细胞代谢相关难点分析（8大题型）解析版-2026年高考生物冲刺复习

压轴题01细胞代谢相关难点分析

（8大题型精析）

细胞代谢为高考必考主干，选择+非选择双轨覆盖，非选择为拉分核心，需重点突破。

核心考点：1.光合一呼吸综合：聚焦物质转化、能最流动及场所联动，以流程图、曲线图表为

载体。2.环境因子影响：重点掌握光照、CO?、温度等对代谢的动态作用，结合生产实践设题。

命题预测3.实验探究：紧扣单一变量、对照原则，强化变量控制、误差分析与长句规范表达。

2026命题趋势：情境化与跨学科融合加强，多取材于农业、生态等真实场景，侧.重考查科学

思维与知识迁移能力。备考关键：夯实核心过程，精练真题，熟练“原因分析、曲线解读、实

验设计”三类答题模板，高效提分。

1.光合作用和细胞呼吸的过程

2.影响光合作用的因素（三类环境因素及曲线）

3.突破开放农田与密闭温室中光合作用的两类日变化曲线

4.光合作用的“三率”分析及“点”的移动规律

高频考法

5.电子传递链问题

6.C4植物、CAM植物

7.光呼吸、光抑制与光保护

8.气孔导度、植物激素（ABA等）对光合作用的影响

・知识技法•思维

A题型01光合作用和细胞呼吸的过程

1、共性起点：他萄糖需在细胞质基质中先酵解为丙酮酸（不耗能，产少量［H］和ATP）

2、分支走向：

（1）有氧呼吸：丙酮酸进入线粒体一第二阶段（基质，丙酮酸+水fC02+［H］，不耗。2但需。而在）一第

三阶段（内膜，［川+02-水，产大量ATP）

（2）无氧呼吸：丙酮酸留在细胞质基质一第二阶段（不产ATP,［H］还原丙酮酸）一产物分两类（植物/

酵母菌：酒精+C02：动物/乳酸菌：乳酸）

3、关键提醒：

（1）无氧呼吸仅第一阶段释能，葡蜀糖中90%以上能量留存于酒精/乳酸中

（2）人体细胞特例：无氧呼吸只产乳酸，CO?唯一来源是有氧呼吸

A题型02影响光合作用的因素（三类环境因素及曲线）

1、光合作用（叶绿体）：

（1）光反应（类囊体）：光能一ATP+NADPH（色素吸能无需酹，后续需酣）

（2）暗反应（基质）：ATP+NADIT+C（）2一有•机物（光反应停后，暗反应因原料剩余可短时间进行）

2、细胞呼吸（细胞质基质+线粒体）：有机物一C02+水+ATP（与光合作用物质互逆、能量相反）

3、关键提醒：

C0场所对比：动物产C02（线粒体）；醉母菌产C02（线粒体+细胞质基质）；植物固定C02（叶绿体基

质）；蓝细菌/硝化细菌（细胞质）

4、三类核心环境因索（按影响优先级排序）：

a.光照强度：影响光反应（ATP/NADP1I生成）一曲线“低光限制一饱和稳定”

b.CO赤度：影响暗反应（卡尔文循环）一曲线“低浓度限制一饱和稳定”

c.温度：影响酶活性（光反应+暗反应均受影响）一曲线“最适温度两侧下降”

拓展：水分/矿质元素（如Mg?,影响叶绿素合成）一间接影响光合速率

A题型03突破开放农田与密比温室中光合作用的两类日变化曲线

1、开放农田（变量：光照强度+温度，CO2充足）：

曲线特征：清晨（光弱，光合（光合上升超呼吸）一正午（若气孔关闭，光合暂降）一下午（光合下降）

一傍晚（光合下降，逐渐消失）

2、密闭温室（变量：CO?逐渐减少，光照/温度变化）：

曲线特征：光合速率随CO?消耗逐渐下降（正午可能因C0坏足出现“低谷”，与开放农田的“气孔关闭

低谷”成因不同）

3、关键区分；拐点成因（开放看“光照/气孔”，密闭看“C02”）

此世下*是由千久北部分发闭.C。,双％及少

植物吸收或释放CQ,速率

号々此段下即是由

/ne干羌烟、及、

2\Jc\III：H-M'HJ/24h'｛对■叶肉钿胞：芜合〉呼攻

进t5~biH'

