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酶和ATP
考点1
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专题02 细胞代谢
3 大考点概览
考点1 酶和ATP
考点2 细胞呼吸
考点3 光合作用与呼吸作用综合
1．（2026·山西临汾·一模）科研团队对细胞色素P450 氧化酶进行了定向改造，测定了不同条件下野
生型酶与突变体酶的相对活性，结果如下表所示。下列有关叙述错误的是（ ）
处理条
件
野生型酶相对活性（%）
突变体酶相对活性（%）
60℃
18
72
pH7.0
100
100
pH5.0
22
68
添加Mn2+
125
189
A．突变体酶为反应底物提供的活化能更多，提高反应速率更显著
B．同一处理条件下两组实验中酶的用量、处理时间和底物浓度应相同
C．Mn2＋可提高P450 氧化酶的活性，且对突变体酶效果更显著
D．酶活性可能因温度、pH、某些离子影响酶的空间结构而发生变化
2．（2026·天津·一模）某中学科研小组探究影响酶活性的因素，实验结果显示：在pH 约为7 时，唾液
淀粉酶的活性最高。下列相关叙述不正确的是（ ）
A．酶的活性是指酶催化化学反应的效率
B．pH 低于7 时，唾液淀粉酶的活性可能会降低
C．温度对唾液淀粉酶活性的影响与pH 完全相同
D．唾液淀粉酶的活性不受底物浓度的影响
3．（2026·海南·一模）深海热泉区的温度常高于100℃，但这里依然存在着活跃的生态系统，其中许
多生物体内含有耐高温的酶（如TaqDNA 聚合酶）。下列相关叙述正确的是（ ）
A．TaqDNA 聚合酶在高温条件下仍能保持活性，说明酶在高温条件下不会发生空间结构的改变
B．从深海热泉生物体内提取的TaqDNA 聚合酶，在实验室低温条件下会完全失去活性
C．TaqDNA 聚合酶降低化学反应活化能的效果比无机催化剂更显著，可体现其高效性
D．TaqDNA 聚合酶能催化多种不同的生化反应，这是其对极端环境的一种适应
4．（2026·北京顺义·一模）蓝莓、树莓富含黄烷醇，能改善心脑血流、延缓认知衰退。香蕉含有多酚
1
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氧化酶(PPO)可降解黄烷醇。下图是食用两种奶昔6h 内血浆中黄烷醇浓度的变化。相关叙述正确的是（
）
A．水果种类越多，奶昔营养越丰富
B．PPO 能降低黄烷醇降解反应的活化能
C．制作奶昔的搅拌过程使酶的活性丧失
D．蓝莓护心脑，与香蕉同食效果更佳
5．（2026·云南·一模）奶酪加工过程中，添加适量的脂肪酶可以加速牛奶中脂肪的水解，使奶酪增白；
同时，释放出的短链脂肪酸赋予了奶酪独特的风味。下列叙述错误的是（ ）
A．脂肪酶在催化脂肪水解时，其化学性质在反应前后保持不变
B．在催化脂肪水解过程中，脂肪酶提供了大量的活化能
C．欲验证脂肪酶的专一性，可分别以脂肪和蛋白质作为底物进行实验
D．与传统化学增白剂相比，用脂肪酶增白的奶酪食品安全性更高
6．（2026·河北廊坊·一模）黑松露中含有黑松露脂肪酶，研究人员对黑松露脂肪酶进行提取、纯化，
测定了不同温度下的酶活性和酶稳定性(一定温度下处理30 min 后剩余酶的活性)，结果分别如图1、图2
所示。下列叙述正确的是（ ）
注：图2 中不同字母代表差异性显著。
2
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A．黑松露脂肪酶的最适温度是50℃，此时酶提供的活化能最多
B．50℃条件下黑松露脂肪酶的活性和稳定性最高，最适合长期保存
C．50℃后酶活性急剧下降，可能是因为高温破坏了酶的空间结构
D．不同温度下黑松露脂肪酶为脂肪的分解提供的活化能多少不同
7．（2026·广东广州·一模）沙眼衣原体等胞内寄生病原体需要依赖细胞膜上NTT（ATP 运输蛋白）从
宿主细胞获取ATP 以维持生存。下列叙述错误的是（ ）
A．沙眼衣原体可能缺少ATP 合成相关酶，不能独立存活
B．ATP 与NTT 结合会使NTT 磷酸化，引起其构象改变
C．依赖NTT 蛋白获取ATP 的过程体现了细胞膜控制物质进出功能
D．抑制NTT 功能的药物有助于治疗沙眼衣原体引起的疾病
8．（2026·广西·一模）运输Ca2+的载体蛋白可以催化ATP 的水解，在蛋白激酶的作用下，ATP 水解生成
的游离磷酸基团可共价连接到该载体蛋白上，使其磷酸化。下列相关推测合理的是（ ）
A．在大量吸收Ca2+的细胞中，蛋白激酶的活性较低
B．运输Ca2+的过程中可能伴随着蛋白质的磷酸化
C．ATP 中可被水解并用于蛋白质磷酸化的磷酸基团通常靠近腺苷
D．蛋白质磷酸化后，其空间结构不受影响
9．（2026·天津河西·一模）科研工作者以烟草悬浮细胞为材料，研究不同质量浓度的PEG 对细胞膜通
