文档内容
专题 05 细胞呼吸和光合作用
考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势
2025 重庆、甘肃、云南、河南、北京、湖北、
江苏、河北、陕晋青宁、黑吉辽蒙、云
从近五年全国各地的高考试
南、安徽
题来看，细胞呼吸和光合作用专
考点1 细胞呼 2024 贵州、甘肃、广东、安徽、湖南、山东、
题常以一种或多种环境因素对呼
吸的过程、影 江西、湖北、吉林、浙江 吸和光合作用过程影响的实验数
响因素与应用 2023 全国、山西、湖北、广东、北京、湖南、 据表或坐标曲线为情境。
（5年5考） 山东、浙江 该部分内容考频高，选择题
2022 全国、山东、广东、浙江 和非选择题均有出现，选择题重
2021 湖南、湖北、福建、浙江、全国、广东、 点考查细胞呼吸方式的判断、有
浙江 氧呼吸和无氧呼吸的方式和过
2025 全国、云南、河北、黑吉辽蒙、安徽、山 程，而非选择题侧重考查细胞呼
东、河南、重庆、甘肃、云南、四川、 吸原理在日常的生产和生活实践
北京、广东、湖南、江苏、浙江、陕晋 中的应用；不同环境条件下光合
青宁 作用过程中物质和能量的变化、
考点2 光合作 2024 贵州、广东、北京、浙江、江西、全国、 探究环境因素对光合作用速率的
用的过程及其 山东、湖北、甘肃、河北、安徽、湖 影响；细胞呼吸与光合作用物质
影响因素 南、广东、吉林 与能量的联系以及呼吸速率、光
（5年5考） 2023 湖北、北京、全国、山东、浙江、广东、 合速率、净光合速率的实验测定
湖南 及相关计算。
2022 湖南、山东、广东、全国、浙江 情境复杂程度较大，题干信
息较多，综合考查学生获取信
2021 北京、湖南、河北、全国、辽宁、江苏、
息、分析问题的能力。
海南、福建、浙江、山东、天津考点01 细胞呼吸的过程、影响因素与应用
2025年高考真题
一、单选题
1．（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t 时，凋亡组产生的乳酸比坏死组多
1
D．在t 时，凋亡组产生的CO 比坏死组多
2 2
2．（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
3．（2025·云南·高考真题）生物兴趣小组从橘子果肉中分离得到完整的线粒体，操作流程如图。
下列说法错误的是（ ）
A．缓冲液可以用蒸馏水代替 B．匀浆的目的是释放线粒体C．差速离心可以将不同大小的颗粒分开 D．该线粒体可用于研究丙酮酸氧化分解
4．（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
5．（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
6．（2025·湖北·高考真题）我国农学家贾思勰所著《齐民要术》记载：“凡五谷种子，浥郁则不生，生者
亦寻死。”意思是种子如果受潮发霉就不会发芽，即使发芽也会很快死亡。下列叙述错误的是（ ）
A．农业生产中，种子储藏需要干燥的环境
B．种子受潮导致细胞内结合水比例升高，自由水比例降低，细胞代谢减弱
C．霉菌在种子上大量繁殖，消耗了种子的营养物质，不利于种子正常萌发
D．发霉过程中，微生物代谢产生的有害物质可能抑制种子萌发相关酶的活性
7．（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O 和H O参与
2 2
C．呼吸作用都能产生[H]和ATP
D．无氧呼吸的产物都有
8．（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H O、而线粒体基质中生成H O
2 2
B．叶绿体基质中消耗CO ，而线粒体基质中生成CO
2 2
C．类囊体膜上生成O ，而线粒体内膜上消耗O
2 2
D．叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质中分解有机物
9．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）丙酮酸是糖代谢过程的重要中间物质。丙酮酸转运蛋白（MPC）运输丙
酮酸通过线粒体内膜的过程如下图。下列叙述错误的是（ ）
A．MPC功能减弱的动物细胞中乳酸积累将会增加
B．丙酮酸根、H+共同与MPC结合使后者构象改变
C．线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率
D．线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高
10．（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O 作为原料
2
B．有氧呼吸的第二阶段需要H O作为原料
2
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
二、多选题
11．（2025·河北·高考真题）（不定项）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
12．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）（不定项）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
三、非选择题
13．（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）。
14．（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 。
2024年高考真题
1．（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
2．（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养分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
3．（2024·广东·高考真题）2019年，我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌，其细胞内存在
由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中，下列物质存在的可能性最小
的是（ ）
A．ATP B．NADP+ C．NADH D．DNA
4．（2024·安徽·高考真题）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．PFK1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活性的调节属于正反馈调节
D．运动时肌细胞中 AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快
5．（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
6．（2024·湖南·高考真题）缢蛏是我国传统养殖的广盐性贝类之一，自身存在抵抗外界盐度胁迫的渗透调
节机制。缢蛏体内游离氨基酸含量随盐度的不同而变化，图为缢蛏在不同盐度下鲜重随培养时间的变化曲
线。下列叙述错误的是（ ）
A．缢蛏在低盐度条件下先吸水，后失水直至趋于动态平衡
B．低盐度培养8~48h，缢蛏通过自我调节以增加组织中的溶质含量
C．相同盐度下，游离氨基酸含量高的组织渗透压也高
D．缢蛏组织中游离氨基酸含量的变化与细胞呼吸有关
7．（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CO 的速率增大
2
D．被吞噬的死亡细胞可由巨噬细胞的溶酶体分解
8．（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
9．（2024·湖北·高考真题）磷酸盐体系（ / ）和碳酸盐体系（ / ）是人体内两种重
要的缓冲体系。下列叙述错误的是（ ）
A．有氧呼吸的终产物在机体内可转变为
B．细胞呼吸生成ATP的过程与磷酸盐体系有关
C．缓冲体系的成分均通过自由扩散方式进出细胞
D．过度剧烈运动会引起乳酸中毒说明缓冲体系的调节能力有限
10．（2024·安徽·高考真题）真核细胞的质膜、细胞器膜和核膜等共同构成生物膜系统。下列叙述正确的
是（ ）
A．液泡膜上的一种载体蛋白只能主动转运一种分子或离子
B．水分子主要通过质膜上的水通道蛋白进出肾小管上皮细胞
C．根尖分生区细胞的核膜在分裂间期解体，在分裂末期重建
D．[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体基质和内膜上
11．（2024·山东·高考真题）种皮会限制O 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
2
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O 浓度降低限制了有氧呼吸
2
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
12．（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CO 释放量为0.4μnol·g-1·min-1，O 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
2 2
呼吸强度的 倍。
(3)若水淹3d后排水、稍染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）。
13．（2024·湖南·高考真题）土壤中的微生物数量与脲酶活性可反映土壤的肥力状况。为研究不同施肥方
式对土壤微生物数量和脲酶活性的影响，试验分组如下：不施肥（CK）、有机肥（M）、化肥（NP）、
麦秸还田（S）、有机肥+化肥（M+NP）、麦秸还田+化肥（S+NP），其中，NP中氮肥为尿素，麦秸未经
处理直接还田，结果如图所示。回答下列问题：
(1)从生态系统组成成分分析，土壤中的微生物主要属于 ，施用的肥料属于 。M、NP和S三种
施肥方式中，对土壤微生物数量影响最大的是 。
(2)研究还表明，与CK组相比，S组小麦产量差异不显著。据图a分析，其原因是 ；秸秆可用于生产
畜禽饲料和食用菌，畜禽粪便和使用过的食用菌培养基用于还田，该利用方式能降低生态足迹的原因是
。
(3)下列说法错误的是 （填序号）。
①合理施肥可以提高氮的循环效率
②施肥可增加土壤微生物数量和脲酶活性
③为提高土壤肥力，短期内施用有机肥比化肥更有效
④施用有机肥时，松土可促进有氧呼吸
14．（2024·江西·高考真题）当某品种菠萝蜜成熟到一定程度，会出现呼吸速率迅速上升，再迅速下降的
现象。研究人员以新采摘的该菠萝蜜为实验材料，测定了常温有氧贮藏条件下果实的呼吸速率和乙烯释放
速率，变化趋势如图。回答下列问题：(1)菠萝蜜在贮藏期间，细胞呼吸的耗氧场所是线粒体的 ，其释放的能量一部分用于生成 ，另
一部分以 的形式散失。
(2)据图可知，菠萝蜜在贮藏初期会释放少量乙烯，随后有大量乙烯生成，这体现了乙烯产生的调节方式为
。
(3)据图推测，菠萝蜜在贮藏5天内可溶性糖的含量变化趋势是 。
为证实上述推测，拟设计实验进行验证。假设菠萝蜜中的可溶性糖均为葡萄糖，现有充足的新采摘菠萝蜜、
仪器设备（如比色仪，可用于定量分析溶液中物质的浓度）、玻璃器皿和试剂（如DNS试剂，该试剂能
够和葡萄糖在沸水浴中加热产生棕红色的可溶性物质）等。简要描述实验过程：
① ；
②分别制作匀浆，取等量匀浆液；
③ ；
④分别在沸水浴中加热；
⑤ 。
(4)综合上述发现，新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中释放的乙烯能调控果实的呼吸速率上升，其原因是
。
15．（2024·吉林·高考真题）在光下叶绿体中的C 能与CO 反应形成C ；当CO/O 比值低时，C 也能与
5 2 3 2 2 5
O 反应形成C 等化合物。C 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。
2 2 2
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CO 的来源除了有外界环境外，还可来自 和
2
（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 。
16．（2024·浙江·高考真题）长江流域的油菜生产易受渍害。渍害是因洪、涝积水或地下水位过度升高，
导致作物根系长期缺氧，对植株造成的胁迫及伤害。
回答下列问题：
(1)发生渍害时，油菜地上部分以有氧（需氧）呼吸为主，有氧呼吸释放能量最多的是第 阶段。地下部
分细胞利用丙酮酸进行乙醇发酵。这一过程发生的场所是 ，此代谢过程中需要乙醇脱氢酶的催化，促
进氢接受体（NAD+）再生，从而使 得以顺利进行。因此，渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种越
（耐渍害/不耐渍害）。
(2)以不同渍害能力的油菜品种为材料，经不同时长的渍害处理，测定相关生理指标并进行相关性分析，结
果见下表。
光合速率 蒸腾速率 气孔导度 胞间CO 浓度 叶绿素含量
2
光合速率 1
蒸腾速率 0.95 1
气孔导度 0.99 0.94 1
胞间CO 浓度 -0.99 -0.98 -0.99 1
