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专题02 细胞的能量供应和利用
3 大考点概览
考点01 酶和ATP
考点02 细胞的呼吸作用
考点03 光合作用、光合作用与呼吸作用的综合
1．（2026·湖南长沙·一模）下列关于中学生物学实验的叙述，错误的是（ ）
A．探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实验中，检测试剂可选用斐林试剂
B．尝试利用乙烯利催熟水果实验中，当溶液pH<3.5 时，它会分解释放出乙烯
C．DNA 的粗提取与鉴定实验中的提取过程可以不使用离心机
D．观察叶绿体和细胞质的流动实验过程均需保持细胞活性
2．（2026·湖南益阳·一模）下列实验中，试剂或材料被替代后仍能达到实验目的的是（ ）
A．观察植物细胞质壁分离和复原的实验，用黑藻代替洋葱鳞片叶
B．探究淀粉酶对淀粉和蔗糖作用的专一性时，用碘液代替斐林试剂
C．探究pH 影响酶活性的实验，用淀粉和淀粉酶代替过氧化氢和过氧化氢酶
D．在空气-水界面验证细胞膜的磷脂分子为两层，用鸡的红细胞代替人的红细胞
(不定项) 3．（2026·湖南·一模）荔枝采后易发生酶促褐变。研究表明，荔枝采后失去水分和养分供应，细
胞能量（ATP）不足导致细胞膜结构破损，果皮细胞中的多酚氧化酶（PPO）在细胞结构受损后，与液泡
中的酚类物质接触，在有氧条件下，催化酚类物质氧化生成棕褐色的醌类物质。下列相关叙述正确的是（
）
A．PPO 的化学本质是蛋白质，其合成过程需要ATP 供能，且在核糖体上进行
B．多酚氧化酶与酚类接触，可显著降低其氧化反应所需的活化能
C．低温储存荔枝可减缓褐变,原因是低温能降低PPO 的活性，且不会破坏酶的空间结构
D．酶促褐变需在有氧条件下进行，因此密封保存有利于荔枝保鲜
(不定项) 4．（2026·湖南岳阳·一模）酶对细胞代谢起着非常重要的作用，可以降低化学反应的活化能。下
列叙述正确的是（ ）
A．DNA 聚合酶与限制酶作用的化学键相同
B．有氧呼吸三个阶段所需要的酶种类相同
C．淀粉分支酶异常导致圆粒豌豆的形成
考点1
酶和ATP
1
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D．在酶参与的生命活动中，酶只起催化作用
5．（2026·湖南怀化·一模）蛋白质是生命活动的主要承担者。下列关于蛋白质的叙述错误的是（ ）
A．高温会改变蛋白质的化学组成，从而改变其功能
B．磷酸化可能引起蛋白质空间结构的变化
C．线粒体膜上不存在运输葡萄糖的蛋白质
D．多肽链盘曲折叠时氨基酸之间可形成氢键
6．（2026·湖南邵阳·一模）糖酵解是指1 分子葡萄糖经过一系列反应分解为2 分子丙酮酸，净产生2 分子
ATP 和少量[H]的过程，HK、PFK-1 两种激酶（激酶是一类催化高能供体分子<如ATP>转移磷酸基团到特
定底物的酶）分别催化该过程中两个不可逆的反应。下列叙述正确的是（ ）
A．激酶催化上述两个不可逆反应时，会发生细胞吸能反应
B．HK 激酶合成过程需经囊泡从内质网运输至高尔基体加工
C．糖酵解过程发生在细胞质基质和线粒体基质中
D．经糖酵解反应后，葡萄糖中的能量主要储存在[H]和ATP 中
7．（2026·湖南邵阳·一模）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，结果如下图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．NtPIP 以协助扩散方式运输水分子时，需要与水分子结合
B．WT 的根细胞在低氧条件下进行无氧呼吸，产生的乳酸对根有毒害作用
C．NtPIP 基因过量表达能够有效帮助油菜提升抗涝渍能力
D．和WT 相比，AT 条件下OE 能显著提高呼吸速率，环境适应能力更强
(不定项) 8．（2026·湖南岳阳·一模）酶对细胞代谢起着非常重要的作用，可以降低化学反应的活化能。下
列叙述正确的是（ ）
考点2
细胞的呼吸作用
2
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A．DNA 聚合酶与限制酶作用的化学键相同
B．有氧呼吸三个阶段所需要的酶种类相同
C．淀粉分支酶异常导致圆粒豌豆的形成
D．在酶参与的生命活动中，酶只起催化作用
9．（2026·湖南·一模）生物学很多实验用到了酒精。下列有关实验中对酒精的叙述，正确的是（ ）
