《2026年新高考5年真题生物河北专版》

3. [2025·山东卷，21T，9分]高光强环境下，植物光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤，引起光合作用强度下降。植物进化出的多种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长，其部分光合过程如图所示。请回答下列问题：

注：···→表示电子的传递路径；Y、Z表示光合色素分子。
(1)叶绿体膜的基本支架是磷脂双分子层；叶绿体中含有许多由类囊体组成的基粒，扩展了受光面积。
(2)据图分析，生成NADPH所需的电子源自于水的光解。采用同位素示踪法可追踪物质的去向，用含³H₂O的溶液培养该绿藻一段时间后，以其光合产物葡萄糖为原料进行有氧呼吸时，能进入线粒体基质被³H标记的物质有H₂O、丙酮酸和$[H]$。离心收集绿藻并重新放入含H₂¹⁸O的培养液中，在适宜光照条件下继续培养，绿藻产生的带¹⁸O标记的气体有$O_2$和$CO_2$。
(3)据图分析，通过途径①和途径②消耗过剩的光能减轻光合系统损伤的机制分别为途径①通过将过剩的电子传递给$O_2$,生成$H_2O_2$,之后被过氧化氢酶清除,从而减轻光合系统的损伤;途径②将叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散失,从而减轻光合系统的损伤。

答案：
(1)磷脂双分子层 基粒
(2)水的光解 丙酮酸和$[H]$ $O_2$和$CO_2$
(3)途径①通过将过剩的电子传递给$O_2$,生成$H_2O_2$,之后被过氧化氢酶清除,从而减轻光合系统的损伤;途径②将叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散失,从而减轻光合系统的损伤
命题意图 本题主要考查有氧呼吸过程、叶绿体的结构与功能、光反应与暗(碳)反应的物质变化和能量变化、影响光合作用的因素的相关知识,意在考查考生的理解能力、获取信息的能力和综合运用能力。
解题思路
(1)叶绿体膜属于生物膜的范畴,生物膜的基本支架是磷脂双分子层;叶绿体中含有许多由类囊体组成的基粒,扩展了受光面积。
(2)据图分析,在光合色素吸收的光能的作用下,水光解为$O_2$和$H^+$的同时,产生的电子经传递可用于$NADP^+$与$H^+$结合形成NADPH,故生成NADPH所需的电子源自于水的光解。用含$^3H_2O$的溶液培养绿藻一段时间,$^3H_2O$被植物细胞吸收后参与光合作用,生成含有放射性标记的$C_6^3H_{12}O_6$。有氧呼吸的第一阶段,$C_6^3H_{12}O_6$在细胞质基质中被分解成含有$^3H$的丙酮酸,产生少量的$[^3H]$,并释放少量的能量;在有氧呼吸的第二阶段,丙酮酸与$^3H_2O$在线粒体基质中被彻底分解生成$CO_2$和$[^3H]$,释放少量的能量。故用含$^3H_2O$的溶液培养该绿藻,一段时间后,能进入线粒体基质并重新被标记的物质有$H_2O$、丙酮酸和$[^3H]$。离心收集绿藻并被$H_2^{18}O$含$H_2^{18}O$的培养液中,在适宜光照下继续培养,培养液中$H_2^{18}O$被绿藻吸收后,在光合作用的光反应阶段分解产生$^{18}O_2$;在有氧呼吸的第二阶段,$H_2^{18}O$与丙酮酸被彻底分解为$C^{18}O_2$和$[^3H]$,因此绿藻产生的带$^{18}O$标记的气体有$O_2$和$CO_2$。
(3)据图分析,途径①通过将过剩的电子传递给$O_2$,生成超氧化物(如$H_2O_2$),之后这些超氧化物被活性氧清除系统(如过氧化氢酶等)清除,从而减轻光合系统的损伤;途径②将叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散失,从而减轻光合系统的损伤。
知识拓展
细胞呼吸与光合作用过程中
元素的转移路径
$C: CO_2 \xrightarrow{暗反应} (CH_2O) \xrightarrow[第一阶段]{有氧呼吸} C_3H_4O_3(丙酮酸) \xrightarrow[第二阶段]{有氧呼吸} CO_2$
$O: H_2O \xrightarrow{光反应} O_2 \xrightarrow[第三阶段]{有氧呼吸} H_2O \xrightarrow[第二阶段]{有氧呼吸} CO_2 \xrightarrow{暗反应} (CH_2O)$
$H: H_2O \xrightarrow{光反应} NADPH \xrightarrow{暗反应} (CH_2O) \xrightarrow[第一、二阶段]{有氧呼吸} [H] \xrightarrow[第三阶段]{有氧呼吸} H_2O$

4. [2025·浙江1月卷，22T，11分]西兰花可食用部分为绿色花蕾、花茎组成花球，采摘后容易出现褪色、黄化、老化等现象。某兴趣小组进行如下实验，以探究西兰花花球的保鲜方法。实验分黑暗组、日光组和红光组三组。日光组和红光组的光照强度均为50μmol·m⁻²·s⁻¹。各处理的西兰花花球均贮藏于20℃条件下，测定指标和结果如图所示。

注：质量损失率(%)=$\frac{初始质量(g)-贮藏结束时质量(g)}{初始质量(g)}$×100%。
请回答下列问题：
(1)西兰花花球采摘后水和矿质营养供应中断。水是光合作用的原料，在光反应中，水裂解产生O₂和$H^+$、$e^-$。
(2)三组实验中花球的质量损失率均随着时间延长而提高。前3天日光组和红光组的质量损失率低于黑暗组，原因有有机物可通过光合作用合成有机物,同时细胞呼吸消耗的有机物少于黑暗组。第4天日光组的质量损失率高于黑暗组，原因可能是日光诱导气孔开放，引起蒸腾作用增强从而散失较多水分。
(3)第4天日光组和红光组的呼吸强度下降比黑暗组更明显，但过氧化氢酶活性仍高于黑暗组，因此推测日光或红光照射能减轻细胞代谢过程产生的过氧化氢对细胞的损伤，从而延缓衰老。
(4)第4天黑暗组西兰花花球出现褪色、黄化现象，原因是叶绿素分解加快,胡萝卜素和叶黄素(类胡萝卜素)的颜色显现。综合分析图中结果，红光处理对西兰花花球保鲜效果最明显。

答案：
(1)矿质营养 $H^+$、$e^-$
(2)提高 有机物可通过光合作用合成有机物,同时细胞呼吸消耗的有机物少于黑暗组 蒸腾作用
(3)呼吸强度 细胞代谢
(4)叶绿素分解加快,胡萝卜素和叶黄素(类胡萝卜素)的颜色显现 红光
命题意图 本题主要考查光合作用的过程、影响光合作用的因素和光合作用原理的应用的相关知识,意在考查考生的理解能力、获取信息的能力和综合运用能力。
解题思路
(1)西兰花球采摘后会导致水和矿质营养供应中断。水是光合作用的原料,在光反应中,水在光照条件下裂解产生$H^+$、$e^-$和$O_2$。
(2)据图可知,三组实验中花球的质量损失率均随着时间延长而提高。由于日光组和红光组可通过光合作用合成有机物,同时细胞呼吸强度更低,消耗的有机物更少,所以前3天日光组和红光组的质量损失率低于黑暗组。日光诱导气孔开放会导致蒸腾作用增强从而散失较多水分,所以第4天日光组的质量损失率高于黑暗组。
(3)由图可知,第4天日光组和红光组的呼吸强度下降比黑暗组更明显,但过氧化氢酶活性仍高于黑暗组,过氧化氢酶能将过氧化氢分解为水和氧气,从而降低过氧化氢对细胞的损伤,因此推测日光或红光照射能减轻细胞代谢过程产生的过氧化氢对细胞的损伤,从而延缓衰老。
(4)由图可知,第3天到第4天,黑暗组的叶绿素含量下降较多,日光组和红光组的叶绿素下降较少,即可知由于叶绿素分解加快,胡萝卜素和叶黄素(类胡萝卜素)的颜色显现,所以第4天黑暗组西兰花球出现褪色、黄化现象。综合分析图中结果,第4天时,与日光组和黑暗组相比,红光组叶绿素降低的幅度低,过氧化氢酶活性最高,能延缓褪色、黄化、老化等现象,且西兰花球的呼吸强度与质量损失率均更低,所以红光处理对西兰花球保鲜效果最明显。