2
叶绿素含量 0.86 0.90 0.90 -0.93 1
注：表中数值为相关系数（r），代表两个指标之间相关的密切程度。当|r|接近1时，相关越密切，越接近
0时相关越不密切。
据表分析，与叶绿素含量呈负相关的指标是 。已知渍害条件下光合速率显著下降，则蒸腾速率呈
趋势。综合分析表内各指标的相关性，光合速率下降主要由 （气孔限制因素/非气孔限制因素）导致的，
理由是 。
(3)植物通过形成系列适应机制响应渍害。受渍害时，植物体内 （激素）大量积累，诱导气孔关闭，调
整相关反应，防止有毒物质积累，提高植物对渍害的耐受力；渍害发生后，有些植物根系细胞通过 ，
将自身某些薄壁组织转化腔隙，形成通气组织，促进氧气运输到根部，缓解渍害。
2023年高考真题
1．（2023·全国·统考高考真题）植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，某种植
物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO 的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是（
2
）A．在时间a之前，植物根细胞无CO 释放，只进行无氧呼吸产生乳酸
2
B．a~b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO 的过程
2
C．每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多
D．植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP
2．（2023·山西·统考高考真题）我国劳动人民在漫长的历史进程中，积累了丰富的生产、生活经验，并在
实践中应用。生产和生活中常采取的一些措施如下。
①低温储存，即果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放
②春化处理，即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理
③风干储藏，即小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏
④光周期处理，即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长
⑤合理密植，即栽种作物时做到密度适当，行距、株距合理
⑥间作种植，即同一生长期内，在同一块土地上隔行种植两种高矮不同的作物
关于这些措施，下列说法合理的是（ ）
A．措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作物开花的关系
B．措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗
C．措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用
D．措施①③④的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度
3．（2023·湖北·统考高考真题）为探究环境污染物A对斑马鱼生理的影响，研究者用不同浓度的污染物A
溶液处理斑马鱼，实验结果如下表。据结果分析，下列叙述正确的是（ ）
A物质浓度（μg·L-1）
0 10 50 100
指标
① 肝脏糖原含量（mg·g-1） 25．0±0．6 12．1±0．7 12．0±0．7 11．1±0．2
② 肝脏丙酮酸含量（nmol·g-1） 23．6±0．7 17．5±0．2 15．7±0．2 8．8±0．4
③ 血液中胰高血糖素含量（mIU·mg·prot-1） 43．6±1．7 87．2±1．8 109．1±3．0 120．0±2．1
A．由②可知机体无氧呼吸减慢，有氧呼吸加快
B．由①可知机体内葡萄糖转化为糖原的速率加快
C．①②表明肝脏没有足够的丙酮酸来转化成葡萄糖
D．③表明机体生成的葡萄糖增多，血糖浓度持续升高
4．（2023·广东·统考高考真题）在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是（ ）
A．还原型辅酶Ⅰ B．丙酮酸
C．氧化型辅酶Ⅰ D．二氧化碳
5．（2023·北京·统考高考真题）运动强度越低，骨骼肌的耗氧量越少。如图显示在不同强度体育运动时，
骨骼肌消耗的糖类和脂类的相对量。对这一结果正确的理解是（ ）A．低强度运动时，主要利用脂肪酸供能
B．中等强度运动时，主要供能物质是血糖
C．高强度运动时，糖类中的能量全部转变为ATP
D．肌糖原在有氧条件下才能氧化分解提供能量
6．（2023·湖南·统考高考真题）食品保存有干制、腌制、低温保存和高温处理等多种方法。下列叙述错误
的是（ ）
A．干制降低食品的含水量，使微生物不易生长和繁殖，食品保存时间延长
B．腌制通过添加食盐、糖等制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖
C．低温保存可抑制微生物的生命活动，温度越低对食品保存越有利
D．高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并可破坏食品中的酶类
7．（2023·山东·高考真题）水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜
上的H+转运减缓，引起细胞质基质内H+积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低
至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒
精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是（ ）
A．正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质
B．检测到水淹的玉米根有CO 的产生不能判断是否有酒精生成
2
C．转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足
D．转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒
8．（2023·湖北·统考高考真题）快速分裂的癌细胞内会积累较高浓度的乳酸。研究发现，乳酸与锌离子结
合可以抑制蛋白甲的活性，甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强，进而加快有丝分裂后期的进
程。下列叙述正确的是（ ）
A．乳酸可以促进DNA的复制
B．较高浓度乳酸可以抑制细胞的有丝分裂
C．癌细胞通过无氧呼吸在线粒体中产生大量乳酸
D．敲除蛋白甲基因可升高细胞内蛋白乙的SUMO化水平
9．（2023·浙江·统考高考真题）为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实
验。下列关于该实验的叙述，正确的是（ ）
A．酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量
B．酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量
C．可选用酒精和CO 生成量作为因变量的检测指标
2
D．不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等
二、多选题
10．（2023·山东·高考真题）某种植株的非绿色器官在不同O 浓度下，单位时间内O 吸收量和CO 释放量
2 2 2
的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，下列说法正确的是（ ）A．甲曲线表示O 吸收量
2
B．O 浓度为b时，该器官不进行无氧呼吸
2
C．O 浓度由0到b的过程中，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加
2
D．O 浓度为a时最适合保存该器官，该浓度下葡萄糖消耗速率最小
2
三、选择题组
（2023·浙江·统考高考真题）阅读下列材料，完成下面小题。
小曲白酒清香纯正，以大米、大麦、小麦等为原料，以小曲为发酵剂酿造而成。小曲中所含的微生物
主要有好氧型微生物霉菌、兼性厌氧型微生物酵母菌，还有乳酸菌、醋酸菌等细菌。酿酒的原理主要
是酵母菌在无氧条件下利用葡萄糖发酵产生酒精。传统酿造工艺流程如图所示。
11．小曲白酒的酿造过程中，酵母菌进行了有氧呼吸和无氧呼吸。关于酵母菌的呼吸作用，下列叙述正确
的是（ ）
A．有氧呼吸产生的[H]与O 结合，无氧呼吸产生的[H]不与O 结合
2 2
B．有氧呼吸在线粒体中进行，无氧呼吸在细胞质基质中进行
C．有氧呼吸有热能的释放，无氧呼吸没有热能的释放
D．有氧呼吸需要酶催化，无氧呼吸不需要酶催化
12．关于小曲白酒的酿造过程，下列叙述错误的是（ ）
A．糖化主要是利用霉菌将淀粉水解为葡萄糖
B．发酵液样品的蒸馏产物有无酒精，可用酸性重铬酸钾溶液检测
C．若酿造过程中酒变酸，则发酵坛密封不严
D．蒸熟并摊晾的原料加入糟醅，立即密封可高效进行酒精发酵
2022年高考真题
1．（2022·全国甲卷·高考真题）线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细胞
中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述，错误的是（ ）
A．有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP
B．线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程
C．线粒体中的丙酮酸分解成CO 和[H]的过程需要O 的直接参与
2 2
D．线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成
2．（2022·山东·高考真题）植物细胞内10%~25%的葡萄糖经过一系列反应，产生NADPH、CO 和多种中
2
间产物，该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的
是（ ）A．磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同
B．与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少
C．正常生理条件下，利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成
D．受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成
3．（2022·广东·高考真题）种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力，
TTC（无色）进入活细胞后可被[H]还原成TTF（红色）。大豆充分吸胀后，取种胚浸于0.5%TTC溶液中，
30℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是（ ）
A．该反应需要在光下进行
B．TTF可在细胞质基质中生成
C．TTF生成量与保温时间无关
D．不能用红色深浅判断种子活力高低
4．（2022·浙江·高考真题）下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是（ ）
A．人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸
B．制作酸奶过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO
2
C．梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATP
D．酵母菌的乙醇发酵过程中通入O 会影响乙醇的生成量
2
5．（2022年6月·浙江·高考真题）线粒体结构模式如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A．结构1和2中的蛋白质种类不同
B．结构3增大了线粒体内膜的表面积
C．厌氧呼吸生成乳酸的过程发生在结构4中
D．电子传递链阻断剂会影响结构2中水的形成
2021年高考真题
1．（2021湖南高考真题）下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是（ ）
A．南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水
分、适宜的温度和氧气
B．农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长
C．油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气
D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用
2．（2021年湖北高考真题）采摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应，逐
渐褐变。密封条件下4℃冷藏能延长梨的贮藏期。下列叙述错误的是（ ）