（代表开放农田）

-----------------2-2^---------------光合速率与呼吸速率相等卜一c点和g点

极高C。,冰度的拾花：合理密板口正真行

能积累有机物的时间（光

c~g段

曲合速率大尸呼吸速率）

线

解仃机物积累坡经的点I-----点、

读

b点

时间/24h

「判断n-（I+川）是否大于。

（代表密闭的温室大棚）一昼夜后能否

枳累有机物一比较i点Hjco；浓度是否比

提高c。,浓度的拾为：9M有虬虬、千水a点时低

除题型04光合作用的“三率”分析及“点”的移动规律

1.深度解读总光合速率与呼吸速率的关系

有机物积累量、O,释放量、co,吸收量

靖

c表示方法

一

々补作点/表能（净）光|总

光芈有机物或

1。2产生量、

合

/丁呼吸速*光照强咫速方CO2固

率法定量：卷

，

31:・…麦需法I.....-＞无他和点

黑暗环境中有机物或

。2消耗量.CO?产生是0,00.

图1光照强度对光合作用速率的影响甲「

（假定呼吸速率始终不变）图2叶肉细胞光合速率与呼吸速率救现示意图

（1）如果图1的实验对象是离体的叶肉细胞，则图2中的甲图对应的是图1中的A点，乙图对应图1中的AB

段（不含A、B两点），内图对应图1中的B点以后（不含B点），丁图对应图1中的B点。

（2）如果图1的实验对象是叶片或者植株，则图1中的4点、B点、C点分别对应图2中的里图、丙图和丙

图。

⑶如果实验对象是离体的叶绿体，则图1丕能（填“能”或“不能”）表示光照强度对其光合速率的影响,

原因是叶绿体不能进行细胞呼吸，因此光照强度为0时其C02吸收量应为0,光照强度大于0时其C02吸收

量应大于Oo

2.光补偿点、光饱和点的移动

尢合条件若变韦•,补偿他和曲薪］

环境条件变化对光合作

B点全移，。点右移,

用有利时,如光照增强、

D点向右上方移动

阴生粒物的无补CO?浓度适当升高

供,支和光饱和支

林比何生植物他芜冬会件告麦盍补偿也和中间裒）

环境条件变化对光合作

B点五移.C点左移.

用不利时，如光照减弱、

D点向左下方移动

CO?浓度适当降低

特别提醒：

1、呼吸速率上升（如升温）：COJ光补偿点右移（需更强光照/更高C02抵消呼吸消耗）

2、呼吸速率下降（如降温）：C0/光补偿点左移

3、光合能力增强（如增色素/能活性）：光饱和点（C点）右移，最大光合速率（D点）右上移

4、光合能力减弱（如缺Mg20：C点左移，D点左下移

A题型05电子传递链问题

光合磷酸化和氧化磷酸化

电子传递链和光合磷酸化ADP（PifATP+H..O

发生在叶绿体的卷翻邂g上；都通过ATP分醐把

需要光；电子供体是H?。,电子ADP磷酸化为ATP。电子传递链和彼化磷酸化

帙

受体是A程中所形成的H浓

NADP.♦间

八#同（~=ra（侬.卜）、度梯度作为动力，在隙

〔不曲姐*ATP合酶的作用下,内

服

发生在线粒入的辘L;催化ADP磷酸化成

基

ATP

不需要光；电子供体是嫉

NADH.电子受体是O?

A题型06C4植物、CAM植物

类型1G植物的C0」浓缩机制

维

维管束管

鞘细胞T・机制：叶肉细胞（含PEP竣化酶）先固定CO拄成C4-C4运输到维管束

束

・涉分啕炉

鞘纸胞f释放CO?一供卡尔文循环（Rubisco所在）

叶肉细胞

c4植物的叶片结构

・优势：PEP竣化酶对CO集和力高，可降低光呼吸

类型2景天科植物（CAM植物）的浓缩机制

•机制：夜间（气孔开放）固定CO住成有机酸一白天

（气孔关闭）有机酸释放CO2f供卡尔文循环

•优势：减少白天水分散失，同时保证光合原料

A厩型07光呼吸、光抑制与光保护

类型1光呼吸

光呼吸现象产生的分子机制是02和C0?竞争Rubisco.Rubisco既可催化C.5（RuBP）与C0?反应参与卡尔文循

环，乂可催化C5与。2反应进行光呼吸，其催化方向受0）2和0?的相对浓度影响。

光呼吸是一个高耗能的反应，正常生长条件卜光呼吸就可损耗掉光合产物的25%-30%o

•分子机制：Rubisco同时结合C0y02（竞争关系）一高。2低CO对，催化C5与。夜应（光呼吸）；高

co2te0对，催化C5与CO2M应（卡尔文循环）

•特点：高耗能（损耗25%~30%光合产物），是光合的“无效消耗”

