目錄CONTENTS考點(diǎn)一、

不同生物（C3植物、C4植物和CAM植物）

固定CO2的方法比較考點(diǎn)二、光呼吸第三單元光合作用

專題突破：光合作用拓展

自然界中的綠色植物根據(jù)光合作用暗反應(yīng)過(guò)程中CO2的固定途徑不同可以分為C3、C4和CAM三種類型。1.C3途徑：也稱卡爾文循環(huán)，整個(gè)循環(huán)由RuBP(C5)與CO2的羧化開始到RuBP(C5)再生結(jié)束，在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行，可合成蔗糖、淀粉等多種有機(jī)物。常見C3植物有大麥、小麥、大豆、菜豆、水稻、馬鈴薯等。一、C3植物、C4植物和CAM植物2.C4途徑：某些植物葉肉細(xì)胞中的葉綠體有類囊體能進(jìn)行光反應(yīng)，同時(shí)，CO2在PEP羧化酶的作用下被整合到C4化合物中，隨后C4化合物被運(yùn)輸進(jìn)入維管束鞘細(xì)胞，維管束鞘細(xì)胞中沒(méi)有完整的葉綠體，在維管束鞘細(xì)胞中，C4化合物分解釋放出的CO2參與卡爾文循環(huán)，進(jìn)而生成有機(jī)物。C4植物具有耐高溫、光照強(qiáng)烈、干旱的能力，原因是：PEP羧化酶與CO2親和力大且不與O2親和，它提高了C4植物固定CO2的能力，并且無(wú)光合午休現(xiàn)象。常見C4植物有玉米、甘蔗、高粱等。一、C3植物、C4植物和CAM植物3.CAM途徑

CAM植物夜間氣孔開放吸進(jìn)CO2，CO2經(jīng)一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)化為蘋果酸儲(chǔ)存在液泡中。白天氣孔關(guān)閉，蘋果酸經(jīng)一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CO2，進(jìn)入C3途徑合成淀粉；

一、C3植物、C4植物和CAM植物

常見的CAM植物有菠蘿、仙人掌等，可適應(yīng)干旱炎熱的環(huán)境。(1)比較C4植物、CAM植物相同點(diǎn)：都對(duì)CO2進(jìn)行了兩次固定；不同點(diǎn)：C4植物兩次固定CO2在空間上錯(cuò)開；CAM植物兩次固定CO2在時(shí)間上錯(cuò)開。歸納總結(jié)：C3植物、C4植物和CAM植物固定CO2方式的比較(2)比較C3、C4、CAM途徑C3途徑（卡爾文循環(huán)）是碳同化基本途徑，最終都是通過(guò)C3途徑合成有機(jī)物。特征C3植物C4植物CAM植物光反應(yīng)的場(chǎng)所葉肉細(xì)胞類囊體薄膜葉肉細(xì)胞類囊體薄膜葉肉細(xì)胞類囊體薄膜卡爾文循環(huán)的場(chǎng)所葉肉細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)維管束鞘細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)葉肉細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)有無(wú)光合午休有無(wú)無(wú)歸納總結(jié)：C3植物、C4植物和CAM植物固定CO2方式的比較典例示范

步步高P79某研究小組在研究小麥、玉米和蘆薈的光合作用時(shí)，分別測(cè)得三種植物一晝夜CO2吸收速率的變化量，結(jié)果如圖1：(1)圖1中小麥在10～12h光合作用__________

