光合作用和細(xì)胞呼吸關(guān)系考情分析考點由高考知核心知識點預(yù)測細(xì)胞代謝綜合分析考點一：光合作用和細(xì)胞呼吸之間的關(guān)系（2024吉林）綜合題型（2024河北）綜合題型（2023廣東）綜合題型（2023北京）綜合題型（2023山東）綜合題型（2023全國）綜合題型（2022廣東）綜合題型（2022北京）綜合題型（2022山東）綜合題型（2022河北）綜合題型（2022天津）綜合題型（2022浙江）綜合題型（2022全國）綜合題型（3年59考，全國卷3年5考）題型：解答題內(nèi)容：可能在呈現(xiàn)現(xiàn)實中的問題情景，讓學(xué)生在真實的背景下發(fā)揮核心價值引領(lǐng)，運用必備知識全面綜合展現(xiàn)學(xué)科素養(yǎng)水平，呼吸作用和光合作用的基礎(chǔ)過程反應(yīng)物和產(chǎn)物、新情境資料分析和書本基礎(chǔ)知識的聯(lián)系。需要熟練掌握基礎(chǔ)知識、綜合分析能力和探究能力。考點二：光合作用與細(xì)胞呼吸綜合應(yīng)用知識構(gòu)建

考點一

光合作用和細(xì)胞呼吸之間的關(guān)系知識點一、光合作用與有氧呼吸過程的聯(lián)系

考點訓(xùn)練

1.下圖表示植物葉肉細(xì)胞中光合作用和細(xì)胞呼吸的相關(guān)過程，其中①～⑤表示代謝過程，A～F表示代謝過程中產(chǎn)生的物質(zhì)。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A.過程①③④⑤都可以產(chǎn)生ATPB.過程①和過程③在生物膜上進行C.物質(zhì)C的元素只來自水D.物質(zhì)A、B、D、E、F中都含HD為二氧化碳，不含HC為氧氣，在光反應(yīng)過程中O元素只來自水①為光反應(yīng)過程，場所是類囊體薄膜；③為有氧呼吸第三階段，場所為線粒體內(nèi)膜，兩者均在生物膜上進行知識點二、光合作用與有氧呼吸過程中元素的轉(zhuǎn)移途徑1.以C元素為例，用同位素標(biāo)記法標(biāo)記CO2中的C，追蹤C的轉(zhuǎn)移途徑

考點一

光合作用和細(xì)胞呼吸之間的關(guān)系2.以H元素為例，用同位素標(biāo)記法標(biāo)記H2O中的H，追蹤H的轉(zhuǎn)移途徑3.以O(shè)元素為例，用同位素標(biāo)記法標(biāo)記H2O中的O，追蹤O的轉(zhuǎn)移途徑

考點訓(xùn)練

3.關(guān)于細(xì)胞中的H2O和O2，下列說法錯誤的是(

)A．由葡萄糖合成糖原的過程中一定有H2O產(chǎn)生

B．有氧呼吸第二階段一定消耗H2OC．植物細(xì)胞產(chǎn)生的O2只能來自光合作用

D．光合作用產(chǎn)生的O2中的氧元素只能來自于H2O葡萄糖是單糖，通過脫水縮合形成多糖的過程有水生成有氧呼吸第二階段是丙酮酸和水反應(yīng)生成CO2和[H]，所以一定消耗H2O有些植物細(xì)胞含有過氧化氫酶(例如土豆)，可以分解過氧化氫生成O2，因此植物細(xì)胞產(chǎn)生的O2不一定只來自光合作用光反應(yīng)階段水的分解產(chǎn)生氧氣，故光合作用產(chǎn)生的O2中的氧元素只能來自于H2O知識點三、光合作用與有氧呼吸能量上的聯(lián)系光能光反應(yīng)ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能暗反應(yīng)有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能熱能ATP中活躍的化學(xué)能用于各項生命活動光合作用有氧呼吸注意：葉綠體光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP只能用于葉綠體，如暗反應(yīng)或其他吸能反應(yīng)（大部分）