A．常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，不耐贮藏B．密封条件下，梨呼吸作用导致O 减少，CO 增多，利于保鲜
2 2
C．冷藏时，梨细胞的自由水增多，导致各种代谢活动减缓
D．低温抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐变减缓
3．（2021年福建高考真题）下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”（实验I）和“培养液中酵母菌种群
数量的变化”（实验II）的叙述，正确的是（ ）
A．实验I、Ⅱ都要将实验结果转化为数学模型进行分析
B．实验I、Ⅱ通气前都必须用NaOH去除空气中的CO
2
C．实验I中，有氧组和无氧组都能使澄清石灰水变浑浊
D．实验Ⅱ中，可用滤纸在盖玻片另一侧吸引培养液进入计数室
4.（2021.6月浙江高考真题）需氧呼吸必须有氧的参加，此过程中氧的作用是（ ）
A．在细胞溶胶中，参与糖酵解过程
B．与丙酮酸反应，生成 CO
2
C．进入柠檬酸循环，形成少量 ATP
D．电子传递链中，接受氢和电子生成HO
2
5.（2021年全国甲卷）某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，不可能得到的结果是（ ）
A．该菌在有氧条件下能够繁殖
B．该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生
C．该菌在无氧条件下能够产生乙醇
D．该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO
2
6.（2021年广东卷）秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物兴趣小组利用自制的
纤维素水解液（含5%葡萄糖）培养酵母菌并探究其细胞呼吸（如图）。下列叙述正确的是（ ）
A．培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成
B．乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌已产生了CO
2
C．用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布
D．实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量
7.（2021年1月浙江卷）苹果果实成熟到一定程度，呼吸作用突然增强，然后又突然减弱，这种现象称为
呼吸跃变，呼吸跃变标志着果实进入衰老阶段。下列叙述正确的是（ ）
A．呼吸作用增强，果实内乳酸含量上升
B．呼吸作用减弱，糖酵解产生的CO 减少
2
C．用乙烯合成抑制剂处理，可延缓呼吸跃变现象的出现
D．果实贮藏在低温条件下，可使呼吸跃变提前发生
考点02 光合作用的过程及其影响因素
2025年高考真题1．（2025·全国卷·高考真题）在一定温度下，生长在大田的某种植物光合速率（CO 固定速率）和呼吸速
2
率（CO 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（ ）
2
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CO 浓度，CO 固定速率会增大
2 2
D．光照强度为b时，适当降低光反应速率，CO 固定速率会降低
2
2．（2025·云南·高考真题）云南省是著名的鲜花产地，所产鲜花花色鲜艳与其独特的自然环境息息相关。
花青素苷是决定被子植物色彩呈现的主要色素物质，花冠中糖类或被紫外光激活的紫外光受体均可促进相
关基因表达，从而增加花青素苷的合成。下列说法错误的是（ ）
A．云南平均海拔高，紫外光强，能够促进花青素苷的合成
B．鲜切花中花青素苷会缓慢降解，在浸泡液中添加适量糖可延缓鲜花褪色
C．云南平均海拔高，昼夜温差大，有利于呈色
D．鲜花中花青素苷的含量，与紫外光受体基因表达水平呈负相关
3．（2025·河北·高考真题）某科创小组将叶绿素合成相关基因转入小麦愈伤组织，获得再生植株，并进行
相关检测。下列实验操作错误的是（ ）
A．将种子消毒后，取种胚接种到适当的固体培养基诱导愈伤组织
B．在提取的DNA溶液中加入二苯胺试剂，沸水浴后观察颜色以鉴定DNA
C．将小麦色素提取液滴加到滤纸条，然后将色素滴加部位浸入层析液进行层析
D．对叶片抽气处理后，转到富含CO 的清水中，探究不同光照下的光合作用强度
2
4．（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H O、而线粒体基质中生成H O
2 2
B．叶绿体基质中消耗CO ，而线粒体基质中生成CO
2 2
C．类囊体膜上生成O ，而线粒体内膜上消耗O
2 2
D．叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质中分解有机物
5．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）黑暗条件下，叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和
Pi的过程示意图如下。其他条件均适宜，下列叙述正确的是（ ）A．ATP、ADP和Pi通过NTT时，无需与NTT结合
B．NTT转运ATP、ADP和Pi的方式为主动运输
C．图中进入叶绿体基质的ATP均由线粒体产生
D．光照充足，NTT运出ADP的数量会减少甚至停止
6．（2025·山东·高考真题）“绿叶中色素的提取和分离”实验操作中要注意“干燥”，下列说法错误的是
（ ）
A．应使用干燥的定性滤纸
B．绿叶需烘干后再提取色素
C．重复画线前需等待滤液细线干燥
D．无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代
7．（2025·安徽·高考真题）关于“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验，下列叙述错误的是（ ）
A．用打孔器打出叶圆片时，为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉
B．调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离，以进行对比实验
C．用化学传感器监测光照时O 浓度变化，可计算出实际光合作用强度
2
D．同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同，可能与其接受的光照强度不同有关
二、多选题
8．（2025·山东·高考真题）在低氧条件下，某单细胞藻叶绿体基质中的蛋白F可利用H+和光合作用产生的
NADPH生成H 。为研究藻释放H 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
2 2
成松散菌-藻体，另1份形成致密菌-藻体，在CO 充足的封闭体系中分别培养并测定体系中的气体含量，2
2
种菌-藻体培养体系中的O 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
2
率无差异。下列说法错误的是（ ）A．菌-藻体不能同时产生O 和H
2 2
B．菌-藻体的致密程度可影响H 生成量
2
C．H 的产生场所是该藻叶绿体的类囊体薄膜
2
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
三、非选择题
9．（2025·河南·高考真题）光质和土壤中的盐含量是影响作物生理状态的重要因素。为探究不同光质对高
盐含量（盐胁迫）下某作物生长的影响，将作物分组处理一段时间后，结果如图所示（光补偿点指当总光
合速率等于呼吸速率时的光照强度）。
回答下列问题：
(1)光对植物生长发育的作用有 和 两个方面。
(2)上述实验需控制变量，为探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响，至少应选用上述
组（填组别）进行对比分析，该实验中的无关变量有 （答出2点即可）。
(3)在光照强度达到光补偿点之前（CO 消耗量与光照强度视为正比关系），④组的总光合速率 （填
2
“始终大于”“始终小于”“先大于后等于”或“先小于后等于”）③组的总光合速率，判断依据是
。
10．（2025·重庆·高考真题）科研人员以水稻秸秆为原料合成的一种新型纳米材料X，发现其能通过叶面或
根部吸收进入植物细胞。
(1)为分析X对植物光能利用的影响，科研人员用添加X的培养液培养水棉，再用通过三棱镜的光照射载有
需氧细菌和水绵的临时装片，观察并统计不同光质下需氧细菌数量，结果见下表。
光质处理 蓝光 绿光 黄光 橙光 红光
培养液（对照） 150 12 10 14 89培养液+X 139 28 7 13 88
结果表明，X能够促进水绵利用 光。在水绵细胞中，X呈现出随机分布的特点，当X分布在叶绿体
的 时，水绵光能利用效率最佳。
(2)为进一步探究X对叶绿体功能的影响，开展了下列实验。
①用离体叶绿体X和Y（可与NADPH发生反应的化合物）进行实验，在相同光照条件下，实时测定并计算
Y的变化量。由图可知，X能 （填“促进”或“抑制”）叶绿体合成NADPH。为保证本实验的严
谨性，需增设1个处理，即Y+经煮沸的叶绿体。该处理获得的结果最符合图中曲线的 （填“甲”
或“乙”或“丙”）。
②将清水和X溶液分别处理后的植物叶片用打孔器打出叶圆片，抽气后，再置于1%的碳酸氢钠溶液中，给
予相同的光照，发现X溶液处理的叶圆片先浮出叶面，其原因是 。
(3)研究还发现处理植物的X浓度过高，会出现植物叶片气孔开放度下降的现象，推测与之相关的植物激素
及其含量变化是 。
11．（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。
叶片厚度 线粒体暗呼
冠层位置 PAR R/FR 叶绿素含量（μg·g-1）
（μm） 吸
A
0.90 3.40 160 0.15 1.08
B
0.20 0.29 100 0.20 1.08
A（施氮
0.70 1.75 150 0.28 1.08
肥）
0.02 0.01 — — —
B（施氮肥）
(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CO 与呼吸作用中释放的CO 相等时的光照强度。研究者分析了冠层
2 2
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 。
12．（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）。
13．（2025·四川·高考真题）在温室中种植番茄，光照强度和CO 浓度是制约产量的主要因素。某地冬季温
2
室的平均光照强度约为200μmol·m-2·s-1，CO 浓度约为400μmol·mol-1。为提高温室番茄产量，有人测定了补
2
充光照和CO 后番茄植株相关生理指标，结果见下表。回答下列问题。
2
组 光照强度 CO 浓度 净光合速率 气孔导度 叶绿素含量
2
别 μmol·m-2·s-1 μmol·mol-1 μmol·m-2·s-1 mol·m-2·s-1 mg·g-1
对
200 400 7.5 0.08 42.8
照
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CO 浓度却更高，可能的
2
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CO 浓度加倍或光照强度加倍中选择一种措
2
施来提高番茄产量，应选择 ，依据是 。
14．（2025·北京·高考真题）植物的光合作用效率与叶绿体的发育（形态结构建成）密切相关。叶绿体发
育受基因的精细调控，以适应环境。科学家对光响应基因BG在此过程中的作用进行了研究。
(1)实验中发现一株叶绿素含量升高的拟南芥突变体。经鉴定，其BG基因功能缺失，命名为bg。图1是使
用 观察到的叶绿体亚显微结构。与野生型相比，可见突变体基粒（“[”所示）中的 增
多。
(2)已知GK蛋白促进叶绿体发育相关基因的转录，BG蛋白可以与GK蛋白结合。研究者构建了GK功能缺失
突变体gk（叶绿素含量降低）及双突变体bggk。对三种突变体进行观察，发现双突变体的表型与突变体
相同，由此推测BG通过抑制GK的功能影响叶绿体发育。
(3)为进一步证明BG对GK的抑制作用并探索其作用机制，将一定浓度的GK蛋白与系列浓度BG蛋白混合后，
再加入GK蛋白靶基因CAO的启动子DNA片段，反应一段时间后，经电泳检测DNA所在位置，结果如图
2。分析实验结果可得出BG抑制GK功能的机制是 。
(4)基于突变体bg的表型，从进化与适应的角度推测光响应基因BG存在的意义 。15．（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： 。
16．（2025·湖南·高考真题）对硝基苯酚可用于生产某些农药和染料，其化学性质稳定。研究发现，某细
菌不能在无氧条件下生长，在适宜条件下能降解和利用对硝基苯酚，并释放 。在Burk无机培养基和光
照条件下，培养某栅藻（真核生物）的过程中，对硝基苯酚含量与栅藻光合放氧量的关系如图a。为进一
步分析栅藻与细菌共培养条件下对硝基苯酚 的降解情况，开展了Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组对比实验，结果
