专题02 细胞的代谢-2025年高考生物 热点 重点 难点 专练（上海专用）

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1.重难诠释：知重难、攻薄弱（常考知识归纳+易错易混归纳）
2.创新情境练：知情境、练突破（10min限时练)
3.限时提升练：综合能力提升（30min限时练）
常考知识点归纳（7大常考点）
常考知识点归纳1主动运输的类型
ATP驱动：ATP驱动是直接消耗ATP的主动运输。运输物质的蛋白质既是载体也是催化ATP水解的酶。
协同转运：不直接消耗ATP，转运蛋白能同时顺浓度运输一种物质和逆浓度运输另一种物质，顺浓度运输物质时可以释放电化学势能(或浓度梯度势能)，驱动另一种物质的逆浓度运输。而顺浓度梯度是由ATP驱动的方式建立起来的，因此，协同转运是一种间接消耗ATP的主动运输。
光驱动：主要发现于细菌细胞，光驱动蛋白可以利用光能逆浓度运输物质。如菌紫红质利用光能驱动H+的转运。
常考知识点归纳2酶抑制剂原理
（1）概念：有一些物质会对酶产生抑制作用，引起酶的活性降低或丧失，这类物质统称为酶抑制剂。
（2）常见的抑制形式：
①（竞争性）抑制剂与底物竞争酶的活性中心，减少底物与酶的有效结合；
②（非竞争性）抑制剂与酶的其他部位结合，改变了酶的空间结构，使酶的活性中心不能与底物有效结合 。
（A）抑制剂与底物竞争酶的活性中心 （B）抑制剂引起酶活性中心空间结构改变
常考知识点归纳3光合作用和呼吸作用图解
（1）光合作用图解
（2）呼吸作用图解
常考知识点归纳4细胞呼吸的影响因素及其应用
1．内部因素
(1)遗传特性：不同种类的植物呼吸速率不同。
实例：旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。
(2)生长发育时期：同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同。
实例：幼苗期呼吸速率高，成熟期呼吸速率低。
(3)器官类型：同一植物的不同器官呼吸速率不同。
实例：生殖器官大于营养器官。
2．外界因素
(1)温度
①原理：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸速率。（和酶活性曲线相似）
②应用：储存水果、蔬菜时应选取零上低温。
(2)O2浓度
①原理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。
②a.O2浓度低时，无氧呼吸占优势。
b．随着O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。
c．当O2浓度达到一定值后，随着O2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。
蔬果储存p点（总的CO2释放的最低点）
③应用
a．选用透气的消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸。
b．作物栽培中及时松土，保证根的正常细胞呼吸。
c．提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。
d．稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡。
(3)CO2浓度
①原理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。
②应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。
(4)含水量
①解读：一定范围内，细胞中自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。
②应用：粮食储存前要进行晒干处理，目的是降低粮食中的自由水含量，降低细胞呼吸强度，减少储存时有机物的消耗。水果、蔬菜储存时保持一定的湿度。
常考知识点归纳5光合作用暗反应中 C3和C5含量变化
常考知识点归纳5光合作用受环境因素影响
1、光照
(1)光照时间：光照时间延长可以提高光能利用率。方法主要是轮作(一年两茬或三茬)。
(2)光质
①原理
a．叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。
b．叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大。