。

溫度過(guò)高，植物蒸騰作用失水過(guò)多導(dǎo)致氣孔導(dǎo)度下降，CO2吸收減少(2)據(jù)圖1判斷蘆薈在10～16h光合作用速率_____(填“是”或“不是”)0。不是(3)若用14C標(biāo)記大氣中的CO2，則小麥植株中14C的轉(zhuǎn)移途徑為_______________________；玉米植株中14C的轉(zhuǎn)移途徑為_________________。→14C3→(14CH2O)14CO2→14C3→(14CH2O)14CO2→14C4→14CO2(5)C3途徑的CO2固定是通過(guò)Rubisco來(lái)實(shí)現(xiàn)的；C4途徑的CO2固定是通過(guò)PEP羧化酶催化完成的，PEP羧化酶催化CO2連接到PEP上，形成四碳酸。這兩種酶對(duì)CO2的親和力不同，PEP羧化酶對(duì)CO2的親和力比Rubisco高出60多倍，有利于玉米等植物在葉肉細(xì)胞中把大氣中含量很低的CO2以C4的形式固定下來(lái)，形成C4后進(jìn)入維管束鞘細(xì)胞并釋放CO2，PEP羧化酶被形象地稱為“CO2泵”。請(qǐng)解釋玉米在10～12h光合作用速率不降反升的原因：①__________________________________________________________________________________________。②強(qiáng)光下，可產(chǎn)生更多的NADPH和ATP，以滿足C4植物C4途徑對(duì)ATP的額外需求。③維管束鞘細(xì)胞中的光合產(chǎn)物可就近運(yùn)入維管束，從而避免了光合產(chǎn)物累積對(duì)光合作用可能產(chǎn)生的抑制作用。PEP羧化酶對(duì)CO2有很高的親和力，能濃縮低濃度的CO2，從而增加細(xì)胞中CO2的濃度葉肉細(xì)胞中的(6)生長(zhǎng)在干旱地區(qū)的植物如蘆薈、仙人掌等多肉植物，具有一種光合固定CO2的附加途徑——CAM途徑，具有CAM途徑的植物被稱為CAM植物。據(jù)圖3判斷：夜晚，植物______(填“能”或“不能”)進(jìn)行卡爾文循環(huán)。白天，植物進(jìn)行光合作用的CO2來(lái)源是________________________。不能蘋果酸的分解和細(xì)胞呼吸1.玉米葉片具有特殊的結(jié)構(gòu)，其維管束鞘細(xì)胞周圍的葉肉細(xì)胞可以利用PEP羧化酶固定較低濃度的CO2，并轉(zhuǎn)移到維管束鞘細(xì)胞中釋放，參與光合作用的暗反應(yīng)。據(jù)圖分析，下列說(shuō)法不正確的是對(duì)點(diǎn)精煉

步步高P80A.維管束鞘細(xì)胞的葉綠體能進(jìn)行正常

的光反應(yīng)B.維管束鞘細(xì)胞中暗反應(yīng)過(guò)程仍需要

ATP和NADPHC.PEP羧化酶對(duì)環(huán)境中較低濃度的CO2

具有富集作用D.玉米特殊的結(jié)構(gòu)和功能，使其更適

應(yīng)高溫干旱環(huán)境√2.某些植物有如圖所示CO2濃縮機(jī)制。在葉肉細(xì)胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)可將

轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，該有機(jī)物經(jīng)過(guò)一系列的變化，最終進(jìn)入相鄰的維管束鞘細(xì)胞釋放CO2，提高了Rubisco(固定CO2的酶)附近的CO2濃度。下列敘述錯(cuò)誤的是A.推測(cè)PEPC對(duì)無(wú)機(jī)碳的親和力

