2026届新高考生物三轮热点复习：基于光合作用探索碳中和的途径

2026届新高考生物三轮热点复习基于光合作用探索碳中和的途径创设情境自主学习深度学习迁移应用碳中和是指某个地区在一定时间内人为活动直接和间接排放的CO2，与通过植树造林等吸收的CO2相互抵消，实现CO2零排放”。创设情境自主学习深度学习迁移应用领域2025年目标当前进展对比基准能源结构转型非化石能源消费占比20%可再生能源装机17.3亿千瓦(占比54.7%)2020年:非化石能源占比15.9%煤电转型淘汰35蒸吨人小时以下燃煤锅炉,大气污染重点区域散煤清零山东等省份计划关闭大批燃煤自备电厂，供电煤耗降至295克/千瓦时2020年:供电煤耗降至302.5克/千瓦时工业减排钢铁行业电炉钢占比15%,能效标杆产能占比30%全国碳市场扩容至钢铁、水泥、铝冶炼行业，覆盖排放量新增30亿吨2023年:钢铁行业电炉钢占比10%交通电动化公共领域车辆全面电动化，新增及更新公交、出租新能源比例100%新能源汽车销量预计达1650万辆，渗透率超50%2020年:新能源汽渗透率5.4%绿色建筑城镇新建建筑全面执行绿色标准，屋顶光伏覆盖率50%2024年新增绿色建筑占比超80%2020年:绿色建筑占比77%中国碳中和目标与进展（截至2025年)深度学习自主学习创设情境迁移应用任务一、构建光合作用过程的概念图分析图1，回答问题：（1）用数据说明在自然生态系统中，生物通过光合作用从大气中吸收碳的速率，与通过呼吸作用把碳排放到大气中的速率的关系。（2）人类哪些活动打破了生物圈中的碳平衡？（3）从碳吸收和碳排放的角度思考，如何恢复碳平衡？减少CO2

排放（减少碳源）和增加CO2

吸收（增加碳汇）生物光合吸收碳速率：陆地植物光合作用122+海洋植物光合作用90=212（1012/年）生物呼吸碳排放速率：土壤微生物呼吸作用60+陆地植物呼吸作用60+海洋植物呼吸作用90=210（1012/年）≈化石燃料燃烧、植被破坏等深度学习自主学习创设情境迁移应用光合作用是地球上重要的生化反应之一，在生物固碳中发挥重要作用。请从物质与能量、结构与功能的角度，用文字和箭头构建光合作用过程的概念图。回答问题：NADPH的作用是什么？①在C3的还原中作还原剂②为C3的还原提供能量深度学习自主学习创设情境迁移应用任务二、探索减少碳排放的措施减少碳排放，应减少化石燃料的燃烧并开发新能源。问题：请比较生活中用的电能、核能、氢能等新能源，哪种能源最清洁（不排放污染物）？氢

能深度学习自主学习创设情境迁移应用问题：如何制氢？电解水制氢可借助微生物光合作用和氢酶催化作用制备氢气光生物学制氢需要消耗大量电能……深度学习自主学习创设情境迁移应用已知：葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶能共同催化O2和葡萄糖生成葡萄糖酸，Mg（OH）2能

诱导绿藻絮凝从而形成厌氧环境。请分析上述资料，设计一个低氧且pH适宜的培养体系，让绿藻持续高效产氢。（要求：写出基本思路即可）在培养体系中先加入葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶去除O2，解除O2

对氢酶的抑制；再加入Mg（OH）2

中和葡萄糖酸并诱导绿藻絮凝形成厌氧环境。光生物学制氢是具有广阔前景的制氢方法，但仍存在一些问题。例如，虽然绿藻存在氢酶可把光合作用产生的H+和e-转化为氢，但光合作用产生的O2

会抑制氢酶的活性，因此绿藻产氢量很低。深度学习自主学习创设情境迁移应用研究人员的设计思路如图2-a所示，氢产量如图2-b所示。分析图2-b，可得出什么结论？该绿藻培养体系可持续高效产氢在26d中氢气的产量呈现稳定增长结果：结论：是实验过程观察到的客观现象（如数据、图像、实物变化等），是对实验事实的直接记录。是基于实验结果进行逻辑推理、归纳总结得出的观点或规律，需结合实验目的进行科学阐释。深度学习自主学习创设情境迁移应用任务三、探索增加碳汇的措施观察图1，哪些途径可以增加碳汇（增加CO2

吸收）？海洋植物光合作用固碳和陆地植物光合作用固碳深度学习自主学习创设情境迁移应用资料：海洋中分布着巨大数量的微藻。微藻通常是指含有叶绿素a能进行光合作用的微生物的总称，包括蓝细菌、绿藻等。回答问题：（2）可采取哪些措施最大程度利用微藻，使其发挥重要固碳作用？（1）微藻进行光合作用的结构或物质是什么？可优化培养条件选育高效固碳藻株……可通过诱变、驯化等方式选育和通过转基因技术构建高效固碳藻株提供充足光照、适宜温度和CO2浓度，及时补充营养物质等深度学习自主学习创设情境迁移应用研究表明NADPH的积累会导致光合速率下降，研究人员构建了NADPH消耗的转基因蓝细菌菌株（图3-a）；并研究了

