專題02細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用

考點(diǎn)五年考情（2021-2025）命題趨勢(shì)

2023·遼寧從近五年遼寧省高考試題來

考點(diǎn)1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

2025·黑吉遼蒙看，常出現(xiàn)的考點(diǎn)是酶和細(xì)胞呼吸

2024·2023·2022·2021遼寧和光合作用，此部分內(nèi)容集中在非

考點(diǎn)2細(xì)胞呼吸和光合作用

2025·黑吉遼蒙選擇題部分考察。

考點(diǎn)01降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

1（.2023·遼寧）基質(zhì)金屬蛋白酶MMP2和MMP9是癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵酶。MMP2和MMP9可以降解明膠，

明膠可被某染液染成藍(lán)色，因此可以利用含有明膠的凝膠電泳檢測(cè)這兩種酶在不同條件下的活性。據(jù)下圖

分析，下列敘述正確的是（）

A.SDS可以提高M(jìn)MP2和MMP9活性B.10℃保溫降低了MMP2和MMP9活性

C.緩沖液用于維持MMP2和MMP9活性D.MMP2和MMP9降解明膠不具有專一性

【答案】BC

【分析】分析題干，MMP2和MMP9可以降解明膠，明膠可被某染液染成藍(lán)色，MMP2和MMP9活性越高，

明膠被分解的越多，藍(lán)色顏色越淡或藍(lán)色消失。

【詳解】A、37℃保溫、加SDS、加緩沖液那組比37℃保溫、不加SDS、加緩沖液那組的MMP2和MMP9

條帶周圍的透明帶面積更小，說明明膠被降解的更少，故MMP2和MMP9活性更低，因此，SDS可降低

MMP2和MMP9活性，A錯(cuò)誤；

B、與30℃（不加SDS）相比，10℃（不加SDS），MMP2和MMP9條帶周圍的透明帶面積更小，說明明

膠被降解的更少，故MMP2和MMP9活性更低，因此，10℃保溫降低了MMP2和MMP9活性，B正確；

C、緩沖液可以維持pH條件的穩(wěn)定，從而維持MMP2和MMP9活性，C正確；

D、MMP2和MMP9都屬于酶，酶具有專一性，D錯(cuò)誤。

2.（2025·黑吉遼蒙）下列關(guān)于耐高溫的DNA聚合酶的敘述正確的是（）

A．基本單位是脫氧核苷酸

B．在細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外均可發(fā)揮作用

C．當(dāng)模板DNA和脫氧核苷酸存在時(shí)即可催化反應(yīng)

D．為維持較高活性，適宜在70℃~75℃下保存

【答案】B

【分析】酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的，具有催化作用的一類有機(jī)物，絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。

【詳解】A、耐高溫的DNA聚合酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，基本單位為氨基酸，A錯(cuò)誤；

B、耐高溫DNA聚合酶在細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制和體外的PCR反應(yīng)中均能發(fā)揮作用，B正確；

C、缺少引物和緩沖液時(shí)反應(yīng)無法啟動(dòng)，C錯(cuò)誤；

D、耐高溫的DNA聚合酶雖然能在較高溫度下發(fā)揮作用，但保存時(shí)一般在低溫下保存，而不是在70℃~75℃

下保存，D錯(cuò)誤。

考點(diǎn)02細(xì)胞呼吸和光合作用

1.（2024·黑吉遼）在光下葉綠體中的C5能與CO2反應(yīng)形成C3；當(dāng)CO2/O2比值低時(shí)，C5也能與O2反應(yīng)形成

C2等化合物。C2在葉綠體、過氧化物酶體和線粒體中經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)完成光呼吸過程。上述過程在葉

綠體與線粒體中主要物質(zhì)變化如圖1。

光呼吸將已經(jīng)同化的碳釋放，且整體上是消耗能量的過程?；卮鹣铝袉栴}。

（1）反應(yīng)①是______過程。

（2）與光呼吸不同，以葡萄糖為反應(yīng)物的有氧呼吸產(chǎn)生NADH的場(chǎng)所是______和______。

（3）我國(guó)科學(xué)家將改變光呼吸的相關(guān)基因轉(zhuǎn)入某種農(nóng)作物野生型植株（WT），得到轉(zhuǎn)基因株系1和2，測(cè)

定凈光合速率，結(jié)果如圖2、圖3。圖2中植物光合作用CO2的來源除了有外界環(huán)境外，還可來自______和

______（填生理過程）。7—10時(shí)株系1和2與WT凈光合速率逐漸產(chǎn)生差異，原因是_____________。據(jù)圖

3中的數(shù)據(jù)______（填“能”或“不能”）計(jì)算出株系1的總光合速率，理由是______________________。

（4）結(jié)合上述結(jié)果分析，選擇轉(zhuǎn)基因株系1進(jìn)行種植，產(chǎn)量可能更具優(yōu)勢(shì)，判斷的依據(jù)是______________。

【答案】（1）CO2的固定

（2）①.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)②.線粒體基質(zhì)

（3）①.光呼吸②.呼吸作用③.7—10時(shí)，隨著光照強(qiáng)度的增加，株系1和2由于轉(zhuǎn)入了改

變光呼吸的相關(guān)基因，導(dǎo)致光呼吸速率降低，光呼吸將已經(jīng)同化的碳釋放，且整體上是消耗能量的過程

④.不能⑤.總光合速率=凈光合速率+呼吸速率，呼吸速率為光照強(qiáng)度為0時(shí)二氧化碳的釋放速率，圖

3的橫坐標(biāo)為二氧化碳的濃度，無法得出呼吸速率，

（4）與株系2與WT相比，轉(zhuǎn)基因株系1的凈光合速率最大

【分析】1、光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段，①光合作用的光反應(yīng)階段（場(chǎng)所是葉綠體的類囊體膜

上）：水的光解產(chǎn)生NADPH與氧氣，以及ATP的形成；②光合作用的暗反應(yīng)階段（場(chǎng)所是葉綠體的基質(zhì)中）：

CO2被C5固定形成C3，C3在光反應(yīng)提供的ATP和NADPH的作用下還原生成糖類等有機(jī)物；光合作用是指

綠色植物通過葉綠體，利用光能把二氧化碳和水轉(zhuǎn)變成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并釋放出氧氣的過程。

2、有氧呼吸的第一、二、三階段的場(chǎng)所依次是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜。有氧呼吸第一階

段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH，合成少量ATP；第二階段是丙酮酸和水反應(yīng)生成二氧化碳和NADH，

合成少量ATP；第三階段是氧氣和NADH反應(yīng)生成水，合成大量ATP。

【小問1詳解】

在光合作用的暗反應(yīng)過程中，CO2在特定酶的作用下，與C5結(jié)合形成兩個(gè)C3，這個(gè)過程稱作CO2的固定，

故反應(yīng)①是CO2的固定過程。

【小問2詳解】

有氧呼吸的第一、二、三階段的場(chǎng)所依次是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜。有氧呼吸第一階段是

葡萄糖分解成丙酮酸和NADH，合成少量ATP；第二階段是丙酮酸和水反應(yīng)生成二氧化碳和NADH，合成

少量ATP，以葡萄糖為反應(yīng)物的有氧呼吸產(chǎn)生NADH的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)。