考點一

光合作用和細(xì)胞呼吸之間的關(guān)系知識點四、歸納光合作用與有氧呼吸中有關(guān)的NADPH、NADH、ATP的來源與去路

考點一

光合作用和細(xì)胞呼吸之間的關(guān)系知識點五、辨析真正(總)光合速率、凈光合速率和呼吸速率

考點一

光合作用和細(xì)胞呼吸之間的關(guān)系項目含義表示方法(單位面積的葉片在單位時間內(nèi)變化量)O2CO2有機物真正光合速率植物在光下實際合成有機物的速率O2__________速率或葉綠體釋放O2量CO2固定速率或葉綠體吸收CO2量有機物_________________速率凈光合速率植物有機物的____速率植物或葉片或葉肉細(xì)胞O2_____速率植物或葉片或葉肉細(xì)胞CO2

速率有機物積累速率產(chǎn)生(生成)(制造、生成)產(chǎn)生積累釋放吸收呼吸速率單位面積的葉片在單位時間內(nèi)分解有機物的速率

中O2吸收速率黑暗中CO2釋放速率有機物消耗速率黑暗知識點五、辨析真正(總)光合速率、凈光合速率和呼吸速率

考點一

光合作用和細(xì)胞呼吸之間的關(guān)系【歸納總結(jié)】植物“三率”——關(guān)鍵詞判定判斷法檢測指標(biāo)呼吸速率凈光合速率真正(總)光合速率CO2O2O2釋放量(黑暗)吸收量利用量、固定量、消耗量吸收量(黑暗)釋放量產(chǎn)生量消耗量(黑暗)積累量制造量、產(chǎn)生量1.“植物體在光下O2釋放量”是指_______________________。2.“植物體在光下O2吸收量”是指_______________________。3.“植物體在光下CO2吸收量”是指______________________。4.“植物體在光下CO2釋放量”是指______________________。5.“植物體在光下產(chǎn)生/制造O2量”是指________。6.“植物體在光下固定/利用/消耗CO2量”是指________。7.“植物體制造/生產(chǎn)有機物量”是指________。8.“植物體積累有機物量”是指________。9.“植物體黑暗中干重的減少量”是指______。10.“植物體光照下干重的減少量”是指_______________________。11.“植物體光照下干重的增加量”是指_______________________。光合量-呼吸量=凈光合量總光合量凈光合量總光合量呼吸量總光合量呼吸量-光合量=-凈光合量光合量-呼吸量=凈光合量呼吸量-光合量=-凈光合量呼吸量-光合量=-凈光合量光合量-呼吸量=凈光合量知識點五、辨析真正(總)光合速率、凈光合速率和呼吸速率

考點一

光合作用和細(xì)胞呼吸之間的關(guān)系【歸納總結(jié)】微觀辨析總光合速率、凈光合速率和呼吸速率的關(guān)系(以光合速率大于呼吸速率為例)

考點訓(xùn)練

4.圖甲表示水稻的葉肉細(xì)胞在光照強度分別為a、b、c、d時，單位時間內(nèi)CO2釋放量和O2產(chǎn)生總量的變化。圖乙表示藍(lán)細(xì)菌光合速率與光照強度的關(guān)系。下列說法正確的是()A.圖甲中，光照強度為b時，光合

速率等于呼吸速率B.圖甲中，光照強度為d時，單位時間

內(nèi)細(xì)胞從周圍吸收2個單位的二氧化碳C.圖乙中，當(dāng)光照強度為X時，細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線

粒體和葉綠體D.圖乙中，限制a、b、c點光合速率的因素主要是光照強度照強度為b時，CO2釋放量大于0且有氧氣產(chǎn)生，說明此時光合速率小于細(xì)胞呼吸速率光照強度為d時，O2產(chǎn)生總量為8，則光合作用總吸收CO2量為8，因而單位時間內(nèi)細(xì)胞從周圍吸收8－6＝2(個)單位的CO2圖乙中所示生物為藍(lán)細(xì)菌，藍(lán)細(xì)菌為原核生物，不含線粒體和葉綠體圖乙中c點時光合速率達到最大值，此時限制光合速率的因素不再是光照強度，可能是溫度或CO2濃度等知識點五、辨析真正(總)光合速率、凈光合速率和呼吸速率

考點一

光合作用和細(xì)胞呼吸之間的關(guān)系問題1：如何測得植物的真光合速率呢？①植物綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織測得的數(shù)值為