类型2光抑制与光保护类型3光合产物及运输

光抑制机理：光合系统的破坏・PSII是光破坏的主要

场所发生光破坏后的结果：电了•传递受阻，光合效磷酸丙糖是

率下降。光合作用中

最先产生的

糖，也是光

化

氧合作用产物

的D光从叶绿体运

1一抑

蛋

白制输到细胞质

基质的主要

第一道防线:第二道防线:清除第三道防线:修复（切除形式

以执能形式机制（如类胡萝卜损伤的DI很白.新合成

散失素的保护作用等）的D1蛋白插入PSII反应光合作用产生的磷酸丙糖既可以在叶绿体中形成淀粉.

中心）A暂时储存在叶绿体中.又可以通过叶绿体膜上的磷酸

光能超过光合系统所能利用的量时,光合生物会启转运器运出叶绿体.在细胞质基质中合成蔗糖合成

动口我保护机制，光合功能卜,降,这就是光抑制现的蔗糖或临时储藏于液泡内，或从光合细胞中输出.

象光抑制现象主要发生在PSII系统。经切皮部装裁长町离运输到其他部位,

•光抑制：强光导致光合速率下降（过量光能损伤光合系统）

・光保护机制：①叶黄素耗散多余光能；②光呼吸消耗过剩ATP/NADPH；③气孔关闭减少CO源入（间

接降低光合压力）

•主要产物：蔗糖（运输形式）、淀粉（储存形式，叶绿体中合成）

•运输路径：叶肉细胞一韧皮部筛管一全身各器官（优先供给生长旺盛部位，如根尖、幼叶）

，题型08气孔导度、植物激素（ABA等）对光合作用的影响

1、气孔的开闭与影响气孔开闭的因素

（1）气孔开闭的机理与影响因素

核心机理：保卫细胞吸水（气孔开放）、失水（气孔关闭）一受细胞内（浓度、渗透压调节

（2）关键影响因素：

a.环境因素：光照（促进开放）、湿度（低湿度促进关闭）、COX衣度（高浓度促进关闭）

b.（3）激素因素：ABA（脱落酸）一促进保卫细胞失水一气孔关闭（干旱时，植物通过合成ABA减少水

分散失，同时降低CO?供应）

2、气孔导度对细胞代谢的影响

（1）气孔限制：气孔关闭一CO?供应不足一暗反应受阻一光合下降（如正午高温干旱）

（2）非气孔限制：叶绿素含量下降、酶活性降低等一即使C0疣足，光合仍下降（如植物衰老、重金属毒

害）

——•典例•靶向•突破•——

»题型01光合作用和细胞呼吸的过程

叶绿体膜上存在着同时转运ATP、ADP和Pi的载体蛋白NTT,三者的浓度梯度均是驱动NTT转运物质的

必要条件。在黑喑条件卜，NTT可以将ATP从细胞质基质转运到叶绿体基质，同时将ADP和Pi进行反向转

运。下列叙述正确的是（）

A.NTT转运物质时需与ATP、ADP、Pi同时结合，才能触发自身构象改变

B.光照充足的条件下，NTT转运物质的效率可能会下降

C.黑暗条件下，细胞质基质中供给叶绿体的ATP仅来自线粒体的有氧呼吸

D.黑暗条件下，NTT转运ATP的方式为协助扩散，转运ADP和Pi的方式为主动运输

【答案】B

【详解】A、NTT作为同时转运ATP、ADP和Pi的载体蛋白，其转运过程需要三种物质的浓度梯度驱动，但

并不意味着必须同时结合三者才能触发构象改变，教体蛋白的构象改变可能分步发生，A错误；

B、在光照充足条件下，叶绿体通过光反应合成ATP,导致叶绿体基质内ATP浓度升高，ADP和Pi浓度降低，

从而减少了细胞质基质与叶绿体之间ATP、ADP和Pi的浓度梯度，由于浓度梯度是驱动NTT转运的必要条

件，梯度减小可能导致转运效率下降，B正确；

C、黑暗条件下，细胞质基质中的ATP不仅可来自线粒体的有氧呼吸，还可来自细胞质基质中的无氧呼吸（糖

酵解）等过程，C错误；

D、根据题干，三者的浓度梯度均是驱动转运的必要条件，说明转运是顺浓度梯度进行的，黑暗条件下，ATP

从纽胞质基质进入叶绿体基质，ADP和Pi从叶绿体基质运出，均属于协助扩散，D错误。

故选B。

A班型02影响光合作用的因素（三类环境因素及曲线）

为探究蔗糖转运蛋白基因（A）对光合作用的影响，研究人员在相同条件下种植某品种水稻的野生型（WT）、

A基因敲除突变体（K0）及A基因过量表达株（0E）,测定了灌浆期旗叶（位于植株最顶端）叶绿素含量、