如图b。回答下列问题：(1)栅藻的光合放氧反应部位是 （填细胞器名称）。图a结果表明，对硝基苯酚 栅藻的光合放
氧反应。
(2)细菌在利用对硝基苯酚时，限制因子是 。
(3)若Ⅰ中对硝基苯酚含量为 ，培养10min后，推测该培养液pH会 ，培养液中对硝基苯酚
相对含量 。
(4)细菌与栅藻通过原始合作，可净化被对硝基苯酚污染的水体，理由是 。
17．（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
。
18．（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 。
19．（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3H O的溶
2
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H O、 ，离心收集绿藻并重新放入含H 18O的培养液中，在适宜光照条件下继续培养，绿藻产生
2 2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 。
20．（2025·浙江·高考真题）西兰花可食用部分为绿色花蕾、花茎组成花球，采摘后容易出现褪色、黄化、
老化等现象。某兴趣小组进行如下实验，以探究西兰花花球的保鲜方法。
实验分黑暗组、日光组和红光组三组。日光组和红光组的光照强度均为50μmol·m-2·s-1。各处理的西兰花球
均贮藏于20℃条件下，测定指标和结果如图所示。
回答下列问题：
(1)西兰花球采摘后水和 供应中断。水是光合作用的原料在光反应中，水裂解产生O
2
和 。
(2)三组实验中花球的质量损失率均随着时间延长而 。前3天日光组和红光组的质量损失率
低于黑暗组，原因有 。第4天日光组的质量损失率高于黑暗组，原因可能是日光
诱导气孔开放，引起 增强从而散失较多水分。
(3)第4天日光组和红光组的 下降比黑暗组更明显，但过氧化氢酶活性仍高于黑暗组，
因此推测日光或红光照射能减轻 过程产生的过氧化氢对细胞的损伤，从而延缓衰老。
(4)第4天黑暗组西兰花花球出现褪色、黄化现象，原因是 。综合分析图中结果，
处理对西兰花花球保鲜效果最明显。
四、实验题
21．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）叶绿体中R酶既能催化CO 固定，也能催化C 与O 反应，CO 和O 两
2 5 2 2 2
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CO 固定的场所是叶绿体的 ，产物C 在光反应生成的 参与下合成糖类等有机
2 3
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CO 浓度不变，当O 浓度从21%升高到40%时，植株S的净光合速率 （填“增大”
2 2
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：
。
22．（2025·黑吉辽蒙卷·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CO 结合。部分产物经过一系列反应形成（CH O），这一
2 2
过程中能量转换是 。
(2)据图分析，当胞间CO 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
2
合的最主要限制因素是 。胞间CO 浓度为300μmol·mol-1时，曲线①比②的光合速率高的具体原因
2
是 。
(3)研究发现，在饱和光照和适宜CO 浓度条件下，S植株固定CO 生成C 的速率比WT更快。使用同位素标
2 2 3
记的方法设计实验直接加以验证，简要写出实验思路。
2024年高考真题
1．（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
2．（2024·贵州·高考真题）为探究不同光照强度对叶色的影响，取紫鸭跖草在不同光照强度下，其他条件
相同且适宜，分组栽培，一段时间后获取各组光合色素提取液，用分光光度法（一束单色光通过溶液时，
溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比）分别测定每组各种光合色素含量。下列叙述错误的是（ ）
A．叶片研磨时加入碳酸钙可防止破坏色素
B．分离提取液中的光合色素可采用纸层析法
C．光合色素相对含量不同可使叶色出现差异
D．测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段
3．（2024·广东·高考真题）2019年，我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌，其细胞内存在
由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中，下列物质存在的可能性最小
的是（ ）
A．ATP B．NADP+ C．NADH D．DNA
4．（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CO 浓度
2
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
5．（2024·广东·高考真题）银杏是我国特有的珍稀植物，其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法
探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列实验操作正确的是（ ）
A．选择新鲜程度不同的叶片混合研磨
B．研磨时用水补充损失的提取液
C．将两组滤纸条置于同一烧杯中层析
D．用过的层析液直接倒入下水道
6．（2024·浙江·高考真题）植物细胞胞质溶胶中的 、 通过离子通道进入液泡，Na+、Ca2+逆浓度梯
度转运到液泡，以调节细胞渗透压。白天光合作用合成的蔗糖可富集在液泡中，夜间这些蔗糖运到胞质溶
胶。植物液泡中部分离子与蔗糖的转运机制如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．液泡通过主动运输方式维持膜内外的H+浓度梯度
B． 、 通过离子通道进入液泡不需要ATP直接供能
C．Na+、Ca2+进入液泡需要载体蛋白协助不需要消耗能量
D．白天液泡富集蔗糖有利于光合作用的持续进行
7．（2024·北京·高考真题）五彩缤纷的月季装点着美丽的京城，其中变色月季“光谱”备受青睐。“光
谱”月季变色的主要原因是光照引起花瓣细胞液泡中花青素的变化。下列利用“光谱”月季进行的实验，
难以达成目的的是（ ）
A．用花瓣细胞观察质壁分离现象
B．用花瓣大量提取叶绿素
C．探索生长素促进其插条生根的最适浓度
D．利用幼嫩茎段进行植物组织培养8．（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
9．（2024·全国·高考真题）干旱缺水条件下，植物可通过减小气孔开度减少水分散失。下列叙述错误的是
（ ）
A．叶片萎蔫时叶片中脱落酸的含量会降低
B．干旱缺水时进入叶肉细胞的 会减少
C．植物细胞失水时胞内结合水与自由水比值增大
D．干旱缺水不利于植物对营养物质的吸收和运输
10．（2024·山东·高考真题）仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成，内部薄壁细
胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时，内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等；干旱环境下，内部薄
壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列说法错误的是（ ）
A．细胞失水过程中，细胞液浓度增大
B．干旱环境下，外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的低
C．失水比例相同的情况下，外层细胞更易发生质壁分离
D．干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快，有利于外层细胞的光合作用
11．（2024·湖北·高考真题）植物甲的花产量、品质（与叶黄素含量呈正相关）与光照长短密切相关。研
究人员用不同光照处理植物甲幼苗，实验结果如下表所示。下列叙述正确的是（ ）
组 首次开花时 茎粗 花的叶黄素含量（g/ 鲜花累计平均产量（
光照处理
别 间 （mm） kg） ）
光照8h/黑暗
① 7月4日 9.5 2.3 13000
16h
光照12h/黑暗
② 7月18日 10.6 4.4 21800
12h
光照16h/黑暗
③ 7月26日 11.5 2.4 22500
8h
A．第①组处理有利于诱导植物甲提前开花，且产量最高
B．植物甲花的品质与光照处理中的黑暗时长呈负相关
C．综合考虑花的产量和品质，应该选择第②组处理
D．植物甲花的叶黄素含量与花的产量呈正相关
12．（2024·甘肃·高考真题）类胡萝卜素不仅参与光合作用，还是一些植物激素的合成前体。研究者发现
了某作物的一种胎萌突变体，其种子大部分为黄色，少部分呈白色，白色种子未完全成熟即可在母体上萌
发。经鉴定，白色种子为某基因的纯合突变体。在正常光照下（400μmol·m-2•s-1），纯合突变体叶片中叶
绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光和弱光
（1μmol·m-2•s-1）下培养一周，提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量，结果如图所示。回答下列问题。(1)提取叶片中叶绿素和类胡萝卜素常使用的溶剂是 ，加入少许碳酸钙可以 。
(2)野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高，其原因是 。
(3)正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子，因为 。
(4)现已知此突变体与类胡萝卜素合成有关，本研究中支持此结论的证据有：①纯合体种子为白色；②
。
(5)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷，X最可能是 。若以上推断合理，则干旱处理
能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设，请完成下面的实验
设计：
①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在 条件下培养一周，然后将野生型植株均
分为A、B两组，将突变体植株均分为C、D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。
②测量指标：每组取3-5株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的 。
③预期结果： 。
13．（2024·河北·高考真题）高原地区蓝光和紫外光较强，常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜
色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响，研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率，以及覆膜后幼苗光
合色素的含量，结果如图、表所示。覆膜处
叶绿素含量（mg/g） 类胡萝卜素含量（mg/g）
理
白膜 1.67 0.71
蓝膜 2.20 0.90
绿膜 1.74 0.65
回答下列问题：
(1)如图所示，三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异，其中 光可被位于叶绿体
上的光合色素高效吸收后用于光反应，进而使暗反应阶段的 还原转化为 和 。与白膜覆
盖相比，蓝膜和绿膜透过的 较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。
(2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比，选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时，
可利用 作为溶剂。测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光，原因是
。
(3)研究表明，覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果，其原因为
（答出两点即可）。
14．（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（umol.m .s-1） 叶绿素含量（mg·g-1）
2
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 CO 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
2
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
。
15．（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CO 通过气孔的