速率(A點)。②植物綠色組織在有光條件下光合作用與細(xì)胞呼吸同時進行，測得的數(shù)據(jù)為

速率。③真正光合速率＝

速率＋

速率。呼吸凈光合呼吸凈光合（表觀光合速率）知識點六、測定植物光合速率和呼吸速率的常用方法（常考點）

考點一

光合作用和細(xì)胞呼吸之間的關(guān)系1.液滴移動法CO2緩沖液測光下氧氣的變化量凈光合呼吸黑暗條件NaOH溶液測黑暗條件下氧氣的變化量對照死亡植物NaOH溶液

考點訓(xùn)練

5.下圖是某生物興趣小組探究不同條件下光合作用和細(xì)胞呼吸過程中氣體產(chǎn)生情況的實驗示意圖，給這兩組實驗提供相同的環(huán)境條件，下列相關(guān)敘述不正確的是()A.裝置中的碳酸氫鈉溶液可使瓶內(nèi)的CO2濃度維持在穩(wěn)定水平B.若裝置甲和乙中水滴的移動方向相反，則裝置甲中的綠色植物能正常生長C.裝置甲中的水滴可能不動，裝置乙中的水滴左移D.若裝置甲中的水滴左移，則裝置甲中綠色植物的葉綠體中不能產(chǎn)生NADPH和ATP碳酸氫鈉溶液可吸收多余的CO2，也可釋放CO2，因此可使瓶內(nèi)的CO2濃度維持在穩(wěn)定水平則裝置甲中的水滴右移，說明植物光合作用強度大于細(xì)胞呼吸強度，植物能正常生長當(dāng)裝置甲中的綠色植物的光合作用強度等于細(xì)胞呼吸強度時，水滴可能不動，裝置乙中的水滴左移若裝置甲中的水滴左移，可表示植物光合作用強度小于細(xì)胞呼吸強度，但不能說明綠色植物的光合作用不進行，在光照條件下，綠色植物葉綠體中能產(chǎn)生NADPH和ATP

考點一

光合作用和細(xì)胞呼吸之間的關(guān)系2.黑白瓶法法知識點六、測定植物光合速率和呼吸速率的常用方法（常考點）凈光合呼吸測水體中溶氧量的變化在適宜光照下照射6h后，測量A（黑瓶）、B（白瓶）的溶氧量，分別記為OA、OB，獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)，則可計算出該葉片的真光合速率（以產(chǎn)氧速率計），M＝

mg/(dm2·h)，AB

考點訓(xùn)練

6.取三個玻璃瓶，兩個黑布包上，并包以錫箔，記為A、B瓶，另一個玻璃瓶不做處理，記為C瓶，其中B、C瓶中放入生長狀況相同且良好的同種植物。從待測的水體深度取水并裝入三個瓶中，保留A瓶以測定水中原來的溶氧量。將B、C瓶沉入取水深度，經(jīng)過一段時間，將其取出，并進行溶氧量的測定。下列敘述錯誤的是()A.B瓶中氧氣的減少量表示呼吸作用量B.C瓶中氧氣的增加量表示凈光合作用量C.C瓶中測得的現(xiàn)有氧氣量與B瓶中測得的現(xiàn)有氧氣量之和表示總光合作用量D.C瓶中測得的現(xiàn)有氧氣量與B瓶中測得的現(xiàn)有氧氣量之差表示總光合作用量設(shè)測定的溶氧量為:A瓶:MaB瓶:MbC瓶:Mc呼率＝Ma－Mb凈光率＝Mc－Ma總光率＝(Mc－Ma)+(Ma－Mb)

考點一

光合作用和細(xì)胞呼吸之間的關(guān)系2.黑白瓶法法知識點六、測定植物光合速率和呼吸速率的常用方法（常考點）【規(guī)律歸納】①有初始值的情況下，黑瓶中氧氣的減少量為

；白瓶中氧氣的增加量為

；二者之和為

。②沒有初始值的情況下，白瓶中測得的現(xiàn)有氧氣量與黑瓶中測得的現(xiàn)有氧氣量之差即

。有氧呼吸量凈光合作用量總光合作用量總光合作用量

考點一

光合作用和細(xì)胞呼吸之間的關(guān)系3.葉圓片稱重法知識點六、測定植物光合速率和呼吸速率的常用方法（常考點）測定單位時間、單位面積葉片中淀粉的生成量,如圖所示,以有機物的變化量測定光合速率(S為葉圓片面積)。呼吸速率＝