蔗糖含量和净光合速率，结果见下表。I可答下列问题。

净光合速率（umolmz

叶绿素含量（mgg」）蔗糖含量（mg-g1）

-s'）

WT43824

K03.25220.3

0E4.62827.7

（1）为测定水稻叶片的叶绿素含量，可用提取叶绿素。色素对特定波长光的吸收量可反映色素的

含量，为减少类胡萝卜素的干扰，应选择（填“蓝紫光”或“红光”）来测定叶绿素含量。

（2）结合上表分析蔗糖转运蛋白基因（A）过量表达会使旗叶净光合速率发生相应变化的原因：①叶绿素含

量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，光反应为暗反应提供了更多的,从

而提高了净光合速率；②__________0

（3）下图表示光照强度一定时，不司温度对水稻植株CO?吸收量和释放量的影响情况[单位：mg（m7h）]o请

回答下列问题：

CCh吸收量与释放量mg/（nP-h）

4■….光照下CCh

3.力的吸嵋

*yy_^暗中co?

:的释放蚩

nl-----1----1_!―।------>

102030温度（V）

温度从20℃上升到30℃的整个过程中，植物体内有机物的量会（填“增加”、“先增加后减少”、

“减少”或“无法判断”）。当温度升高到a点对应温度时，叶肉细胞的光合作用速率（填“大

于”“小于”或“等于"）呼吸作用速率。

【答案】（1）无水乙醉红光

（2）ATP和NADPH蔗糖转运蛋白基因的表达量较高，可以及时将更多的光合产物（蔗糖）向外运

出，从而促进旗叶的光合作用速率

（3）增加大于

【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP的生成，暗反应包括二

氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换

光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP,暗反应发生场所是叶

绿体基质中。

【详解】（1）叶绿素属于有机物，易溶于有机溶剂，因此常用无水乙醇提取叶绿素；叶绿素主要吸收红光

和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，选择红光测定叶绿素含量可以减少类胡萝卜素的干扰。

（2）光合作用主要包括光反应和暗反应阶段，其中光反应为暗反应中C3的还原提供ATP和NADPH；结合表

格可知，蔗糖转运蛋白基因过量表达株的叶片蔗糖含量显著降低，说明该基因过量表达会促进蔗糖从光合

叶片输出，减少蔗糖在叶片的积累，减弱了蔗糖积累对光合作月的抑制作用，即蔗糖转运蛋白基因的表达

量较高，可以及时将更多的光合产物（蔗糖）向外运出，从而促进旗叶的光合作用速率。

（3）图中虚线是光照下CO?吸收量，代表整株植物的净光合速率，20℃升到30℃的过程中，净光合速率始

终大于0,植物持续积累有机物，因此有机物总量一直增加；a点时整株植物的净光合速率等于整株呼吸速

率（净光合>0）,故叶肉细胞光合作用速率大于呼吸作用速率。

A即型03突破开放农田与密闭温室中光合作用的两类日变化曲线

细胞代谢中ATP合成酶的三维结构在2018年被测定，对其工作机制的研究在2019年有了突破性进展。

如图1是光合作用部分过程示意图，请据图分析并回答。

▲▲nH-

土帽.，〃上中中中②类囊体

图1

图2

(D植物细胞中含有ATP合成酹的生物膜除图中外还有_______。ATP合成酶也是运输II的载体，其在跨膜

H,浓度梯度推动下合成ATP,由此可推测卜「跨膜运输方式为______。

(2)图1中①侧所示的场所是______:物质甲从产生部位扩散至细胞外至少需要经过_______层磷脂分子。

(3)为进一步了解植物代谢机制，研究人员在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培试验。连续48h测定温室内