透性的影响，结果如图所示。下列说法错误的是（ ）
注：吸光值OD600值越小，表示细胞膜通透性越小，细胞活力越大；CK 为对照。
A．高浓度PEG 使细胞活力显著降低
B．iATP 和eATP 总量随PEG 浓度增加而增加
C．eATP 相对水平越高，说明细胞膜通透性越大
D．在PEG 胁迫下，eATP 相对水平与iATP 相对水平呈负相关
10．（2026·湖北随州·一模）底物A（一种蛋白质）在蛋白激酶作用下可发生磷酸化：ATP 分子某一个
磷酸基团脱离下来并与底物A 相结合，其在细胞信号转导的过程中起重要作用。ADPGLO 可用于检测蛋白
3
细胞呼吸
考点2
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激酶活性，具体过程如下图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．底物A 在蛋白激酶作用下发生磷酸化的过程属于放能反应
B．底物 A 发生磷酸化后，其空间结构和活性不会改变
C．在步骤2 之前需将所有剩余的ATP 消耗掉，以避免干扰实验结果
D．在荧光素酶的催化作用下，荧光素接受 ATP 提供的能量后即可发出荧光
一、单选题
1．（2026·河南信阳·一模）研究发现，运动员骨骼肌细胞中线粒体数量较普通人多，且在运动过程中
能快速调节呼吸代谢途径。下列相关叙述正确的是（ ）
A．运动员线粒体数量增多，可使有氧呼吸增强，减少运动过程中乳酸积累
B．运动初期，骨骼肌细胞无氧呼吸增强，使线粒体中CO2产生量显著增加
C．无氧呼吸时，葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失，有利于维持体温
D．运动过程中，骨骼肌细胞进行有氧呼吸的前两个阶段均需O2作为原料
2．（2026·黑龙江双鸭山·一模）在厌氧胁迫下，玉米根细胞中乙醇脱氢酶(ADH)催化乙醇合成，乳酸
脱氢酶(LDH)催化乳酸合成，两者的活性随处理时间变化的情况如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．ADH 基因和LDH 基因只存在于玉米植株根部细胞
B．ADH 和LDH 均在细胞质基质中发挥作用
C．厌氧胁迫下，乙醇和乳酸可在线粒体中彻底氧化分解
4
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D．厌氧胁迫下，玉米根细胞产生乳酸的速率大于产生酒精的
3．（2026·河南郑州·一模）三羧酸（TCA）循环有氧呼吸（简称TCA 呼吸）是植物常见的呼吸代谢途
径，TCA 呼吸是将乙酰辅酶A（丙酮酸脱羧产物）转化为CO2的过程，如图表示水淹胁迫对红海榄根系TCA
呼吸速率的影响。下列叙述错误的是（ ）
A．TCA 呼吸发生在细胞质基质和线粒体基质中，但有机物不会彻底氧化分解
B．随水淹时间的延长，红海榄幼苗根系TCA 呼吸速率呈明显的下降趋势
C．推测缺氧条件下会抑制TCA 呼吸速率，最终线粒体内NADH 与氧结合
D．水淹18 h 根系呼吸产生的酒精抑制了自身TCA 呼吸速率，达到最小值
4．（2026·海南·一模）合理膳食和运动能有效控制体重、促进心理健康。对此认识正确的是（ ）
A．饮食中元素的种类越多所含的能量越高
B．饮食中用糖类代替脂肪即可控制体重
C．空腹运动时体内脂肪可大量转化成糖类
D．低强度、长时间的有氧运动比高强度、短时间的无氧运动更有利于减脂
5．（2026·北京房山·一模）研究人员对健康成年人实施8 周有氧运动训练，并检测骨骼肌线粒体的相
关指标（如图）。据图分析合理的是（ ）
A．训练后耗氧速率提升，说明细胞无氧呼吸占比增强
B．线粒体数量增加，直接导致肌细胞CO2释放量减少
C．训练可增强骨骼肌细胞的有氧呼吸，提高代谢能力
5
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D．训练可导致每克葡萄糖代谢产生的ATP 减少
6．（2026·内蒙古呼和浩特·一模）糖酵解是葡萄糖被降解为丙酮酸并生成少量ATP 的过程。ADP 能够
激活糖酵解中的某些关键酶，而ATP 则会抑制另一关键酶的活性。巴斯德效应是指在有氧条件下兼性厌
氧生物的细胞呼吸从无氧呼吸转变为有氧呼吸，糖酵解对葡萄糖的消耗速率显著降低的现象。下列有关
分析正确的是（ ）
A．糖酵解在有氧和无氧条件下生成的产物不同
B．ADP/ATP 值降低可能是巴斯德效应发生的原因
C．酿酒时隔绝氧气，ADP/ATP 值升高糖酵解速率低
D．巴斯德效应降低葡萄糖的消耗，不利于细胞代谢
7．（2026·云南·一模）为探究不同抗肿瘤药物对肿瘤细胞能量代谢的影响，科研人员设计的实验流程
如下图。下列叙述错误的是（ ）
A．加入寡霉素后肿瘤细胞的耗氧率下降，为维持能量供应，产乳酸率会升高