A．在绿叶中色素的提取和分离的实验中，要用到体积分数为50%的酒精，作用是洗去浮色
B．在低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验中，体积分数为95%的酒精的作用只是和盐酸配成解离
液，对分生区细胞解离
C．在研究土壤中小动物类群的丰富度的实验中，采集的小动物必须放入体积分数为70%的酒精中，才
能再观察和分类
D．在DNA 的粗提取与鉴定的实验中，要用到体积分数为95%的冷酒精，作用是析出DNA，将DNA
与一些蛋白质分离
10．（2026·湖南岳阳·一模）细胞正常的生活离不开物质的相互转化，图中甲、乙代表物质，①②代表过
程。下列叙述错误的是（ ）
A．若甲为O2，乙为H2O，则①伴随着ATP 的生成
B．若甲为NADP+，乙为NADPH，则①伴随着水的分解
C．若甲为ATP，乙为ADP，则②可发生在叶绿体基质
D．若甲为葡萄糖，乙为乳酸，则②可发生在人体肝脏
(不定项) 11．（2026·湖南岳阳·一模）微藻是地球碳循环的重要驱动者，其光合电子传递链是收集光能进
行碳代谢的关键环节，主要包含线性（LET）和环式（CET）电子传递两种途径，具体过程如图所示，下
列叙述错误的是（ ）
考点3
光合作用、光合作用与呼吸作用的综合
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A．LET 途径中，由H2O 提供电子，NADPH 接受电子
B．叶绿体基质中的H⁺借助Cytb6f 以主动运输方式进入类囊体腔
C．CET 途径可为卡尔文循环提供相应的化学能和还原力
D．干旱胁迫下，推测光合电子传递过程以LET 途径主导
(不定项) 12．（2026·湖南益阳·一模）利用不同质量分数的NaCl 溶液对盐敏感水稻IR29 和不同品种的海
水稻（FL478、JX99 和Pokkali）进行盐胁迫处理，分别测定叶绿素和可溶性糖的含量，结果如图所示。下
列叙述错误的是（ ）
注: 各组NaCl 溶液的质量分数为CK（0g/ kg）、T1（1g/ kg）、T2（3g/ kg）、T3（5g/ kg）
A．该实验的自变量为NaCl 溶液的质量分数
B．与 IR29 对比可知盐胁迫提高了JX99 的叶绿素含量
C．最不适合种植在盐碱地的海水稻品种是FL478
D．若将IR29 细胞置于某浓度的 NaCl 溶液出现失水现象，最终细胞液浓度可能与外界相等
13．（2026·湖南长沙·一模）在植物体内，制造或输出有机物的组织器官被称为“源”，接纳有机物用于
生长或贮藏的组织器官被称为“库”。小麦是重要的粮食作物，其植株最后长出的、位于最上部的叶片称
为旗叶（如图所示），旗叶对籽粒产量有重要贡献。回答以下问题。
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(1)旗叶是小麦最重要的“源”，与其他叶片相比，旗叶光合作用更具有优势的环境因素是________，且为
适应光反应更好进行，旗叶的叶肉细胞中叶绿体会有更多________的堆叠。
(2)光合产物从“源”向“库”运输的物质形式主要是蔗糖，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是
________（答一点）。
(3)籽粒是小麦开花后最重要的“库”。为指导田间管理和育种，科研人员对小麦旗叶在不同时期的光合特
性指标与籽粒产量的相关性进行了研究，结果如表所示。表中数值代表相关性，数值越大，表明当前时期
该指标对籽粒产量的贡献越大。
表：不同时期旗叶光合特性指标与籽粒产量的相关性
①根据表中数据，在________期旗叶气孔导度对籽粒产量的影响最大。在小麦的品种选育中，针对灌浆后
期和末期，应优先选择旗叶________的品种进行进一步培育。
②进一步研究发现，若去掉一部分正在发育的籽粒后，旗叶的光合速率会下降，试分析原因：________。
(4)若研究小麦旗叶与籽粒的“源”“库”关系，以下研究思路合理的有________（多选）。
A．阻断旗叶有机物的输出，检测籽粒产量的变化
B．阻断籽粒有机物的输入，检测旗叶光合作用速率的变化
C．使用
14CO2饲喂旗叶，检测籽粒中含
14C 的有机物的比例
D．使用H18
2O 浇灌小麦，检测籽粒中含
18O 的有机物的比例
14．（2026·湖南·一模）在干旱环境中，C4植物（如玉米）相对于C3植物（如水稻、椰子）光合速率更高。
C4 植物区别于C3植物的特点有：光合作用部分途径存在差异如图所示（其中CO2与酶1 的亲和力显著高