CQ浓度、植物C0J吸收和释放速率，得到图2所示曲线(整个过程中呼吸作用强度恒定)。请据图分析并

回答；

①如相同光照周期，改用遮阳网覆盖温室(网内光强为自然光强的1/3),c点的位置将_____o

②图2中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有一个。实验中该植物前24小时有机物积累量______(选

填＜、:、＞)后24小时有机物积累量。

(4)植物叶肉细胞在光照下存在一种吸收(以释放CO?的反应，这种反应仅在光下发生，需要叶绿体参与，并

与光合作用同时发生，称作光呼吸。光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高氟、低二氧化碳情况下

发生的一个生化过程，如图所示。回答卜.列问题：

①在光照条件下，Rubisc。催化G固定CO?生成C3,该过程发生在（填场所）中，（填

“需要”或“不需要”）消耗光反应产生的ATP和还原氢，叶肉细胞中Cs固定的CO?可以来自外界环境，还

可以来自________o

②Rubisc。还可以催化Cs与6反应，推测和CO?的比值_______（填“高”或"低”）时，有利于光呼吸

而不利于光合作用，由此写出一项提高温室中植物光合速率的具体措施：_____。

③在强光下，光反应转换的能最超过暗反应的需要，会对细胞造成伤害，此时光呼吸可以对细胞起到保护

作用，理由是,以防止它们的积累影响植物代谢。

【答案】（1）线粒体内膜协助扩散

（2）叶绿体基质8

（3）上移4<

（4）叶绿体基质不需要光呼吸和细胞呼吸高增施农家肥，提高温室中C02的浓

度光呼吸可以消耗过剩的能量

【分析】题图分析，图1中有水的光解和ATP合成的过程，图1的②侧是叶绿体类囊体薄膜，是光合作用

光反应的场所，甲为氧气，图1中的①侧是叶绿体基质，是发生暗反应的过程。图中ATP合成过程消耗的

是氢离子的电化学梯度势能；图2中的C02吸收速率为可表示该植物的净光合速率，室内C02浓度变化可

表示该植物有机物的积累量。从曲线可知实验的前3小时内植物只进行呼吸作用，6h时叶肉细胞呼吸速率

与光合速率相等，此时细胞既不从外界吸收也不向外界释放C02,其呼吸产生的C02正好供应给光合作用，

所以呼吸速率与光合速率相等的时间点有4个，即6、18、30、42小时。

【详解】（1）植物细胞中含有A7P合成的的生物膜除图中所示的叶绿体类囊体薄腴外，还有线粒体内膜，

该处可以发生有氧呼吸的第三阶段，产生大量的ATP。结合图示可知，ATP合成施也是运输H+的载体，其在

跨膜H+浓度梯度推动下合成ATP,由此可推测H+跨膜运输方式为协助扩散。

（2）图1中有水的光解和ATP合成的过程，图1的②侧是叶绿体类囊体薄膜，是光合作用光反应的场所,

图1中的①侧是叶绿体基质，是发生暗反应的过程。物质甲是光反应的产物氧气，其从产生部位扩散至细

胞外需要经过类囊体薄膜（1层膜）、叶绿体膜（2层膜）、细胞膜（1层膜），共4层膜，每层膜有2层

磷脂分子，所以至少需要经过8层磷脂分子。

（3）①如改用遮阳网覆盖温室进行实验，则光合速率下降，利用的二氧化碳减少，因此实验结束后室内二

氧化碳将升高，即c点的位置将上移。

②当呼吸速率与光合速率相等时，从外界吸收C02速率为零，据曲线可知，呼吸速率与光合速率相等的时

间点有4个，即6、18、30、42小时。由温室内C02浓度变化曲线看出，前24小时温室中C02浓度不变，

说明该时段内植物有机物无积累，而后24小时C02浓度减少，而减少的二氧化碳是被植物吸收用于积累有

机物的过程，说明该时段内植物体内有机物有积累，因此可说明前24小时有机物积累量V后24小时有机

物枳累量。

（4）①在光照条件下，Rubisco催化C5与C02反应生成C3的过程称为C02的固定，该过程发生在叶绿体

基质中，不需要消耗光反应产生的ATP和还原氢，C5固定的C02可以来自光呼吸、细胞呼吸和外界环境（大

气）。

②由题干信息可知，当02浓度较百、C02浓度较低时，即（）2和C02的比值高时，有利于光呼吸而不利于光

合作用，要想提高温室中植物的光合速率，可以适当提高温室中C02的浓度（比如可增施农家肥），提高

暗反应速率。

③当光反应转换的能量超过暗反应需要时会伤害细胞，由题图分析可知，光呼吸可以消耗过剩的能量（ATP

和NADPH）,对细胞起到保护作用，以防止它们的积累影响植物代谢.