B．加入2-DG 后肿瘤细胞的耗氧率和产乳酸率均会下降
C．可通过实时检测CO2产生率来绘制肿瘤细胞的总呼吸速率变化曲线
D．肿瘤细胞合成ATP 的场所是细胞质基质和线粒体
8．（2026·黑龙江齐齐哈尔·一模）如图为真核细胞中某种膜的结构示意图，其中①～④代表H＋运输方
式，A～D 表示相应的转运蛋白，e－表示电子，→表示物质运输的方向，下列说法错误的是（ ）
A．该膜结构是线粒体内膜
B．①②③为协助扩散，④为主动运输
C．A 蛋白运输H＋时需要与H＋结合
D．图中ATP 合成所需的能量来自H^＋的电化学势能
9．（2026·广东深圳·一模）土壤板结导致绿豆不能萌发的直接原因是酒精的毒害作用，产生酒精主要
涉及的生理过程是（ ）
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A．丙酮酸在细胞质基质中进行分解
B．在线粒体基质中丙酮酸和水反应
C．葡萄糖在线粒体基质中进行分解
D．在线粒体内膜[H]与氧气反应
10．（2026·广东·一模）科学家研究鸽子飞行肌的细胞呼吸时，发现丙酮酸在相关酶的作用下产生
[H]，该过程发生的场所和条件是（ ）
A．细胞质基质，需要H2O 参与反应
B．细胞质基质，需要H2O 和O2参与反应
C．线粒体基质，需要H2O 参与反应
D．线粒体基质，需要H2O 和O2参与反应
11．（2026·陕西西安·一模）糖酵解时可产生还原型高能化合物NADH，在有氧条件下，电子由电子载
体所组成的电子传递链传递，最终被O2氧化。如图为真核细胞呼吸过程中电子传递链和氧化磷酸化过程。
以下错误的是（ ）
A．H+由线粒体基质进入线粒体膜间隙时，需要载体蛋白的协助
B．有氧呼吸过程中，在线粒体内膜产生H2O
C．电子传递链对线粒体内膜两侧H+梯度的形成起抑制作用
D．H+在跨膜运输进入线粒体基质的过程中部分能量转移到ATP 中储存
12．（2026·山东烟台·一模）当肝星状细胞（HSC）被激活为肌成纤维细胞时，其对能量的需求急剧增
加，此时，细胞中糖酵解（细胞呼吸第一阶段）的关键酶——丙酮酸激酶（PK）可进入细胞核，增强糖
酵解相关基因的表达。下列说法正确的是（ ）
A．PK 在细胞质中合成，只能运送到细胞核中起作用
B．PK 通过核孔进入细胞核，不需消耗能量
C．活化的HSC 通过PK 影响糖酵解的过程为负反馈调节
D．糖酵解过程中所释放的能量大部分以热能散失
13．（2026·河北承德·一模）心肌梗死主要是由于冠状动脉病变使心脏供血急剧减少甚至中断，导致
心肌细胞大量死亡引起的。用不同浓度的大黄酚（CHR）处理体外培养的心肌细胞，实验结果如图所示。
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下列叙述错误的是（ ）
A．实验组细胞应置于葡萄糖和氧气含量低于正常的培养液中
B．对照组细胞不添加CHR，其余条件与实验组相同
C．心肌缺血时，为心肌细胞提供的葡萄糖和氧气减少
D．CHR 对心肌梗死有治疗作用，最适浓度在20～80μmol·L-1之间
14．（2026·河北保定·一模）线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，如图为线粒体内膜上部分物质
运输模式图。下列说法正确的是（ ）
A．丙酮酸通过协助扩散的方式进入线粒体基质
B．蛋白3 同时具有转运物质和降低化学反应活化能的功能
C．O 通过扩散进入线粒体，直接参与丙酮酸的分解
₂
D．蛋白Ⅰ参与了电子传递和H+的协助扩散
15．（2026·河北唐山·一模）交替氧化酶（OA）是有氧呼吸第三阶段的关键酶，氰化物能阻断有氧呼
吸第三阶段。在氧气充足和其他适宜条件下利用氰化物处理植物根细胞和胰岛细胞，测得线粒体中OA 活
性和NADH 含量，结果如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
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A．胰岛细胞可能不存在交替氧化酶
B．NADH 中的H 均来源于葡萄糖
C．OA 可能与降低NADH 与O2反应所需的活化能有关
D．NADH 积累可能激活了根细胞线粒体中OA 参与的NADH 消耗途径
二、解答题
16．（2026·辽宁抚顺·一模）低氧胁迫是指生物体所处环境中的氧气浓度低于其正常生理需求，从而
导致其代谢、生长、发育和生存受到不利影响的一种胁迫状态。人进入高原环境时，可能会发生低氧胁
迫，细胞内会发生如图所示的生命活动，其中①②为不同反应过程。水淹、灌溉不均匀或化学肥料造成
的土壤板结均是引起植物低氧胁迫的因素。回答下列问题：
(1)糖酵解指的是细胞内葡萄糖分解为丙酮酸的过程，因此糖酵解发生的具体场所是___________，该过