于酶2)，叶脉的间距更小、密度更大。回答下列问题：
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(1)图中展示的是玉米光合作用的____阶段。据图分析：玉米光合作用中碳元素从外界转移到有机物的具体
途径为____（用图中文字和箭头表示）；若酶1 的活性降低，则短时间内将导致氧化型辅酶II 的含量____
（填“升高”或“降低”）；玉米相对于水稻，在干旱环境中，光合速率更高的原因是____。
(2)研究人员受C4植物启发，在水稻中找到一种叶脉密度显著增大的突变型，测定相关参数，结果如下：
参数
野生型水稻
突变型水稻
叶脉密度（条·mm-1）
5.1
8.2
光合速率
（μmol·m-2·s-1）
12.5
15.9
突变基因表达的蛋白
质变化（只在某位置
的一个氨基酸）
谷氨酰胺
赖氨酸
突变型水稻的相关基因发生了碱基的____，突变型水稻光合速率更高的原因是____。
(3)今年2 月27 日某报社报道：经机构检测，4 款宣称100%椰子水且配料表仅标注“椰子水”的产品，均
被检出含外源糖（不来自原料本身的糖）。本次检测的基本原理是：C4植物与C3植物的光合作用途径存在
差异，最终造成C3植物中
13C 更少、
12C 更多，检测产品的碳同位素比值，可判断是否添加了外源糖。请分
析这种方法检测100%椰子水的优缺点：____。
15．（2026·湖南益阳·一模）光系统是叶绿体中光合色素和蛋白质的复合体。当光照过强时，植物吸收的
光能会超过光合作用所能利用的量，致使电子积累过多而产生活性氧，使得光系统变性失活，最终引起光
能转化效率降低，这种现象被称为光抑制。中国科学院科学家团队对光抑制现象及施加铁氰化钾的影响开
展了研究。请回答下列问题：
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时间
光强（μmol·m⁻2·s-1）
最大光化学效率（Fv/Fm）
6:00
50
0.8
8:00
250
0.78
10:00
1260
0.7
12:00
1700
0.65
14:00
1800
0.6
16:00
750
0.7
18:00
100
0.78
注：最大光化学效率与光系统对光能的转化效率呈正相关
(1)光系统吸收光能后，将能量储存在______中用于 C₃ 的还原，C₃ 被还原后有两个代谢途径，分别形成了
______。
(2)图中膜A 和膜B 依次为______。据图分析，铁氰化钾可以______（填“缓解”或“强化”）植物的光抑
制现象。
(3)某植物在不同光强下的最大光化学效率如表所示，据表分析，短期的强光对光系统是否造成严重损伤，
依据是什么?______。
(4)为了探究E 蛋白和F 蛋白对光系统中D 蛋白含量的调控机理所 进行的实验显示：若E 蛋白缺失会导致
D 蛋白含量降低，而F 蛋白缺失或两种蛋白同时缺失时D 蛋白含量没有明显下降。请将“E 蛋白”、“F
蛋白”填入方框中，在括号中填入“促进”或“抑制”，完善D 蛋白的调控机理______。
16．（2026·湖南株洲·一模）我国科学家将ATP 合成酶和光系统Ⅱ重组到磷脂囊泡上，制备光合细胞器。
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通过异柠檬酸脱氢酶（IDH）、乌头酸酶（ACO）和ATP 柠檬酸裂解酶（ACL）的级联，建立了从α-酮戊
二酸到乙酰辅酶A 的碳固定途径，如下图所示。回答下列问题：
(1)光合细胞器发生的反应与自然光合作用光反应的区别是__________________。
(2)IDH、ACO、ACL 三种酶能依次催化级联反应与酶的_________（答特性）有关。
(3)研究人员在光照下测定了囊泡b 内pH 值与ATP 生成量、光合固碳效率的关系。结果显示ATP 生成量会
随pH 值升高而升高，结合上图分析，其原因是较高溶液pH 值会使光合细胞器磷脂膜内外_________升高，
从而推动ATP 合成酶合成ATP。从理论上，ATP 含量的增加会促进乙酰辅酶A 和草酰乙酸的生成，但结果
显示，pH 值大于7 后，光合固碳效率反而下降，原因是_________。
(4)与自然界光合生物的碳固定相比，该人工系统固定CO2的优势是_________（答出三点）。
17．（2026·湖南怀化·一模）高温强光下，光合吸收的光能超出自身最大利用能力时，就容易使PSⅡ（光
合色素与蛋白结合的复合体）受损，致使光合速率降低，称为“光抑制”现象。光抑制现象严重影响作物