【小問3詳解】

由圖1可知，在線粒體中進(jìn)行光呼吸的過程中，也會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，因此植物光合作用CO2的來源除了有

外界環(huán)境外，還可來自光呼吸、呼吸作用。7—10時(shí)，隨著光照強(qiáng)度的增加，株系1和2由于轉(zhuǎn)入了改變光

呼吸的相關(guān)基因，導(dǎo)致光呼吸速率降低，光呼吸將已經(jīng)同化的碳釋放，且整體上是消耗能量的過程，因此

與WT相比，株系1和2的凈光合速率較高?？偣夂纤俾?凈光合速率+呼吸速率，呼吸速率為光照強(qiáng)度為0

時(shí)二氧化碳的釋放速率，圖3的橫坐標(biāo)為二氧化碳的濃度，因此無法得出呼吸速率，故據(jù)圖3中的數(shù)據(jù)不

能計(jì)算出株系1的總光合速率。

【小問4詳解】

由圖2、圖3可知，與株系2與WT相比，轉(zhuǎn)基因株系1的凈光合速率最大，因此選擇轉(zhuǎn)基因株系1進(jìn)行種

植，產(chǎn)量可能更具優(yōu)勢(shì)。

2.（2023·遼寧）花生抗逆性強(qiáng)，部分品種可以在鹽堿土區(qū)種植。下圖是四個(gè)品種的花生在不同實(shí)驗(yàn)條件下

的葉綠素含量相對(duì)值（SPAD）（圖1）和凈光合速率（圖2）?；卮鹣铝袉栴}：

（1）花生葉肉細(xì)胞中的葉綠素包括_____，主要吸收_____光，可用_____等有機(jī)溶劑從葉片中提取。

（2）鹽添加量不同的條件下，葉綠素含量受影響最顯著的品種是_____。

（3）在光照強(qiáng)度為500μmol·m2·s1、無NaCl添加的條件下，LH12的光合速率_____（填“大于”“等于”或“小

于"）HH1的光合速率，判斷的依據(jù)是_____。在光照強(qiáng)度為1500μmolm2·s-1、NaCl添加量為3．0g·kg1的條

件下，HY25的凈光合速率大于其他三個(gè)品種的凈光合速率，原因可能是HY25的_____含量高，光反應(yīng)生

成更多的_____，促進(jìn)了暗反應(yīng)進(jìn)行。

（4）依據(jù)圖2，在中鹽（2．0g·kg-1）土區(qū)適宜選擇種植_____品種。

【答案】（1）①.葉綠素a和葉綠素b②.紅光和藍(lán)紫③.無水乙醇

（2）HH1（3）①.大于②.在光照強(qiáng)度為500μmol·m2·s1、無NaCl添加的條件下，LH12的凈

光合速率和HH1的凈光合速率相同，但由于前者的呼吸速率大于后者，且總光合速率等于凈光合速率和呼

吸速率之和，③.葉綠素④.ATP和NADPH

（4）LH12

【分析】綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)，提取色素時(shí)需要加入無水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充

分）和碳酸鈣（防止色素被破壞）；分離色素時(shí)采用紙層析法，原理是色素在層析液中的溶解度不同，隨著

層析液擴(kuò)散的速度不同，最后的結(jié)果是觀察到四條色素帶，從上到下依次是胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃素（黃

色）、葉綠素a（藍(lán)綠色）、葉綠素b（黃綠色）。

【小問1詳解】

花生葉肉細(xì)胞中的葉綠素包括葉綠素a和葉綠素b，主要吸收紅光和藍(lán)紫光，可用無水乙醇等有機(jī)溶劑從葉

片中提取，因?yàn)槿~片中的色素能溶解到有機(jī)溶劑中。

【小問2詳解】

結(jié)合圖1實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，鹽添加量不同的條件下，葉綠素含量受影響最顯著的品種是HH1，因?yàn)樵撈?/p>

種的葉綠素含量受鹽濃度變化影響更顯著。

【小問3詳解】

在光照強(qiáng)度為500μmol·m-2·s-1、無NaCl添加的條件下，LH12的凈光合速率和HH1的凈光合速率相同，但

由于前者的呼吸速率大于后者，且總光合速率等于凈光合速率和呼吸速率之和，因此可以判斷，LH12的光

合速率大于HH1的光合速率。在光照強(qiáng)度為1500μmolm-2·s-1、NaCl添加量為3．0g·kg1的條件下，HY25的

凈光合速率大于其他三個(gè)品種的凈光合速率，原因可能是HY25的葉綠素含量高與其他三個(gè)品種，光反應(yīng)

生成更多的ATP和NADPH，進(jìn)而促進(jìn)了暗反應(yīng)進(jìn)行，提高了光合速率。

【小問4詳解】

根據(jù)圖2數(shù)據(jù)可知，在中鹽（2．0g·kg-1）土區(qū)適宜選擇種植LH12品種，因?yàn)樵摋l件下，該品種的凈光合

速率更大，說明產(chǎn)量更高，因而更適合在該地區(qū)種植。

3.（2022·遼寧）滸苔是形成綠潮的主要藻類。綠潮時(shí)滸苔堆積在一起，形成大量的“藻席”，造成生態(tài)災(zāi)害。

為研究滸苔瘋長(zhǎng)與光合作用的關(guān)系，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

Ⅰ．光合色素的提取、分離和含量測(cè)定

（1）在“藻席”的上、中、下層分別選取滸苔甲為實(shí)驗(yàn)材料，提取、分離色素，發(fā)現(xiàn)滸苔甲的光合色素種類

與高等植物相同，包括葉綠素和___________。在細(xì)胞中，這些光合色素分布在___________。

（2）測(cè)定三個(gè)樣品的葉綠素含量，結(jié)果見下表。

樣品葉綠素a（mg·g-1）葉綠素b（mg·g-1）

上層0.1990.123

中層0.2280.123

下層0.6840.453

數(shù)據(jù)表明，取自“藻席”下層的樣品葉綠素含量最高，這是因?yàn)開__________。

Ⅱ．光合作用關(guān)鍵酶Y的粗酶液制備和活性測(cè)定

（3）研究發(fā)現(xiàn)，滸苔細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中存在酶Y，參與CO2的轉(zhuǎn)運(yùn)過程，利于對(duì)碳的固定。

酶Y粗酶液制備：定時(shí)測(cè)定光照強(qiáng)度并取一定量的滸苔甲和滸苔乙，制備不同光照強(qiáng)度下樣品的粗酶液，

流程如圖1。

粗酶液制備過程保持低溫，目的是防止酶降解和___________。研磨時(shí)加入緩沖液的主要作用是___________

穩(wěn)定。離心后的___________為粗酶液。

（4）酶Y活性測(cè)定：取一定量的粗酶液加入到酶Y活性測(cè)試反應(yīng)液中進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如圖2。

在圖2中，不考慮其他因素的影響，滸苔甲酶Y活性最高時(shí)的光照強(qiáng)度為___________μmol·m-2·s-1（填具體

數(shù)字），強(qiáng)光照會(huì)___________滸苔乙酶Y的活性。

【答案】（1）①.類胡蘿卜素②.葉綠體的類囊體薄膜##類囊體薄膜

（2）下層陽光少，需要大量葉綠素來捕獲少量的陽光，

（3）①.酶變性(防止酶降解和保證酶空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，防止酶喪失活性）②.維持pH值③.上

清液

（4）①.1800（1800-1900之間都可以）②.抑制

【分析】綠葉中色素提取的原理：葉綠體中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑，所以，可以在葉片被磨碎以后用

乙醇提取葉綠體中的色素；

色素分離原理：葉綠體中的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，溶解

度低的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得慢．根據(jù)這個(gè)原理就可以將葉綠體中不同的色素分離開來。

【小問1詳解】

滸苔甲的光合色素種類與高等植物相同，高等植物的光合色素包括葉綠素和類胡蘿卜素。葉綠素包括葉綠

素a和葉綠素b；類胡蘿卜素包括胡蘿卜素和葉黃素。在細(xì)胞中，這些光合色素分布在葉綠體的類囊體薄膜

上。

【小問2詳解】

由于下層陽光少，需要大量葉綠素來捕獲少量的陽光，故取自“藻席”下層的樣品葉綠素含量最高。

【小問3詳解】

粗酶液制備過程保持低溫，目的是防止酶降解和酶變性。緩沖液是一種能在加入少量酸或堿時(shí)抵抗pH改變

的溶液，故研磨時(shí)加入緩沖液的主要作用是維持pH值的穩(wěn)定。由于含有不溶性的細(xì)胞碎片，故離心后的上

清液為粗酶液。

【小問4詳解】

分析題圖數(shù)據(jù)，在圖2中，不考慮其他因素的影響，滸苔甲酶Y活性最高時(shí)的光照強(qiáng)度為1800μmol·m-2·s-1，

中午時(shí)滸苔乙酶Y活性最低，說明強(qiáng)光照會(huì)抑制滸苔乙酶Y的活性。

4.（2025·黑吉遼蒙）下圖為植物細(xì)胞呼吸的部分反應(yīng)過程示意圖，圖中NADH可儲(chǔ)存能量，①、②和③

表示不同反應(yīng)階段。下列敘述正確的是（）

A．①發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，②和③發(fā)生在線粒體

B．③中NADH通過一系列的化學(xué)反應(yīng)參與了水的形成

C．無氧條件下，③不能進(jìn)行，①和②能正常進(jìn)行

D．無氧條件下，①產(chǎn)生的NADH中的部分能量轉(zhuǎn)移到ATP中

【答案】AB

【分析】有氧呼吸的第一、二、三階段的場(chǎng)所依次是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜，有氧呼吸第

一階段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二階段是丙酮酸和水反應(yīng)生成二氧化碳和[H]，合成

少量ATP；第三階段是氧氣和[H]反應(yīng)生成水，合成大量ATP；無氧呼吸的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，無氧呼吸的

第一階段和有氧呼吸的第一階段相同。

【詳解】A、①??為有氧呼吸第一階段，發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，??②??為有氧呼吸第二階段（丙酮酸

分解為二氧化碳并產(chǎn)生NADH），發(fā)生在線粒體基質(zhì)；??③??為有氧呼吸第三階段（NADH與氧氣結(jié)合

生成水），發(fā)生在線粒體內(nèi)膜。②和③發(fā)生在線粒體，A正確；

B、有氧呼吸第三階段（③）中，NADH通過電子傳遞鏈將電子傳遞給氧氣，最終與質(zhì)子結(jié)合生成水。NADH

直接參與了水的形成，B正確；

C、①（有氧呼吸第一階段）可正常進(jìn)行，但②（有氧呼吸第二階段）需要線粒體和氧氣參與，無氧時(shí)植物

細(xì)胞轉(zhuǎn)向無氧呼吸，丙酮酸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中轉(zhuǎn)化為酒精和二氧化碳，??不進(jìn)行②過程??，C錯(cuò)誤；

D、無氧呼吸僅第一階段（①）產(chǎn)生少量ATP，第二階段不產(chǎn)生ATP。NADH的能量用于還原丙酮酸（如生

成酒精），未轉(zhuǎn)移到ATP中，D錯(cuò)誤。

5．（2021·遼寧）早期地球大氣中的O2濃度很低，到了大約3．5億年前，大氣中O2濃度顯著增加，CO2

-1

濃度明顯下降?，F(xiàn)在大氣中的CO2濃度約390μmol·mol，是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二

磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）是一種催化CO2固定的酶，在低濃度CO2條件下，催化效率低。有些植物在

進(jìn)化過程中形成了CO2濃縮機(jī)制，極大地提高了Rubisco所在局部空間位置的CO2濃度，促進(jìn)了CO2的固

定。回答下列問題：

(1)真核細(xì)胞葉綠體中，在Rubisco的催化下，CO2被固定形成，進(jìn)而被還原生成糖類，此過程

發(fā)生在中。

-

(2)海水中的無機(jī)碳主要以CO2和HCO3兩種形式存在，水體中CO2濃度低、擴(kuò)散速度慢，有些藻類具有圖

-

1所示的無機(jī)碳濃縮過程，圖中HCO3濃度最高的場(chǎng)所是（填“細(xì)胞外”或“細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)”或“葉綠

體”），可為圖示過程提供ATP的生理過程有。

(3)某些植物還有另一種CO2濃縮機(jī)制，部分過程見圖2。在葉肉細(xì)胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）

-

可將HCO3轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，該有機(jī)物經(jīng)過一系列的變化，最終進(jìn)入相鄰的維管束鞘細(xì)胞釋放CO2，提高了

Rubisco附近的CO2濃度。

①由這種CO2濃縮機(jī)制可以推測(cè)，PEPC與無機(jī)碳的親和力（填“高于”或“低于”或“等于”）Rubisco。

②圖2所示的物質(zhì)中，可由光合作用光反應(yīng)提供的是。圖中由Pyr轉(zhuǎn)變?yōu)镻EP的過程屬于

（填“吸能反應(yīng)”或“放能反應(yīng)”）。

③若要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證某植物在上述CO2濃縮機(jī)制中碳的轉(zhuǎn)變過程及相應(yīng)場(chǎng)所，可以使用技術(shù)。

(4)通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)或蛋白質(zhì)工程技術(shù)，可能進(jìn)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HCO3轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因，增強(qiáng)HCO3的運(yùn)輸能力

B．改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成

C．改造植物的Rubisco基因，增強(qiáng)CO2固定能力

D．將CO2濃縮機(jī)制相關(guān)基因轉(zhuǎn)入不具備此機(jī)制的植物

【答案】(1)三碳化合物葉綠體基質(zhì)

(2)葉綠體呼吸作用和光合作用

(3)高于NADPH和ATP吸能反應(yīng)同位素示蹤

(4)ACD

【分析】光合作用過程包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)：（1）光反應(yīng)：場(chǎng)所在葉綠體類囊體薄膜，完成水的光解產(chǎn)生[H]

和氧氣，以及ATP的合成；

（2）暗反應(yīng)：場(chǎng)所在葉綠體基質(zhì)中，包括二氧化碳的固定和C3的還原兩個(gè)階段。光反應(yīng)為暗反應(yīng)C3的還

原階段提供[H]和ATP。

【詳解】（1）光合作用的暗反應(yīng)中，CO2被固定形成三碳化合物，進(jìn)而被還原生成糖類，此過程發(fā)生在葉綠

體基質(zhì)中。

--

（2）圖示可知，HCO3運(yùn)輸需要消耗ATP，說明HCO3離子是通過主動(dòng)運(yùn)輸?shù)模鲃?dòng)運(yùn)輸一般是逆濃度運(yùn)

-

輸，由此推斷圖中HCO3濃度最高的場(chǎng)所是葉綠體。該過程中細(xì)胞質(zhì)中需要的ATP由呼吸作用提供，葉綠

體中的ATP由光合作用提供。

-

（3）①PEPC參與催化HCO3+PEP過程，說明PEPC與無機(jī)碳的親和力高于Rubisco。

②圖2所示的物質(zhì)中，可由光合作用光反應(yīng)提供的是ATP和NADPH，圖中由Pyr轉(zhuǎn)變?yōu)镻EP的過程需要

消耗ATP，說明圖中由Pyr轉(zhuǎn)變?yōu)镻EP的過程屬于吸能反應(yīng)。

③若要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證某植物在上述CO2濃縮機(jī)制中碳的轉(zhuǎn)變過程及相應(yīng)場(chǎng)所，可以使用同位素示蹤技術(shù)。

--

（4）A、改造植物的HCO3轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因，增強(qiáng)HCO3的運(yùn)輸能力，可以提高植物光合作用的效率，A符

合題意；

B、改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成，不利于最終二氧化碳的生成，不能提高植物光合作用的效

率，B不符合題意；

C、改造植物的Rubisco基因，增強(qiáng)CO2固定能力，可以提高植物光合作用的效率，C符合題意；

D、將CO2濃縮機(jī)制相關(guān)基因轉(zhuǎn)入不具備此機(jī)制的植物，可能進(jìn)一步提高植物光合作用的效率，D符合題意。

故選ACD。

6．（2025·黑吉遼蒙）Rubisco是光合作用暗反應(yīng)中的關(guān)鍵酶。科研人員將Rubisco基因轉(zhuǎn)入某作物的野生

型（WT）獲得該酶含量增加的轉(zhuǎn)基因品系（S），并做了相關(guān)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這一改良提高了該作物

的光合速率（如下圖）和產(chǎn)量潛力?；卮鹣铝袉栴}。

(1)Rubisco在葉綠體的中催化與CO2結(jié)合。部分產(chǎn)物經(jīng)過一系列反應(yīng)形成（CH2O），這一

過程中能量轉(zhuǎn)換是。

(2)據(jù)圖分析，當(dāng)胞間CO2濃度高于B點(diǎn)時(shí)，曲線②與③重合是由于不足。A點(diǎn)之前曲線①和②重

-1

合的最主要限制因素是。胞間CO2濃度為300μmol·mol時(shí)，曲線①比②的光合速率高的具體原因

是。

(3)研究發(fā)現(xiàn)，在飽和光照和適宜CO2濃度條件下，S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。使用同位素

標(biāo)記的方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)直接加以驗(yàn)證，簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)思路。

【答案】(1)基質(zhì)C5ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物（CH2O）中穩(wěn)定的化學(xué)

能

(2)光照強(qiáng)度CO2濃度曲線①光照強(qiáng)度高，光反應(yīng)速率快，產(chǎn)生更多的ATP和NADPH，使

暗反應(yīng)速率加快，光合速率高。

1414

(3)用C標(biāo)記CO2，分別將S植株與WT植株置于相同的飽和光照和適宜CO2濃度條件下，定時(shí)檢測(cè)C3

放射性強(qiáng)度，比較S植株與WT的C3生成速率。

【分析】光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段。光反應(yīng)發(fā)生場(chǎng)所在葉綠體的類囊體薄膜上，色素吸收、

傳遞和轉(zhuǎn)換光能，并將一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧氣，另一部分光能用于合成ATP，暗反

應(yīng)發(fā)生場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)中，首先發(fā)生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物結(jié)合形成兩分子的三碳

化合物，三碳化合物利用光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP被還原。

【詳解】（1）Rubisco是光合作用暗反應(yīng)中的關(guān)鍵酶，暗反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)，因此Rubisco在葉綠體

基質(zhì)中催化C5與CO2結(jié)合生成C3。在C3的還原過程中需要ATP和NADPH提供能量，部分產(chǎn)物經(jīng)過一系

列反應(yīng)形成（CH2O），這一過程中能量轉(zhuǎn)換是ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物（CH2O）中穩(wěn)

定的化學(xué)能。

（2）①②曲線的自變量是有無補(bǔ)光（光照強(qiáng)度），②③曲線的自變量是有無轉(zhuǎn)入Rubisco基因（Rubisco的

含量）。據(jù)圖分析，當(dāng)胞間CO2濃度低于B點(diǎn)時(shí)，曲線②高于③，是因?yàn)棰谥蠷ubisco的含量多，固定CO2

的能力強(qiáng)，當(dāng)胞間CO2濃度高于于B點(diǎn)時(shí)，曲線②與③重合，說明Rubisco的量已經(jīng)不是限制光合速率的

因素，而曲線①的光合速率高于曲線②③，曲線①的有較高的光照強(qiáng)度，因此曲線②與③重合是由于光照

強(qiáng)度不足。曲線①的光照強(qiáng)度高于②，但是A點(diǎn)之前曲線①和②重合，光照強(qiáng)度不是限制因素，此時(shí)最主

-1

要限制因素是CO2濃度。胞間CO2濃度為300μmol·mol時(shí)，曲線①比②的光合速率高的具體原因是曲線①

光照強(qiáng)度高，光反應(yīng)速率快，產(chǎn)生更多的ATP和NADPH，使暗反應(yīng)速率加快，光合速率高。

（3）研究發(fā)現(xiàn)，在飽和光照和適宜CO2濃度條件下，S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。要驗(yàn)證

1414

此結(jié)論，實(shí)驗(yàn)思路為：用C標(biāo)記CO2，分別將S植株與WT植株置于相同的飽和光照和適宜CO2濃度條

件下，定時(shí)檢測(cè)C3放射性強(qiáng)度，比較S植株與WT的C3生成速率。

一、單選題

1．（2025·遼寧沈陽·三模）某興趣小組利用如下裝置探究過氧化氫的分解條件，下列敘述錯(cuò)誤的是（）

A．該實(shí)驗(yàn)需在相同且適宜的反應(yīng)時(shí)間后比較氣球大小

B．可選擇①和③來進(jìn)行酶具有高效性的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

C．④組氣球未明顯膨脹是因?yàn)楦邷仄茐牧嗣傅目臻g結(jié)構(gòu)

D．該實(shí)驗(yàn)不適合用來探究溫度對(duì)酶活性的影響

【答案】B

【分析】酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化能力的有機(jī)物，大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA；酶的催化具有高

效性（酶的催化效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于無機(jī)催化劑）、專一性（一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行）、需要

適宜的溫度和pH值（在最適條件下，酶的催化活性是最高的，低溫可以抑制酶的活性，隨著溫度升高，酶

的活性可以逐漸恢復(fù)，高溫、過酸、過堿可以使酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使酶永久性的失活），據(jù)此分析解

答。

【詳解】A、該實(shí)驗(yàn)因變量是單位時(shí)間氧氣的產(chǎn)生量，需在相同且適宜的反應(yīng)時(shí)間后比較氣球大小，A正確；

B、選擇①和③是驗(yàn)證酶具有催化作用，要驗(yàn)證酶具有高效性應(yīng)選②和③，B錯(cuò)誤；

C、④組氣球未明顯膨脹說明過氧化氫未分解，是因?yàn)楦邷仄茐牧嗣傅目臻g結(jié)構(gòu)，C正確；

D、要探究溫度對(duì)酶活性的影響應(yīng)設(shè)置的自變量是不同的溫度，如常溫、低溫和高溫，該實(shí)驗(yàn)未設(shè)置低溫實(shí)

驗(yàn)，D正確。

2．（23-24高三下·遼寧本溪·開學(xué)考試）過氧化物酶體是存在所有動(dòng)物細(xì)胞和部分植物細(xì)胞中的一種細(xì)胞器，

其中常含有兩種酶，一種是氧化酶，能催化O2氧化有機(jī)物（如甲醇、乙醇、脂肪酸），但氧化過程不產(chǎn)生

ATP，產(chǎn)生H2O2；另一種是過氧化氫酶，將H2O2分解為H2O和O2，過氧化物酶體能自我分裂產(chǎn)生，也能

通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出芽形成的囊泡轉(zhuǎn)化形成。下列說法錯(cuò)誤的是（）

A．過氧化物酶體氧化有機(jī)物可為細(xì)胞提供熱能

B．過氧化氫酶的合成和加工依賴于核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及高爾基體等多種細(xì)胞器的分工合作

C．過氧化物酶體自我分裂和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出芽形成囊泡均依賴于生物膜的流動(dòng)性

D．O2進(jìn)入豬肝臟細(xì)胞后不只在線粒體內(nèi)膜上被利用

【答案】B

【分析】根據(jù)題意分析：過氧化物酶體含有兩種酶，一種是氧化酶，能催化O2氧化有機(jī)物產(chǎn)生H2O2；另一

種是過氧化氫酶，將H2O2分解為H2O和O2。

【詳解】A、過氧化物酶體中的氧化酶能分解一些有機(jī)物但該過程不產(chǎn)生ATP，根據(jù)能量守恒推斷過氧化物

酶體氧化有機(jī)物將有機(jī)物中能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，A正確；

B、根據(jù)題干可知過氧化氫酶屬于胞內(nèi)酶，其合成加工過程不需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，B錯(cuò)誤；

C、過氧化物酶體的分裂，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出芽過程都有膜的形態(tài)改變，都依賴于生物膜的流動(dòng)性，C正確；

D、根據(jù)題意可知，O2還可以在過氧化物酶體中被利用，D正確。

3．（2025·遼寧·模擬預(yù)測(cè)）布魯氏桿菌是一種無莢膜的嗜氧菌，細(xì)胞內(nèi)寄生，可以存活于很多種家畜體內(nèi)。

布魯氏桿菌引起的布魯氏桿菌?。ê?jiǎn)稱布?。且环N人畜共患的慢性傳染性疾病，危害較大。下列說法正

確的是（）

A．布魯氏桿菌細(xì)胞中不含線粒體，只能進(jìn)行無氧呼吸

B．可以通過藥物抑制布魯氏桿菌細(xì)胞核內(nèi)有關(guān)酶的活性，抑制其繁殖

C．機(jī)體感染布魯氏桿菌后，靶細(xì)胞、輔助性T細(xì)胞等參與細(xì)胞毒性T細(xì)胞的活化過程

D．機(jī)體感染布魯氏桿菌會(huì)引起穩(wěn)態(tài)失調(diào)，僅通過免疫調(diào)節(jié)即可恢復(fù)穩(wěn)態(tài)

【答案】C

【分析】細(xì)胞免疫過程：被病原體(如病毒)感染的宿主細(xì)胞(靶細(xì)胞)膜表面的某此分子發(fā)生變化，細(xì)胞毒性

T細(xì)胞識(shí)別變化的信號(hào)。細(xì)胞毒性T細(xì)胞分裂并分化，形成新的細(xì)胞毒性T細(xì)胞和記憶T細(xì)胞，細(xì)胞因子

能加速這一過程。新形成的細(xì)胞毒性T細(xì)胞在體液中循環(huán)，它們可以識(shí)別并接觸、裂解被同樣病原體感染

的靶細(xì)胞。靶細(xì)胞裂解、死亡后，病原體暴露出來，抗體可以與之結(jié)合或被其他細(xì)胞吞噬掉。

【詳解】A、布魯氏桿菌是細(xì)菌，屬于原核生物，只有唯一的細(xì)胞器核糖體，雖然不含線粒體，但作為嗜氧

菌，含有與有氧呼吸有關(guān)的酶，能進(jìn)行有氧呼吸，A錯(cuò)誤；

B、布魯氏桿菌屬于原核生物，沒有成形的細(xì)胞核，可以通過藥物抑制布魯氏桿菌擬核區(qū)DNA聚合酶的活

性，抑制其繁殖，B錯(cuò)誤；

C、布魯氏桿菌是胞內(nèi)寄生菌，可引起細(xì)胞免疫，在細(xì)胞免疫過程中，靶細(xì)胞、輔助性Т細(xì)胞等參與細(xì)胞毒

性T細(xì)胞的活化過程，C正確；

D、神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)與免疫系統(tǒng)之間存在著相互調(diào)節(jié)，通過密切配合共同維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)，D錯(cuò)誤。

4．（2025·黑龍江·模擬預(yù)測(cè)）人體有氧呼吸第二個(gè)階段中某些有機(jī)酸與其他物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖。據(jù)圖分析，

下列有關(guān)敘述正確的是（）

A．天冬氨酸和谷氨酸是人體中的必需氨基酸

B．上述圖示過程會(huì)發(fā)生氧氣的消耗和水的生成

C．脂肪酸和氨基酸參與圖示過程可釋放大量能量

D．若阻斷α-酮戊二酸向草酰乙酸的轉(zhuǎn)化，則α-酮戊二酸積累量增加

【答案】D

【分析】有氧呼吸過程：第一階段，發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，產(chǎn)生少量

的[H]，釋放少量的能量；第二階段，發(fā)生在線粒體基質(zhì)，丙酮酸和水徹底分解成CO2和[H]，釋放少量的能

量；第三階段，發(fā)生在線粒體內(nèi)膜，前兩個(gè)階段產(chǎn)生的[H]，經(jīng)過一系列反應(yīng)，與O2結(jié)合生成水，釋放出大

量的能量。

【詳解】A、由圖可知，天冬氨酸和谷氨酸在人體細(xì)胞內(nèi)可以合成，是人體中的非必需氨基酸，A錯(cuò)誤；

B、有氧呼吸的第三階段會(huì)發(fā)生氧氣的消耗和水的生成，B錯(cuò)誤；

C、脂肪酸和氨基酸參與有氧呼吸的第二個(gè)階段，只能釋放少量能量，C錯(cuò)誤；

D、丙酮酸氧化分解過程是一個(gè)多種有機(jī)酸參與的循環(huán)過程，若阻斷α-酮戊二酸向草酰乙酸的轉(zhuǎn)化，α-酮戊

二酸的生成繼續(xù)進(jìn)行，積累量增加，D正確。

5．（2025·重慶·三模）在有氧呼吸中，葡萄糖分解產(chǎn)生的丙酮酸先轉(zhuǎn)化成乙酰CoA，再氧化分解生成（CO2

和H2O。人體缺乏營(yíng)養(yǎng)時(shí)，脂滴自噬分解脂肪產(chǎn)生的脂肪酸，進(jìn)一步在線粒體中氧化分解供能。脂肪酸產(chǎn)

生和代謝過程如圖所示，下列敘述錯(cuò)誤的是（）

A．乙酰CoA來源于丙酮酸、脂肪酸等，將糖類和脂質(zhì)代謝聯(lián)系起來

B．脂滴自噬過程中，細(xì)胞中溶酶體功能較為活躍

C．糖類和脂肪氧化分解的相同代謝過程是③，其場(chǎng)所為線粒體

D．細(xì)胞中葡萄糖分解成丙酮酸和脂酰CoA分解過程中有[H]生成，但不釋放能量

【答案】D

【分析】有氧呼吸的第一、二、三階段的場(chǎng)所依次是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜。有氧呼吸第

一階段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH，釋放少量能量；第二階段是丙酮酸和H2O反應(yīng)生成CO2和NADH，

釋放少量能量；第三階段是O2和NADH反應(yīng)生成水，釋放大量能量。

【詳解】A、在有氧呼吸中葡萄糖分解產(chǎn)生的丙酮酸可轉(zhuǎn)化為乙酰CoA，人體缺乏營(yíng)養(yǎng)時(shí)脂滴自噬分解脂肪

產(chǎn)生的脂肪酸也能轉(zhuǎn)化為乙酰CoA，所以乙酰CoA來源于丙酮酸、脂肪酸等，將糖類和脂質(zhì)代謝聯(lián)系起來，

A正確；

B、溶酶體含有多種水解酶，能分解衰老、損傷的細(xì)胞器以及吞噬并殺死侵入細(xì)胞的病毒或細(xì)菌等，脂滴自

噬過程中需要溶酶體中的水解酶發(fā)揮作用，所以細(xì)胞中溶酶體功能較為活躍，B正確；

C、依據(jù)題圖信息可知，糖類和脂肪氧化分解的相同代謝過程是③，產(chǎn)物中CO2是有氧呼吸第二階段的產(chǎn)物，

產(chǎn)生場(chǎng)所為線粒體基質(zhì)，H2O是有氧呼吸第三階段的產(chǎn)物，產(chǎn)生場(chǎng)所為線粒體內(nèi)膜，所以③過程的場(chǎng)所是

線粒體，C正確；

D、細(xì)胞中葡萄糖分解成丙酮酸的過程中有[H]（NADH）生成，同時(shí)釋放少量能量，脂酰CoA分解過程中

有[H]（NADH）生成，也會(huì)釋放能量，D錯(cuò)誤。

二、多選題

6．（2025·遼寧·模擬預(yù)測(cè)）馬鈴薯細(xì)胞中有較多過氧化氫酶，科研人員利用圖1反應(yīng)原理探究pH對(duì)馬鈴薯

過氧化氫酶活性的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。茶褐色物質(zhì)在470nm波長(zhǎng)下有最大吸光度，可用一定的方

法測(cè)量其吸光度值實(shí)現(xiàn)生成物含量的測(cè)定，從而表征過氧化氫酶活性。下列敘述錯(cuò)誤的是（）

A．實(shí)驗(yàn)中設(shè)置的5個(gè)pH組別所加愈創(chuàng)木酚的量應(yīng)相同

B．馬鈴薯細(xì)胞中的過氧化氫酶可以為圖1反應(yīng)提供活化能

C．圖2說明馬鈴薯細(xì)胞中的過氧化氫酶最適pH為6.0

D．在470nm波長(zhǎng)下可能存在吸光度值相等的兩個(gè)pH

【答案】BC

【分析】酶的催化具有高效性（酶的催化效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于無機(jī)催化劑）、專一性（一種酶只能催化一種或一類

化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行）、需要適宜的溫度和pH值（在最適條件下，酶的催化活性是最高的，低溫可以抑制酶的

活性，隨著溫度升高，酶的活性可以逐漸恢復(fù)，高溫、過酸、過堿可以使酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使酶永

久性的失活）。

【詳解】A、愈創(chuàng)木酚的加入量為無關(guān)變量，實(shí)驗(yàn)過程中無關(guān)變量要相同且適宜，實(shí)驗(yàn)中設(shè)置的5個(gè)pH組

別所加愈創(chuàng)木酚的量應(yīng)相同，A正確；

B、酶的作用機(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，馬鈴薯細(xì)胞中的過氧化氫酶可以降低圖1反應(yīng)所需的活化能，

B錯(cuò)誤；

C、實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能說明過氧化氫酶的最適pH是6，只能說明pH為6時(shí)，更接近最適pH，C錯(cuò)誤；

D、pH影響酶活性的曲線為單峰曲線，在470nm波長(zhǎng)下，最適pH兩側(cè)可能存在吸光度值相等的兩個(gè)pH，

D正確。

7．（2025·遼寧大連·一模）在甲、乙、丙、丁四支試管中分別加入一定量的淀粉溶液，在甲、乙、丙試管中

加入等量的淀粉酶溶液，丁試管中加入等量鹽酸和淀粉酶的混合液，均在低于最適溫度的條件下進(jìn)行反應(yīng)，

甲、乙、丙試管中產(chǎn)物量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。下列敘述正確的是（）

A．適當(dāng)提高甲試管的溫度，A點(diǎn)將上移

B．三支試管所處的溫度高低可能為甲>乙>丙

C．三支試管加入淀粉量的多少為甲>乙=丙

D．若繪制丁試管中產(chǎn)物量的變化曲線則應(yīng)與橫軸重合

【答案】BC

【分析】酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，大部分是蛋白質(zhì)，少部分是RNA，酶具有高效性、專

一性和易受環(huán)境影響等特性。

【詳解】A、溫度可以影響酶促反應(yīng)的速率但不能改變最終產(chǎn)物的量，因此適當(dāng)提高甲試管的溫度，A點(diǎn)不

移動(dòng)，A錯(cuò)誤；

B、甲、乙、丙均低于最適溫度條件，結(jié)合圖示可知，反應(yīng)初始時(shí)，三支試管中的底物應(yīng)該是充足的，酶促

反應(yīng)速率甲＞乙＞丙，因此在最適溫度以下，溫度升高酶促反應(yīng)速率加快，因此三支試管所處的溫度高低

可能為甲>乙>丙，B正確；

C、最終產(chǎn)物的量是甲＞乙=丙，產(chǎn)物的量由底物淀粉的量決定，因此三支試管加入淀粉量的多少為甲>乙=

丙，C正確；

D、丁試管中加入等量鹽酸和淀粉酶的混合液，淀粉在酸性條件下可以分解，因此若繪制丁試管中產(chǎn)物量的

變化曲線則應(yīng)高于橫軸，D錯(cuò)誤。

8．（2025·遼寧·模擬預(yù)測(cè)）將經(jīng)過浸泡的玉米種子放入圖甲的裝置中，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)調(diào)整U形管左右兩側(cè)液面

的高度相同，置于一定溫度條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖乙。下列敘述正確的是（）

A．實(shí)驗(yàn)開始后，圖甲中左側(cè)的液面下降，右側(cè)液面升高

B．圖甲中的玉米種子不消毒會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果

C．由圖乙的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，3.5h時(shí)玉米種子開始進(jìn)行無氧呼吸

D．若將玉米種子改為等量的花生種子，不會(huì)影響圖乙中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

【答案】AB

【分析】分析圖甲，種子進(jìn)行有氧呼吸時(shí)吸收氧氣、放出二氧化碳，而放出的二氧化碳被KOH溶液吸收，

標(biāo)尺讀數(shù)在增加，測(cè)的是種子萌發(fā)時(shí)吸收氧氣的速率。

分析圖乙，在0～3.5h內(nèi)，標(biāo)尺讀數(shù)在增加，說明圖甲裝置右側(cè)錐形瓶?jī)?nèi)氧氣體積在減少，在3.5～4.0h內(nèi)

標(biāo)尺讀數(shù)沒有增加，最可能的原因是該時(shí)間段種子進(jìn)行無氧呼吸，不消耗氧氣。

【詳解】A、圖甲中添加的KOH可吸收錐形瓶中的CO2，因此測(cè)定的為錐形瓶中O2含量的變化，O2被消

耗會(huì)引起圖甲中左側(cè)的液面下降，右側(cè)液面升高，A正確；

B、玉米種子不進(jìn)行消毒，測(cè)定的結(jié)果為種子和微生物的細(xì)胞呼吸，因此不消毒會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，B正確；

C、由圖乙的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，3.5h時(shí)玉米種子不再消耗O2，只能證明種子不再進(jìn)行有氧呼吸，只進(jìn)行無氧

呼吸，開始進(jìn)行無氧呼吸早于3.5h，C錯(cuò)誤；

D、花生種子中脂肪含量相對(duì)較多，玉米種子中淀粉含量相對(duì)較多，因此等量的花生種子進(jìn)行細(xì)胞呼吸消耗

的O2更多，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)生變化，D錯(cuò)誤。

三、解答題

9．（2025·黑龍江大慶·模擬預(yù)測(cè)）當(dāng)光照過強(qiáng)且超過棉花葉片需要吸收的光能時(shí)，會(huì)導(dǎo)致光合速率下降，這

種現(xiàn)象稱為光抑制。有關(guān)光抑制的機(jī)制如圖1所示，其中PSII是光反應(yīng)中吸收、傳遞并轉(zhuǎn)化光能的一個(gè)重

要結(jié)構(gòu)，D1是其核心蛋白。圖2、圖3分別表示正常棉花和突變棉花綠葉中色素紙層析結(jié)果示意圖（I、II、

III、IV表示不同色素帶）；圖4是正常棉花的色素總吸收光譜、光合作用的作用光譜（指不同波長(zhǎng)光照下植

物的光合作用效率）和色素帶II的吸收光譜。回答下列問題：

(1)圖1中，D1蛋白的分布場(chǎng)所。

(2)圖2、3中，色素帶II代表的色素顏色是，在提取該色素時(shí)，為防止綠葉中色素被破壞，應(yīng)向

研缽中加入?？偽展庾V與色素帶II的吸收光譜曲線不吻合的原因是。

(3)強(qiáng)光導(dǎo)致光抑制時(shí)，突變棉花植株比正常棉花植株光合速率下降更快的原因是（寫出兩點(diǎn)）。

(4)已知Deg蛋白酶可降解受損的D1蛋白，提高其更新速度。強(qiáng)光下，若抑制Deg蛋白酶的活性，則光合

速率會(huì)受到抑制，其原因可能是，進(jìn)而影響電子的傳遞，使光合速率下降。

【答案】(1)葉綠體的類囊體薄膜上

(2)藍(lán)綠色碳酸鈣綠葉中除葉綠素a之外，還含有其他能夠吸收光能的光合色素，因此色素

帶II的吸收光譜低于總吸收光譜（或兩吸收光譜曲線不吻合）

(3)該突變體棉花植株缺乏類胡蘿卜素，無法清除強(qiáng)光下產(chǎn)生的光的有毒產(chǎn)物，導(dǎo)致PSII受損，使光合作用

速率下降更快；突變體棉花植株缺乏類胡蘿卜素導(dǎo)致植物吸收的藍(lán)紫光（或光能）減少，影響光合作用速

率

(4)Deg蛋白酶的活性被抑制后，受損的D1蛋白降解速率下降使受損的D1蛋白積累，新合成的D1蛋白無

法替換受損的蛋白

【分析】圖2中Ⅰ為葉綠素b，Ⅱ?yàn)槿~綠素a，Ⅲ為葉黃素，Ⅳ胡蘿卜素。

【詳解】（1）D1蛋白是PSⅡ的核心蛋白，PSⅡ參與的光反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上，所以D1蛋的

分布場(chǎng)所也是葉綠體的類囊體薄膜。

（2）色素帶Ⅱ?yàn)槿~綠素a，顏色為藍(lán)綠色。提取色素時(shí)，研磨葉片要迅速而且充分，為防止研磨中色素被破

壞，應(yīng)向研缽中放入少許碳酸鈣（CaCO3）?？偽展庾V與葉綠素a吸收光譜曲線不吻合，說明綠葉中除了

葉綠素a,還含有其他色素，也能吸收光能。

（3）由于類胡蘿卜素可清除強(qiáng)光下產(chǎn)生的光的有毒產(chǎn)物，故缺乏類胡蘿卜素的突變體因無法清除強(qiáng)光下產(chǎn)

生的光的有毒產(chǎn)物而使葉綠體受損，同時(shí)缺乏類胡蘿卜素會(huì)導(dǎo)致光反應(yīng)吸收的藍(lán)紫光減少，所以光合速率

下降。

（4）已知Deg蛋白酶可降解受損的D1蛋白，提高其更新速度，有利于PSⅡ正常發(fā)揮作用，強(qiáng)光下，若抑

制Deg蛋白酶的活性，受損D1蛋白降解速率下降，會(huì)使受損的D1蛋白積累，新合成的D1蛋白無法替換受

損的D1蛋白，進(jìn)而影響電子的傳遞，使光合速率下降。

+-

10．（2025·黑龍江大慶·模擬預(yù)測(cè)）當(dāng)光能過剩時(shí)，葉肉細(xì)胞內(nèi)因NADP不足，e傳遞給O2，從而生成超氧

陰離子自由基（O2）等一系列光有毒物質(zhì)，破壞PSII中葉綠素及D1蛋白，光合速率下降，這種現(xiàn)象稱為

光抑制。圖示葉肉細(xì)胞中部分物質(zhì)代謝過程及植物避免PSII損傷的三重防御機(jī)制，其中①~③表示相關(guān)生理

過程。請(qǐng)回答下列問題：

(1)葉綠素主要參與過程①，其主要功能是，D1蛋白主要分布在（結(jié)構(gòu)）上。

(2)過程①中e-釋放出來后，參與過程②中的結(jié)合生成NADPH，NADPH在卡爾文循環(huán)中的作用

有。

(3)強(qiáng)光下可觸發(fā)植物的光呼吸。過程③中O2和CO2競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合C5，直接影響卡爾文循環(huán)中（物

質(zhì)）的生成，最終導(dǎo)致有機(jī)物積累減少。但在植物的長(zhǎng)期進(jìn)化歷程中，光呼吸依然被保留，據(jù)圖分析其生

理意義是。

(4)研究發(fā)現(xiàn)，油菜素內(nèi)酯（BR）能緩解強(qiáng)光照射對(duì)小麥光合作用的影響。為研究其機(jī)理，科研人員進(jìn)行了

相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下表。

蛋白

檢測(cè)凈光合速率類胡蘿卜素氣孔導(dǎo)度胞間濃度D1

CO2的相對(duì)

指標(biāo)（-2-1）含量（-1）（?-2-1）（-2-1）

μmolCO2·m·smg·gμmolH2Om·sμmolCO2·m·s含量

正常

光照29.150.4720.186211.65100

強(qiáng)光

照射16.230.3170.131269.4439.5

正常

光照29.120.4730.189215.94103.6

+BR

強(qiáng)光

照射19.360.3160.163171.1277.9

+BR

注：氣孔導(dǎo)度表示氣孔的張開程度。

①類胡蘿卜素合成受阻，強(qiáng)光下會(huì)導(dǎo)致光合速率下降，主要原因是。

②強(qiáng)光照射下，引起小麥光合速率下降的是（從“氣孔”或“非氣孔”中選填）因素，依據(jù)

是。

【答案】(1)吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能類囊體薄膜

(2)H+與NADP+提供能量、作為還原劑

(3)C3光呼吸能消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的過量O2，從而減少光有毒物質(zhì)的積累

(4)類胡蘿卜素減少使得清除光有毒物質(zhì)能力減弱，光合機(jī)構(gòu)受損，導(dǎo)致光抑制非氣孔氣孔

導(dǎo)度下降，但胞間CO2濃度升高

【分析】光合作用：

（1）光反應(yīng)階段:水光解產(chǎn)生NADPH和氧氣，ADP和Pi結(jié)合形成ATP。

（2）暗反應(yīng)階段:二氧化碳和五碳化合物結(jié)合形成三碳化合物，三碳化合物在ATP和NADPH的作用下，

還原成五碳化合物，同時(shí)ATP水解成ADP和Pi。

【詳解】（1）葉綠素在光合作用的光反應(yīng)過程中具有吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能的功能，故葉綠素主要參與過

程①，其主要功能是吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能。PSII表示光系統(tǒng)II，參與光合作用的光反應(yīng)，故PSII的D1

蛋白分布在葉綠體的類囊體薄膜上。

（2）過程①是光反應(yīng)，發(fā)生水的光解，產(chǎn)生的產(chǎn)物H+、e-參與過程②H+與NADP+的結(jié)合生成NADPH，NADPH

在卡爾文循環(huán)中的作用有提供能量、作為還原劑。

（3）光呼吸是綠色植物在光照較強(qiáng)條件下，氧氣產(chǎn)生較多，二氧化碳濃度較低的情況下消耗O2，釋放CO2

的過程，故過程③（光呼吸）中O2和CO2競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合C5，直接影響卡爾文循環(huán)中的C3生成，最終導(dǎo)致有

機(jī)物積累減少。光呼吸被保留其生理意義是光呼吸能消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的過量O2，從而減少光有毒物質(zhì)的積

累。

-

（4）①題圖信息可知，類胡蘿卜素可以清楚光有毒物質(zhì)，可作為電子供體中和O2，故類胡蘿卜素合成受

阻，強(qiáng)光下會(huì)導(dǎo)致光合速率下降，主要原因是類胡蘿卜素減少使得清除光有毒物質(zhì)能力減弱，光合機(jī)構(gòu)受

損，導(dǎo)致光抑制。

②強(qiáng)光照射下，小麥氣孔導(dǎo)度下降，但胞間CO2濃度升高，表明強(qiáng)光照射下，引起小麥光合速率下降的是

非氣孔因素。

11．（2025·黑龍江哈爾濱·二模）科研人員在高海拔低溫且光照變化復(fù)雜的環(huán)境中發(fā)現(xiàn)一種植物X。在低光

照強(qiáng)度下，X植物葉片中的一種特殊蛋白質(zhì)（P蛋白）含量顯著增加?；卮鹣铝袉栴}：

(1)在一定范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光反應(yīng)產(chǎn)生的增多，促進(jìn)暗反應(yīng)的進(jìn)行；同時(shí)，氣孔導(dǎo)度

增大，CO2供應(yīng)充足，使得光合速率（填“升高”、“降低”或“不變”）。

(2)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度驟降至5℃時(shí)，X植物的呼吸速率會(huì)先快速下降，然后逐漸恢復(fù)到接近原來的水平。呼

吸速率快速下降的原因是。隨著時(shí)間推移，細(xì)胞可能通過調(diào)節(jié)機(jī)制，如增加酶的（填

“合成量”或“分解量”）或改變酶的空間結(jié)構(gòu)，使呼吸速率逐漸恢復(fù)到接近原來的水平。

(3)關(guān)于P蛋白的作用，以下推測(cè)可能正確的是________。

A．P蛋白能協(xié)助吸收和利用光能，提高光合效率

B．P蛋白能協(xié)助增大氣孔導(dǎo)度，提高CO2的供應(yīng)量

(4)若將該植物從高光照強(qiáng)度突然轉(zhuǎn)移至低光照強(qiáng)度環(huán)境中，短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3的含量會(huì)如何變化?請(qǐng)解

釋原因。

(5)科研人員進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在高海拔環(huán)境中，該植物通過增加細(xì)胞內(nèi)的可溶性糖含量來提高對(duì)寒冷和干

旱等不良環(huán)境的抗性。試推測(cè)可溶性糖含量增加能夠提高植物抗逆性的原因（請(qǐng)答出2點(diǎn)）。。

【答案】(1)ATP和NADPH升高

(2)溫度驟降使與呼吸作用有關(guān)的酶活性降低合成量

(3)A

(4)短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3的含量會(huì)增加。原因是光反應(yīng)減弱，產(chǎn)生的ATP和NADPH減少，C3的還原速率

減慢，而CO2固定形成C3的速率不變

(5)一是提高細(xì)胞液濃度，增強(qiáng)細(xì)胞吸水能力以抗干旱；二是降低細(xì)胞液凝固點(diǎn)，防止細(xì)胞內(nèi)水分結(jié)冰以抗

寒冷

【分析】光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能把二氧化碳和水轉(zhuǎn)變成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)