c．单色光中，蓝紫光下光合速率最快，红光次之，绿光最差。
②应用
a．大棚薄膜的选择：无色透明大棚能透过日光中各色光，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以无色透明的大棚中植物的光合效率最高。
b．补充单色光的选择：蓝紫光。
(3)光照强度
①原理
光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速率加快，产生的[H]和ATP增多，使暗反应中还原过程加快，从而使光合作用产物增加。
②植物三率间关系
a．呼吸速率：植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下测得的值——单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。
b．净光合速率：植物绿色组织在有光条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量。
c．真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
③曲线模型及分析
在一定范围内随光照强度的增加，光合作用速率加快，光照强度增强到一定程度后光合作用速率就不再增加(限制因素：酶、光合色素和CO2浓度等)。
O点：只进行呼吸作用，不进行光合作用。
OA段：光合作用速率小于呼吸作用速率。
A点：光合作用速率等于呼吸作用速率。此时的光照强度为光补偿点。
AC段：光合作用速率大于呼吸作用速率且随光照强度的增强而增大。
C点：光合作用速率达到最大。
B点：光饱和点，即达到最大光合速率时的最低光照强度。
④应用：间作套种农作物和林带树种的合理搭配可以提高光能利用率；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。
(4)同一植株中气体在不同状况下代谢特点及代谢强度的规律
①黑暗状况时，植物只进行细胞呼吸，此时植物从外界吸收O2，并将细胞呼吸产生的CO2释放到体外(如图所示)。
②有光条件下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸。
a．若细胞呼吸的速率大于光合速率，线粒体不仅吸收光合作用产生的O2，还需从外界环境中摄取O2，细胞呼吸释放的CO2被叶绿体吸收，多余的被排出。(如图1)
b．若细胞呼吸速率等于光合速率，植物与外界不进行气体交换，即细胞呼吸产生的CO2正好被光合作用暗反应吸收，光合作用产生的O2正好被细胞呼吸第三阶段所利用。(如图2)
c．较强光照时，植物光合速率大于细胞呼吸速率，释放的O2除部分用于细胞呼吸外，还有部分被释放出去。(如图3)
2．CO2浓度：CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成。
(1)描述：在一定范围内随CO2浓度的增大，光合速率逐渐增加，当CO2浓度达到一定值时，再增大CO2浓度，光合作用速率将不再增加。图乙中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。
(2)CO2饱和点和补偿点
①CO2饱和点：光合速率达到最大值时环境中CO2浓度称CO2饱和点(B点和B′点)。
②CO2补偿点：植物光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点(A点)。
(3)应用：在农业生产上可以通过“正其行、通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光能利用率。
3．温度：温度对光合作用的影响是通过影响与光合作用有关的酶的活性来实现的(主要制约暗反应)。
(1)描述：在一定范围内，随温度的升高，酶的活性增强，光合作用速率提高。超过最适温度，随温度的升高，光合作用速率下降。
(2)应用
温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用强度；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸强度，保证植物有机物的积累。
4．水：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质。另外，水还能影响气孔的开闭，从而间接影响CO2进入植物体，所以水对光合作用有较大的影响。