A题型04光合作用的“三率”分析及“点”的移动规律

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COz吸收量，据图分析BC段限制光合作用的因素是CO?浓度

C.若曲线代表CO」吸收量，温度降为15c后，A点上移，B点左移

D.若曲线代表5释放量，光照强度为8时，植物产生的Q量为16

【答案】C

【详解】A、图示曲线为北极柳植株的光合作用、呼吸作用过程中相关气体含量变化曲线，B点时气体变化

是0,说明此时植物的光合速率等于呼吸速率，则叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，

A错误；

B、若曲线代表C02吸收量，BC段随光照强度增大，C02的吸收量也在增大，故BC段限制光合作用的因素

是光照强度，B错误；

C、图中I0AI可表示植物的呼吸作用强度，B是光补偿点，该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为

15c和20C,图示为20℃条件，即呼吸作用最适温度测得的曲线，温度降为15℃后，呼吸作用降低，光合

作用增强，A点上移，B点左移，C正确；

D、植物产生的02量指总光合作用，其值为净光合作用+呼吸作用，故为8+4=12,D错误。

故选以

A题型05电子传递链问题

据材料回答问题：

材料1：光系统是由蛋白质和叶绿素等光合色素组成的复合物，具有吸收、传递和转化光能的作用，包括光

系统【（PSI）和光系统I［（PSH）。

材料2：电子传递过程是高电势到低电势，因此，电子传递过程中释放能最，质体酿（PQ）利用这部分能量

将质子（1「）逆浓度从叶绿体基质侧泵入囊腔侧，从而建立了质子浓度（电化学）梯度。类囊体膜对质子是

高度不通透的，因此，类囊体内的高浓度质子只能通过ATP合成酶顺浓度梯度流出，而ATP合成酶利用质

子顺浓度流出的能量来合成ATPo

图1

材料3：研究发现，PSII光复合体上的蛋白质LHCH,通过与PSII结合或分离来增强或减弱对光能的捕获（如

图所示）。LHCH与PSII的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。

,・…----_-----.・…强.

类囊体膜LHCDpsnLHCD

——~——…廉

图2

（1）图1中。2是水光解的产物，其中需要的光能是通过（填“PSI”或“PS1I”）吸收利用的。电子

传递链中电子供体是____：最终电子受体是O同一个细胞，水光解产生的若被有氧呼吸利用，最

少要穿过层膜。

⑵质体醍（PQ）传递质子的运输方式为——，H'通过ATP合酶的运输方式为—。ATP合酶的功能。

（3）叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，PSI【光复合体对光能的捕获_____（“增强”“减弱”）,根据材

料信息并结合图2说明，弱光下植物调节捕获光能的机制。

【答案】（1）PSII1120NADP+5

（2）主动运输协助扩散催化ATP合成、运输H+

（3）增强弱光下，LHC蛋白激酶活性降低，LHCII与PSH分离减少，PSH光复合体捕获光能增强

【详解】（1）从图1可知，水光解产生02需要的光能是通过PSH吸收利用的。水光解产生电子、氧气和

H+,所以电子传递链中电子供体是H20。NADP+接受电子并与H+在PSI处结合形成NADPH,因此最终电子受

体是NADP+。水光解产生02的场所是类囊体腔，02若被同一个细胞的有氧呼吸利用，需要从类囊体腔穿出

类囊体膜（1层）、穿出叶绿体膜（2层）、进入线粒体膜（2层），共穿过5层膜.