;(x-y)/2S凈光合速率＝

;總光合速率＝

;(z－y)/2S(x＋z－2y)/2S

考點訓(xùn)練

7.某同學(xué)欲測定植物葉片葉綠體的光合作用速率，作如圖所示實驗。在葉柄基部作環(huán)剝處理(僅限制葉片有機物的輸入和輸出)，于不同時間分別在同一葉片上陸續(xù)取下面積為1cm2的葉圓片烘干后稱其重量，測得葉片的總光合作用速率＝(3y－2z－x)/6g·cm－2·h－1(不考慮取葉圓片后對葉生理活動的影響和溫度微小變化對葉生理活動的影響)。則M處的實驗條件是(

)A.下午4時后在陽光下照射3小時再遮光3小時

B.下午4時后將整個實驗裝置遮光6小時C.下午4時后在陽光下照射6小時

D.下午4時后將整個實驗裝置遮光3小時總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率總光合速率＝(3y－2z－x)/6凈光合速率=(y－x)/6呼吸速率=(y－z)/tt＝3常用實驗條件的控制方法。①增加水中O2——泵入空氣或吹氣或放入綠色水生植物；②減少水中O2——容器密封或油膜覆蓋或用涼開水；③除去容器中CO2——氫氧化鈉溶液；④除去葉中原有淀粉——置于黑暗環(huán)境中；⑤除去葉中葉綠素——酒精隔水加熱；⑥除去光合作用對呼吸作用的干擾——給植株遮光；⑦如何得到單色光——棱鏡色散或薄膜濾光；⑧線粒體提取——細(xì)胞勻漿離心。光合-呼吸的探究實驗設(shè)計

考點二

光合作用與細(xì)胞呼吸綜合應(yīng)用知識點一、自然環(huán)境中（夏季）一晝夜植物CO2濃度變化曲線呼吸＞光合光合＞呼吸①c點和e點：光合＝

呼吸②oa：③bc：光合＜呼吸，但隨光照強度增加，光合作用逐漸增強，釋放的CO2減少凌晨3-4點，溫度降低，呼吸作用減弱，釋放的CO2減少④hi：“光合午休”溫度過高，蒸騰過強，氣孔關(guān)閉，CO2攝入不足，暗反應(yīng)受阻，光合減弱hij⑤je：光照強度逐漸減小，光合作用減弱S1S2S3⑥一晝夜積累的有機物為：S1—（S2+S3）此值大于0時，植物可以生長，否則不生長⑦有機物積累最多的點：e點

考點二

光合作用與細(xì)胞呼吸綜合應(yīng)用知識點二、密閉環(huán)境中一晝夜植物CO2濃度變化曲線呼＞光呼＞光光＞呼D點和H點：光合=呼吸I點：一晝夜后容器內(nèi)剩余的CO2經(jīng)過一晝夜植物能否積累有機物：I點低于A點，總光合＞總呼吸，能積累有機物，植物能生長積累有機物最多的點：H點

考點二

光合作用與細(xì)胞呼吸綜合應(yīng)用知識點二、密閉環(huán)境中一晝夜植物CO2濃度變化曲線提醒：a．光照強度為“0”意味著光合作用不能進行，此時氣體變化量全由細(xì)胞呼吸引起，可作為呼吸強度指標(biāo)。b．光照下吸收CO2量應(yīng)為凈光合量。c．光照培養(yǎng)階段，密閉裝置中CO2濃度變化量應(yīng)為光合作用強度與呼吸作用強度間的“差值”，切不可僅答成“光合作用消耗”導(dǎo)致裝置中CO2濃度下降。

高考真題演練1.（2024·吉林·高考真題）在光下葉綠體中的C5能與CO2反應(yīng)形成C3；當(dāng)CO2/O2比值低時，C5也能與O2反應(yīng)形成C2等化合物。C2在葉綠體、過氧化物酶體和線粒體中經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)完成光呼吸過程。上述過程在葉綠體與線粒體中主要物質(zhì)變化如圖1。光呼吸將已經(jīng)同化的碳釋放，且整體上是消耗能量的過程。回答下列問題。(1)反應(yīng)①是________________過程。(2)與光呼吸不同，以葡萄糖為反應(yīng)物的有氧呼吸產(chǎn)生NADH的場所是________________和________________。CO2的固定細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