2
阻力增大；Rubisco的羧化酶（催化CO 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
2
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
。
16．（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q 值和电子传递速率（ETR）值分别如图甲、乙所示。q 值反
NP NP
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。
17．（2024·广东·高考真题）某湖泊曾处于重度富营养化状态，水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过
控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段，成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物
（①金鱼藻、②黑藻、③苦草，答题时植物名称可用对应序号表示）在不同光照强度下光合速率及水质净
化能力见图。
回答下列问题：
(1)湖水富营养化时，浮游藻类大量繁殖，水体透明度低，湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的
有机物少于 的有机物，最终衰退和消亡。
(2)生态恢复后，该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依次是
，其原因是 。
(3)为了达到湖水净化的目的，选择引种上述3种草本沉水植物的理由是 ，三者配合能实现综合
治理效果。
(4)上述3种草本沉水植物中只有黑藻具（C 光合作用途径（浓缩CO 形成高浓度（C 后，再分解成（CO
4 2 4 2
传递给C ）使其在CO 受限的水体中仍可有效地进行光合作用，在水生植物群落中竞争力较强。根据图a
5 2
设计一个简单的实验方案，验证黑藻的碳浓缩优势，完成下列表格。实验设计方案
实验材料 对照组： 实验组：黑藻
控制光照强度为 μmol·m-2·s-1
实验条件
营养及环境条件相同且适宜，培养时间相同
控制条件
测量指标
(5)目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，此外，大量沉水植物叶片凋落，需及时打
捞，增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施 。
18．（2024·湖北·高考真题）气孔是指植物叶表皮组织上两个保卫细胞之间的孔隙。植物通过调节气孔大
小，控制CO 进入和水分的散失，影响光合作用和含水量。科研工作者以拟南芥为实验材料，研究并发现
2
了相关环境因素调控气孔关闭的机理（图1）。已知ht1基因、rhc1基因各编码蛋白甲和乙中的一种，但对
应关系未知。研究者利用野生型（wt）、ht1基因功能缺失突变体（h）、rhc1基因功能缺失突变体（r）和
ht1/rhc1双基因功能缺失突变体（h/r），进行了相关实验，结果如图2所示。
回答下列问题：
(1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外，导致保卫细胞 （填“吸水”或“失水”），引起气孔关闭，
进而使植物光合作用速率 （填“增大”或“不变”或“减小”）。
(2)图2中的wt组和r组对比，说明高浓度CO 时rhc1基因产物 （填“促进”或“抑制”）气孔关
2
闭。
(3)由图1可知，短暂干旱环境中，植物体内脱落酸含量上升，这对植物的积极意义是 。
(4)根据实验结果判断：编码蛋白甲的基因是 （填“ht1”或“rhc1”）。
19．（2024·全国·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。
20．（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CO 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
2
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
野生
140 151 270
型
胞间CO 浓度（μmolCO mol-1）
2 2
突变
110 140 205
体
野生
125 95 41
型
气孔导度（molH Om-2s-1）
2
突变
140 112 78
体
(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
。
21．（2024·吉林·高考真题）在光下叶绿体中的C 能与CO 反应形成C ；当CO/O 比值低时，C 也能与
5 2 3 2 2 5
O 反应形成C 等化合物。C 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。
2 2 2
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CO 的来源除了有外界环境外，还可来自 和
2
（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 。
22．（2024·全国·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O
2
浓度，结果如图所示，其中M为初始O 浓度，c、d组O 浓度相同。回答下列问题。
2 2(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CO 浓度 （填“大于”“小于”或“等于”）b组。
2
(3)若延长光照时间c、d组O 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
2
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”）。
23．（2024·浙江·高考真题）长江流域的油菜生产易受渍害。渍害是因洪、涝积水或地下水位过度升高，
导致作物根系长期缺氧，对植株造成的胁迫及伤害。
回答下列问题：
(1)发生渍害时，油菜地上部分以有氧（需氧）呼吸为主，有氧呼吸释放能量最多的是第 阶段。地下部
分细胞利用丙酮酸进行乙醇发酵。这一过程发生的场所是 ，此代谢过程中需要乙醇脱氢酶的催化，促
进氢接受体（NAD+）再生，从而使 得以顺利进行。因此，渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种越
（耐渍害/不耐渍害）。
(2)以不同渍害能力的油菜品种为材料，经不同时长的渍害处理，测定相关生理指标并进行相关性分析，结
果见下表。
光合速率 蒸腾速率 气孔导度 胞间CO 浓度 叶绿素含量
2
光合速率 1
蒸腾速率 0.95 1
气孔导度 0.99 0.94 1
胞间CO 浓度 -0.99 -0.98 -0.99 1
2
叶绿素含量 0.86 0.90 0.90 -0.93 1
注：表中数值为相关系数（r），代表两个指标之间相关的密切程度。当|r|接近1时，相关越密切，越接近
0时相关越不密切。
据表分析，与叶绿素含量呈负相关的指标是 。已知渍害条件下光合速率显著下降，则蒸腾速率呈
趋势。综合分析表内各指标的相关性，光合速率下降主要由 （气孔限制因素/非气孔限制因素）导致的，
理由是 。
(3)植物通过形成系列适应机制响应渍害。受渍害时，植物体内 （激素）大量积累，诱导气孔关闭，调
整相关反应，防止有毒物质积累，提高植物对渍害的耐受力；渍害发生后，有些植物根系细胞通过 ，将自身某些薄壁组织转化腔隙，形成通气组织，促进氧气运输到根部，缓解渍害。
2023年高考真题
1．（2023·湖北·统考高考真题）高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。
研究发现平均气温每升高1℃，水稻、小麦等作物减产约3%~8%。关于高温下作物减产的原因，下列
叙述错误的是（ ）
A．呼吸作用变强，消耗大量养分
B．光合作用强度减弱，有机物合成减少
C．蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫
D．叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少
2．（2023·湖北·统考高考真题）植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体，PSⅡ光复合
体含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究发现，PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ，通过与PSⅡ
结合或分离来增强或减弱对光能的捕获（如图所示）。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。
下列叙述错误的是（ ）
A．叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，PSIⅡ光复合体对光能的捕获增强
B．Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱
C．弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，不利于对光能的捕获
D．PSⅡ光复合体分解水可以产生H+、电子和O
2
3．（2023·北京·统考高考真题）在两种光照强度下，不同温度对某植物CO 吸收速率的影响如图。对此图
2
理解错误的是（ ）
A．在低光强下，CO 吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升
2
B．在高光强下，M点左侧CO 吸收速率升高与光合酶活性增强相关
2
C．在图中两个CP点处，植物均不能进行光合作用
D．图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大
4．（2023·全国·统考高考真题）植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素
的叙述，错误的是（ ）
A．氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素
B．叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上
C．用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰
D．叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越慢5．（2023·山东·高考真题）当植物吸收的光能过多时，过剩的光能会对光反应阶段的PSⅡ复合体（PSⅡ）
造成损伤，使PSⅡ活性降低，进而导致光合作用强度减弱。细胞可通过非光化学淬灭（NPQ）将过剩
的光能耗散，减少多余光能对PSⅡ的损伤。已知拟南芥的H蛋白有2个功能：①修复损伤的PSⅡ；②
参与NPQ的调节。科研人员以拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验，结果如图
所示。实验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同，且强光对二者的PSⅡ均造成了损伤。
(1)该实验的自变量为______。该实验的无关变量中，影响光合作用强度的主要环境因素有_________
（答出2个因素即可）。
(2)根据本实验，____（填“能”或“不能”）比较出强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱，理
由是__________。
(3)据图分析，与野生型相比，强光照射下突变体中流向光合作用的能量__________（填“多”或
“少”）。若测得突变体的暗反应强度高于野生型，根据本实验推测，原因是__________。
6．（2023·浙江·统考高考真题）植物工厂是一种新兴的农业生产模式，可人工控制光照、温度、CO 浓度
2
等因素。不同光质配比对生菜幼苗体内的叶绿素含量和氮含量的影响如图甲所示，不同光质配比对生
菜幼苗干重的影响如图乙所示。分组如下：CK组（白光）、A组（红光：蓝光=1：2）、B组（红光：
蓝光=3：2）、C组（红光：蓝光=2：1），每组输出的功率相同。
回答下列问题：
(1)光为生菜的光合作用提供______，又能调控生菜的形态建成。生菜吸收营养液中含氮的离子满足其
对氮元素需求，若营养液中的离子浓度过高，根细胞会因______作用失水造成生菜萎蔫。
(2)由图乙可知，A、B、C组的干重都比CK组高，原因是______。由图甲、图乙可知，选用红、蓝光
配比为______，最有利于生菜产量的提高，原因是______。
(3)进一步探究在不同温度条件下，增施CO 对生菜光合速率的影响，结果如图丙所示。由图可知，在
2
25℃时，提高CO 浓度对提高生菜光合速率的效果最佳，判断依据是______。植物工厂利用秸秆发
2
酵生产沼气，冬天可燃烧沼气以提高CO 浓度，还可以______，使光合速率进一步提高，从农业生
2
态工程角度分析，优点还有______。
7．（2023·北京·统考高考真题）学习以下材料，回答下面问题。