程___________(填“生成”或“不生成”)ATP。
(2)当环境缺氧时，过程①和②会加快，这对于生命活动的意义是___________。
(3)若长期处于低氧或无氧环境，植物根部细胞会出现乙醇积累现象，这会毒害根部细胞。某实验小组利
用水培技术探究低氧对甲、乙两个水稻品种根部细胞呼吸的影响，实验设计及相关生理指标如表所示。
实验组别
对照组
低氧组
水稻品种
甲
乙
甲
乙
丙酮酸含量/
(μmol·L ¹
⁻ )
17.0
18.0
19.2
28.9
9
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乙醇含量/
(μmol·L ¹
⁻ )
23.0
23.5
54.1
34.2
a．结合表中数据分析，上述两个品种中，品种___________适应低氧环境的能力相对更强，理由是
___________。
b．结合题意，针对农作物的低氧胁迫，请提出一项补救或改进措施：___________。
17．（2026·天津河东·一模）图1 表示发生在真核细胞线粒体的有氧呼吸部分过程，有氧呼吸第一阶
段又称糖酵解，请据图分析。
(1)蛋白复合体I、III、IV 等构成的电子传递链将e 传递给
⁻
O2形成水，同时将H 转运到线粒体内外膜的
⁺
间隙，当H 再被转运到
⁺
_____时，推动了ATP 的合成。合成ATP 所需的能量直接来源于
____________________。该能量还可用于____________________。
(2)脑缺血时，神经细胞损伤的主要原因是神经细胞缺氧导致ATP 合成骤降，研究发现，缺血时若轻微酸
化（6.4≤pH<7.4）可减缓ATP 下降速率，在一定程度上起到保护神经细胞的作用，为此，科研人员用体
外培养的神经细胞开展相关研究，分组处理及结果如图2 所示，图2 结果中哪些组别的结果是支持轻微酸
化具有保护作用的证据____________。
10
光合作用与呼吸作用综合
考点3
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(3)基于以上研究，医生尝试在病人脑缺血之后的吸氧治疗中添加高于正常值的_________气体，有利于
降低神经细胞的损伤。
18．（2026·重庆·一模）细胞呼吸产生的NADH 和某些有机物中的电子可经UQ、复合体I、Ⅱ、Ⅲ、IV
等组成的电子传递链传递给O2生成水，该电子传递过程释放的能量可用于建立膜内外的H+浓度差，进而
驱动ATP 形成。如图中，虚线左侧为豆科植物利马豆细胞中的相关过程示意图。
(1)图示电子传递链存在于______膜上，由F0和F1组成的复合体功能是______。
(2)氰化物是一种剧毒物质，可强烈抑制复合体IV 的活性从而使动物细胞中ATP 合成急剧减少导致中毒，
结合上图分析，氰化物使动物细胞中ATP 合成急剧减少的机理是______。利马豆中含有较高水平的氰化
物，但是自身并未表现为中毒，这可能与利马豆细胞中存在而动物细胞中不存在的图示特定结构_____有
关。
(3)图中UCP1（虚线右侧）是动物细胞中的一种H+转运蛋白，存在位置如图所示。DNP 曾作为减肥药物，
DNP 可与UCP1 结合并激活其H+转运活性。DNP 的使用常导致体温上升、出汗过多，原因是_______，DNP
作为减肥药物可能对人体造成的危害有_______。
一、单选题
1．（2026·天津·一模）天津小站稻是我国著名优质稻种，科研人员对小站稻的光合作用特性进行研究，
发现其光合速率受光照强度、CO2浓度等因素影响。下列相关叙述正确的是（ ）
A．类囊体薄膜上的光合色素吸收光能后，可直接将CO2固定为C3
B．适当提高田间CO2浓度，可使小站稻光饱和点对应的光照强度升高
C．夏季正午光照过强时，小站稻光合速率下降是因气孔关闭导致水分解受阻
D．遮光处理会使小站稻叶绿体中ATP 和NADPH 的合成速率持续增加
2．（2026·辽宁抚顺·一模）光反应中，叶绿素吸收的光能会被转化成高能电子进行传递。高能电子从
光系统Ⅱ(PS Ⅱ)转移到光系统Ⅰ(PS Ⅰ)，最终生成NADPH。PS Ⅱ驱动水的光解并释放O2和H+，H+可推动
ATP 的合成，相关过程如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
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A．在叶绿体中，PS Ⅰ和PS Ⅱ分布于类囊体薄膜上
B．ATP 合酶有转运H+和催化ATP 合成的作用
C．抑制PS Ⅱ的功能有利于暗反应中C3的还原
D．通过电子传递的能量可转移到NADPH 和ATP 中
3．（2026·北京丰台·一模）我国科研人员研发出新材料，可利用CO2和H2O 在自然光下产生CO 和CH4.