線粒體基質(zhì)

高考真題演練1.（2024·吉林·高考真題）在光下葉綠體中的C5能與CO2反應(yīng)形成C3；當(dāng)CO2/O2比值低時，C5也能與O2反應(yīng)形成C2等化合物。C2在葉綠體、過氧化物酶體和線粒體中經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)完成光呼吸過程。上述過程在葉綠體與線粒體中主要物質(zhì)變化如圖1。(3)我國科學(xué)家將改變光呼吸的相關(guān)基因轉(zhuǎn)入某種農(nóng)作物野生型植株（WT），得到轉(zhuǎn)基因株系1和2，測定凈光合速率，結(jié)果如圖2、圖3。圖2中植物光合作用CO2的來源除了有外界環(huán)境外，還可來自___________和___________(填生理過程）。7—10時株系1和2與WT凈光合速率逐漸產(chǎn)生差異，原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。據(jù)圖3中的數(shù)據(jù)_______填“能”或“不能”）光呼吸呼吸作用7—10時，隨著光照強度的增加，株系1和2由于轉(zhuǎn)入了改變光呼吸的相關(guān)基因，導(dǎo)致光呼吸速率降低，光呼吸將已經(jīng)同化的碳釋放，且整體上是消耗能量的過程不能(3)計算出株系1的總光合速率，理由是____________________________________________________________________________________________________________________________________________。

總光合速率=凈光合速率+呼吸速率，呼吸速率為光照強度為0時二氧化碳的釋放速率，圖3的橫坐標(biāo)為二氧化碳的濃度，無法得出呼吸速率

高考真題演練(4)結(jié)合上述結(jié)果分析，選擇轉(zhuǎn)基因株系1進行種植，產(chǎn)量可能更具優(yōu)勢，判斷的依據(jù)是_____________________________________________________________。與株系2與WT相比，轉(zhuǎn)基因株系1的凈光合速率最大

高考真題演練3.（2023·全國·高考真題）植物的氣孔由葉表皮上兩個具有特定結(jié)構(gòu)的保衛(wèi)細(xì)胞構(gòu)成。保衛(wèi)細(xì)胞吸水體積膨大時氣孔打開，反之關(guān)閉，保衛(wèi)細(xì)胞含有葉綠體，在光下可進行光合作用。已知藍(lán)光可作為一種信號促進保衛(wèi)細(xì)胞逆濃度梯度吸收K?．有研究發(fā)現(xiàn)，用飽和紅光（只用紅光照射時，植物達到最大光合速率所需的紅光強度）照射某植物葉片時，氣孔開度可達最大開度的60%左右。回答下列問題。(1)氣孔的開閉會影響植物葉片的蒸騰作用、

（答出2點即可）等生理過程。(2)紅光可通過光合作用促進氣孔開放，其原因是

。光合作用和呼吸作用

葉綠體中的葉綠素對紅光有較高的吸收峰值，紅光照射下保衛(wèi)細(xì)胞進行光合作用制造有機物，使保衛(wèi)細(xì)胞的滲透壓上升，細(xì)胞吸水膨脹，氣孔開放

高考真題演練(3)某研究小組發(fā)現(xiàn)在飽和紅光的基礎(chǔ)上補加藍(lán)光照射葉片，氣孔開度可進一步增大，因此他們認(rèn)為氣孔開度進一步增大的原因是，藍(lán)光促進保衛(wèi)細(xì)胞逆濃度梯度吸收K＋。請推測該研究小組得出這一結(jié)論的依據(jù)是

。(4)已知某種除草劑能阻斷光合作用的光反應(yīng)，用該除草劑處理的葉片在陽光照射下氣孔

（填“能”或“不能”）維持一定的開度。藍(lán)光作為信號能促進保衛(wèi)細(xì)胞逆濃度梯度吸收K＋，使保衛(wèi)細(xì)胞滲透壓上升，細(xì)胞吸水膨脹，氣孔張開能

高考真題演練4.（2023·全國卷·高考真題）某同學(xué)將從菠菜葉中分離到的葉綠體懸浮于緩沖液中，給該葉綠體懸浮液照光后糖產(chǎn)生。回答下列問題。(1)葉片是分離制備葉綠體的常用材料，若要將葉肉細(xì)胞中的葉綠體與線粒體等其他細(xì)胞器分離，可以采用的方法是