(2)材料2表明，质体醍(PQ)利用电子传递过程中释放的能量将质子(H+)逆浓度从叶绿体基质侧泵入

囊腔侧，这种运输方式是主动运输。类囊体内的高浓度质子通过ATP合成酶顺浓度梯度流出，H+通过ATP

合酶的运输方式为协助扩散。从材料2可知，ATP合酶既能催化ATP的合成，还能运输H+。

(3)材料3指出，LHCH与PSII的分离依赖LHC蛋白激酶的催化，叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，LHC

II与PSH分离减少，更多的LHCH与PSH结合，会增强PSII光复合体对•光能的捕获。依据材料3和图2,

弱光下LHC蛋白激酹活性降低，LHCII与PSII分离减少，更多的LKII与PSII结合，从而增强对光能的捕获，

以适应弱光环境。

A题型06C4植物、CAM植物

1、3途径是除卡尔文循环(G途径)外的另•种独特的C0z固定途径，因固定CO2的最初产物是四碳化合物

而得名，具有G途径的植物称之为G植物。沙拐枣是甘肃荒漠生态系统中重要的G植物。如图为沙拐枣的

叶肉细胞和维管束鞘细胞(叶绿体无基粒)中部分物质代谢过程，其中Rubisc。和PEP竣化的代表参与代

谢的酶。请回答下列问题:

叶肉细胞维管束箭细胞

(1)沙拐枣叶片光反应发生在_____的叶绿体中，固定C0?的细胞是o

(2)在相同的高温、高光照环境下，G植物的光能转化为糖类中化学能的效率比G植物几乎高两倍，从的的

角度分析，原因可能是<,通过苹果酸定向运输和转化，提高了细胞中的CO?

浓度，进而提高了光能转化效率。

(3)结合呼吸作用及图示分析，沙拐枣维管束鞘细胞中的丙酮酸可来自,叶肉细胞中丙酮酸可

用于o

(4)结合呼吸作用及图示分析•，参与卡尔文循环的CO?可来自(填物质)，丙糖磷酸的去处有合成淀粉、

【答案】(1)叶肉细胞叶肉细胞和维管束鞘细胞

(2)PEP竣化酶与C02的亲和力大于Rubisco维管束鞘

(3)有氧呼吸第一阶段(或葡萄糖的分解)、苹果酸的分解有氧呼吸第二阶段(或生成C02)、

PEP的形成（或PEP的再牛.）

（4）丙酮酸，苹果酸合成蔗糖

【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段：1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色

素吸收的光能将水分解为氧和H+,氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶H（XADP+）结合，形

成还原型辅随II（NADPH）,还原型辅的II作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部

分能量供暗反应阶段利用。在有关陋的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。2、暗反应在叶

绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催

化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳

化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类：另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系

列变化，又形成五碳化合物。

【详解】（1）沙拐枣叶片的维管束鞘细胞中的叶绿体无基粒，不能进行光反应，因此沙拐枣叶片的光反应

发生在叶肉细胞的叶绿体中。叶肉细胞可将C02在PEP峻化酶的催化下生成草酰乙酸，结合C3途径，C02

的固定可发生在叶肉细胞和维管束鞘细胞。

（2）在相同的高温、高光照环境下，C4植物的光能转化为糖类中化学能的效率比C3植物几乎高两倍，说

明PEP竣化酶与C02的亲和力大于Rubisco,能够将更多的C02固定下来，再通过苹果酸定向运输和转化，

提高维管束鞘细胞中C02的浓度，进而提高光能转化效率。

（3）结合呼吸作用及图示可得出，沙拐枣维管束鞘细胞中的丙酮酸可来源于有氧呼吸第一阶段葡萄糖的分

解、苹果酸的分解，而叶肉细胞中丙酮酸可用于有氧呼吸第二阶段生成CQ2、PEP的形成.