应用：生产上为保证植物光合作用的正常进行，常采用预防干旱(如雨后中耕松土，其目的之一就是减少土壤中水的散失；地膜覆盖，一方面是为了保温，另一方面是为了保水)和及时灌溉等措施。
5．矿质元素：绿色植物进行光合作用时，需要多种必需的矿质元素。
应用：根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可提高农作物产量。
常考知识点归纳6 C3、C4、CAM植物
自然界中的绿色植物根据光合作用暗反应过程中CO2的固定途径不同可以分为C3、C4和CAM三种类型。
1.C3途径
也称卡尔文循环[固定CO2的初产物是三碳化合物(C3)]，整个循环由RuBP(C5)与CO2的羧化开始到RuBP(C5)再生结束，在叶绿体基质中进行，可合成蔗糖、淀粉等多种有机物。常见C3植物有大麦、小麦、大豆、水稻、马铃薯等。
2.C4途径
（1）[固定CO2的初产物是四碳化合物(C4)]研究玉米的叶片结构发现，玉米的维管束鞘细胞和叶肉细胞紧密排列(如图1)。
（2）叶肉细胞中的叶绿体有类囊体能进行光反应，同时，CO2被整合到C4化合物中，随后C4化合物进入维管束鞘细胞，在维管束鞘细胞中，C4化合物释放出的CO2参与卡尔文循环，进而生成有机物(如图2)。
PEP羧化酶被形象地称为“CO2泵”，它对CO2的亲和力约是Rubisc的60倍，所以C4植物能利用叶肉细胞间隙含量很低的CO2进行光合作用，反应的空间分离导致维管束鞘细胞中CO2浓度比叶肉细胞增加10倍，从而确保在CO2受限的条件下进行高效地碳固定。C4植物通常生长在强光环境中，光合作用速率在所有植物中最高，如玉米、甘蔗、高粱等
3.CAM途径
在CAM植物中，碳捕获和固定的反应在时间上是分离的。首先，在晚上(此时蒸腾速率低)捕获CO2，然后转变成苹果酸存储在液泡中。到了白天，气孔关闭，苹果酸脱羧，使得叶绿体中Rubisc周围CO2浓度升高。大量的苹果酸存储需要更大的液泡和细胞，因此CAM植物一般具有肉质的茎叶。常见的CAM植物有仙人掌、芦荟、龙舌兰、长药景天、菠萝等。
常考知识点归纳7光呼吸
光呼吸是所有进行光合作用的细胞(该处“细胞”包括原核生物和真核生物，但并非所有这些细胞都能进行完整的光呼吸)在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程。该过程以光合作用的中间产物为底物，吸收氧、释放二氧化碳。
光呼吸的起因
二氧化碳和氧气竞争性地与Rubisc结合，当二氧化碳浓度高时，Rubisc催化RuBP与二氧化碳形成两分子C3进行卡尔文循环；当氧气浓度高时，Rubisc催化RuBP与氧气形成1分子C3和1分子磷酸乙醇酸(C2)，其中C3进入卡尔文循环，而磷酸乙醇酸脱去磷酸基团形成乙醇酸，乙醇酸就离开叶绿体，走上了光呼吸的征途，这条路艰难而曲折，有害也有利。基本过程如图所示。
易错易混归纳
少部分的水分子通过自由扩散进出细胞，大部分的水分子通过协助扩散进出细胞（借助水通道蛋白）。
协助扩散可以利用通道蛋白和载体蛋白，而主动运输只有利用载体蛋白。
胞吞胞吐不需要转运蛋白的协助，但是需要膜蛋白的帮助，例如细胞在胞吞时，首先大分子或颗粒物与质膜上的受体结合，引起质膜内陷将其包裹后形成小囊泡，随后小囊泡从质膜上脱离下来进入细胞内部。
胞吐不是只能运输大分子物质，也可以运输小分子物质，如神经递质。
被动运输和主动运输主要体现了膜的选择透过性，胞吞、胞吐主要体现了膜的流动性。
6、在质壁分离和质壁复原实验中，如果发生质壁分离不能复原，可能是因为外界溶液浓度过大或者是细胞失水时间过长，从而导致细胞过度失水而死亡。
7、在质壁分离实验中，若使用高浓度 KNO3， NaCl等溶液做实验会出现自动复原现象，这是因为K+、NO3-等物质会穿过半透膜转移到细胞内而引起细胞液浓度升高，从而引起水分子再次被吸收到细胞内。
8、酶的最适PH和最适温度不受其他外界因素的影响（即不同温度下，酶的最适PH为同一个值，最适温度同理）。
9、ATP是细胞中主要的直接供能物质，但不是唯一的直接供能物质，例如GTP、CTP等也是细胞中的直接供能物质。
10、细胞有氧呼吸中产生的绝大部分能量以热能的形式散失，少部分用于合成ATP。
11、细胞无氧呼吸中，只有糖酵解阶段有能量释放以及形成ATP，无氧呼吸第二阶段，不产生能量，能量保存于乳酸或酒精中。
（建议用时：10分钟）
2、（2024·上海松江·一模）酸雨可导致土壤中可溶性铝含量增加，引起植物细胞内Al3+水平过高，诱导大量活性氧产生，损坏生物膜，造成核酸与蛋白质损伤，致使剪股颖等草坪植物受灾。下图1为铝胁迫时，剪股颖根细胞通过合成并积累GABA进行调节的一种机制。
(1)据图，铝离子进入根细胞的方式是______。
