·模拟预测）常春藤叶形美丽，四季常青，花淡黄白色或淡绿白色，具有一定的观赏和药用价值。研究发现，常春藤可吸收并同化家装过程中的污染气体甲醛（HCHO），其细胞内部物质代谢及甲醛清除机制如图1所示，其中FALDH为甲醛脱氢酶，可催化甲醛（HCHO）氧化成甲酸（HCOOH）。请回答下列问题： （1）常春藤花呈淡黄白色或淡绿白色，与花色有关的色素分布在______中。图1中①是卡尔文循环，该循环涉及的能量转化是______。据图1分析，常春藤细胞净化甲醛的场所有______。 （2）为研究甲醛对叶绿体形态及功能的影响，实验小组取成熟叶研磨，获得叶绿体悬液。向叶绿体悬液中加入适当铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），发现水在光照下可以释放出O2，该实验模拟了光合作用中的_______阶段的部分物质变化，______（填“能”或“不能”）说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水。 （3）科学家研究了密闭环境下常春藤植株正常光合作用和呼吸作用，测得在不同光照强度下环境中CO2浓度随时间变化曲线，如图2所示。据图2分析弱光照组叶肉细胞的光合速率______（填“大于”“小于”或“等于”）呼吸速率，d时间内完全光照组植株实际光合速率为______ppm/s（用字母a-d表示）。 （4）为探究常春藤对不同浓度甲醛的耐受性，科研人员分别测定了可溶性糖含量的变化（见图3）、叶片气孔导度（气孔的开放程度）和甲醛脱氢酶（FALDH，甲醛代谢过程中的关键酶）活性的相对值（见图4）。 图3结果显示，经2mmol·L-1甲醛处理后细胞中可溶性糖含量较高，据图1分析可能的原因是光合作用的原料______增多有关。结果显示常春藤对低浓度甲醛具有一定的耐受性，通过以上研究，据图4推测甲醛胁迫下常春藤的抗逆机制是______。 29．（2026·江苏淮北中学·模拟预测）固氮鱼腥藻是一种多细胞蓝细菌，主要由营养细胞和异形胞组成。图示其相关生理活动机制，其中的固氮酶必须在较为严苛的低氧环境中合成并发挥作用。请回答下列问题： （1）营养细胞和异形胞是两种功能互补的细胞。营养细胞通过光合作用合成有机物，并主要以___________的形式运输至异形胞，为后续反应提供NADPH；异形胞中的固氮酶可将N2转化为NH3，利于合成_____________等小分子有机物，以提供自身及营养细胞的营养需求。 （2）在营养细胞的光合作用过程中，PSⅡ受光激发，________分解并释放电子，电子经系列传递最终被________接受，以形成____________所需的还原剂。参与该过程的PSⅠ和PSⅡ都含有色素，这些色素的作用是______________。 （3）在异形胞固氮的相关生理过程中，PSⅠ受光激发形成的电子传递环使跨膜质子浓度梯度_____________，ATP的合成量_____________。该过程没有PSⅡ的参与，生理学意义是_____________。 （4）为探究固氮鱼腥藻能否成为新型肥料，科研人员在水稻田中进行了相关实验，结果如下表（各项数值单位均为相应的标准单位）。 指标 土壤理化性质 水稻产量 组别 铵态氮 硝态氮 有机质 每穴穗数 穗粒数 千粒重 未接种固氮鱼腥藻 6.01 2.5 23.26 12.26 200.39 21.47 接种固氮鱼腥藻 7.6 2.45 23.7 15.41 182.07 22.44 据表分析，固氮鱼腥藻可作为新型肥料，判断依据是_____________。 30．（2026·江苏南京·二模）小球藻光合产氢是一种绿色环保的制氢方式，其机理如图1所示。氢酶是其中的关键酶，遇氧易失活。研究表明，亚铁离子（Fe2+）可诱导小球藻形成细胞聚集体，通过聚集体内部形成厌氧微环境实现持续产氢，如图2所示。请回答下列问题： （1）图1所示膜结构的基本支架是_____；NADPH参与卡尔文循环中_____阶段。 （2）自然状态下小球藻产氢效率低，原因可能是：白天光照条件下，_____；夜晚黑暗条件下，_____。Fe2+诱导小球藻聚集后，聚集体内部形成厌氧微环境的原因有_____。 （3）小球藻可用于处理氨氮废水。为研究处理氨氮废水后小球藻聚集体的产氢效果，研究人员用_____的培养基模拟废水培养小球藻，然后添加Fe2+诱导其聚集产氢，测定培养基中剩余含量、小球藻叶绿素含量和产氢量，如图3所示。