调控植物细胞活性氧产生机制的新发现，能量代谢本质上是一系列氧化还原反应。在植物细胞中，线
粒体和叶绿体是能量代谢的重要场所。叶绿体内氧化还原稳态的维持对叶绿体行使正常功能非常重要。
在细胞的氧化还原反应过程中会有活性氧产生，活性氧可以调控细胞代谢，并与细胞凋亡有关。我国
科学家发现一个拟南芥突变体m（M基因突变为m基因），在受到长时间连续光照时，植株会出现因
细胞凋亡而引起的叶片黄斑等表型。M基因编码叶绿体中催化脂肪酸合成的M酶。与野生型相比，突变体m中M酶活性下降，脂肪酸含量显著降低。为探究M基因突变导致细胞凋亡的原因，研究人员以
诱变剂处理突变体m，筛选不表现细胞凋亡，但仍保留m基因的突变株。通过对所获一系列突变体的
详细解析，发现叶绿体中pMDH酶、线粒体中mMDH酶和线粒体内膜复合物I（催化有氧呼吸第三阶
段的酶）等均参与细胞凋亡过程。由此揭示出一条活性氧产生的新途径（如图）：A酸作为叶绿体中
氧化还原平衡的调节物质，从叶绿体经细胞质基质进入到线粒体中，在mMDH酶的作用下产生NADH
（[H]）和B酸，NADH被氧化会产生活性氧。活性氧超过一定水平后引发细胞凋亡。
在上述研究中，科学家从拟南芥突变体m入手，揭示出在叶绿体和线粒体之间存在着一条A酸-B酸循
环途径。对A酸-B酸循环的进一步研究，将为探索植物在不同环境胁迫下生长的调控机制提供新的思
路。
(1)叶绿体通过___________作用将CO 转化为糖。从文中可知，叶绿体也可以合成脂肪的组分
2
___________。
(2)结合文中图示分析，M基因突变为m后，植株在长时间光照条件下出现细胞凋亡的原因是：_____，
A酸转运到线粒体，最终导致产生过量活性氧并诱发细胞凋亡。
(3)请将下列各项的序号排序，以呈现本文中科学家解析“M基因突变导致细胞凋亡机制”的研究思路：
___________。
①确定相应蛋白的细胞定位和功能②用诱变剂处理突变体m③鉴定相关基因④筛选保留m基因但不表
现凋亡的突变株
(4)本文拓展了高中教材中关于细胞器间协调配合的内容，请从细胞器间协作以维持稳态与平衡的角度
加以概括说明___________。
8．（2023·广东·统考高考真题）光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型
（WT）的产量和黄绿叶突变体（ygl）的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相
关生理特征见下表和图。（光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合
过程中吸收的CO 与呼吸过程中释放的CO 等量时的光照强度。
2 2
水稻材
叶绿素（mg/g） 类胡萝卜素（mg/g） 类胡萝卜素/叶绿素
料
WT 4.08 0.63 0.15
ygl 1.73 0.47 0.27分析图表，回答下列问题：
(1)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和_______，叶片主要吸收可见光中的_______光。
(2)光照强度逐渐增加达到2000μmol m-2 s-1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再
随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl________WT（填“高于”、“低于”或
“等于”）。ygl有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和________。
(3)与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光
合速率较高，表明该群体________，是其高产的原因之一。
(4)试分析在0~50μmol m-2 s-1范围的低光照强度下，WT和ygl净光合速率的变化，在给出的坐标系中
绘制净光合速率趋势曲线_________。在此基础上，分析图a和你绘制的曲线，比较高光照强度和低
光照强度条件下WT和ygl的净光合速率，提出一个科学问题________。
9．（2023·湖南·统考高考真题）下图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的Rubisco酶对
CO 的K 为450μmol·L-1（K越小，酶对底物的亲和力越大）,该酶既可催化RuBP与CO 反应，进行卡
2 m 2
尔文循环，又可催化RuBP与O 反应，进行光呼吸（绿色植物在光照下消耗O 并释放CO 的反应）。
2 2 2
该酶的酶促反应方向受CO 和O 相对浓度的影响。与水稻相比，玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘，其
2 2
中叶肉细胞叶绿体是水光解的主要场所，维管束鞘细胞的叶绿体主要与ATP生成有关。玉米的暗反应
先在叶肉细胞中利用PEPC酶（PEPC对CO 的K 为7μmol·L-1）催化磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）与CO
2 m 2
反应生成C ,固定产物C 转运到维管束鞘细胞后释放CO,再进行卡尔文循环。回答下列问题：
4 4 2(1)玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产物是______（填具体名称）,该产物跨叶绿体膜转运到细胞质
基质合成______（填"葡萄糖""蔗糖"或"淀粉"）后，再通过_____长距离运输到其他组织器官。
(2)在干旱、高光照强度环境下，玉米的光合作用强度_____（填"高于"或"低于"）水稻。从光合作用机
制及其调控分析，原因是 ____________（答出三点即可）。
(3)某研究将蓝细菌的CO 浓缩机制导入水稻，水稻叶绿体中CO 浓度大幅提升，其他生理代谢不受影
2 2
响，但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化。其原因可能是_____________（答出三点
即可）。
10．（2023·全国·统考高考真题）某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该叶绿体悬浮
液照光后糖产生。回答下列问题。
(1)叶片是分离制备叶绿体的常用材料，若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，可以
采用的方法是_____（答出1种即可）。叶绿体中光合色素分布_____上，其中类胡萝卜素主要吸收
_____（填“蓝紫光”“红光”或“绿光”）。
(2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下悬浮液中不能产生糖，原
因是_____。
(3)叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在，简要写出实验
思路和预期结果。_____
11．（2023·浙江·统考高考真题）叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”，果实是储存有机物的
“库”。现以某植物为材料研究不同库源比（以果实数量与叶片数量比值表示）对叶片光合作用和光
合产物分配的影响，实验结果见表1。
表1
项目 甲组 乙组 丙组
处理库源比 1/2 1/4 1/6
单位叶面积叶绿素相对含量 78.7 75.5 75.0
净光合速率（μmol·m－2·s－1） 9.31 8.99 8.75
果实中含13C光合产物（mg） 21.96 37.38 66.06
单果重（g） 11.81 12.21 19.59
注：①甲、乙、丙组均保留枝条顶部1个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6片成熟叶，用13CO 供
2
应给各组保留的叶片进行光合作用。②净光合速率：单位时间单位叶面积从外界环境吸收的13CO 量。
2
回答下列问题：
(1)叶片叶绿素含量测定时，可先提取叶绿体色素，再进行测定。提取叶绿体色素时，选择乙醇作为提
取液的依据是__________。
(2)研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO，13CO 先与叶绿体内的__________结合而被固定，
2 2
形成的产物还原为糖需接受光反应合成的__________中的化学能。合成的糖分子运输到果实等库中。
在本实验中，选用13CO 的原因有__________（答出2点即可）。
2
(3)分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着该植物库源比降低，叶净光合速率__________（填“升高”
或“降低”）、果实中含13C光合产物的量__________（填“增加”或“减少”）。库源比降低导
致果实单果重变化的原因是__________。
(4)为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验，库源处理如图所示，用13CO 供应给保留的叶片
2
进行光合作用，结果见表2。
果实位
果实中含13C光合产物（mg） 单果重（g）
置
第1果 26.91 12.31
第2果 18.00 10.43
第3果 2.14 8.19
根据表2实验结果，从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实的特点是__________。
(5)综合上述实验结果，从调整库源比分析，下列措施中能提高单枝的合格果实产量（单果重10g以上
为合格）的是哪一项？__________
A．除草 B．遮光 C．疏果 D．松土
2022年高考真题
1．（2022·全国乙卷·高考真题）某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光
照条件下培养，发现容器内CO 含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释合
2
理的是（ ）
A．初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼吸速率
B．初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定
C．初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率
D．初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率
2．（2022·湖南·高考真题）在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是（ ）
A．叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO 量减少
2
B．光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO 量大于光合固定的CO 量
2 2
C．叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低
D．光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降
3．（2022·全国甲卷·高考真题）根据光合作用中CO 的固定方式不同，可将植物分为C 植物和C 植物等
2 3 4
类型。C 植物的CO 补偿点比C 植物的低。CO 补偿点通常是指环境CO 浓度降低导致光合速率与呼吸速
4 2 3 2 2
率相等时的环境CO 浓度。回答下列问题。
2
(1)不同植物（如C 植物和C 植物）光合作用光反应阶段的产物是相同的，光反应阶段的产物是
3 4
____________（答出3点即可）。
(2)正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是____________（答出1点即可）。
(3)干旱会导致气孔开度减小，研究发现在同等程度干旱条件下，C 植物比C 植物生长得好。从两种植物
4 3
CO 补偿点的角度分析，可能的原因是______________。
2
4．（2022·湖南·高考真题）将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长
的基质。某水稻品种在光照强度为8～10μmol/（s·m2）时，固定的CO 量等于呼吸作用释放的CO 量;日照
2 2
时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1天后，播种于沙床上。将
沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温为35℃/25℃，光照强度为2μmol/（s·m2），每天光照时长为
14小时。回答下列问题:
(1)在此条件下，该水稻种子____（填“能”或“不能”）萌发并成苗（以株高≥2厘米，至少1片绿叶视
为成苗），理由是_____________________________。
(2)若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10μmol/（s·m2），其他条件与上述实验相同，该
水稻___（填“能”或“不能”）繁育出新的种子，理由是___________________（答出两点即可）。