（答出1種即可）。葉綠體中光合色素分布

上，其中類胡蘿卜素主要吸收

（填“藍(lán)紫光”“紅光”或“綠光”）。(2)將葉綠體的內(nèi)膜和外膜破壞后，加入緩沖液形成懸浮液，發(fā)現(xiàn)黑暗條件下懸浮液中不能產(chǎn)生糖，原因是

。差速離心類囊體（薄）膜

藍(lán)紫光懸液中具有類囊體膜以及葉綠體基質(zhì)暗反應(yīng)相關(guān)的酶，但黑暗條件下，光反應(yīng)無法進行，暗反應(yīng)沒有光反應(yīng)提供的原料ATP和NADPH，所以無法形成糖類。

高考真題演練4.（2023·全國卷·高考真題）某同學(xué)將從菠菜葉中分離到的葉綠體懸浮于緩沖液中，給該葉綠體懸浮液照光后糖產(chǎn)生。回答下列問題。(3)葉片進行光合作用時，葉綠體中會產(chǎn)生淀粉。請設(shè)計實驗證明葉綠體中有淀粉存在，簡要寫出實驗思路和預(yù)期結(jié)果。

思路：將生長狀況良好且相同的植物葉片分為甲乙兩組，兩組植物應(yīng)均進行饑餓處理（置于黑暗中一段時間消耗有機物），甲組放置在有光條件下，乙組放置在其他環(huán)境相同的黑暗狀態(tài)下，一段時間后，用差速離心法提取出甲乙兩組的葉綠體，脫綠后制作成勻漿，分別加入碘液后觀察。結(jié)果：甲組勻漿出現(xiàn)藍(lán)色，有淀粉產(chǎn)生；乙組無藍(lán)色出現(xiàn)，無淀粉產(chǎn)生。題后悟道·技巧巧據(jù)小室內(nèi)CO2(或O2)的“初測值”與“末測值”確認(rèn)植物是否生長(注意：植株≠葉肉細(xì)胞)密閉小室中氣體變化是整棵植株(綠色、非綠色部位)光合與細(xì)胞呼吸綜合影響的結(jié)果。C3植物、C4植物和CAM植物及光呼吸一、C3植物、C4植物和CAM植物

自然界中的綠色植物根據(jù)光合作用暗反應(yīng)過程中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)，整個循環(huán)由RuBP(C5)與CO2的羧化開始到C5再生結(jié)束，在葉綠體基質(zhì)中進行，可合成蔗糖、淀粉等多種有機物。

大麥、小麥、大豆、菜豆、水稻、馬鈴薯等。常見的C3植物有2.C4途徑一、C3植物、C4植物和CAM植物

C4植物大多起源于熱帶，為了防止水分過度蒸發(fā)，C4植物常常關(guān)閉葉片上的氣孔，這樣空氣中的CO2就不易進入葉肉細(xì)胞，不能滿足光合作用對CO2的需求。

C4植物中含有能固定CO2為C4的相關(guān)酶——PEP羧化酶，可把大氣中含量很低的CO2以C4的形式固定下來。常見的C4植物有玉米、甘蔗、高粱、莧菜等。2.C4途徑維管束鞘細(xì)胞葉肉細(xì)胞2.C4途徑CO2PEP（C3）PEP羧化酶草酰乙酸（C4）蘋果酸（C4）CO2NADP+NADPH丙酮酸（C3）丙酮酸（C3）ATPADP+PiADP+PiATPNADP+C52C3多種酶(CH2O)NADPH細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（1）CO2固定場所葉肉細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、維管束鞘細(xì)胞葉綠體（2）光反應(yīng)場所葉肉細(xì)胞類囊體薄膜（3）暗反應(yīng)場所維管束鞘細(xì)胞葉綠體基質(zhì)2.C4途徑C4植物具有耐高溫、光照強烈、干旱的能力。原因：

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，并且無光合午休現(xiàn)象。C3和C4植物光合作用途徑的比較項目CO2受體CO2固定后產(chǎn)物CO2固定場所光反應(yīng)場所

暗反應(yīng)場所C3植物RuBPC3葉肉細(xì)胞葉綠體葉肉細(xì)胞葉綠體基粒葉肉細(xì)胞葉綠體基質(zhì)C4植物PEP、RuBPC3、C4葉肉細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、維管束鞘細(xì)胞葉綠體葉肉細(xì)胞葉綠體基粒維管束鞘細(xì)胞葉綠體基質(zhì)3.CAM途徑一、C3植物、C4植物和CAM植物

CAM植物夜間氣孔開放吸進CO2，CO2經(jīng)一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)化為蘋果酸儲存在液泡中。白天氣孔關(guān)閉，蘋果酸經(jīng)一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CO2，進入C3途徑合成淀粉。3.CAM途徑CAM植物夜間吸進CO2，淀粉經(jīng)糖酵解形成PEP，在PEP羧化酶催化下，CO2與PEP結(jié)合，生成草酰乙酸，進一步還原為蘋果酸儲存在液泡中。從而

表現(xiàn)出夜間淀粉減少，蘋果酸增加，細(xì)胞液pH下降。

白天氣孔關(guān)閉，蘋果酸轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中脫羧，放出CO2，進入C3途徑合成淀粉；形成的丙酮酸可以形成PEP再還原成三碳糖，最后合成淀粉或者轉(zhuǎn)移到線粒體，進一步氧化釋放CO2，又可進入C3途徑。從而表現(xiàn)出白天淀粉增加，蘋果酸減少，細(xì)胞液pH上升。3.CAM途徑菠蘿、蘆薈、蘭花、百合、仙人掌等，可適應(yīng)干旱炎熱的環(huán)境。

白天氣孔關(guān)閉，減少蒸騰作用，保持植物體內(nèi)水分并分解蘋果酸產(chǎn)生CO2進行光合作用；夜晚開放氣孔，吸收光合作用所需的CO2，使植物適應(yīng)高溫干旱環(huán)境。CAM途徑的意義常見的CAM植物有C3植物C4植物CAM植物如：水稻、小麥、棉花、大豆等大多數(shù)植物。如甘蔗、玉米、高粱等。如:菠蘿、龍舌蘭、仙人掌和蘭花等。特征C3植物C4植物CAM植物與CO2結(jié)合的物質(zhì)RuBP(C5)PEPPEPCO2固定的最初產(chǎn)物C3C4草酰乙酸CO2固定的時間白天白天夜晚和白天光反應(yīng)的場所葉肉細(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)有無光合午休有無無

C3途徑是碳同化的基本途徑，C4途徑和CAM途徑都只起固定CO2的作用，最終還是通過C3途徑合成有機物。一、C3植物、C4植物和CAM植物C3植物與C4植物對CO2濃度的響應(yīng)①C4植物CO2補償點低，幾乎接近0。說明C4植物具有有效的CO2濃縮機制。②C3植物CO2補償點高。因為RuBP羧化酶固定CO2能力弱。

從以上分析可知，C4植物能夠利用低CO2濃度進行光合作用，因此，目前大氣CO2濃度不斷增加，對C3植物有利，對C4植物益處不大。一、C3植物、C4植物和CAM植物1.百合以氣孔白天關(guān)閉、夜間開放的特殊方式適應(yīng)高溫干旱環(huán)境。

下面為百合葉肉細(xì)胞內(nèi)的部分代謝示意圖，

據(jù)圖分析錯誤的是（

）A.圖中B物質(zhì)可能是葡萄糖B.線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)均能產(chǎn)生CO2C.PEP、RuBP均能與CO2結(jié)合D.夜間細(xì)胞液pH可能會下降A(chǔ)習(xí)題鞏固習(xí)題鞏固2.研究發(fā)現(xiàn)，玉米、甘蔗等植物除了和其他C3植物一樣具有卡爾文循環(huán)(固定CO2的初產(chǎn)物為C3，簡稱C3途徑)外，還有另一條固定CO2的途徑，固定CO2的初產(chǎn)物為C4，簡稱C4途徑，這種植物為C4植物，其固定CO2的途徑如圖。研究發(fā)現(xiàn)，C4植物中PEP羧化酶對CO2的親和力約是Rubisco的60倍。下列有關(guān)敘述錯誤的是(