A．自由扩散B．协助扩散
C．主动运输D．胞吞
(2)铝胁迫时，植物根部可能被抑制的过程有 。（编号选填）
①细胞生长 ②细胞分裂 ③细胞衰老 ④细胞死亡 ⑤细胞分化
(3)据图，以下说法正确的是______。
A．分泌后的苹果酸能阻止Al3+进入细胞
B．苹果酸和柠檬酸在应对铝胁迫中起协同作用
C．细胞通过调节苹果酸和柠檬酸应对铝胁迫的方式属于负反馈调节
D．GABA加入三羧酸循环可促进该细胞的光合作用
(4)据图，根细胞受铝胁迫时，GABA可以作为 。（编号选填）
①能源物质 ②结构成分 ③信息分子 ④遗传物质 ⑤碳链参与物质转化
为探究外源GABA对铝胁迫下剪股颖的作用，设计四组实验，并测定各组剪股颖叶片的O2产生速率、叶绿素a含量、SOD基因表达量，结果如图2，不同字母表示检测结果间有显著差异。SOD基因表达的超氧化物歧化酶（SOD）可以将活性氧转化为氧气。
(5)组②～④中，使用的溶剂是______。
A．全营养液B．蒸馏水
C．无菌水D．土壤悬浊液
(6)该实验中，测定叶绿素a含量的方法应是______。
A．层析法B．凝胶电泳
C．分光光度法D．PCR
(7)SOD基因表达量的检测指标可以是______。
A．胞间的氧气浓度B．SOD基因的含量
C．SOD基因的mRNA含量D．SOD含量
(8)综合以上信息和所学知识分析，导致剪股颖受铝胁迫时检出产生速率变化的可能原因是 。（编号选填）
①叶绿素a含量降低 ②光反应速率增加 ③活性氧增加 ④SOD基因表达增强
(9)结合图1、图2及所学知识，阐述GABA缓解剪股颖受铝胁迫毒害的机制 。
【答案】(1)B
(2)①②⑤
(3)ABC
(4)①③⑤
(5)A
(6)C
(7)CD
(8)③
(9)GABA促进了苹果酸和柠檬酸的转化，且促进了苹果酸和柠檬酸转运蛋白对苹果酸和柠檬酸的转运，导致苹果酸和柠檬酸在细胞外与Al3+结合，则Al3+进入细胞的数量减少；同时，GABA能增加铝胁迫处理的叶绿素a含量，增强了SOD基因的表达，避免了活性氧的积累，从而缓解了铝胁迫对剪股颖的毒害。
【分析】1、二氧化碳和光照强度会影响光合作用程度，叶片中的气孔导度会影响叶片对二氧化碳的吸收量进而影响光合作用程度，光合色素含量会影响叶绿体对光能的利用率。
2、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）据图可知，铝离子通过通道蛋白进入细胞，属于协助扩散，B符合题意。
故选B。
（2）诱导大量活性氧产生，损坏生物膜，造成核酸与蛋白质损伤，则会影响细胞的生长、细胞分裂和细胞分化，即①②⑤过程被抑制；促进了细胞的死亡和衰老。
故选①②⑤。
（3）A、分泌后的苹果酸能结合Al3+，从而阻止Al3+进入细胞，A正确；
B、苹果酸和柠檬酸都能结合Al3+，从而阻止Al3+进入细胞，所以苹果酸和柠檬酸在应对铝胁迫中起协同作用，B正确；
C、当出现铝胁迫时，剪股颖根细胞通过合成并积累GABA进行调节，从而降低了铝胁迫的毒害，则说明细胞通过调节苹果酸和柠檬酸应对铝胁迫的方式属于负反馈调节，C正确；
D、GABA加入三羧酸循环后，暗反应形成的苹果酸和柠檬酸被转运出细胞，则光合作用产物减少，说明抑制了该细胞的光合作用，D错误。
故选ABC。
（4）GABA不是遗传物质；GABA可进入三羧酸循环，是能源物质；据图，根细胞受铝胁迫时，剪股颖根细胞通过合成并积累GABA进行调节，则GABA可以作为③信息分子，并且通过转化形成了苹果酸和柠檬酸，⑤碳链参与物质转化，不是结构成分，则③⑤符合题意。
故选①③⑤。
（5）对照组使用的是全营养液，是为了排除无关因素的影响，则说明组②～④中，使用的溶剂是全营养液，A符合题意。
故选A。
（6）A、层析法可以分离色素，但是不能测定色素的含量，A错误；
B、凝胶电泳可分离水溶性的物质，不能测定含量，B错误；
C、测定叶绿素含量的方法是分光光度法，C正确；
D、PCR是体外扩增DNA的方法，D错误。
故选C。
（7）A、据图可知，胞间的氧气浓度与SOD的表达量没有一一对应的关系，A错误；
B、不同处理的细胞中的SOD基因的含量不会发生改变，B错误；
C、SOD基因表达包括转录，则可通过检测SOD基因的mRNA含量来检测SOD基因的表达量，C正确；
D、SOD基因表达产物是SOD，所以可检测SOD的含量检测SOD基因的表达量，D正确。
故选CD。
（8）①据图可知剪股颖受铝胁迫时叶绿素a含量降低，可能导致O2产生速率下降，①错误；
②光反应需要叶绿素的参与，据图可知叶绿素a含量降低，则光反应速率降低，②错误；