该材料上能发生水的光解反应。因能积累电子，其能量转换效率高于天然光合作用。下列叙述错误的是
（ ）
A．人工光合作用能转化光能
B．天然光合作用时电子无法积累
C．新材料可类比为叶绿体内膜
D．新材料可降低环境中CO2的浓度
4．（2026·河北邢台·一模）海洋中有多种藻类，红藻和蓝细菌的光合色素主要是藻胆素（主要吸收绿
光和橙黄光）和叶绿素a。藻胆素与蛋白质紧密结合形成难溶于有机溶剂但可溶于稀盐溶液的各种藻胆蛋
白，这些藻胆蛋白最终附着在膜结构上，使不同藻胆素吸收的光能最终都传递给叶绿素a 反应中心来参
与光反应过程，其结构和传递过程如图。下列描述正确的是（ ）
A．红藻光合色素的吸收光谱和绿藻相比存在差别
B．可用无水乙醇来提取红藻中不同的藻胆蛋白，并用层析液进行分离
C．藻胆素吸收的光能全部用于光反应中ATP 的合成
D．蓝细菌和红藻的藻胆蛋白附着在叶绿体的类囊体薄膜上
5．（2026·湖北随州·一模）图甲为光合作用最适温度条件下植物光合速率测定装置图，图乙中a、b
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为测定过程中某些生理指标相对值的变化。下列说法正确的是（ ）
A．如果适当提高温度，其他条件不变，则总光合速率会发生图乙中从a 到b 的变化，净光合速率可能
会发生从b 到a 的变化
B．若图乙表示图甲完全培养液中SiO4
4-浓度，由a 到b 的变化表明了该植物不需要该离子
C．若图甲中的液滴不移动，则该植株叶肉细胞光合速率等于呼吸速率
D．若图乙表示图甲中植物的叶肉细胞内C5的变化，则b 到a 的变化可能是突然停止光照或者光照减弱
6．（2026·山东滨州·一模）水生生活的某绿藻进化出了特殊的光合效率提升机制，其关键过程如图所
示。下列说法错误的是（ ）
A．绿藻在富集HCO3
-过程中需要消耗能量
B．物质X 为氧气，可在线粒体基质中参与有氧呼吸第三阶段
C．适当增大光照强度可提高类囊体为暗反应提供CO2的速率
D．光反应产生的
既参与NADPH 的合成，又为HCO3
-跨膜转运提供动力
7．（2026·山东德州·一模）绿硫细菌是一类严格厌氧的光合自养细菌，绿小体是其捕获光能的结构，
由单层磷脂膜和底部基板构成。单层磷脂膜上镶嵌着蛋白质，底部基板由蛋白质和叶绿素组成。下列说
法正确的是（ ）
A．绿小体能捕获并传递光能
B．单层磷脂膜属于生物膜系统
C．单层磷脂膜上的蛋白质需经过内质网的加工
D．绿硫细菌中进行的光反应可以产生氧气
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8．（2026·河北石家庄·一模）下列有关高等植物光合作用的叙述，正确的是（ ）
A．类囊体膜上的光合色素均能吸收红光和蓝紫光
B．光照适宜且无CO2时，叶绿体会持续进行水的光解
C．CO2的固定过程消耗光反应产生的NADPH 和ATP
D．突然停止光照的短时间内，叶绿体中C5会减少
9．（2026·江西南昌·一模）《齐民要术》中的农业生产经验蕴含丰富生物学知识。下列叙述正确的是
（ ）
A．“美田欲稠，恶田欲稀”——肥沃田地密植可提高光合面积，种植密度与农作物产量呈正相关
B．“时时灌溉，常令润泽”——浇水能维持叶片细胞充盈，保证气孔开放，利于CO2进入叶肉细胞
C．“深耕细锄，厚加粪壤”——农家肥中的有机物能够被植物根部直接吸收提供营养
D．“谷田必须岁易”——谷物间作可减少土壤养分单一消耗，充分利用土壤养分
10．（2026·天津河东·一模）“倒春寒”使紫花苜蓿在返青期发生低温胁迫。为探究低温胁迫后光合
作用恢复的限制因素，科研人员选取苜蓿幼苗放入培养箱，低温处理后再进行室温恢复培养，检测指标
及结果如图。下列叙述正确的是（ ）
A．据图可知，低温会降低叶绿素含量且叶绿素含量变化是影响光合速率的唯一因素
B．取适量新鲜苜蓿叶片，加少量石英砂、碳酸钙和一定量的层析液，研磨过滤制成色素提取液，用
于测定叶绿素含量
C．将叶片切成大小一致的圆片，置于适宜浓度的
溶液中，测定叶圆片的
释放速率（
），代表净光合速率
D．低温胁迫只影响苜蓿光合作用的光反应阶段，对暗反应阶段无显著影响
11．（2026·天津·一模）北极柳主要生长于2000~2800 米的高山冻原上，是一种耐高寒植物。如图为
20℃时北极柳植株光合作用和细胞呼吸过程中气体含量的变化（不考虑横坐标和纵坐标单位的具体表示
形式，单位的表示方法相同，制造有机物的量用纵轴的气体量表示），且该植物光合作用和呼吸作用的
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最适温度分别为15℃和20℃。下列叙述正确的是（ ）
A．B 点时叶肉细胞产生ATP 的场所只有线粒体
B．若曲线代表CO2吸收量，据图分析BC 段限制光合作用的因素是CO2浓度