)A.圖中CO2進入葉肉細(xì)胞被固定的最初產(chǎn)物是草酰乙酸B.高溫條件下，C4植物光合效率高的原因是氣孔不關(guān)閉C.低濃度CO2條件下，C4植物可能比C3植物生長得好D.蘋果酸的主要作用是將葉肉細(xì)胞中的CO2轉(zhuǎn)入維管束鞘細(xì)胞B習(xí)題鞏固3.景天科植物(如景天、落地生根)的葉子有一個很特殊的CO2同化方式：夜間氣孔開放，吸收的CO2生成蘋果酸(一種有機酸)儲存在液泡中，白天氣孔關(guān)閉，液泡中的蘋果酸經(jīng)脫羧作用釋放CO2用于光合作用，其部分代謝途徑如圖所示。下列有關(guān)分析錯誤的是(

)A.景天科植物參與卡爾文循環(huán)的CO2直接來源于蘋果酸的分解B.由景天科植物特殊的CO2同化方式推測其可能生活在高溫干旱地區(qū)C.如果白天適當(dāng)提高CO2濃度，景天科植物

的光合速率基本不變D.白天景天科植物葉肉細(xì)胞內(nèi)有機酸

和葡萄糖的含量變化趨勢可能相反AC3植物、C4植物和CAM植物及光呼吸二、光呼吸1.光呼吸的發(fā)現(xiàn)1955年科學(xué)家德柯爾用紅外線氣體分析儀測定煙草光合速率時發(fā)現(xiàn)正在進行光合作用的煙草葉片在光照停止后會快速釋放CO2，這種現(xiàn)象稱為“二氧化碳的猝發(fā)”2.光呼吸的起因二、光呼吸

光呼吸現(xiàn)象產(chǎn)生的分子機制是O2和CO2競爭Rubisco。在暗反應(yīng)中，Rubisco能夠以CO2為底物實現(xiàn)CO2的固定；在光下，當(dāng)O2濃度高、CO2濃度低時，O2會競爭Rubisco，在光的驅(qū)動下將碳水化合物氧化生成CO2和水。（1）高CO2濃度、低O2時，進行羧化（2）低CO2濃度、高O2時，進行加氧C5+CO22C3RubiscoC5+O2C2+C3RubiscoC3進入卡爾文循環(huán)C3進入卡爾文循環(huán)3.光呼吸的實質(zhì)二、光呼吸①是所有進行光合作用的細(xì)胞在光照、高O2、低CO2情況下發(fā)生的一個生化過程。②是光合作用一個損耗能量的副反應(yīng)。③此過程中消耗O2，生成CO2。2C2+O2C3+CO2ATP、[H]酶4.光呼吸的危害二、光呼吸（1）如果在較強光下，光呼吸加強，使得C5氧化分解加強，一部分碳以CO2的形式散失，從而減少了光合產(chǎn)物的形成和積累。（2）光呼吸過程中消耗了ATP和NADPH，即造成了能量的損耗。5.光呼吸的意義防止強光對葉綠體的破壞強光時，由于光反應(yīng)速率大于暗反應(yīng)速率，因此，葉肉細(xì)胞中會積累ATP和NADPH，這些物質(zhì)積累會產(chǎn)生自由基，尤其是超氧陰離子，這些自由基能損傷葉綠體，而強光下，光呼吸加強，會消耗光反應(yīng)過程中積累的ATP和NADPH，從而減輕對葉綠體的傷害。當(dāng)然植物體還有很多避免強光下?lián)p傷葉綠體的機制。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目光呼吸細(xì)胞呼吸底物C2化合物糖類等有機物發(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)條件光照光或暗都可以能量消耗能量產(chǎn)生能量共同點消耗O2、釋放CO2二、光呼吸1.研究者用儀器檢測擬南芥葉片在光-暗轉(zhuǎn)換條件下CO2吸收量的

變化，每2S記錄一個實驗數(shù)據(jù)并在圖中以點的形式呈現(xiàn)。（1）在開始檢測后的200s內(nèi)，擬南芥葉肉細(xì)胞利用光能分解______，

同化CO2。而在實驗的整個過程中，葉片可通過__________將儲藏在有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為___________________和熱能。ATP中的活躍的化學(xué)能水細(xì)胞呼吸習(xí)題鞏固（2）圖中顯示，擬南芥葉片在照光條件下，CO2吸收量在___________μmol.m-2s-1范圍內(nèi)，在300s時CO2________達到2.2μmol.m-2s-1。由此得出，葉片的總（真