分析曲线可知：与低浓度处理相比，高浓度条件下，小球藻去除效果和产氢量分别_____，产氢量变化的原因可能是_____。 （4）以下措施可能提高小球藻光合产氢效果的有_____（填字母）。 a、延长光照时间提高小球藻光合效率  b、定点突变改造氢酶分子结构 c、基因工程构建小球藻耗氧酶体系  d、将小球藻和厌氧细菌共同培养 31．（2026·天一中学·模拟预测）植物对弱光的适应能力是保证其正常生长的关键。研究番茄的科研人员发现某品种的番茄（品种1）对弱光的适应能力明显高于另外一个品种（品种2），为了探究品种1对弱光适应能力更强的机制，科研人员进行了一系列探索。请回答下列问题： （1）在番茄叶肉细胞内，暗反应生成的三碳化合物，会被用于重新生成________，进而保证暗反应中________的速率，同时，一部分C3会在________（填写具体反应场所）中最终转化为淀粉储存。 （2）淀粉颗粒的大小和数量是判断叶绿体结构正常与否的重要依据。据图1观察表明，在弱光条件下，和品种1相比，品种2的叶绿体中的淀粉粒体积________，据此推测，弱光对于品种2番茄叶绿体运出光合产物的能力具有________作用。 （3）研究人员同时对两个品种番茄的光合相关参数进行了测定（见下表），结果表明，弱光条件下，两个品种光合速率均下降，但是和品种1相比，品种2的净光合速率________，造成这一结果的因素中存在气孔因素，原因是________。 品种 处理 净光合速率 μmol•m-2s-1 气孔导度 mol•m-2s-1 细胞间CO2浓度 μmol•mol-1 叶绿素a mg•g-1 叶绿素b mg•g-1 叶绿素a/b 品种1 对照 18.16 0.41 333.00 2.01 0.62 3.25 弱光 12.05 0.35 359.44 1.25 0.66 1.99 品种2 对照 17.09 0.4 346.35 1.88 0.63 2.30 弱光 6.68 0.24 316.84 1.28 0.48 2.67 （4）细胞内的氧自由基会导致膜脂发生过氧化反应，并最终生成丙二醛（MDA），而SOD（超氧化物歧化酶）能够参与清除细胞内的氧自由基。科研人员对两个品种番茄的SOD活性和MDA含量进行测定（图2），结果表明________。 （5）已知弱光成分中的蓝紫光比例更大，综合表1和图2结果分析，品种1番茄能更好适应弱光的原因有 ________。 32．（2026·江苏徐州一中·模拟预测）某研究小组为研究高温条件下不同干旱水平对大豆光合作用的影响。科研人员选取发育进程与长势一致的转基因大豆幼苗，在高温条件下进行相关实验，部分结果如图1。请回答： （1）研究发现，随着高温干旱时间的延长，大豆叶片逐渐变黄，取此时的叶片进行色素的提取和分离实验，结果显示滤液细线上明显变窄的两条色素带颜色分别是_______，此现象与研磨时未添加_______的实验结果类似。 （2）分析图1中数据可知，第2~4d由于高温干旱，保卫细胞_______（填“吸水”或“失水”）导致气孔关闭，胞间CO2浓度降低。图1第4~6d胞间CO2浓度升高的主要原因是_____（假设呼吸作用强度稳定）。此时大豆细胞中脯氨酸等可溶性小分子物质量增加，其主要意义可能是_______。 （3）大豆在光照条件下可进行光呼吸，部分过程如图2所示。 a. 图2中①过程需要的甲是由_____（物质）构成的光系统II，其功能是_____。生成的物质乙是_____。 b. 已知光呼吸会消耗光合作用中间产物，因此提高农作物的产量时可适度降低其强度。下列措施不易达到目的是_____（填字母）。 A．增施有机肥           B．适时适量浇水           C．增强光照 c. 大豆光呼吸过程降低农作物产量，但在进化过程中得以长期保留，其对植物的积极意义有：消耗过剩的_____，减少对叶绿体的损害；补充部分_____。 （4）为研究光呼吸，将大豆放在一个密闭的恒温玻璃小室中，依次增强光照强度，随着时间的推移，温室内CO2浓度随光照强度的变化如图3所示，c点时，该株大豆总光合速率_____（填“等于”、“大于”或“小于”）总呼吸速率。 33．（2026·南京&镇江·模拟预测）研究发现，水稻中的OsNADK1基因（编码的NAD激酶可催化NAD+生成NADP+）与水稻的抗逆性相关。与野生型水稻（WT）相比，OsNADK1基因缺失突变体水稻（KO1）在强光条件下光合速率更低。下图是水稻光合作用的部分过程，其中PS Ⅰ和PS Ⅱ组成光反应系统。