C．若曲线代表CO2吸收量，温度降为15℃后，A 点上移，B 点左移
D．若曲线代表O2释放量，光照强度为8 时，植物产生的O2量为16
12．（2026·山东济宁·一模）绿色植物光合作用通过光合磷酸化合成ATP，该过程是在跨膜H 电化学势
⁺
能的参与下，由跨膜的ATP 合成酶催化完成。图1、图2 为科研人员用银杏叶片进行实验的结果。下列叙
述错误的是（ ）
A．推测上述ATP 合成酶位于叶绿体内膜
B．光合磷酸化产生的ATP 在7~11 月逐渐减少
C．ATP 合成酶的跨膜部位呈疏水性，有利于和相应膜稳定结合
D．叶绿体放氧活性11 月低于7 月的原因有叶绿素含量减少、气温降低等
二、解答题
13．（2026·北京顺义·一模）强光会导致光合速率降低影响水稻产量，我国科学家利用基因工程在叶
绿体中表达特定酶，优化代谢途径，成功实现增产。
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(1)光合作用暗反应中，CO2在R 酶的作用下与C5结合，该过程称作_____。生成的C3接受ATP 和NADPH 释
放的能量，并被______还原，随后，一部分C3经一系列反应转化为糖类。
(2)R 酶对CO2和O2均具有亲和力，R 酶催化的反应方向取决于细胞中CO2/O2比值。如图1 所示，当比值高
时，主要进行暗反应；比值降低时，R 酶催化C5与O2结合加强，在叶绿体、过氧化物酶体、线粒体中发
生一系列反应，即光呼吸。
①请分析图1，选填以下字母，解释夏季强光导致水稻减产的原因________；________；________；
________。
A．CO2/O2比值下降 B．暗反应减弱 C．碳原子流失 D．光呼吸
加剧
②此外，氮原子流失也是造成水稻减产的原因之一。图1 中的S 酶位于叶绿体基质。光呼吸途径产生的
NH3可能经气孔散失，或________，导致氮同化效率低。
(3)科学家将编码G 酶、C 酶、B 酶、T 酶的外源基因转入水稻叶绿体基因组，构建了光呼吸支路，如图
2。请结合图1、图2，判断光呼吸支路能否减少碳、氮的流失，说明理由________________________。
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14．（2026·天津·一模）为探究不同光质和光强对植物营养生长的影响，某高中智能生态社研究小组
利用植物工厂的光调控设备对番茄和草莓植株进行实验，设置以下光处理组：
A 组：自然光（对照）；
B 组：50%红光（660nm）+50%蓝光（450nm）；
C 组：100%红光+100%蓝光；
D 组：白光LED+红蓝补光。
实验测定了叶片光合色素含量、可溶性蛋白含量、维生素C 含量及总糖含量，部分数据如下图所示：
指标
植物
A 组（自然光）
B 组
C 组
D 组
可溶性蛋白
番茄
1.74
1.23
1.57
1.98
草莓
1.64
1.45
2.12
1.7
维生素C
番茄
0.33
0.32
0.28
0.26
草莓
0.56
0.49
0.44
0.37
总糖
番茄
4.6
5.2
6.6
5.7
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草莓
3.5
5.5
4.7
7.8
备注：抗坏血酸氧化酶（AOX）主要功能是催化维生素C 氧化分解，强光下AOX 加速分解维生素C。表为
不同光质与光强对番茄草莓可溶性蛋白含量、维生素C 含量及总糖含量的影响
请回答下列问题：
(1)光合色素的功能是________，其可通过________（方法）分离。
(2)分析图色素的数据可知：对番茄光合色素合成促进效果最佳的光处理是_______组。
(3)总糖可反映果实综合品质。若需培育高糖番茄和高维生素C 草莓，最佳光处理分别是________。
(4)植物工厂可通过精准调控光环境提高产量。结合实验结果，解释“超市植物工厂草莓更甜”的原因：
植物工厂采用_______组，显著提高草莓总糖含量，且光配方可精准排除自然光中的无效光质，提升糖分
积累效率。
15．（2026·河北承德·一模）藻类贡献了地球上近一半的光合作用，在维系地球的碳循环中发挥着重
要作用。然而，在水生环境中，溶解态CO2的供应往往稀少且不稳定，极大地限制了光合作用的高效进行。
为应对这一环境胁迫，莱茵衣藻等藻类演化出独特而高效的CO2浓缩机制，如下图所示。回答下列问题：
(1)在O2浓度正常情况下，莱茵衣藻可利用光能将H2O 分解为_________；Rubisco 是光合作用中催化CO2
固定的酶，可将CO2转变为羧基并加到_________分子上，反应形成的产物可被水光解的某些产物还原为
糖类。除光照外，影响上述反应的外界因素还有_________（写出两个）。研究发现，Rubisco 由多条肽