NADPH消耗转基因蓝细菌菌株的特征（图3-b~c）深度学习自主学习创设情境迁移应用（1）分析图3-a，说出转基因菌株如何增加NADPH消耗？回答问题：（2）据图3-b~c能否说明此转基因蓝细菌菌株为高效固碳菌株？依据是什么？通过外源基因（CTFAB+ADC+SADH）表达的酶参与的一系列代谢过程，增加对NADPH的利用，从而实现NADPH消耗的增加能此转基因蓝细菌菌株数量的增长和CO2固定速率都显著高于野生型深度学习自主学习创设情境迁移应用蓝细菌具有自然转化的能力，即可通过基因水平转移的方式将重组基因在自然群体间传播。研究人员又在高效固碳蓝细菌中进行了如图4所示的转基因操作：敲除Pit、Pst

基因，导入HtxBCDE、PtxD

基因。请分析研究人员进行图4所示转基因操作的目的是什么？转基因菌株需要受控繁殖，以避免转基因菌株逃逸带来生物安全问题。深度学习自主学习创设情境迁移应用科研人员以小麦为例，研究了大气CO2浓度和温度升高对陆地植物固碳产生的影响，结果如图5所示。回答问题：（1）与对照组相比，实验组的小麦净光合速率有什么变化？与CT相比，C+T和CT+处理后小麦净光合速率变化不明显，但C+T+处理后净光合速率下降（2）请从增加碳汇和提高农作物产量角度提出一个新课题，对以上问题进一步研究。筛选C+T+条件下叶片固碳能力强的、产量高的品种；C+T+条件下高产作物品种的叶绿体、类囊体等结构的特征分析；C+T+条件下植物叶肉细胞中基因表达的变化分析（适应性分析），筛选优势基因等深度学习自主学习创设情境迁移应用任务四、用行动助力碳中和资料：1kg生活垃圾产生0.785kg碳排放，开车消耗1L汽油增加2.7kg碳排放，电梯上、下楼1层增加0.218kg碳排放，开空调1h时增加0.612kg碳排放，一个人1d产生的碳排放量可能远比想象多。问题：请设计1d的低碳生活，争做节能减碳“小达人”。光盘行动、垃圾分类、乘坐公共交通、节水节电等减少碳源；植树造林等增加碳汇，积极宣传低碳理念，并用行动影响他人；……迁移应用自主学习深度学习创设情境1.（2025年山东卷T16）

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H2。为研究藻释放H2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份形成松散菌-藻体，另1份形成致密菌-藻体，在CO2充足的封闭体系中分别培养并测定体系中的气体含量，2种菌-藻体培养体系中的O2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率无差异。下列说法正确的是（

）A.菌-藻体不能同时产生O2和H2B.菌-藻体的致密程度可影响H2生成量C.H2的产生场所是该藻叶绿体的类囊体薄膜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B迁移应用自主学习深度学习创设情境2.（2025年广西卷T18）

科学家利用衣藻和大肠杆菌设计了一种共培养系统。该系统中，工程化衣藻在光合作用时，会通过光呼吸竞争性消耗C5产生甘醇酸（光呼吸强度受CO2/O2比值影响）；工程化大肠杆菌利用甘醇酸合成高价值生物产品。实验过程及结果见图。回答下列问题：（1）第①阶段向培养液中通入3%CO2，目的是______________________________。（2）第②阶段大肠杆菌干重下降的主要原因是___________________________________________。为衣藻光合作用提供原料培养系统中原有的甘醇酸耗尽，大肠杆菌缺乏碳源迁移应用自主学习深度学习创设情境2.（2025年广西卷T18）

科学家利用衣藻和大肠杆菌设计了一种共培养系统。该系统中，工程化衣藻在光合作用时，会通过光呼吸竞争性消耗C5产生甘醇酸（光呼吸强度受CO2/O2比值影响）；工程化大肠杆菌利用甘醇酸合成高价值生物产品。实验过程及结果见图。回答下列问题：（3）据图分析，限制第③阶段衣藻干重增加的主要因素是____________；第④阶段衣藻和大肠杆菌的干重均增加，原因是______________________________________________________________________________________________________________________________。（4）该系统对助力实现碳中和目标的优势是__________________________________________。

光照强度光照强度提高导致衣藻光反应增强，一方面使衣藻暗反应合成有机物可以持续利用CO2合成高价值生物产品，经济效益高增多，另一方面CO2/O2比值下降使衣藻产生更多甘醇酸，为大肠杆菌提供更多碳源

迁移应用自主学习深度学习创设情境3.（2024年江苏卷T20）科研人员对蓝细菌的光合放氧、呼吸耗氧和叶绿素a含量等进行了系列研究。图1是蓝细菌光合作用部分过程示意图，图2是温度对蓝细菌光合放氧和呼吸耗氧影响的曲线图。请回答下列问题：（1）图1中H+从类囊体膜内侧到外侧只能通过ATP合酶，而O2能自由通过类囊体膜，说明类囊体膜具有的特性是_____________。碳反应中C3在_____________的作用下转变为（CH2O），此过程发生的区域位于蓝细菌的_____________中。选择透过性

ATP和NADPH

细胞质基质迁移应用自主学习深度学习创设情境3.（2024年江苏卷T20）科研人员对蓝细菌的光合放氧、呼吸耗氧和叶绿素a含量等进行了系列研究。图1是蓝细菌光合作用部分过程示意图，图2是温度对蓝细菌光合放氧和呼吸耗氧影响的曲线图。请回答下列问题：（2）图2中蓝细菌光合放氧的曲线是_____________（从“甲”“乙”中选填），理由为_________________________________________________________________________________。乙常温下光合作用产生氧气的量大于呼吸作用消耗氧气的量，这样蓝细菌才能积累有机物，正常生长繁殖

迁移应用自主学习深度学习创设情境（3）在一定条件下，测定样液中蓝细菌密度和叶绿素a含量，建立叶绿素a含量与蓝细菌密度的相关曲线，