(3)若该水稻种子用于稻田直播（即将种子直接撒播于农田），为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，
该种子应具有_________特性。
5．（2022·山东·高考真题）强光条件下，植物吸收的光能若超过光合作用的利用量，过剩的光能可导致植
物光合作用强度下降，出现光抑制现象。为探索油菜素内酯（BR）对光抑制的影响机制，将长势相同的苹
果幼苗进行分组和处理，如表所示，其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、
水分充足的条件下用强光照射，实验结果如图所示。
分组 处理
甲 清水
乙 BR
丙 BR+L(1)光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收，分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时，随层析，液在滤纸上扩散速
度最快的色素主要吸收的光的颜色是______。
(2)强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，但氧气的产生速率继续增加。
苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加，可能的原因有______、______（答出2种原因即可）；氧气的产
生速率继续增加的原因是______。
(3)据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光抑制______（填“增强”或“减弱”）；乙组与丙组相比，
说明BR可能通过______发挥作用。
6．（2022·广东·高考真题）研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后（图a），测定相关指标（图
b），探究遮阴比例对植物的影响。
回答下列问题：
(1)结果显示，与A组相比，C组叶片叶绿素含量________________，原因可能是________________。
(2)比较图b中B1与A组指标的差异，并结合B2相关数据，推测B组的玉米植株可能会积累更多的
________________，因而生长更快。
(3)某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果，作出该条件可能会提高作物产量的推测，由
此设计了初步实验方案进行探究：
实验材料：选择前期________________一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。
实验方法：按图a所示的条件，分A、B、C三组培养玉米幼苗，每组30株；其中以________________为
对照，并保证除________________外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。
结果统计：比较各组玉米的平均单株产量。
分析讨论：如果提高玉米产量的结论成立，下一步探究实验的思路是________________。
7．（2022年1月·浙江·高考真题）不同光质及其组合会影响植物代谢过程。以某高等绿色植物为实验材料，
研究不同光质对植物光合作用的影响，实验结果如图1，其中气孔导度大表示气孔开放程度大。该高等植物叶片在持续红光照射条件下，用不同单色光处理（30s/次），实验结果如图2，图中“蓝光+绿光”表示
先蓝光后绿光处理，“蓝光+绿光+蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光处理。
回答下列问题：
(1)高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素，常用____________方法分离。光合色素吸收的光能转化为
ATP和NADPH中的化学能、可用于碳反应中____________的还原。
(2)据分析，相对于红光，蓝光照射下胞间CO 浓度低，其原因是____________。气孔主要由保卫细胞构成、
2
保卫细胞吸收水分气孔开放、反之关闭，由图2可知，绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用，但
这种作用可被____________光逆转。由图1图2可知蓝光可刺激气孔开放，其机理是蓝光可使保卫细胞光
合产物增多，也可以促进K+、Cl-的吸收等，最终导致保卫细胞____________，细胞吸水，气孔开放。
(3)生产上选用__________LED灯或滤光性薄膜获得不同光质环境，用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光
以合理比例的____________或____________、合理的光照次序照射，利于次生代谢产物的合成。
8．（2022年6月·浙江·高考真题）通过研究遮阴对花生光合作用的影响，为花生的合理间种提供依据。研
究人员从开花至果实成熟，每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。
指标
单株叶光 单株果实
处 光补偿 低于5klx光合曲线 单株光合
光饱和点 叶绿素含量 合产量 光合产量
理
点 的斜率（mgCO ． 产量（g
（klx） 2 （mg·dm-2） （g干 （g干
（lx） dm-2．hr-1．klx-1） 干重）
重） 重）
不
遮 40 550 1.22 2.09 18.92 3.25 8.25
阴
遮
阴2
35 515 1.23 2.66 18.84 3.05 8.21
小
时
遮
阴4
30 500 1.46 3.03 16.64 3.05 6.13
小
时
注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题：
(1)从实验结果可知，花生可适应弱光环境，原因是在遮阴条件下，植株通过增加___________，提高吸收光的能力；结合光饱和点的变化趋势，说明植株在较低光强度下也能达到最大的___________；结合光补
偿点的变化趋势，说明植株通过降低___________，使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据
表中___________的指标可以判断，实验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光的效率越高。
(2)植物的光合产物主要以___________形式提供给各器官。根据相关指标的分析，表明较长遮阴处理下，
植株优先将光合产物分配至___________中。
(3)与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均___________。根据实验结果推测，在花生与其他高秆作物
进行间种时，高秆作物一天内对花生的遮阴时间为___________（A．<2小时 B．2小时
C．4小时 D．>4小时），才能获得较高的花生产量。
2021年高考真题
1．（2021辽宁高考真题）植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高效农业生产系统，
常采用无土栽培技术。下列有关叙述错误的是（ ）
A．可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度
B．应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同
C．合理控制昼夜温差有利于提高作物产量
D．适时通风可提高生产系统内的CO 浓度
2
2．（2021湖南高考真题）绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙
述错误的是（ ）
A．弱光条件下植物没有O 的释放，说明未进行光合作用
2
B．在暗反应阶段，CO 不能直接被还原
2
C．在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降
D．合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
3．（2021年北京高考真题）将某种植物置于高温环境（HT）下生长一定时间后，测定HT植株和生长在
正常温度（CT）下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图。由图不能得出的结论是（ ）
A．两组植株的CO 吸收速率最大值接近
2
B．35℃时两组植株的真正（总）光合速率相等
C．50℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能
D．HT植株表现出对高温环境的适应性
4.（2021年广东卷）在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO 固定形成C 的酶被称为
2 3
Rubisco。下列叙述正确的是（ ）
A．Rubisco存在于细胞质基质中
B．激活Rubisco需要黑暗条件
C．Rubisco催化CO 固定需要ATP
2D．Rubisco催化C 和CO 结合
5 2
【答案】D
5.（2021年河北卷）《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法（如图）。目前我国果蔬主产区普遍
使用大型封闭式气调冷藏库（充入氮气替换部分空气），延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙
述正确的是（ ）
A．荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解
B．荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬，有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行，第三阶段受到
抑制
C．气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性
D．气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间
6．（2021年江苏高考真题）线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。下图示叶肉细胞中部分代谢途径，
虚线框内示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”，请据图回答下列问题。
(1)叶绿体在___上将光能转变成化学能，参与这一过程的两类色素是_____。
(2)光合作用时，CO 与C 结合产生三碳酸，继而还原成三碳糖（C ），为维持光合作用持续进行，部分新
2 5 3
合成的C 必须用于再生______；运到细胞质基质中的C 可合成蔗糖，运出细胞。每运出一分子蔗糖相当
3 3
于固定了___个CO 分子。
2
(3)在光照过强时，细胞必须耗散掉叶绿体吸收的过多光能，避免细胞损伤。草酸乙酸/苹果酸穿梭可有效
地将光照产生的______中的还原能输出叶绿体，并经线粒体转化为______中的化学能。
(4)为研究线粒体对光合作用的影响，用寡霉素（电子传递链抑制剂）处理大麦，实验方法是:取培养
10~14d大麦苗，将其茎漫入添加了不同浓度寡霉素的水中，通过蒸腾作用使药物进入叶片。光照培养后，
测定，计算光合放氧速率（单位为µmolO2•mg-1chl•h-1，chl为叶绿素）。请完成下表。实验步骤的目的 简要操作过程
配制不同浓度的寡霉素丙酮 寡霉素难溶于水，需先溶于丙酮，配制高浓度母液，并用丙酮稀释成不同
溶液 药物浓度，用于加入水中
设置寡霉素为单一变量的对
①_______________
照组
②_______________ 对照组和各实验组均测定多个大麦叶片
光合放氧测定 用氧电极测定叶片放氧
③_______________ 称重叶片，加乙醇研磨，定容，离心，取上清液测定
7．（2021湖南高考真题）图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应
过程的简化示意图。回答下列问题：
（1）图b表示图a中的______结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O、H+和e-，光能转化成电能，最
2
终转化为______和ATP中活跃的化学能。若CO 浓度降低．暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体
2
NADP+减少，则图b中电子传递速率会______（填“加快”或“减慢”）。
（2）为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的
叶绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP替代NADP+为电子受体，以相对放氧量表示光反应速率，
实验结果如表所示。
叶绿体 叶绿体B：双 叶绿体C：双 叶绿体D：所
A：双层 层膜局部受 层膜瓦解，类 有膜结构解体
膜结构完 损，类囊体略 囊体松散但未 破裂成颗粒或
整 有损伤 断裂 片段
实验一：以Fecy为电子受体时的放氧
100 167.0 425.1 281.3
量
实验二：以DCIP为电子受体时的放氧