产量。
(1)叶绿体中，PSⅡ的分布场所为____。
(2)叶绿体psbA 基因编码的D1 蛋白是PSⅡ的核心蛋白。科研人员使用凝胶电泳技术检测不同光照条件下
的D1 相对含量，结果如图1 所示，分析可知：____。
(3)进一步研究发现，高温或强光会造成叶绿体内活性氧（ROS）的大量累积，攻击叶绿素和PSⅡ反应中心
中的D1 蛋白，使得D1 极易受到破坏；同时，ROS 积累显著抑制psbA mRNA 的翻译，影响D1 蛋白的从
头合成，因此D1 蛋白含量减少。
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为提高PSⅡ的修复效率，科学家将原本位于叶绿体基因组的D1 蛋白编码基因（psbA），与编码转运肽的
DNA 片段及高温响应启动子连接，构建成图2 所示的融合基因，并将其导入水稻的核基因组中，从而获得
了转基因水稻。
分析以上资料，回答下列问题：
①该研究建立的D1 蛋白合成“双途径”机制是指转基因植物细胞中具有内源和外源的两种psbA 基因在不
同部位进行____。
②转基因水稻在受到高温胁迫时，核基因组中的psbA 基因表达优势为____（选择并正确排序表达）
a．响应高温信号及时启动表达 b．在叶绿体中高效转录和翻译
c．定向转运至叶绿体 d．精确定位并整合至类囊体膜
③为验证“核编码的D1 蛋白能成功补充并修复叶绿体中的PSⅡ”，研究者利用叶绿体蛋白质合成抑制剂林
可霉素处理野生型与转基因水稻幼苗。实验结果发现，转基因幼苗的生长受抑制程度显著低于野生型。请
分析该实验的设计逻辑：使用林可霉素的目的是模拟____；实验结果____（填“支持”或“不支持”）实
验结论。
18．（2026·湖南岳阳·一模）玉米以宽窄行模式种植时，植株在宽行侧的光照条件较好；而窄行侧由于相
互遮荫，光能受限，叶片的光合能力降低。在这种异质性光（植株不同部位受到的光照条件不同）下，宽
行侧叶片的光合能力通常会增强，以补偿窄行侧叶片光合能力的降低，即表现出光合补偿现象。回答下列
问题：
(1)评估叶片光合能力的大小，可通过测量______指标实现（答1 点）。
(2)当植株生长至第6 片叶可见时，选取长势一致的植株随机分成两组（如图），一组继续置于自然光照下
作为同质性光对照（PC）。另一组的植株使用遮阳网（透光率为25%）对第1、3、5 片叶一侧进行遮光处
理，另一侧置于自然光照下即异质性光处理（LH）。待最新叶第6 片叶完全展开后，用打孔器对两组第6
片叶叶片中段进行取样，测定相关光合指标，取样时应避开叶片的______。为探究异质性光下未遮光侧叶
片对遮光侧的光合补偿机制，应增设一组对照组（NC），其设计为______，待第6 片叶完全展开后，用打
孔器对LH 组和NC 组的第5 片叶的叶片中段取样测定，理由是______。
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(3)玉米叶片中的蔗糖一方面可通过TSTs 蛋白转运至液泡中，另一方面通过SUTs 蛋白导入至筛管。研究发
现，在LH 处理下，某玉米品种未遮光侧叶片与PC 组比较，TSTs 基因的相对表达量上升，SUTs 基因的表
达量降低，这将导致______，进而使光合补偿受到限制。结合上述信息，从光合产物分配的角度分析，可
通过______使玉米增产。
19．（2026·湖南邵阳·一模）下图是上海青叶片肉细胞内光合作用的部分过程。字母表示相关物质，甲乙
代表相关结构，①~②代表相关过程。
(1)光合色素位于_________（填“甲”或“乙”），②过程的场所是_______。
(2)图中的B 和E 物质分别是__________，研究发现，相对于自然光，黄光照射时植物光合作用速率减慢，
科学家推测黄光可能导致叶绿素含量减少，对_________光的吸收明显减少。为验证该结论，可在黄光和
自然光条件下分别培养上海青，一段时间后提取并分离叶绿体色素，通过比较两组滤纸条从上到下第
_______条色素带的宽窄来判断叶绿素含量是否发生变化。
(3)镉（Cd）是一种土壤中污染范围广的重金属，H2S 是目前公认的一种气体信号分子，能有效缓解Cd 胁
迫对光合作用的危害，为验证该结论并探究其机理，进行了相关实验，结果如下图所示。（注：CK 为对
照组）
上图中，甲乙处理分别是_________，请写出H2S 缓解镉胁迫的机理：_______。
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