链构成，其中的一些肽链由_________（填细胞结构）中的基因编码，再由相应的信号序列引导进入叶绿
体发挥其功能。在低O2浓度情况下，莱茵衣藻叶绿体中的产氢酶活性提高，会使NADPH 转变为H2，在此
条件下，莱茵衣藻常表现出生长不良现象，从光合作用的物质转化角度分析，原因是_________。
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(2)在莱茵衣藻叶绿体的Rubisco 周围形成了一个微区室（蛋白核），这个微区室能富集CO2，为Rubisco
提供充足底物。理论上，在低浓度CO2环境下，与没有蛋白核的植物相比，莱茵衣藻的光反应水平
_________。衣藻以
形式富集CO2，该形式优于CO2形式，结合图示，从物质跨膜运输的角度分析，
其原因是_________。
(3)被浓缩的CO2会不可避免地发生泄漏，针对此现象，研究人员对莱茵衣藻进行了如下改造：在蛋白核
外周富集碳酸酐酶（催化CO2生成
）和ACC（催化CO2生成脂肪酸），将光合作用与脂肪酸合成紧密
协同，实现了衣藻在贫碳环境中高效利用无机碳的新模式，该新模型的应用价值有_________（写出一
点）。为确认改造是否成功，该团队分别构建了红色荧光蛋白基因与碳酸酐酶基因的融合基因、绿色荧
光蛋白基因与ACC 基因的融合基因，并一同导入莱茵衣藻，显微镜下观察到_________（现象）说明改造
成功。
16．（2026·江苏·一模）我国科学家将新鲜菠菜叶绿体中的类囊体（TK）与某种化合物（主要成分是
CdTe+）进行结合，构建Tk-CdTe 杂化能量模块，如图1。将Tk-CdTe、相关酶、底物、缓冲液等封装成人
工光合作用细胞，以获得定制化产物。请回答下列问题：
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(1)图1 中步骤①为获取类囊体。首先将菠菜叶肉细胞破碎后，通过_____法获取叶绿体，再在4℃条件下
用______（填“低渗”“等渗”或“高渗”）缓冲溶液处理叶绿体释放出类囊体。类囊体活性与叶绿素
含量呈正相关，可用分光光度计测定类囊体对______光的吸光度来计算叶绿素含量。
(2)据图1 分析，在适宜条件下Tk-CdTe 杂化能量模块进行相关生化反应产生的还原型辅酶有______，Tk-
CdTe 中CdTe+的主要作用有_____。
(3)将相关物质封装在油包水微滴中形成如图2 所示的人工光合作用细胞。从结构分析，人工光合作用细
胞的膜由_____层磷脂分子构成。与菠菜叶肉细胞相比，在同等条件下该人工细胞能积累更多有机物的原
因有______。
(4)科研人员将图2 中的还原酶替换为NADH 依赖型甲酸脱氢酶生产定制化产物——甲酸（不直接消耗
ATP）来研究人工光合作用细胞的生产效率，设置了三个实验组，分别封装CdTe+、Tk 和Tk-CdTe，其他物
质相同，其中物质B 是______。在适宜条件下光照1h 后分别检测甲酸盐的生成量，结果如图3。实验结
果说明______。
17．（2026·河南信阳·一模）光是光合作用的必要条件，叶绿体依靠光系统进行吸收、传递和转化光
能。然而，过多的光能会损害光合装置并降低光合作用效率，这种现象称为光抑制。光系统主要包括光
系统Ⅱ（PS Ⅱ）、质体醌（PQ）、细胞色素b6f（Cytb6f）和光系统Ⅰ（PS Ⅰ），光系统产生的高能电子
沿光合电子传递链依次传递，在光反应过程中光合电子传递包括线性电子传递和环式电子传递。研究发
现，在强光条件下，NADP+不足、NADPH 积累时，PS Ⅰ会将电子传递给Cytb6f 形成环式电子传递，Cytb6f
不再接受PS Ⅱ提供的电子，PS Ⅱ工作暂时停止。
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请分析回答下列问题：
(1)PS Ⅰ、PS Ⅱ在叶绿体中分布的位置是______（填具体部位）。由图可知，图中ATP 合成酶的作用有
______。
(2)不同强度光照下，叶绿体在植物细胞中分布的位置会改变，与叶绿体移动直接相关的细胞结构是
______。据图分析，强光条件下环式电子传递的增强可______（填“提高”或“降低”）NADPH/ATP 的比
例。
(3)百草枯是PQ 的类似物，可接受来自PS Ⅱ反应中心的电子，且能够与Cytb6f 特异性结合，阻止电子传
递到Cytb6f，，抑制H+的运输。从电子传递角度分析，使用百草枯后叶绿体中ATP 的合成量可能减少的原
因是_____。
(4)从进化和适应的角度分析，环式电子传递对植物生长的意义是_____（答出1 点即可）。
18．（2026·山东青岛·一模）农田等植物密集的生态系统中光照强度波动剧烈，植物通过长期进化形
成了相应的光适应调节机制。KEA3 是位于植物类囊体膜上