100 106.7 471.1 109.6
量注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。
据此分析：
①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明，叶绿体双层膜对以_________（填“Fecy”或“DCIP”）为电子受
体的光反应有明显阻碍作用，得出该结论的推理过程是_________。
②该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C，表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下，更有利于
_________，从而提高光反应速率。
③以DCIP为电子受体进行实验，发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、
0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释_________。
8．（2021年海南高考真题）植物工厂是全人工光照等环境条件智能化控制的高效生产体系。生菜是植物
工厂常年培植的速生蔬菜。回答下列问题。
(1)植物工厂用营养液培植生菜过程中，需定时向营养液通入空气，目的是____________。除通气外，还需
更换营养液，其主要原因是____________。
(2)植物工厂选用红蓝光组合LED灯培植生菜，选用红蓝光的依据是____________。生菜成熟叶片在不同
光照强度下光合速率的变化曲线如图，培植区的光照强度应设置在____________点所对应的光照强度；为
提高生菜产量，可在培植区适当提高CO 浓度，该条件下B点的移动方向是____________。
2
(3)将培植区的光照/黑暗时间设置为14h/10h，研究温度对生菜成熟叶片光合速率和呼吸速率的影响，结果
如图，光合作用最适温度比呼吸作用最适温度____________；若将培植区的温度从T 调至T，培植24h后，
5 6
与调温前相比，生菜植株的有机物积累量________________________。
9．（2021年福建高考真题）大气中浓度持续升高的CO 会导致海水酸化，影响海洋藻类生长进而影响海
2
洋生态。龙须菜是我国重要的一种海洋大型经济藻类，生长速度快，一年可多次种植和收获。科研人员设
置不同大气CO 浓度（大气CO 浓度LC和高CO 浓度HC）和磷浓度（低磷浓度LP和高磷浓度HP）的实
2 2 2
验组合进行相关实验，结果如下图所示。回答下列问题：
(1)本实验的目的是探究在一定光照强度下，____________。
(2)ATP水解酶的主要功能是____________。ATP水解酶活性可通过测定____________表示。
(3)由图1、2可知，在较强的光照强度下，HC+HP处理比LC+HP处理的龙须菜净光合速率低，推测原因
是在酸化环境中，龙须菜维持细胞酸碱度的稳态需要吸收更多的矿质元素，因而细胞____________增强，
导致有机物消耗增加。
(4)由图2可知，大气CO 条件下，高磷浓度能____________龙须菜的净光合速率。磷等矿质元素的大量排
2
放导致了某海域海水富营养化，有人提出可以在该海域种植龙须菜。结合以上研究结果，从经济效益和环
境保护的角度分析种植龙须菜的理由是____________。
10．（2021.6月浙江高考真题）不同光强度下，无机磷浓度对大豆叶片净光合速率的影响如图甲；16h光
照，8h黑暗条件下，无机磷浓度对大豆叶片淀粉和蔗糖积累的影响如图乙。回答下列问题：
（1）叶片细胞中，无机磷主要贮存于__________，还存在于细胞溶胶、线粒体和叶绿体等结构，光合作
用过程中，磷酸基团是光反应产物__________的组分，也是卡尔文循环产生并可运至叶绿体外的化合物
__________的组分。
（2）图甲的O～A段表明无机磷不是光合作用中__________过程的主要限制因素。由图乙可知，光照下，
与高磷相比，低磷条件的蔗糖和淀粉含量分别是_________；不论高磷、低磷，24 h内淀粉含量的变化是
__________。
（3）实验可用光电比色法测定淀粉含量，其依据是__________。为确定叶片光合产物的去向，可采用
__________法。
11.（2021年全国乙卷）生活在干旱地区的一些植物（如植物甲）具有特殊的CO 固定方式。这类植物晚
2
上气孔打开吸收CO，吸收的CO 通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱
2 2
羧释放的CO 可用于光合作用。回答下列问题：
2
（1）白天叶肉细胞产生ATP的场所有__________。光合作用所需的CO 来源于苹果酸脱羧和
2
______________释放的CO。
2
（2）气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止______________，
又能保证_____________正常进行。（3）若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO 固定方式。
2
_____（简要写出实验思路和预期结果）
12.（2021年河北卷）为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三
组，在限制水肥的条件下做如下处理：（1）对照组；（2）施氮组，补充尿素（12g·m-2）（3）水+氮组，
补充尿素（12g·m-2）同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。
生理指标 对照组 施氮组 水+氮组
自由水/结合水 6.2 6.8 7.8
气孔导度（mmol·m-2s-1） 85 65 196
叶绿素含量（mg·g-1） 9.8 11.8 12.6
RuBP羧化酶活性（μmol·h-1g-1） 316 640 716
光合速率（μmol·m-2s-1） 6.5 8.5 11.4
注：气孔导度反映气孔开放的程度
回答下列问题：
（1）植物细胞中自由水的生理作用包括____________________等（写出两点即可）。补充水分可以促进
玉米根系对氮的__________，提高植株氮供应水平。
（2）参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与__________离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光
能，用于驱动__________两种物质的合成以及__________的分解；RuBP羧化酶将CO 转变为羧基加到
2
__________分子上，反应形成的产物被还原为糖类。
（3）施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的CO 供应。据实验结果分析，叶肉细胞CO 供应
2 2
量增加的原因是______________________________。
13.（2021年山东卷）光照条件下，叶肉细胞中 O 与 CO 竞争性结合 C ，O 与 C 结合后经一系列反应
2 2 5 2 5
释放 CO 的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂 S oBS 溶液，相应的光合作用强
2
度和光呼吸强度见下表。光合作用强度用固定的 CO 量表示，SoBS 溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略
2
不计。
（1）光呼吸中 C 与 O 结合的反应发生在叶绿体的____________中。正常进行光合作用的水稻，突然停
5 2
止光照，叶片 CO 释放量先增加后降低，CO 释放量增加的原因是___。
2 2
（2）与未喷施 SoBS 溶液相比，喷施 100mg/L SoBS 溶液的水稻叶片吸收和放出CO 量相等时所需的光
2
照强度________(填：“高”或“低”)，据表分析，原因是____。
（3）光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物，农业生产中可通过适当抑制光呼吸以增加作物产量。为探
究 SoBS 溶液利于增产的最适喷施浓度，据表分析，应在____mg/L 之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。
14.（2021年天津卷）Rubisco是光合作用过程中催化CO 固定的酶。但其也能催化O 与C 结合，形成C
2 2 5 3
和C ，导致光合效率下降。CO 与O 竞争性结合Rubisco的同一活性位点，因此提高CO 浓度可以提高光
2 2 2 2
合效率。
(1)蓝细菌具有CO 浓缩机制，如下图所示。
2
注：羧化体具有蛋白质外壳，可限制气体扩散
据图分析，CO 依次以___________和___________方式通过细胞膜和光合片层膜。蓝细菌的CO 浓缩机制
2 2
可提高羧化体中Rubisco周围的CO 浓度，从而通过促进___________和抑制___________提高光合效率。
2
(2)向烟草内转入蓝细菌Rubisco的编码基因和羧化体外壳蛋白的编码基因。若蓝细菌羧化体可在烟草中发
挥作用并参与暗反应，应能利用电子显微镜在转基因烟草细胞的___________中观察到羧化体。
(3)研究发现，转基因烟草的光合速率并未提高。若再转入HCO -和CO 转运蛋白基因并成功表达和发挥作
3 2
用，理论上该转基因植株暗反应水平应___________，光反应水平应___________，从而提高光合速率。
15.（2021年1月浙江卷）现以某种多细胞绿藻为材料，研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。
实验结果如下图，图中的绿藻质量为鲜重。
回答下列问题：
（1）实验中可用95%乙醇溶液提取光合色素，经处理后，用光电比色法测定色素提取液的_________，计
算叶绿素a的含量。由甲图可知，与高光强组相比，低光强组叶绿素a的含量较_________，以适应低光强
环境。由乙图分析可知，在_________条件下温度对光合速率的影响更显著。
（2）叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析，光反应是一种_________反应。光反应的
产物有_________和O
2。
（3）图乙的绿藻放氧速率比光反应产生O 的速率_________，理由是_________。
2（4）绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1，则在该条件下每克绿藻每小时光
合作用消耗CO 生成________μmol的3-磷酸甘油酸。
2
16．（2021辽宁高考真题）早期地球大气中的O 浓度很低，到了大约3．5亿年前，大气中O 浓度显著增
2 2
加，CO 浓度明显下降。现在大气中的CO 浓度约390μmol·mol-1，是限制植物光合作用速率的重要因素。
2 2
核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）是一种催化CO 固定的酶，在低浓度CO 条件下，催化效率低。
2 2
有些植物在进化过程中形成了CO 浓缩机制，极大地提高了Rubisco所在局部空间位置的CO 浓度，促进
2 2
了CO 的固定。回答下列问题：
2
(1)真核细胞叶绿体中，在Rubisco的催化下，CO 被固定形成___________，进而被还原生成糖类，此过程
2
发生在___________中。
(2)海水中的无机碳主要以CO 和HCO -两种形式存在，水体中CO 浓度低、扩散速度慢，有些藻类具有图
2 3 2
1所示的无机碳浓缩过程，图中HCO -浓度最高的场所是__________（填“细胞外”或“细胞质基质”或
3
“叶绿体”），可为图示过程提供ATP的生理过程有___________。
(3)某些植物还有另一种CO 浓缩机制，部分过程见图2。在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶
2
（PEPC）可将HCO -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
3
CO，提高了Rubisco附近的CO 浓度。
2 2
①由这种CO 浓缩机制可以推测，PEPC与无机碳的亲和力__________（填“高于”或“低于”或“等
2
于”）Rubisco。
②图2所示的物质中，可由光合作用光反应提供的是__________。图中由Pyr转变为PEP的过程属于
__________（填“吸能反应”或“放能反应”）。
③若要通过实验验证某植物在上述CO 浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用__________技术。
2
(4)通过转基因技术或蛋白质工程技术，可能进一步提高植物光合作用的效率，以下研究思路合理的有
__________。
A．改造植物的HCO -转运蛋白基因，增强HCO -的运输能力
3 3
B．改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成
C．改造植物的Rubisco基因，增强CO 固定能力
2
D．将CO 浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物
2