③剪股颖受铝胁迫时，诱导大量活性氧产生，损坏生物膜，③正确；
④据图2可知，剪股颖受铝胁迫时，SOD基因表达降低，④错误。
故选③。
（9）结合图1、图2及所学知识可知，剪股颖受铝胁迫时，GABA促进了苹果酸和柠檬酸的转化，且促进了苹果酸和柠檬酸转运蛋白对苹果酸和柠檬酸的转运，导致苹果酸和柠檬酸在细胞外与Al3+结合，则Al3+进入细胞的数量减少；同时，GABA能增加铝胁迫处理组的叶绿素a含量，增强了SOD基因的表达，避免了活性氧的积累，从而缓解了铝胁迫对剪股颖的毒害。
（建议用时：30分钟）
1、光呼吸是植物的绿色部分在光照条件下消耗氧气并释放CO2的过程，会导致光合作用减弱、作物减产。研究人员为获得光诱导型高产水稻，在其叶绿体内构建一条光呼吸支路（GMA途径）如图1中虚线框内所示。
(1)图1所示光呼吸过程中，O2与CO2竞争结合 ，抑制了光合作用中的 阶段。同时乙醇酸从叶绿体进入过氧化物酶体在 酶的参与下进行代谢，造成碳流失进而导致水稻减产。
(2)卡尔文循环过程中发生的物质或能量转变是_____。
A．光能→电能→ATP、NADPHB．ATP、NADPH→糖类
C．糖类→ATP→电子传递链→ATPD．乙酰辅酶A→NADH→ATP
(3)在光照条件下图1所在细胞产生CO2的途经有 。（编号选填）
①线粒体中甘氨酸分解 ②细胞呼吸过程 ③叶绿体中丙酮酸分解
(4)研究人员将外源G酶、A酶和M酶的基因导入水稻细胞，使其在光诱导下表达，并在叶绿体中发挥作用。检测发现，转基因水稻的净光合速率、植株干重等方面均高于对照组。可利用图2所示模型解释其原因，但图中编号所示存在两处错误，请指出错误编号并改正 。
(5)在转基因水稻的叶肉细胞中会发生的是 。（编号选填）
①RNA合成②蛋白质合成④染色质螺旋化为染色体⑤着丝粒分裂③同源染色体分离
研究人员测定了一天中早8点至晚18点时间段转基因水稻叶片中外源G酶基因的表达量，以及G酶总表达量随时间的变化情况（如图）。
(6)外源G酶基因表达量与PFD（代表光合有效光辐射强度）大致呈正相关，仅在14时明显下降，由此推测外源G酶基因表达除光强外，还可能受 等因素的影响。（编号选填）
①温度 ②CO2浓度 ③气孔导度
(7)据图推测13时转基因水稻_____。
A．内源G酶表达量显著升高B．乙醛酸转变为甘氨酸增多
C．消耗氧气增多D．光呼吸增强
(8)茎中光合产物的堆积会降低水稻结实率而减产，而本研究中GMA途径的改造并未降低水稻的结实率。结合上述研究将以下说法排序成合理解释：尽管GMA途径促进叶片产生较多光合产物→_____→_____→_____水稻茎中有机物不至于过度堆积而保证结实率。
A．光呼吸增强使得光合产物未爆发式增加
B．光合产物可以及时运输到籽粒
C．G酶表达量的动态变化，使中午进入GMA途径的乙醇酸未显著增加
【答案】(1) R酶 碳反应（暗反应） G
(2)B
(3)①②③
(4)③“A酶”改为“G酶”（“A酶”改为“G酶、M酶、A酶”）；⑤“CO2/O2↓”改为“CO2/O 2↑”
(5)①②
(6)①②③
(7)ABCD
(8)CAB
【分析】光合作用的过程十分复杂，它包括一系列化学反应。根据是否需要光能，这些化学反应可以概括地分为光反应和暗反应（碳反应）两个阶段。光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫作光反应阶段。光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段。暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的。
【详解】（1）据图1分析，CO2与R酶结合后进行光合作用的暗反应阶段，同时O2也能够和R酶结合生成2-PG，所以光呼吸过程中，O2与CO2竞争结合R酶，从而抑制了光合作用中暗反应的进行。同时乙醇酸从叶绿体进入过氧化物酶体在G酶的参与下与氧气结合生成过氧化氢和乙醛酸。
（2）A、在光合作用的光反应中，光能转变成活跃的化学能储存在ATP中，这个过程当中存在电子的转移，所以能量转换为光能→电能→ATP、NADPH，A错误；
B、在光合作用的暗反应中（卡尔文循环过程中）会发生ATP、NADPH中储存的能量转移到糖类中的过程，B正确；
C、植物细胞中会发生细胞呼吸，细胞呼吸的能量转换为NADH作为电子供体，释放电子进入传递链后其本身被氧化为NAD+(氧化型辅酶Ⅰ)，同时，高能电子沿着长链传送，能量逐级卸载，最终被O2所接受，两者发生反应生成水。最后能量变为热能以及ATP中活跃的化学能，C错误；