（4）结合呼吸作用及图示分析，参与卡尔文循环的C02来自丙桐酸和苹果酸。由图可知，丙糖磷酸可合成

淀粉，还可合成蔗糖，随后运入维管束。

2、CAM植物（如仙人掌）适应干旱环境的能力极强，其独特的0灰固定时间分配机制可减少水分散失，该机

制是植物适应性进化的典型案例。下列关于CAM植物（如仙人掌）C0?固定特点的叙述，正确的是（）

A.白天开放气孔吸收C02,夜诃进行卡尔文循环

B.夜间开放气孔吸收CO”生成苹果酸储存在液泡中

C.叶肉细胞和维管束鞘细胞分工完成CO2固定

I）.光合速率不受光照强度影响

【答案】B

【详解】A、CAM植物在白天关闭气孔以减少水分散失，因此白天不开放气孔吸收CO2；其卡尔文循环（暗反

应）主要在白天利用夜间固定的CO世行，A错误；

B、CAM植物在夜间开放气孔吸收C02,通过PEP瘦化酶固定CO在.成草酰乙酸，并转化为苹果酸储存于液泡

中；白天再释放CO?供卡尔文循环使用，B正确；

C、叶肉细胞与维管束鞘细胞分工协作是C4植物（如玉米）的特点，CAM植物仅由叶肉细胞完成CO2固定与

卡尔文循环，C错误；

D、光照强度直接影响光反应阶段ATP和［H］的合成，进而影响卡尔文循环速率，因此CAM植物的光合速率

仍受光照强度影响，D错误。

故选

A题型07光呼吸、光抑制与光保护

1、当光照过强，植物吸收的光能超过植物所需时，会导致光合速率下降，这种现象称为光抑制。强光条件

下，叶肉细胞内因NADP.不足、0?浓度过高，会生成•系列光有毒产物，若这些物质不能及时清理，会攻击

叶绿素和PSH反应中心（参与光反应的色素-蛋白质复合体）的D1蛋白，使D1蛋白高度磷酸化，并形成

01蛋白交联聚合物，从而损伤光合结构。而类胡萝卜素能清除光有毒产物，有保护叶绿体的作用（部分过

程如下图）。请回答下列问题：

以热能形式散失类胡萝卜素的保护作用等）伤的D1蛋白，新合成的D1蛋

白插入PSI【反应中心）

（i）psn反应中心位于________上，强光条件下，叶肉细胞内浓度过高的原因有.

（2）Rubisco是一个双功能酶，既能催化点与CO?发生竣化反应固定C02,又能催化C5与0?发生加氧反应进行

光呼吸，其催化方向取决于C0?和0?相对浓度。强光下叶肉细胞的光呼吸会增强，原因有o光

呼吸抵消了约30%的光合储备能量，但光呼吸对光合作用不完全是消极的影响，光呼吸还会（填“增

强”或“缓解”）光抑制，对细胞有重要的保护作用。

（3）D1蛋白是PSH反应中心的关键蛋白，D1蛋白受损会影响光反应的正常进行。植物在长期进化过程中形

成了多种方法来避免或减轻光抑制现象，例如，减少光的吸收、适度的光呼吸、等（答出1

点即可）。

（4）为研究光抑制后D1蛋白的修复过程，科学家利用光抑制处理的菠菜叶圆片按如下流程进行实验：光抑

制处理的叶圆片一叶绿体蛋白质合成阻断剂（作用时长有限）溶液浸泡一取出叶圆片一弱光（或暗）处理

不同M间一测量结果，实验数据如下表：

处理时间

处理条

指标

件

0lh2h7h

弱光10()66.765.870.5

D1蛋白总量(%)

暗10092.492.592.3

弱光7455.254.457.1

D1蛋白磷酸化比例(%)

!1.77473.472.272.7

弱光

D1蚩白交联聚合物比例0.250.050.010.01

(%)暗0.250.240.230.25

①表中数据说明光抑制叶片中D1蛋白的降解依赖于________条件，D1蛋白的降解过程会使D1蛋白磷酸化

比例、D1蛋白交联聚合物比例均________(填“升高”、“不变”或“降低”)。

②为研究D1蛋白降解过程是先发生D1蛋白去磷酸化，还是先发生D1蛋白交联聚合物解聚，科学家用氟化

钠处理叶片抑制D1蛋白去磷酸化后，结果显示D1蛋白总量几乎无变化，但1)1蛋白交联聚合物则明显减少。

据此写出D1蛋白降解过程：D1蛋白降解依赖的环境条件-~~【)1蛋白降解。

③弱光处理7h后，D1蛋白总量略微增加最可能的原因是。

【答案】(1)类囊体薄膜强光条件下，光反应增强产生更多的02；气孔关闭，叶肉细胞释放的

02量减少

(2)叶肉细胞内02浓度升高，C02浓度降低，Rubisco更倾向于催化C5与02发生反应缓解

⑶提高光合速率从而增加对光的利用

(4)弱光降低D1蛋白交联聚合物解聚1)1蛋白去磷酸化7h时叶圆片中蛋白质合成

阻断剂的抑制作用几乎消失，有少量的D1蛋白合成

【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、

传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP,暗反应发

生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合

物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。

【详解】(1)PSII反应中心是参与光反应的色素一蛋白质复合体，光反应的场所是类囊体薄膜，因