—
反向转运蛋白，参与调节类囊体膜两
侧的
梯度（ΔpH）。图1 表示叶绿体光反应系统，图2 为不同光照条件下ΔpH 及KEA3 蛋白活性的变
化曲线。
(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，其色素主要吸
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收________。据图1 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)光照过强时，水稻通过非光化学猝灭（NPQ）耗散多余光能，避免光损伤，其发挥作用的核心组分必
须依赖高ΔpH 才能启动。据图2 分析，KEA3 蛋白跨膜转运H＋的方向是________（填“类囊体腔→叶绿体
基质”或“叶绿体基质→类囊体腔”）。弱光转强光时，KEA3 蛋白活性先降低，其对于水稻应对高强度
光照的意义是________。
(3)农学家发现KEA3 基因缺失突变株在适宜光照下长势与野生型相似，但在人工控制的弱光强光交替条
件下长势矮小。结合光适应调节机制分析，突变株在弱光强光交替条件下长势矮小的原因是________。
19．（2026·河北邢台·一模）海水中的无机碳主要以CO2和HCO3
-两种形式存在，在水体中浓度低、扩散
速度慢，某些蓝细菌与部分化能自养菌逐渐演化出了“摄取HCO3
-→转化为CO2→浓缩于R 酶（光合作用过
程中催化CO2固定的酶）活性位点”的高效碳浓缩机制，如图所示（以蓝细菌为例）。回答下列问题：
注：羧酶体具有蛋白质外壳，可限制气体扩散，且允许阴离子通过。
(1)蓝细菌光合片层膜上可发生光反应，相当于植物细胞的______，光合片层膜上含有的光合色素有
______和叶绿素，可分别利用试剂______对叶绿素进行提取、分离。
(2)R 酶具有双功能性：在光下，它既能催化C5与CO2反应（光合作用），也可以催化C5与O2反应（光呼
吸，消耗有机物）。
①请结合羧酶体的结构，分析蓝细菌能高效积累有机物的原因：蓝细菌能以______和______两种方式吸
收海水中的无机碳（CO2和HCO3
-），HCO3
-可进入羧酶体并转化为CO2；羧酶体的蛋白质外壳可限制气体扩
散，从而______，促进光合作用。
②高CO2浓度、低O2浓度下，蓝细菌积累有机物的效率较高，原因是______。
20．（2026·辽宁·一模）网纹草是一种耐阴植物，研究发现其能在富含远红光（700～750 nm）的弱光
环境下高效进行光合作用。下表为网纹草与阳生植物光合特性的对比；光系统（如图）是植物进行光吸
收的功能单位，具有吸收、传递和转化光能的作用。回答下列问题：
参数
网纹草
阳生植物
光补偿点/
(μmol·m-2·s-1)
5～7
30～50
光饱和点/
240～520
1000～2000
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(μmol·m-2·s-1)
远红光利用率
高
极低
注：植物通过光合作用制造的有机物与呼吸作用消耗的有机物相等时的光照强度称为光补偿点；在一定
的光强范围内，植物的光合速率会随着光照强度的上升而增大，但当光照强度上升到某一数值之后，光
合速率就不再继续提高，此时的光照强度就是光饱和点。
注：→为电子传递途径；→为循环电子传递方式。
(1)由表可知，网纹草的光补偿点很低，说明其______强度低，在低光照条件下即可积累有机物；网纹草
光饱和点低说明________。达到光饱和点后，限制网纹草光合速率的外界因素有_________（写出2 点）
等。
(2)研究团队通过模拟冠层遮阴环境（远红光富集，红光/远红光比值仅0.04），发现网纹草展现出“避
阴”与“耐阴”的混合适应策略，下列属于耐阴生长策略的有______。
①茎节和叶柄伸长 ②叶片未出现弱光下的黄化或衰老 ③叶片向上生长 ④叶绿体基粒增多、
增厚
(3)光系统理论上提供的ATP：NADPH≈1.33：1，卡尔文循环消耗ATP 与NADPH 的比例为3：2，ATP 与
NADPH 用于卡尔文循环中的_________（填具体过程）；远红光下网纹草还能启动循环电子传递（CEF）方
式，CEF 不伴随NADPH 的生成或氧气释放，但能将H+转运至类囊体腔，结合题图推测CEF 对提高网纹草在
弱光下的光合速率的意义是____________。
(4)非光化学淬灭（NPQ）能将叶绿素吸收的过剩光能以热能形式耗散，避免光系统损伤。若将网纹草长
期远红光处理后再置于强光照射下，NPQ 值会______，且在恢复到强光照射前的状态时NPQ 恢复速率较慢，
这种变化速率的意义是____________。
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