D、植物细胞中会发生细胞呼吸，细胞呼吸过程丙酮酸进入线粒体基质后，与辅酶A结合生成乙酰辅酶A，随后进入柠檬酸循环。在循环过程中，乙酰辅酶A被逐步氧化，最终生成二氧化碳和水，同时生成NADH，并释放出能量，释放出的能量一部分用于合成ATP，D错误。
故选B。
（3）①分析图1可知，在线粒体中甘氨酸分解会产生CO2；②细胞呼吸过程会产生CO2；③分析图1可知，叶绿体中丙酮酸分解会产生CO2；即在光照条件下图1所在细胞产生CO2的途经有①②③。
（4）将外源G酶、A酶和M酶的基因导入水稻细胞获得转基因水稻，转基因水稻的净光合速率、植株干重等方面均高于对照组。由此说明，R酶与CO2的亲和力更高，从而更有利于进行暗反应。而图2只有A酶一种，要想提高细胞内的CO2浓度，则必须要有G酶，通过G酶可以将乙醇酸转变为乙醛酸，后者需要M酶的催化生成苹果酸，苹果酸进一步转化为丙酮酸，丙酮酸产生CO2用于暗反应。如果只有A酶一种，只能清除体内H2O2，并不能增加CO2浓度。也就是说需要将A酶改为“G酶、M酶、A酶”，如果GMA途径发挥作用，那么细胞内的CO2浓度升高，所以细胞内的CO2/O2↑而不是CO2/O2低，所以需要将CO2/O2低改为CO2/O2↑。
（5）叶肉细胞是已经高度分化的细胞，不能再进行分裂（即不会发生染色质螺旋化为染色体、着丝粒分裂和同源染色体分离），但可以进行转录（合成RNA）和翻译（合成蛋白质），即在转基因水稻的叶肉细胞中会发生的是①②。
（6）影响光合作用的因素主要有光照强度、温度、CO2浓度和气孔导度等，据此推测外源G酶基因表达除光强外，还可能与③气孔导度、②CO2浓度、①温度等因素有关。
（7）据图可知，13时，总G酶和外源G酶的表达量差值最大，说明内源G酶表达量显著升高，推测此时转基因水稻乙醛酸转变为甘氨酸增多、消耗氧气增多、光呼吸增强，ABCD正确。
故选ABCD。
（8）本研究中GMA途径的改造并未降低水稻的结实率，合理解释为：尽管GMA途径促进叶片产生较多光合产物→外源G酶基因表达除光强外，还可能受气孔导度/CO2浓度/温度等因素的影响，使中午进入GMA途径的乙醇酸未显著增加→光呼吸增强使得光合产物未爆发式增加→光合产物可以及时运输到籽粒→水稻茎中有机物不至于过度堆积而保证结实率，故是C→A→B。
2、（2024·上海宝山·一模）叶片与种子之间的磷酸（Pi）分配对作物籽粒灌浆（籽粒积累有机物）有重要影响。研究发现水稻磷酸转运蛋白OsPHO1；2通过茎节将Pi偏向于分配给叶片（用较粗箭头表示），从而影响其籽粒灌浆，其主要影响机制如图所示。图中TP代表磷酸丙糖，磷酸丙糖转运体TPT反向交换转运Pi和TP。
(1)图中TPT所在的膜是 （叶绿体膜/类囊体膜），蛋白质磷酸化后应是作为 （酶/反应物）参与乙过程。
(2)甲过程所处的光合作用阶段发生的能量变化是 （单选）。
A．活跃化学能转变为光能
B．光能转变为活跃化学能
C．活跃化学能转变为稳定化学能
D．稳定化学能转变为活跃化学能
(3)图中从功能上可视为磷酸转运蛋白的有 （编号选填）。
①OsPHO1；2②SPDT③TPT
(4)结合图分析，若叶肉细胞中Pi不足会导致 （多选）。
A．光合速率下降B．TP在叶绿体中积累
C．蔗糖合成增加D．运往籽粒的蔗糖减少
(5)若要通过提高叶肉细胞的Pi含量使水稻增产，下列措施可行的有 （编号选填）。
①灌浆期叶面追施磷肥
②灌浆期土壤追施磷肥
③提高SPDT表达量
④提高OsPH1；2表达量
⑤提高TPT表达量
基底茎节生长素浓度会影响水稻分蘖（基底茎节处长出分枝，类似侧芽萌发）。研究人员研究不同磷浓度（低磷：LP，正常供磷：NP）下水稻分蘖数的变化，以及施加外源生长素类似物萘乙酸（NAA）、生长素运输抑制剂NPA对水稻分蘖的影响，实验操作及结果为下表（各组数字后标注的字母不同代表有显著差异）。
(6)结合表结果分析，正常供磷条件下NPA处理使分蘖数增加，较可能是由于NPA使基底茎节处蘖芽生长素浓度 （升高/降低）。
(7)从实验结果可知，LP条件下会 （促进/抑制）水稻分蘖，可初步判断此影响效果与生长素的运输 （无直接相关/密切相关）。
【答案】(1) 叶绿体膜 酶
(2)B
(3)①②③
(4)AD
(5)①②④
(6)降低
(7) 抑制 无直接相关
【分析】光合作用的过程包括光反应和暗反应过程，光反应的能量转变是光能转变为ATP、NADPH中活跃的化学能；暗反应的能量转变是ATP、NADPH中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能。
【详解】（1）图中TPT所在的膜与细胞质直接接触，叶绿体存在于细胞质中，而类囊体膜存在于叶绿体基质中，故TPT所在的膜为叶绿体膜，乙过程为卡尔文循环，二氧化碳还原为糖的过程需要ATP、NADPH、酶的参与，结合图示分析磷酸化的蛋白质作为酶在发挥作用。
（2）甲过程可以产生ATP、NADPH，说明甲过程为光反应过程，光反应过程中能量的变化为光能转变为ATP、NADPH中活跃的化学能，B正确。
故选B。
（3）研究发现水稻磷酸转运蛋白OsPHO1；2通过茎节将Pi偏向于分配给叶片，说明OsPHO1；2可视为磷酸转运蛋白；图示中磷酸转运蛋白OsPHO1；2通过茎节将Pi偏向于分配给叶片，而SPDT通过茎节将Pi偏向于分配给籽粒，说明②SPDT可视为磷酸转运蛋白；TP代表磷酸丙糖，磷酸丙糖转运体TPT反向交换转运Pi和TP，说明③TPT可视为磷酸转运蛋白，综上分析，①②③正确。
故选①②③。
（4）结合图示可知，若叶肉细胞中Pi不足，光反应受抑制，产生的ATP、NADPH减少，从而抑制碳反应的进行，碳反应产生的TP减少，由于TP转运到细胞质中转变为蔗糖，蔗糖运往籽粒，因此导致运往籽粒的蔗糖减少，AD正确。
故选AD。
（5）①②、要通过提高叶肉细胞的Pi含量使水稻增产，可以在灌浆期对叶面追施磷肥，叶片可直接吸收，也可以土壤追施磷肥，通过根系的吸收从而被植物叶肉细胞利用，①②正确；
③、提高SPDT表达量，更多的Pi偏向于分配给籽粒，叶肉细胞中的Pi减少，光合作用减弱，转移到籽粒的有机物减少，不利于水稻增产，③错误；
④、结合图示和题干信息可知，提高OsPH1；2表达量，可以使得茎节将Pi偏向于分配给叶片，叶片的叶肉细胞中Pi多光合作用速率快，产生的蔗糖多，蔗糖转移到籽粒，从而使水稻增产，④正确；
⑤、磷酸丙糖转运体TPT反向交换转运Pi和TP，即将TP从细胞质运入叶绿体，若提高TPT表达量导致蔗糖的形成减少，运往籽粒的蔗糖减少，不能实现水稻增产，⑤错误。
①②④正确，故选①②④。
（6）①②对比说明生长素会抑制水稻的分蘖数，正常供磷条件下NPA处理使分蘖数增加，较可能是由于NPA使基底茎节处蘖芽生长素浓度降低。
（7）①④对比，④的水稻分蘖数少，说明LP条件下会抑制水稻分蘖。④⑤对比，两组水稻分蘖数基本相同，NPA是生长素运输抑制剂，说明LP条件下水稻的分蘖数与生长素的运输无直接关系。
3、（2024·上海青浦·一模）随着温室效应加剧，全球气候持续变暖，高温胁迫已经成为许多地方粮食生产的严重威胁。如图为植物光合电子传递链的示意图（其中A表示物质）。光反应中光合电子传递链主要由光系统Ⅱ（PSII）、细胞色素b6/f复合体和光系统Ⅰ（PSI）等蛋白复合体组成。正常条件下，植物光合作用存在至少2种电子传递途径，即线性电子传递（LEF）和环式电子传递（CEF），高温胁迫下，LEF下调，CEF被激活。
(1)图中光合电子传递链分布在叶绿体的 ；图中含N元素的有 。（编号选填）
①A②PSI③PSII④细胞色素b6/f复合体
(2)下列有关PSI和PSII的叙述，正确的是______。
A．都能吸收利用光能B．都能光解水
C．都能还原NADP⁺D．都能进行电子传递
(3)与正常环境相比，高温胁迫下NADPH和三碳糖的含量变化分别为______。
A．减少；减少B．增加；增加C．增加；减少D．减少；增加
高温胁迫引发LEF下调的主要原因是参与构成PSII系统的核心蛋白D1不足，引发PSII失活。相关机制如下图所示，其中ROS是活性氧，其积累过多会对植物细胞造成伤害。
(4)结合上图，下列有关叙述正确的是______。
A．编码D1蛋白的基因位于叶绿体中
B．过程③属于转录水平的调控
C．过程④可能造成D1蛋白肽键的断裂
D．核糖体、内质网、高尔基体参与D1蛋白的合成
研究发现，油菜素内酯（BR，植物激素）可提高植物的高温耐受性。相关信号通路如图1所示，其中DA为高温胁迫响应基因。为进一步明确GK、GS和GE蛋白在该调控过程中的关系，科学家构建了DA基因启动子与荧光素酶（GFP，能够催化荧光素氧化发光）基因连接的表达载体，导入相关细胞，检测荧光强度，得到图2所示结果。其中荧光强弱可反映相关蛋白对DA基因的调控作用。
(5)BR是一种极性小分子，其可通过质膜上的ABCB19蛋白输出细胞，在输出过程中，ATP酶活性显著提高，据此推断，BR的运输方式为______。
A．自由扩散B．协助扩散C．主动运输D．胞吐
(6)已知图2中的CK组导入细胞的表达载体为①和②，GE组导入的载体为 ，GE+GS组导入的载体为 。（编号选填）
①DA基因启动子与GFP基因连接的表达载体②空载体③GE基因表达载体④DA基因表达载体⑤GS基因表达载体⑥GK基因表达载体