高于RubiscoB.具有圖示CO2濃縮機(jī)制的植物

具有較低的CO2補(bǔ)償點(diǎn)C.為卡爾文循環(huán)提供能量的是腺

苷三磷酸D.圖中植物無(wú)機(jī)碳的固定場(chǎng)所為葉肉細(xì)胞的葉綠體和維管束鞘細(xì)胞的葉

綠體√二、光呼吸1.概念植物的葉肉細(xì)胞在光照條件下，葉肉細(xì)胞中O2與CO2

競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合

RuBP(C5)，O2與

RuBP結(jié)合后經(jīng)一系列反應(yīng)釋放CO2的過(guò)程。這種反應(yīng)在光照下進(jìn)行，與有氧呼吸類似，故稱光呼吸。光呼吸過(guò)程中消耗了ATP和NADPH，即造成了能量的損耗，光合速率減弱。NADPH和ATPNADPH和ATP2.光呼吸產(chǎn)生的原因（1）內(nèi)因：Rubisco是一種兼性酶，具有催化羧化反應(yīng)（C5+CO2→2C3）和加氧反應(yīng)（C5+O2→C3+C2）兩種功能。（2）外因①CO2/O2比值：Rubisco酶催化反應(yīng)的方向決定于CO2/O2比值。比值增大，羧化反應(yīng)增強(qiáng)，進(jìn)行光合作用；比值減小，加氧反應(yīng)增強(qiáng)，進(jìn)入C2途徑。光呼吸：①高CO2濃度、低O2時(shí)，進(jìn)行羧化：②低CO2濃度、高O2時(shí)，進(jìn)行加氧：C5+CO22C3RubiscoC5+O2C2+C3Rubisco2C2+O2C3+CO2ATP、[H]酶C3進(jìn)入卡爾文循環(huán)C3進(jìn)入卡爾文循環(huán)②強(qiáng)光條件下，產(chǎn)生的氧氣多，光呼吸增強(qiáng)。5.光呼吸的意義防止強(qiáng)光對(duì)葉綠體的破壞

強(qiáng)光時(shí)，由于光反應(yīng)速率大于暗反應(yīng)速率，因此，葉肉細(xì)胞中會(huì)積累ATP和NADPH，這些物質(zhì)積累會(huì)產(chǎn)生自由基，尤其是超氧陰離子，這些自由基能損傷葉綠體，而強(qiáng)光下，光呼吸加強(qiáng)，會(huì)消耗光反應(yīng)過(guò)程中積累的ATP和NADPH，從而減輕對(duì)葉綠體的傷害。當(dāng)然植物體還有很多避免強(qiáng)光下?lián)p傷葉綠體的機(jī)制。光呼吸算是其中之一。二、光呼吸6.光呼吸與細(xì)胞呼吸的比較比較項(xiàng)目光呼吸細(xì)胞呼吸底物C2化合物糖類等有機(jī)物發(fā)生部位葉綠體、線粒體等細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體反應(yīng)條件光照、高O2含量、低CO2含量光或暗都可以能量消耗能量產(chǎn)生能量共同點(diǎn)消耗O2、釋放CO2二、光呼吸考向三光呼吸和光抑制步步高P735.(2022·江蘇，20)圖Ⅰ所示為光合作用過(guò)程中部分物質(zhì)的代謝關(guān)系(①～⑦表示代謝途徑)。Rubisco是光合作用的關(guān)鍵酶之一，CO2和O2競(jìng)爭(zhēng)與其結(jié)合，分別催化C5的羧化與氧化。C5羧化固定CO2合成糖；C5氧化則產(chǎn)生乙醇酸(C2)，C2在過(guò)氧化物酶體和線粒體協(xié)同下，完成光呼吸碳氧化循環(huán)。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)圖Ⅰ中，類囊體薄膜直接參與的代謝途徑有______(從①～⑦中選填)，在紅光照射條件下，參與這些途徑的主要色素是__________________。①⑥葉綠素a和葉綠素b(2)在C2循環(huán)途徑中，乙醇酸進(jìn)入過(guò)氧化物酶體被繼續(xù)氧化，同時(shí)生成的_________在過(guò)氧化氫酶催化下迅速分解為O2和H2O。過(guò)氧化氫不再改變，其原因是______________________________________。(3)將葉片置于一個(gè)密閉小室內(nèi)，分別在CO2濃度為0和0.03%的條件下測(cè)定小室內(nèi)CO2濃度的變化，獲得曲線a、b(圖Ⅱ)。①曲線a,0～t1時(shí)段(沒(méi)有光照，只進(jìn)行細(xì)胞呼吸)段釋放的CO2源于細(xì)胞呼吸；t1