回答下列问题： （1）PS Ⅰ和PS Ⅱ均为光合色素和蛋白质的复合体结构，位于________（填细胞结构）上。据图分析，PS Ⅱ吸收光能后，类囊体腔中的H+浓度________（填“升高”或“降低”），并以________的方式运输到叶绿体基质中。 （2）光合作用中，光反应阶段产生的NADPH的作用是________________，ATP的形成与________（选填“PS Ⅰ”、“PS Ⅱ”或“PS Ⅰ和PS Ⅱ”）发挥作用产生的H+浓度梯度有关。叶肉细胞中的NAD+还能在________（填场所）用于合成NADH。 （3）据图分析，与WT水稻相比，KO1水稻在强光条件下光合速率更低的原因是________________。 （4）为进一步研究OsNADK1基因与水稻抗旱性的关系，科研人员用WT水稻和OsNADK1基因过表达水稻（OE1）进行了相关实验，相关实验及检测结果如下表： 组别 检测指标 WT+正常灌溉 WT+干旱胁迫 OE1+正常灌溉 OE1+干旱胁迫 叶绿素含量 100% ‒32% +49% +12% NAD激酶含量 100% ‒21% +28% +11% 净光合速率 100% ‒16% +38% +5% 可溶性糖含量 100% ‒26% +45% +18% 注：“+”表示增加比例；“‒”表示减少比例。 ①科研人员可以通过测定色素提取液对红光的吸光值，计算出________的相对含量。 ②根据表中数据分析，OsNADK1基因提高水稻抗旱性的原理是________________。 34．（2026·江苏东海高级中学·模拟预测）1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶（Rubisco）是光合碳同化过程的关键酶，因其催化速率低，且对CO2和O2的专一性差，被称为“低效率酶”。水稻等作物增产的重要途径之一是提高Rubisco活性来改善光合作用。请回答下列问题： （1）在光合作用中，Rubisco参与的反应过程为___________，该过程生成的产物被还原时需要___________供能。一次卡尔文循环，三分子C5固定三分子CO2，形成六分子C3，其中五分子C3重新转变成了三分子C5，则合成一分子葡萄糖，需要经历___________次卡尔文循环。 （2）Rubisco由大亚基和小亚基组成，它们分别由叶绿体中基因与核基因编码。其中，小亚基在___________合成，并最终与大亚基在___________（填具体部位）中组装成有活性的全酶。 （3）镁（Mg）是影响光合作用的重要元素，植物缺镁对光合作用的影响包括：叶绿体中___________合成受阻，从而影响光反应；抑制Rubisco活性降低碳同化。科学家开展了影响Rubisco活性因素的研究，结果如图1。据图可知，Rubisco活性存在___________变化，缺镁主要影响___________。 （4）实验还发现，叶绿体中Mg2+含量与Rubisco活性的变化相似，为研究其分子机制，提取叶绿体，进行25Mg2+喂食实验，结果如图2，表明叶绿体膜上存在___________。进一步研究证实合成该物质的基因表达过程受Mg2+浓度的调控，据此阐明短期缺镁降低水稻光合作用的机制是___________。依据该机制，通过基因工程提高水稻叶片Rubisco活性的思路是___________（写出一条）。 35．（2026·如皋中学·模拟预测）研究重金属对植物毒害作用机制，阐明重金属对植物伤害效应及伤害机理，为选择耐性植物和超积累植物用于重金属污染土壤的植物修复提供理论依据和有效途径。 （1）镉离子和钙离子结构有一定的相似性，施加一定的钙肥能减少植物对镉的吸收。据此推测，施钙能缓解镉胁迫的机理是___________（从物质跨膜运输的角度分析）。 （2）植物受到重金属胁迫后，可通过甲基化调控机制将受到的毒害降低，从而维持植物的生长与繁殖。研究人员研究镉胁迫对植物的影响时，获得如下图所示实验结果，其大体实验思路是___________________________。 （3）科学家研究Pb2+胁迫对桑树光合作用的影响，设计如下实验:采集某林场优良土壤并添加不同量的Pb2+，其中A〜F组依次添加Pb2+0、250、500、750、1000、1250mg/kg，分别培养生长状况相同的桑树苗，30天后分别测定桑树苗的叶绿素含量、气孔导度、胞间CO2浓度、净光合速率等，实验结果如下。 ①本项研究中科学家测定叶绿素含量的方法是将桑叶切成极细的细丝置于小试管中，试管中加入___________后，于___________（填“黑暗”或“光照”）条件下密封12小时，测定提取液在__________（填“红光”或“蓝紫光”）下的吸光值，进而计算出叶绿素的含量。实验中不使用另一种光质测定吸光值的原因是___________。 ②由图1实验结果分析，Pb2+对叶绿素的含量的影响是________。 ③据实验结果分析，随Pb2+胁迫水平升高，净光合速率下降的原因___________（填“是”或“不是”）气孔限制，判断依据是___________。预测在高Pb2+胁迫水平下，桑树光合作用的光饱和点会下降，原因是___________。 36．（2026·江苏徐州一中·模拟预测）植物光合作用过程中的电子传递过程主要由光系统完成，当光照强度过强时，电子积累过多，会产生活性氧，引起光抑制现象。研究光抑制现象的原因以及提出缓解措施对提高光合作用具有重要意义。研究人员在微藻培养液中加入铁氰化钾，可将电子及时导出。部分过程如图所示。请分析回答： （1）图中光系统由光合色素和蛋白质构成，可_______光能；另一个重要蛋白质ATP合酶的作用有___________________。 （2）正常光照时，_______提供的电子（e-）经过传递，被NADP+接受生成NADPH，为暗反应中C3的还原提供___________。强光条件下培养一段时间后检测发现，微藻放氧量下降，研究人员在微藻培养液中加入铁氰化钾，明显缓解了光抑制现象。据图分析，引起光抑制以及植物缓解光抑制的过程中电子（e-）的受体除NADP+外还包括____________。 （3）进一步研究发现外加草酰乙酸对微藻的光合作用也有影响：在一定浓度下外源草酰乙酸通过释放CO2来抑制光呼吸会显著提升光合效率。为验证该过程，科研人员利用不同浓度的草酰乙酸处理微藻，测定其净光合速率。请完成下表： 实验步骤或目的 简要操作过程 _____________ 利用缓冲液为母液分别配制10μmol•L-1、30μmol•L-1、50μmol•L-1、70μmol•L-1的草酰乙酸溶液 设置对照处理组 用_________浸泡微藻15min _____________ 用100mL不同浓度草酰乙酸溶液浸泡微藻15min 净光合速率测定 在400μmol•L-1CO2和160μmol•m-2•s-1光强下，运用便携式光合气体收集分析系统测定________得到叶片的净光合速率 结果分析 比较各组净光合速率 （4）除人为施加外源物质缓解光抑制现象外，微藻在长期的进化中产生了一种具有双功能的RuBP羧化/加氧酶，对细胞也有重要的保护作用。该酶既能催化C5与CO2发生羧化反应固定CO2，又能催化C5与O2发生加氧反应进行光呼吸，其催化方向取决于CO2和O2相对浓度。反应机理如图所示，下列相关叙述合理的有_______。 a.光呼吸的形成可能与RuBP羧化/加氧酶的空间结构有关 b.光呼吸使得C5中的碳都以CO2的形式散失，明显减少了光合产物的形成 c.强光下，光呼吸加强，可消耗光反应中积累的ATP、NADPH，从而减轻对叶绿体的伤害 37．（2026·江苏南京&盐城·一模）随着大气CO2浓度增加，作为重要“碳汇”生物的小球藻的生长变化可能对水域生态系统产生重要影响。请回答下列问题： （1）小球藻叶绿体内部分生理过程如图1所示，光系统Ⅰ和光系统Ⅱ含有光反应中心，是色素—蛋白复合体，该复合体通过蛋白中富含____________（选填“亲水性”或“疏水性”）氨基酸残基的区段整合于____________中。 （2）据图1分析，光系统Ⅱ的功能有____________，光反应中能量的转化依次是____________（用文字和箭头表示）。除NADPH外，卡尔文循环中CO2还需在____________的作用下转变成糖类。 （3）水样中小球藻叶绿素a总量和小球藻细胞数量呈正相关，因此研究中常用叶绿素a的含量评估小球藻细胞数量；取10mL藻液，____________后收集细胞，加入90%丙酮萃取液，避光环境萃取24h后离心，测定____________（选填“上清液”或“沉淀”）中叶绿素a的吸光度，将吸光度换算成叶绿素a的含量，进而得出小球藻细胞数量。 （4）为探究CO2浓度变化对小球藻生长的影响，科研人员根据当前全球CO2浓度的变化趋势，分别在低（400ppm）、中（800ppm）、高（2000ppm）CO2浓度条件下，将采集的小球藻样本连续培养35天，测定相关数据进行分析。 ①科研人员测定了小球藻叶绿素a含量（图2），据图2分析，和低CO2浓度相比，高CO2浓度对小球藻数量的影响是____________。 ②已知小球藻吸收利用能力显著高于，为了探究上述CO2浓度对小球藻生长影响的原因，科研人员检测了小球藻培养液中的pH值变化（图3）。据图3结果，对图2中从第25天到35天，中、高CO2浓度下小球藻叶绿素a含量变化的解释是____________，光合速率降低，增殖受到抑制。 （5）科研人员进一步研究了第25天到35天不同CO2浓度小球藻固碳情况（图4），结合图2可以推测，在中、高CO2浓度下，____________，促进水体中分解者分解作用，增加向大气中排放CO2，从而导致小球藻从“碳汇”转变成“碳源”。 38．（2026·镇江一中&镇江中学·模拟预测）马铃薯植株下侧叶片合成的有机物通过筛管主要运向块茎贮藏。图1是马铃薯光合作用产物的形成及运输示意图，图2是蔗糖进入筛分子-伴胞复合体的一种模型。请回答下列问题： （1）图1所示的代谢过程中，过程②需要光反应为其提供______（物质）。为马铃薯叶片提供C18O2，块茎中会出现18O的淀粉，请写出18O转移的路径：C18O2→______→淀粉。 （2）研究发现，叶绿体中淀粉的大量积累会导致______膜结构被破坏，进而直接影响光反应。晴朗的夏季中午，马铃薯叶片的光合速率下降，称为“光合午休”，此时引起叶绿体中光合速率下降的直接原因是______。与此现象相关的植物激素及其含量变化是_____________。 （3）图2中甲的功能有______。乙（SUT1）是一种蔗糖转运蛋白，成功导入蔗糖转运蛋白反义基因的马铃薯植株，其块茎产量会______。 （4）科研人员以Q9、NB1、G2三个品种的马铃薯为材料，研究不同光周期处理对马铃薯块茎产量的影响，在24h昼夜周期中对马铃薯幼苗分别进行16h（长日照）、12h（中日照）、8h（短日照）三种光照时间处理，保持其他条件相同且适宜，培养一段时间后，发现长日照组叶绿素含量最高，但只有中日照和短日照组有块茎生成，结果如图。 ①分析上述信息可知，光影响马铃薯幼苗的生理过程可能有__________________（写出三点）。 ②分析上图，单位时间内光周期影响平均单株块茎产量增量最高的实验组是______。 ③若将马铃薯叶片分为对照组和实验组，对照组叶片遮光处理，10h后检测到叶片的干物质减少量为Amg；实验组10h后检测到叶片的干物质增加量为Bmg，两组的叶片面积均为Ccm2，则实验组的实际光合速率可表示为______。若要进一步研究不同CO2浓度对马铃薯叶片光合速率的影响，并尽量避免有机物的输出对实验结果的影响，应该选择______（填“长日照”“中日照”或“短日照”）组的植株为实验材料。 39．（2026·徐州三中·一模）高温、强光环境下，植物的气孔开度减少甚至气孔关闭，同时光合系统产生的O2增多，此时CO2供应不足，植物会产生光呼吸；线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，如图1所示。回答下列问题。 （1）图1中R酶在光合作用中参与________过程，其产物经过一系列反应形成（CH2O），后一过程所需能量来源于________（物质）。 （2）结合图1分析保卫细胞中消耗氧气的场所有________；光呼吸会使光合作用产生的有机物的量________（填“增加”或“减少”），原因是________。 （3）研究发现，在高温、强光环境下，植物保卫细胞中G酶相关基因的表达会增强，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，通过基因工程构建了仅在保卫细胞中过表达G酶的植株S，相关实验结果如图2所示。植物保卫细胞吸水，气孔开度增大。由图1、2可知，相同光照条件下植株S的净光合速率高于植株W的，其机制是植株S保卫细胞中G酶表达量提高，通过________，双重促进光合作用。 （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。 设置实验组 通过基因工程构建________的植株T和植株S各10株 设置对照组 长势相似的野生型植株10株 植株培养 在相同且适宜条件下培养 测定实验结果 在相同光照强度范围内，测定三组植物的________随光照强度的变化 实验结果预测 ________ 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $