5年（2021-2025）重庆高考生物真题分类汇编：专题02 细胞的能量供应和利用（解析版）

专题02细胞的能量供应和利用

考点五年考情（2021-2025）命题趋势

从近五年重庆市高考试题来

考点1酶和ATP2021-2025

看，酶和ATP通常不单独出题考察，

而是与其他知识点一起考察；细胞

考点2细胞呼吸2021-2025

呼吸几乎每年以选择题的形式出

现；光合作用此部分内容集中在非

考点3光合作用2021-2025

选择题部分考察。

考点01酶和ATP

1．（2025·重庆·高考真题）能量胶是马拉松运动员常用的胶状补给品，可快速供能。下表是某能量胶的营养

成分表。据表分析，下列叙述正确的是（）

项目每100g

能量850KJ

蛋白质0g

脂肪0g

碳水化合物50g

核糖450mg

钠钾氯等235mg

A．核糖是ATP的组成成分，补充核糖有助于合成ATP

B．推测表中的碳水化合物主要是淀粉

C．比赛过程中大量出汗，少量补充能量胶即可维持水盐平衡

D．能量胶不含脂肪和蛋白质是因为它们不能为机体提供能量

【答案】A

【详解】A、ATP由腺苷（腺嘌呤+核糖）和三个磷酸基团组成，核糖是ATP的组成成分，“补充核糖”可为

腺苷的合成提供原料，间接支持ATP生成，故补充核糖有助于合成ATP，A正确；

B、碳水化合物若为淀粉（多糖），需分解为葡萄糖才能快速供能，但能量胶需“快速供能”，推测其碳水化

合物应为单糖（如葡萄糖）或二糖（如麦芽糖），而非淀粉，B错误；

C、大量出汗会导致水和电解质大量流失，能量胶中钠钾氯仅235mg/100g，少量补充不足以完全维持水盐

平衡，需额外补充水和电解质，C错误；

D、脂肪和蛋白质均可供能，但脂肪供能慢，蛋白质主要参与结构构建，能量胶不含二者是因快速供能需优

先利用碳水化合物，D错误。

2．（2024·重庆·高考真题）科研小组以某种硬骨鱼为材料在鱼鳍（由不同组织构成）“开窗”研究组织再生的

方向性和机制（题图所示），下列叙述不合理的是（）

A．“窗口”愈合过程中，细胞之间的接触会影响细胞增殖

B．对照组“窗口”远端，细胞不具有增殖和分化的潜能

C．“窗口”再生的方向与两端H酶的活性高低有关，F可抑制远端H酶活性

D．若要比较尾鳍近、远端的再生能力，则需沿鳍近、远端各开“窗口”观察

【答案】B

【分析】题图分析，该实验研究的是组织再生的方向和机制，由图可知，组织再生的方向为由H酶活性低

向H酶活性高方向延伸，添加F后，能抑制远端H酶的活性，组织延伸方向为两端向中间延伸，据此答题。

【详解】A、“窗口”愈合过程中存在细胞增殖以增加细胞的数量，正常细胞增殖过程中存在接触抑制，即细

胞之间的接触会影响细胞增殖，A正确；

B、处理组与对照组比较发现，添加F后，“窗口”远端的细胞继续增殖和分化，说明对照组“窗口”远端的细

胞保留了增殖分化的能力，B错误；

C、由图可知，“窗口”再生的方向与两端H酶的活性高低有关，由活性低的向活性高的方向再生，添加F后

可抑制远端H酶活性，使组织再生的方向往中间延伸，C正确；

D、图中的近端和远端为同一个“窗口”，只能判断出再生的方向，若要判断出再生的能力，则需沿鳍近、远

端各开“窗口”分别观察，D正确。

3．（2022·重庆·高考真题）植物蛋白酶M和L能使肉类蛋白质部分水解，可用于制作肉类嫩化剂。某实验

小组测定并计算了两种酶在37℃、不同pH下的相对活性，结果见如表。下列叙述最合理的是（）

pH酶相对活性357911

M0.71.01.01.00.6

L0.51.00.50.20.1

A．在37℃时，两种酶的最适pH均为3

B．在37℃长时间放置后，两种酶的活性不变

C．从37℃上升至95℃，两种酶在pH为5时仍有较高活性

D．在37℃、pH为3~11时，M更适于制作肉类嫩化剂

【答案】D

【分析】分析表格数据：表中表示两种酶在37°C、不同pH下的相对活性。根据表中数据可知，M的适宜

pH为5~9，而L的适宜pH为5左右；在37°C、pH为3~11时，M比L的相对活性高。

【详解】A、根据表格数据可知，在37°C时，M的适宜pH为5~9，而L的适宜pH为5左右，A错误；

B、酶适宜在低温条件下保存，在37°C长时间放置后，两种酶的活性会发生改变，B错误；

C、酶发挥作用需要适宜的温度，高温会导致酶变性失活，因此从37°C上升至95°C，两种酶在pH为5时

都已经失活，C错误；

D、在37°C、pH为3~11时，M比L的相对活性高，因此M更适于制作肉类嫩化剂，D正确。

4．（2021·重庆·高考真题）人体细胞溶酶体内较高的H+浓度（pH为5.0左右）保证了溶酶体的正常功能。

下列叙述正确的是（）

A．溶酶体可合成自身所需的蛋白

B．溶酶体酶泄露到细胞质基质后活性不变

C．细胞不能利用被溶酶体分解后产生的物质

D．溶酶体内pH的维持需要膜蛋白协助

【答案】D

【分析】溶酶体内含有多种水解酶，能够分解很多种物质以及衰老、损伤的细胞器，清除侵入细胞的病毒

或病菌，被比喻为细胞内的“消化车间”。

【详解】A、溶酶体含多种水解酶，水解酶的化学本质是蛋白质，故水解酶是在核糖体上合成的，A错误；

B、溶酶体内的水解酶在pH为5左右时活性最高，但溶酶体周围的细胞质基质的pH为中性，当泄露到细

胞质基质后，pH上升，酶活性会降低，B错误；

C、被溶酶体分解后的产物，有用的留在细胞，无用的排出细胞外，C错误；

D、溶酶体内pH的维持依靠氢离子的浓度，而氢离子的浓度的维持为主动运输，需要膜蛋白协助，D正确。

考点02细胞呼吸

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t1时，凋亡组产生的乳酸比坏死组多

D．在t2时，凋亡组产生的CO2比坏死组多

【答案】A

【详解】A、图乙中凋亡组的氧气消耗速率在t2、t3时显著高于坏死组，且图甲中凋亡组ATP生成速率也更

高，说明两者存在关联性。但T细胞是动物细胞，有氧呼吸产生水、二氧化碳、大量ATP，无氧呼吸产生

乳酸和少量ATP，在无氧条件下，细胞无氧呼吸也可以产生ATP，因此只根据氧气的消耗速率无法计算ATP

生成的总量，A错误；

B、有氧呼吸第三阶段消耗氧气，场所在线粒体内膜，B正确；

C、在t1时，凋亡组和坏死组氧气消耗速率相等，凋亡组ATP生成速率大于坏死组，因此凋亡组无氧呼吸

产生的乳酸多，C正确；

D、在t2时，凋亡组氧气消耗速率大于坏死组，因此凋亡组产生的CO2比坏死组多，D正确。

2．（2024·重庆·高考真题）肿瘤所处环境中的细胞毒性T细胞存在题图所示代谢过程。其中，PC酶和PDH

酶控制着丙酮酸产生不同的代谢产物，进入有氧呼吸三羧酸循环。增加PC酶的活性会增加琥珀酸的释放，

琥珀酸与受体结合可增强细胞毒性T细胞的杀伤能力，若环境中存在乳酸，PC酶的活性会被抑制。下列叙

述正确的是（）

A．图中三羧酸循环的代谢反应直接需要氧

B．图中草酰乙酸和乙酰辅酶A均产生于线粒体内膜

C．肿瘤细胞无氧呼吸会增强细胞毒性T细胞的杀伤能力

D．葡萄糖有氧呼吸的所有代谢反应中至少有5步会生成［H］

【答案】D

【分析】由题意可知，若环境中存在乳酸，PC酶的活性会被抑制，而增加PC酶的活性会增加琥珀酸的释

放，琥珀酸与受体结合可增强细胞毒性T细胞的杀伤能力，肿瘤细胞无氧呼吸会增加细胞中乳酸含量，从

而抑制PC酶活性，从而减弱细胞毒性T细胞的杀伤能力。

【详解】A、由图可知，图中三羧酸循环的代谢反应无直接需氧环节，A错误；

B、草酰乙酸和乙酰辅酶A均产生于线粒体基质，B错误；

C、由题意可知，若环境中存在乳酸，PC酶的活性会被抑制，而增加PC酶的活性会增加琥珀酸的释放，琥

珀酸与受体结合可增强细胞毒性T细胞的杀伤能力，肿瘤细胞无氧呼吸会增加细胞中乳酸含量，从而抑制

PC酶活性，减弱细胞毒性T细胞的杀伤能力，C错误；

D、葡萄糖有氧呼吸的所有代谢反应中至少有5步会生成［H］，分别是有氧呼吸第一阶段及图中的4步，D

正确。

3．（2023·重庆·高考真题）哺乳动物可利用食物中的NAM或NA合成NAD+，进而转化为NADH（[H]）。

研究者以小鼠为模型，探究了哺乳动物与肠道菌群之间NAD+代谢的关系，如图所示。下列叙述错误的是（）

A．静脉注射标记的NA，肠腔内会出现标记的NAM

B．静脉注射标记的NAM，细胞质基质会出现标记的NADH

C．食物中缺乏NAM时，组织细胞仍可用NAM合成NAD+

D．肠道中的厌氧菌合成ATP所需的能量主要来自于NADH

【答案】D

【分析】无氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质，葡萄糖分解生成丙酮酸，释放少量能量，生成少量ATP；

无氧呼吸第二阶段发生在细胞质基质，丙酮酸与还原氢反应生成乳酸或二氧化碳和酒精，不释放能量。

【详解】A、静脉注射标记的NA，NA可以在细胞内转化为NAD+，NAD+可以在细胞内转化为NAM，NAM

可以被肠道菌群利用，因此肠腔内会出现标记的NAM，A正确；

B、静脉注射标记的NAM，NAM可以在细胞内转化为NAD+，NAD+可以在细胞内转化为NADH，因此细

胞质基质会出现标记的NADH，B正确；

C、结合题图，食物中缺乏NAM时，组织细胞仍可用NA合成NAD+，C正确；

D、肠道中的厌氧菌合成ATP所需的能量主要来自于细胞呼吸（无氧呼吸），D错误。

4．（2022·重庆·高考真题）从如图中选取装置，用于探究酵母菌细胞呼吸方式，正确的组合是（）

注：箭头表示气流方向

A．⑤→⑧→⑦和⑥→③B．⑧→①→③和②→③

C．⑤→⑧→③和④→⑦D．⑧→⑤→③和⑥→⑦

【答案】B

【分析】探究酵母菌细胞呼吸方式实验的原理是：（1）酵母菌是兼性厌氧型生物；（2）酵母菌呼吸产生的

CO2可用溴麝香草酚蓝水溶液或澄清石灰水鉴定，因为CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，或

使澄清石灰水变浑浊；（3）酵母菌无氧呼吸产生的酒精可用重铬酸钾鉴定，由橙色变成灰绿色。

【详解】酵母菌属于异养兼性厌氧型生物，既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。进行有氧呼吸时，先

用NaOH去除空气中的CO2，再将空气通入酵母菌培养液，最后连接澄清石灰水检测CO2的生成，通气体

的管子要注意应该长进短出，装置组合是⑧一①一③；无氧呼吸装置是直接将酵母菌培养液与澄清石灰水

相连，装酵母菌溶液的瓶子不能太满，以免溢出，装置组合是②一③，B正确，ACD错误。

5．（2021·重庆·高考真题）人线粒体呼吸链受损可导致代谢物X的积累，由此引发多种疾病。动物实验发现，

给呼吸链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液，可发生如图所示的代谢反应，从而降低线粒体呼吸链受损

导致的危害。据图回答以下问题：

(1)呼吸链受损会导致（填“有氧”或“无氧”）呼吸异常，代谢物X是．

(2)过程⑤中酶B的名称为，使用它的原因是．

(3)过程④将代谢物X消耗，对内环境稳态的作用和意义是．

【答案】(1)有氧乳酸/C3H6O3

(2)过氧化氢酶催化过氧化氢的分解，避免过氧化氢对细胞的毒害

(3)避免代谢产物的积累，维持细胞内的PH；是机体进行正常生命活动的条件

【分析】有氧呼吸分为三个阶段：第一阶段发生在细胞质基质，葡萄糖分解成丙酮酸和还原性氢，释放少

量能量；第二阶段发生在线粒体基质，丙酮酸和水反应生成二氧化碳和还原性氢，释放少量能量；第三阶

段发生在线粒体内膜，还原性氢和氧气反应生成水并释放大量能量。

【详解】（1）有氧呼吸主要在线粒体内，而无氧呼吸在细胞质基质。人线粒体呼吸链受损，会导致有氧呼

吸异常。丙酮酸能够分解转化成代谢产物X，场所在细胞质基质中，可以得出X是无氧呼吸的产物乳酸。

（2）酶B可以使过氧化氢分解为水和氧气，所以为过氧化氢酶，过氧化氢酶的作用是催化过氧化氢的分解，

避免过氧化氢对细胞的毒害作用。

（3）代谢物X为乳酸，过程④可以将其分解，避免了乳酸的大量积累，维持细胞内的PH稳定；是机体进

行正常生命活动的必要条件。

考点03光合作用

1（.2021·重庆·高考真题）类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析，下列叙述错误的是（）

A．水光解产生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿过4层膜

B．NADP+与电子（e-）和质子（H+）结合形成NADPH

C．产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应

D．电子（e-）的有序传递是完成光能转换的重要环节

【答案】A

【分析】光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形

成。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：二氧化碳被五碳化合物固定形成三碳化合物，三碳

化合物在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类有机物。

【详解】A、水光解产生的O2场所是叶绿体的类囊体膜的内侧，若被有氧呼吸利用，而氧气在线粒体内膜

上被利用，氧气从叶绿体类囊体膜开始，再穿过叶绿体2层膜，然后进入同一细胞中的线粒体，穿过线粒

体的两层膜，所以至少要穿过5层膜，A错误；

B、光反应中NADP+与电子（e-）和质子（H+）结合形成NADPH，然后在暗反应过程中被消耗，B正确；

C、由图可知，产生的ATP可用于暗反应以及核酸代谢，色素合成等其他消耗能量的反应，C正确；

D、电子（e-）在类囊体薄膜上的有序传递是完成光能转换的重要环节，D正确。

2．（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/p>

培养液+X1392871388

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。

【答案】(1)绿类囊体/基粒

(2)促进丙x溶液处理叶圆片能提高光能利用率，促进光反应速率，产生氧气速率加快

(3)脱落酸含量增加

【分析】1、光反应的场所是类囊体薄膜，包括水的光解和ATP的合成。暗反应的场所是叶绿体基质，包括

CO2的固定和C3的还原。

2、脱落酸的作用：抑制细胞分裂；促进气孔关闭；促进叶和果实的衰老和脱落；维持种子休眠。

【详解】（1）分析表格数据可知，与对照组相比，添加X的培养液中，绿光下需氧细菌数量增加最为明显。

由于需氧细菌会聚集在氧气释放多的部位，而氧气是光合作用光反应的产物，所以X能够促进水绵利用绿

光。叶绿体中类囊体薄膜是光反应的场所，能吸收、传递和转化光能，当X分布在叶绿体的类囊体（基粒）

时，能更好地促进光能的吸收和利用，使水绵光能利用效率最佳。

（2）由图可知，与没有添加X的组相比，添加X的组中Y的变化量更大，说明X能促进叶绿体合成NADPH。

经煮沸的叶绿体已经失去活性，不能进行光合作用，也就不能合成NADPH，Y的量基本不变，所以该处理

获得的结果最符合图中曲线的丙。

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x溶液处理叶圆片能提高光能利用率，促进

光反应速率，产生氧气速率加快。

（3）脱落酸能促进气孔关闭，当处理植物的X浓度过高时，植物叶片气孔开放度下降，推测与之相关的植

物激素是脱落酸，且其含量增加。

3．（2024·重庆·高考真题）重庆石柱是我国著名传统中药黄连的主产区之一，黄连生长缓慢，存在明显的光

饱和（光合速率不再随光强增加而增加）和光抑制（光能过剩导致光合速率降低）现象。

(1)探寻提高黄连产量的技术措施，研究人员对黄连的光合特征进行了研究，结果见图1。

①黄连的光饱和点约为umol*m-2*s-1。光强大于1300umol*m-2*s-1后，胞间二氧化碳浓度增加主要

是由于。

②推测光强对黄连生长的影响主要表现为。黄连叶片适应弱光的特征有（答2点）。

(2)黄连露天栽培易发生光抑制，严重时其光合结构被破坏（主要受损的部位是位于类囊体薄膜上的色素蛋

白复合体），为减轻光抑制，黄连能采取调节光能在叶片上各去向（题图2）的比例，提升修复能力等防御

机制，具体可包括（多选）。①叶片叶绿体避光运动，②提高光合产物生成速率，③自由基清除能

力增强，④提高叶绿素含量，⑤增强热耗散。

(3)生产上常采用搭棚或林下栽培减轻黄连的光抑制，为增强黄连光合作用以提高产量还可采取的措施施及

其作用是。

【答案】(1)500光合作用受到抑制，消耗的二氧化碳减少，且气孔导度增加黄连在弱光随

光强增加生长快速达到最大，光照过强其生长受到抑制叶片较薄，叶绿素较多，（叶色深绿，叶绿体

颗粒较大，叶绿体类囊体膜面积更大）

(2)①②③⑤

(3)合理施肥增加光合面积，补充二氧化碳提高暗反应

【分析】分析图1：光照强度小于500umol*m-2*s-1时，净光合速率随着光照强度的增强而增强，当光照强

度大于500umol*m-2*s-1时，随着光照强度的增强而减弱；胞间二氧化碳浓度随着光照强度的增强先下降后

缓慢上升；气孔导度随着光照强度的增强而缓慢上升。

分析图2：叶片对入射太阳辐射的主要去向为热消耗。

【详解】（1）①光饱和点为光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度，由图1净光合速率的曲线可知

当光照强大达到500umol*m-2*s-1时光合速率不再增加；光强大于1300umol*m-2*s-1后，由图1可知光合作用

受到抑制，且气孔导度增加，所以胞间二氧化碳浓度增加主要是由于光合作用受到抑制，消耗的二氧化碳

减少，且气孔导度增加。

②由图1净光合速率曲线可知光强对黄连生长的影响主要表现为在弱光随光强增加生长快速达到最大，光

照过强其生长受到抑制；弱光时，可通过增加受光面积或增加光合色素的含量来增加光合速率，所以黄连

叶片适应弱光的特征有叶片较薄，叶绿素较多，（叶色深绿，叶绿体颗粒较大，叶绿体类囊体膜面积更大）。

（2）为减轻光抑制，黄连能采取调节光能在叶片上各去向的比例，由图2可看出光能的主要去向为热消耗，

所以黄连提升修复能力等防御机制，具体可包括⑤增强热耗散；①叶片叶绿体避光运动：减少对光的吸收；

②提高光合产物生成速率，从而提高光合速率消耗更多的光能；③自由基清除能力增强：减少对光合结构

的破坏。而④提高叶绿素含量会增加对光能的吸收不能减轻光抑制。

（3）为增强黄连光合作用以提高产量还可采取的措施及其作用有合理施肥增加光合面积，补充二氧化碳提

高暗反应，合理密植等。

4．（2023·重庆·高考真题）水稻是我国重要的粮食作物，光合能力是影响水稻产量的重要因素。

(1)通常情况下，叶绿素含量与植物的光合速率成正相关。但有研究发现，叶绿素含量降低的某一突变体水

稻，在强光照条件下，其光合速率反而明显高于野生型。为探究其原因，有研究者在相同光照强度的强光

条件下，测定了两种水稻的相关生理指标（单位省略），结果如下表。

光反应暗反应

光能转化效率类囊体薄膜电子传递速率RuBP羧化酶含量Vmax

野生型0．49180．14．6129．5

突变体0．66199．57．5164．5

注：RuBP羧化酶：催化CO2固定的酶：Vmax：RuBP羧化酶催化的最大速率

①类囊体薄膜电子传递的最终产物是。RuBP羧化酶催化的底物是CO2和。

②据表分析，突变体水稻光合速率高于野生型的原因是。

(2)研究人员进一步测定了田间光照和遮荫条件下两种水稻的产量（单位省略），结果如下表。

田间光照产量田间遮阴产量

野生型6．936．20

突变体7．353．68

①在田间遮荫条件下，突变体水稻产量却明显低于野生型，造成这个结果的内因是，外因是。

②水稻叶肉细胞的光合产物有淀粉和，两者可以相互转化，后者是光合产物的主要运输形式，在开花

结实期主要运往籽粒。

③根据以上结果，推测两种水稻的光补偿点（光合速率和呼吸速率相等时的光照强度），突变体水稻较野生

型（填“高”、“低”或“相等”）。

【答案】(1)NADPH（[H]）C5（核酮糖—1，5-二磷酸，RuBP）突变体的光反应与暗反应

速率都较野生型快

(2)突变体叶绿素含量太低光照强度太低蔗糖高

【分析】1、光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并

且释放出氧气的过程。光合作用过程十分复杂，根据是否需要光能，将这些化学反应分为光反应和暗反应，

现在也成为碳反应阶段。

2、光反应阶段：必须有光才能进行，反应部位在类囊体的薄膜上。在这个阶段，叶绿体中光合色素吸收的

光能首先将水分解成氧和H+。其中氧以分子形式氧气释放，H+与NADP+结合，形成NADPH。NADPH是

活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应。光合色素吸收的另一部分光能，在酶的作用下，使ADP与Pi

反应形成ATP，用于暗反应。

3、暗反应阶段：需要多种酶参与，在有光、无光的条件下均可进行，反应部位在叶绿体基质中。这个阶段

绿叶通过气孔从外界吸收CO2，在特定酶（CO2固定酶）的作用下与C5（一种五碳化合物）结合，这个过

程叫作CO2的固定。一分子的CO2被固定后，很快形成两个C3。在酶的作用下C3接受ATP和NADPH释

放的能量，并且被NADPH还原，一部分接受能量并被还原的C3经过一系列酶的作用转化为糖类，另一些

接受能量被还原的C3又形成C5，参与CO2的固定。暗反应的实质是同化CO2，将活跃的化学能转化为稳定

的化学能，储存在有机物中。

【详解】（1）①根据分析可知，光合作用的光反应阶段在类囊体薄膜上反应。这个阶段电子传递的最终产

物是NADPH。RuBP羧化酶是催化CO2固定的酶，根据分析可知这个阶段是暗反应阶段（CO2的固定），在

这个反应中CO2，在CO2固定酶的作用下与C5（一种五碳化合物）结合，所以RuBP羧化酶催化的底物是

CO2和C5。

②根据分析可知，表中的类囊体薄膜电子传递速率代表了光反应速率，电子传递速率越高，则光反应速率

越快；RuBP羧化酶含量高低与暗反应速率有关，RuBP羧化酶含量越高，暗反应速率越快。由表可知突变

体的光反应和暗反应速率都比野生型快，所以突变型水稻的光合速率高于野生型。

（2）①根据光合作用的分析可知，只要影响到原料、能量的供应都是影响光合作用的因素，比如CO2的浓

度、叶片气孔的开闭情况，光照强度等；叶绿体是光合作用的场所，影响叶绿体的形成，结构的因素，比

如叶绿体光合色素含量低等也会影响光合作用。根据题干可知在遮荫情况下突变体水稻产量明显低于野生

型，因此推测这种结果的内因则是突变体自身叶绿素含量太低，外因则是光照强度太低。

②蔗糖是光合作用的主要产物，也是植物光合作用远距离运输的主要形式。所以水稻叶肉细胞的光合产物

有淀粉和蔗糖，两者可以相互转化，后者是光合产物的主要运输形式，在开花结实期主要运往籽粒。

③根据以上结果可知，在同等光合速率下突变体水稻所需要的光照更强，因此突变体水稻的光补偿点较野

生型高。

5．（2022·重庆·高考真题）科学家发现，光能会被类囊体转化为“某种能量形式”，并用于驱动产生ATP（如

图I）。为探寻这种能量形式，他们开展了后续实验。

(1)制备类囊体时，提取液中应含有适宜浓度的蔗糖，以保证其结构完整，原因是；为避免膜蛋白

被降解，提取液应保持（填“低温”或“常温”）。

(2)在图I实验基础上进行图II实验，发现该实验条件下，也能产生ATP。但该实验不能充分证明“某种能量

形式”是类囊体膜内外的H+浓度差，原因是。

(3)为探究自然条件下类囊体膜内外产生H+浓度差的原因，对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理，

结果如图III所示，悬液的pH在光照处理时升高，原因是。类囊体膜内外的H+浓度差是通过光合

电子传递和H+转运形成的，电子的最终来源物质是。

(4)用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体，能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下持

续生产，需稳定提供的物质有。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，若要增产，可

采取的有效措施有（答两点）。

【答案】(1)保持类囊体内外的渗透压，避免类囊体破裂低温

(2)实验II是在光照条件下对类囊体进行培养，无法证明某种能量是来自于光能还是来自膜内外氢离子浓度

差

(3)类囊体膜外H+被转移到类囊体膜内，造成溶液pH升高水

(4)NADPH、ATP和CO2增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度

【分析】1、光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的

形成。

2、光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：二氧化碳被五碳化合物固定形成三碳化合物，三碳

化合物在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。

【详解】（1）制备类囊体时，其提取液中需要添加适宜浓度的蔗糖，保持类囊体内外的渗透压，避免类囊

体破裂，以保证其结构完整。提取液应该保持低温降低蛋白酶的活性，避免膜蛋白被降解。

（2）从图II实验中可知，在光照条件下，将处于pH=4的类囊体转移到pH=8的锥形瓶中，再在遮光的条

件下加入ADP和Pi，也产生了ATP，但该实验不能充分证明“某种能量形式”是类囊体膜内外的H+浓度差，

因为实验II是在光照条件下对类囊体进行培养，无法证明某种能量是来自于光能还是来自膜内外氢离子浓

度差。

（3）对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理，悬液的pH在光照处理时升高，推测可能是类囊体膜

外H+被转移到类囊体膜内，造成溶液pH升高。类囊体膜内外的H+浓度差是通过光合电子传递和H+转运形

成的，光反应过程中，水的光解伴随着电子的传递，故电子的最终来源是水。

（4）人工叶绿体，能在光下生产目标多碳化合物，若要在黑暗条件下持续生产，则需要提供光反应产生的

物质NADPH和ATP，以及暗反应的原料CO2。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，说明暗反

应已经达到最大速率，增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度增加酶的活性，可有效提高光合效率。

6．（2021·重庆·高考真题）GR24是新型植物激素独脚金内酯的人工合成类似物，在农业生产上合理应用可

提高农作物的抗逆性和产量。

(1)某小组研究了弱光条件下GR24对番茄幼苗生长的影响，结果（均值）见下表：

叶绿素a含量叶绿素b含量

叶绿素a/b单株干重（g）单株分枝数（个）

（mg·g-1）（mg·g-1）

弱光＋水1.390.612.281.111.83

弱光＋GR241.980.982.021.301.54

①结果表明，GR24处理使幼苗叶绿素含量上升、叶绿素a/b（填“上升”或“下降”），净光合速率，

提高了幼苗对弱光的利用能力。GR24处理抑制了幼苗分枝，与该作用效应相似的另一类激素是。

②若幼苗长期处于弱光下，叶绿体的发育会产生适应性变化，类囊体数目会。若保持其他条件不变，

适度增加光照强度，气孔开放程度会（填“增大”或“减小”）。

(2)列当是根寄生性杂草。土壤中的列当种子会被番茄根部释放的独脚金内酯诱导萌发，然后寄生在番茄根

部使其减产；若缺乏宿主，则很快死亡。

①应用GR24降低列当对番茄危害的措施为。

②为获得被列当寄生可能性小的番茄品种，应筛选出释放独脚金内酯能力的植株。

【答案】(1)下降增加生长素增多增大

(2)在种植前用GR24处理土壤，促进提前萌芽，待其死亡后种植番茄弱

【分析】表格数据分析：GR24处理可以使叶绿素a、叶绿素b的含量增加，叶绿素a/b比值降低，单株干

重增加，单株分枝数减少。

【详解】（1）①根据表中数据分析，与弱光+水处理相比，弱光+GR24处理使幼苗叶绿素含量上升、叶绿素

a/b下降，从单株干重可看出，净光合速率增加。GR24处理抑制了幼苗分枝，属于抑制侧芽生长的作用，

与该作用效应相似的另一类激素是生长素，其生理作用具有两重性。

②若幼苗长期处于弱光下，为适应弱光环境，植物叶绿体中类囊体数目会增多，保证光合作用的正常进行。

若保持其他条件不变，适度增加光照强度，光合速率增强，植物对二氧化碳的需求增大，气孔开放程度会

增大。

（2）①根据题意，独脚金内酯可以诱导列当种子萌发，列当种子萌发后若缺乏宿主，会很快死亡，故可以

在种植前用GR24处理土壤，促进土壤中的列当种子萌芽，待其死亡后再种植番茄。

②为获得被列当寄生可能性小的番茄品种，应筛选出释放独脚金内酯能力弱的植株，以减少列当种子萌发

的概率。

一、单选题

1．（2025·重庆北碚·模拟预测）乳酸循环是人体代谢中一个重要的循环过程，包括骨骼肌细胞无氧呼吸生成

乳酸，乳酸通过血液进入肝细胞中，经过糖异生作用重新生成葡萄糖，葡萄糖通过血液又被肌肉细胞摄取，

具体过程如下图。下列叙述正确的是（）

A．肌肉细胞生成乳酸的过程中消耗O₂的量小于生成CO₂的量

B．肌肉细胞中不能进行糖异生过程，根本原因是缺乏酶3

C．由图可知糖异生是一个放能过程，与ATP的水解相联系

D．乳酸循环既可防止乳酸过多导致稳态失调，又可避免能量浪费

【答案】D

【分析】据图可知，乳酸循环是骨骼肌细胞中的葡萄糖在酶1酶2等作用下经一系列反应分解形成乳酸，

乳酸可以在肝细胞中先形成丙酮酸再在酶3的作用下，消耗ATP重新生成葡萄糖，葡萄糖通过血液又被肌

肉细胞摄取。

【详解】A、肌肉细胞进行无氧呼吸生成乳酸，无氧呼吸过程中不消耗O2，也不生成CO2，A错误；

B、乳酸在肝脏中进行糖异生过程时，需要酶3的参与，骨骼肌细胞中不能进行糖异生，根本原因可能与酶

3有关的基因不表达有关，B错误；

C、由图可知糖异生需要消耗ATP，是一个吸能过程，与ATP的水解相联系，C错误；

D、乳酸循环过程中，骨骼肌细胞无氧呼吸生成乳酸，同时释放能量，而乳酸在肝脏中经过糖异生重新生成

葡萄糖需要消耗能量，这样可避免乳酸损失及防止因乳酸堆积引起酸中毒，又可避免能量浪费，D正确。

2．（2025·重庆北碚·模拟预测）某兴趣小组以淀粉纸为材料设计了4套实验方案来探究酶的特性，如表所示。

下列叙述正确的是（）

方案底物催化剂pH温度

①淀粉纸淀粉酶或蛋白酶737℃

②淀粉纸淀粉酶+蛋白酶737℃

③淀粉纸淀粉酶3、7、1137℃

④淀粉纸淀粉酶30℃、37℃、90℃

A．方案①可验证酶的专一性，自变量是酶的种类

B．方案②可同时探究两种酶的活性

C．方案③可用于探究pH对酶活性的影响

D．方案④可用于探究温度对酶活性的影响

【答案】A

【分析】酶的特性：酶具有高效性，酶的催化效率比无机催化剂高很多；酶具有专一性，每一种酶只能催

化一种或一类化学反应；酶的作用条件较温和酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。过

酸、过碱或温度过高，都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。低温只能使酶活性降低，不会使酶

失活。

【详解】A、方案①的变量是酶的种类，目的是验证酶的专一性，此时的无关变量pH和温度均保持相同且

适宜，A正确；

B、淀粉酶与蛋白酶混合后，蛋白酶会分解淀粉酶，导致淀粉酶失活，无法催化淀粉水解，故该实验无法验

证淀粉酶的活性，即方案②的设计存在干扰因素，B错误；

C、淀粉在酸性条件下会被分解，因此选择淀粉和淀粉酶来探究pH对酶活性的影响并不适宜，C错误；

D、方案④用于探究温度对酶活性的影响，无关变量应该相同且适宜，因此设置pH=7较为合适，而pH为

3时，酶会失活，D错误。

3．（2025·重庆·模拟预测）果蔬采摘后易发生褐变，使之色泽加深、风味劣化和营养物质流失。褐变的主要

原因是果蔬组织中含有多酚氧化酶（PPO），它能在氧气存在条件下催化酚类物质氧化成醌并聚合成褐色物

质。某兴趣小组同学探究了几种因素对多酚氧化酶活性的影响，结果如图所示。下列说法正确的是（）

A．本探究实验中的自变量为pH、温度和抑制剂类型

B．根据图甲可知，制作果蔬汁时适当添加柠檬酸可抑制褐变

C．根据图乙分析，90℃处理50s后的PPO失去活性，原因是PPO的空间结构发生可逆性改变

D．抗坏血酸是一种竞争性抑制剂，其与高温、强酸降低酶活性的机理相同

【答案】B

【分析】酶是由生物活细胞产生的、对作用底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质或者核糖核酸

（RNA）。酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的，酶促反应需要最适的温度和最适的pH

值条件。温度过高或过低，pH值过高或过低都会影响酶的活性，高温、过酸和过碱的条件会使酶永久失活。

【详解】A、本探究实验中的自变量有pH、温度大小、高温处理时间、抑制剂类型和浓度，A错误；

B、PPO的最适pH为弱碱性，柠檬酸等有机酸类物质可降低pH，使PPO所处反应体系远离最适pH，

抑制PPO活性，抑制褐变；根据图甲可知，制作果蔬汁时适当添加柠檬酸可抑制褐变，B正确；

C、90℃处理50s后，PPO的空间结构发生不可逆的破坏，导致PPO彻底失活，C错误；

D、竞争性抑制剂和底物争夺酶的同一活性部位但不改变活性部位的空间结构，使酶和底物的结合机会减少，

从而降低酶对底物的催化反应速率；高温、强酸通过改变酶的结构使酶的活性受到破坏，故抗坏血酸是一

种竞争性抑制剂，其与高温、强酸降低酶活性的机理不相同，D错误。

4．（2025·重庆九龙坡·二模）人体运动时有三大系统供应能量：①ATP-PC系统（磷酸原系统）：PC（磷酸

肌酸，一种高能磷酸化合物）分解时产生的能量可以用来合成ATP，该系统最多坚持10秒。②无氧呼吸系

统：机体通过无氧呼吸产生ATP，该系统可维持60~120秒。③有氧呼吸系统：理论上该系统可持续至能源

物质耗尽。如图为人体剧烈运动时骨骼肌供能情况，以下有关说法错误的是（）

A．ATP-PC系统中PC分解产生的磷酸和ADP结合形成ATP

B．ATP-PC系统最多坚持10秒的原因可能是人体内PC含量有限

C．A点时骨骼肌细胞产生CO₂的部位有细胞质基质和线粒体基质

D．随着乳酸浓度升高，细胞中pH值下降，无氧呼吸有关酶的活性减弱

【答案】C

【分析】1、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸

第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH，释放少量能量；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和

NADH，释放少量能量；第三阶段是氧气和NADH反应生成水，释放大量能量。

2、无氧呼吸的第一、二阶段场所都为细胞质基质。无氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH，释

放少量能量；第二阶段是丙酮酸在不同酶的作用下还原成乳酸或二氧化碳和酒精。

【详解】A、在ATP-PC系统中，磷酸肌酸（PC）分解时释放出能量，磷酸基团与ADP结合，合成ATP，

A正确；

B、ATP-PC系统只能坚持不到10秒的原因是储存的磷酸肌酸含量少，磷酸肌酸（PC）是ATP-PC系统中的

主要能量来源，但它在细胞内的储存量有限，能够提供的能量也有限，B正确；

C、在A点无氧呼吸和有氧呼吸占总能量的百分比相等，此时无氧呼吸消耗的葡萄糖大于有氧呼吸消耗的葡

萄糖，无氧呼吸产生乳酸，不产生CO₂，有氧呼吸产生CO₂的场所在线粒体基质，C错误；

D、正常情况下肌细胞无氧呼吸产生的乳酸释放到血浆中，由于血浆中有调节酸碱平衡的缓冲物质，细胞中

的pH变处于相对平衡状态，当乳酸浓度升高超过调节范围时，细胞中的pH值会下降，导致无氧呼吸有关

酶的活性减弱，D正确。

5．（2025·重庆·三模）某同学采用图一所示装置探究酶的高效性，甲管中盛放体积分数为3%的H2O2溶液，

乙管中分别盛放等量的新鲜的质量分数为20%的肝脏提取液、质量分数为3.5%的FeCl3溶液、蒸馏水。将

甲、乙中的液体混合均匀后，每隔50s测定一次装置中的相对压强，实验结果如图二所示。下列说法正确的

是（）

A．本实验因变量由单位时间O2的生成量所引起的气压改变来反映

B．温度是本实验的无关变量，不会改变实验结果

C．将Ⅰ组与III组的实验结果作对比，可得出酶具有高效性

D．用该装置探究pH对酶活性的影响无法达到实验目的

【答案】A

【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；

酶的特性：专一性、高效性、作用条件温和；

酶促反应的原理：酶能降低化学反应所需的活化能。

【详解】A、该实验的自变量是催化剂的种类和处理时间，因变量是单位时间内过氧化氢的剩余量或氧气的

生成量，结合题目信息可知，相对压强是由单位时间内氧气的生成量引起的，A正确；

B、温度属于无关变量，但会影响实验结果，B错误；

C、将Ⅰ组与III组的实验结果作对比，可得出酶具有催化作用，C错误；

D、通过改变溶液的pH，可以探究pH对酶活性的影响，故实验装置和材料也可用于探究pH对酶活性的影

响，D错误。

6．（2025·重庆·三模）电鳗栖息在水底能见度很差的亚马孙河流域，依靠自身发出的电脉冲探测周围环境，

也可以发出高达800V的电压抵御敌害。其独特的发电器官由特化的肌肉细胞构成，受神经系统直接控制，

发电原理如图所示，下列叙述错误的是（）

A．电鳗放电时需要消耗体内大量的ATP

B．电鳗通过放电进行求偶、交流及防御属于行为信息

C．电鳗在产电过程中存在电信号到化学信号再到电信号的转变

D．发电器官的纵向长度越长，电鳗放出的最大电压就越高

【答案】B

【分析】兴奋在两个神经元之间传递是通过突触进行的，突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分组

成，神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中，只能由突触前膜释放，进入突触间隙，作用于突触后膜上

的特异性受体，引起下一个神经元兴奋或抑制，所以兴奋在神经元之间的传递是单向的。突触可完成“电信

号→化学信号→电信号”的转变。

【详解】A、放电过程是将ATP转化为电能，A正确；

B、电流属于物理信息，B错误；

C、电鳗的产电过程本质上是神经系统调控下的电化学信号转换：大脑电信号→神经递质化学信号→电细

胞离子流动产生电信号，C正确；

D、由图可知，串联的发电细胞数目越多，放出的电压就越高，D正确。

7．（2025·重庆·模拟预测）葡萄糖在细胞质基质中的分解是细胞呼吸的重要步骤，下图为该过程示意图，其

中酶3是该过程的主要限速酶。癌细胞中丙酮酸一般不进入线粒体继续氧化。下列分析错误的是（）

A．可用稳定同位素标记的葡萄糖来追踪分解的具体过程，并揭示不同酶的催化作用

B．该过程不需要消耗氧气，消耗并产生ATP，无ATP积累，产物还有还原型辅酶I

C．推测细胞内ATP含量较高时，抑制酶3的活性；ATP含量低时，激活酶3的活性

D．抑制丙酮酸向乳酸转化，使NADH在细胞质基质中积累，可能抑制癌细胞的分裂

【答案】B

【分析】1、有氧呼吸过程分为三个阶段：有氧呼吸的第一阶段是葡萄糖氧化分解形成丙酮酸和NADH，发

生在细胞质基质中；有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和NADH，发生在线粒体基质中；

有氧呼吸的第三阶段是NADH与氧气反应形成水，发生在线粒体内膜上。

2、无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段相同，都是葡萄糖氧化分解形成丙酮酸和NADH，发生在细

胞质基质中，第二阶段是丙酮酸反应产生二氧化碳和酒精或者是乳酸，发生在细胞质基质中。

【详解】A、同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清楚化

学反应的详细过程。可用稳定同位素标记的葡萄糖（如用180标记葡萄糖）来追踪分解的具体过程，并揭示

不同酶的催化作用，A正确；

B、该过程为葡萄糖在细胞质基质中的分解，为有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，不需要消耗氧气，消耗并

产生，但ATP有积累，产物有ATP和还原型辅酶I，B错误；

C、酶3是该过程的主要限速酶，推测细胞内ATP含量较高时，也就是细胞能量供应充足时，葡萄糖在细

胞质基质中的分解速度减慢，通过抑制酶3的活性；ATP含量低细胞能量供应不足时，激活酶3的活性，

使葡萄糖在细胞质基质中的分解速度加快，C正确；

D、癌细胞中丙酮酸一般不进入线粒体继续氧化，说明癌细胞进行无氧呼吸，抑制丙酮酸向乳酸转化，使

NADH在细胞质基质中积累，就是抑制癌细胞的无氧呼吸，切断癌细胞能量供应，从而抑制分裂，D正确。

8．（2025·重庆·模拟预测）1897年德国科学家毕希纳发现，利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵；还有研

究发现，乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论进行了6组实验，

其中4组如下表，A溶液只含有酵母汁中的各类生物大分子，B溶液只含有酵母汁中的各类小分子和离子。

下列叙述错误的是（）

组别实验处理实验结果

①葡萄糖