(7)进一步研究发现，GK基因过表达还可提高CAT（抗氧化酶，可清除ROS）的活性，综合以上信息，阐述BR抵御高温胁迫的可能机制 。
【答案】(1) 类囊体膜 ①②③④
(2)AD
(3)A
(4)AC
(5)C
(6) ①③ ①③⑤
(7)高温胁迫环境下，一方面，BR通过诱导GK基因的表达，缓解GS蛋白对GE蛋白的抑制作用，进而使DA基因的表达量升高（2分）；另一方面，GK基因的表达量升高，提高了抗氧化酶CAT的活性，加速ROS清除，降低对植物细胞的损伤以及光合作用的影响，提高植物高温耐受性
【分析】光合作用的过程根据是否需要光能，可以分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段必须有光才能进行，这个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有两方面用途：一是将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与NADP+结合生成NADPH，NADPH作为活泼还原剂，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；二是在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP，这样光能转化为储存在ATP中的化学能；暗反应阶段有光无光都能进行，这一阶段是在叶绿体的基质中进行的，CO2被利用，经过一系列反应后生成糖类。
【详解】（1）光系统Ⅰ和光系统Ⅱ指光合色素与各种蛋白质结合形成的大型复合物，因此图中所示的光系统Ⅰ和光系统Ⅱ具体分布在类囊体膜上；①A（磷脂分子）、②（PSI）蛋白复合体、③（PSII）蛋白复合体、④细胞色素b6/f复合体本质是蛋白复合体，都含有N元素，故图中含N元素的有①②③④。
（2）据图可知，PSI和PSII都能吸收利用光能，PSII将水光解成氧气、H+、e-，PSI将NADP⁺还原成NADPH，PSI和PSII都能进行电子传递，故选AD。
（3）题干“高温胁迫下，LEF下调，CEF被激活”，再结合图示可知，电子传递主要是线性电子传递，高温胁迫下NADPH含量下降，导致暗反应也会降低，故三碳糖含量下降。故选A。
（4）A、图示可知，D1蛋白的基因在叶绿体中转录翻译，说明D1蛋白基因再叶绿体中，A正确；
B、过程③属于翻译水平的调控，B错误；
C、过程④表示D1蛋白水解成多条链，该过程可能造成D1蛋白肽键的断裂，C正确；
D、图示可知，D1蛋白的合成在叶绿体中进行，不需要内质网和高尔基体参与，D错误。
故选AC。
（5）BR是一种极性小分子，其可通过质膜上的ABCB19蛋白输出细胞，在输出过程中，ATP酶活性显著提高，说明运输BR需要转运蛋白和ATP提供能量，则BR的运输方式为主动运输。
故选C。
（6）已知图2中的CK组导入细胞的表达载体为①DA基因启动子与GFP（荧光素酶）基因连接的表达载体②空载体；
GE组（实验组）导入的载体为①DA基因启动子与GFP（荧光素酶）基因连接的表达载体和③GE基因表达载体；
GE+GS组（实验组）导入的载体为①DA基因启动子与GFP（荧光素酶）基因连接的表达载体和③GE基因表达载体+⑤GS基因表达载体；
GE+GS+GK组（实验组）导入的载体为①DA基因启动子与GFP（荧光素酶）基因连接的表达载体和③GE基因表达载体+⑤GS基因表达载体+⑥GK基因表达载体。
（7）BR抵御高温胁迫的可能机制：高温胁迫环境下，一方面，BR通过诱导GK基因的表达，缓解GS蛋白对GE蛋白的抑制作用，进而使DA基因的表达量升高；另一方面，GK基因的表达量升高，提高了抗氧化酶CAT的活性，加速ROS清除，降低对植物细胞的损伤以及光合作用的影响，提高植物高温耐受性。
条件
光照由强到弱
CO2供应不变
光照由弱到强
CO2供应不变
CO2供应由充足到不足，关照不变
CO2供应由不足到充足，关照不变
C3含量
增加
减少
减少
增加
C5含量
减少
增加
增加
减少
NADPH和ATP
减少或没有
增加
增加
减少
（CH20）的合成量
减少
增加
减少
增加
比较项目
光呼吸
暗呼吸(有氧呼吸)
底物
乙醇酸
糖、脂肪、蛋白质等
发生部位
叶绿体、过氧化物酶体、线粒体
细胞质基质、线粒体
反应条件
光照
光或暗都可以
能量
消耗能量(消耗ATP和NADPH)
产生能量
共同点
消耗氧气，放出二氧化碳
组别
①
②
③
④
⑤
处理
NP
NP+NAA
NP+NPA
LP
LP+NPA
平均每株分蘖数（个）
2.8a
1.6b
4.3c
1.5b
1.6b