2024屆高考 一輪復(fù)習(xí) 人教版 素養(yǎng)加強(qiáng)課2　光合作用和細(xì)胞呼吸的綜合 課件（86張）

素養(yǎng)加強(qiáng)課2光合作用和細(xì)胞呼吸的綜合必修1分子與細(xì)胞第三單元細(xì)胞代謝提升點(diǎn)1光合作用與呼吸作用過(guò)程及物質(zhì)和能量的聯(lián)系011．物質(zhì)名稱：b．O2，c．ATP，d．ADP，e．NADPH，f．C5，g．CO2，h．C3。2．生理過(guò)程及場(chǎng)所序號(hào)①②③④⑤生理過(guò)程光反應(yīng)暗反應(yīng)有氧呼吸第一階段有氧呼吸第二階段有氧呼吸第三階段場(chǎng)所葉綠體類囊體的薄膜葉綠體基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜3．物質(zhì)方面4．能量方面C6H12O6中穩(wěn)定的化學(xué)能熱能ATP中活躍的化學(xué)能―→各項(xiàng)生命活動(dòng)1．(2022·河北邢臺(tái)檢測(cè))如圖表示植物光合作用、細(xì)胞呼吸中氧的轉(zhuǎn)移過(guò)程。下列敘述正確的是(

)A．過(guò)程①②④都有ATP生成B．過(guò)程②③進(jìn)行的場(chǎng)所不同C．過(guò)程②⑤所需[H]全部來(lái)源于過(guò)程①D．過(guò)程①③⑤都需在生物膜上進(jìn)行B

[④過(guò)程中沒(méi)有ATP生成，A項(xiàng)錯(cuò)誤；過(guò)程②進(jìn)行的場(chǎng)所是線粒體內(nèi)膜，過(guò)程③進(jìn)行的場(chǎng)所是線粒體基質(zhì)，B項(xiàng)正確；過(guò)程⑤所需[H]來(lái)源于過(guò)程①，過(guò)程②所需[H]來(lái)源于有氧呼吸的第一和第二階段，C項(xiàng)錯(cuò)誤；過(guò)程①③⑤進(jìn)行的場(chǎng)所分別是葉綠體類囊體的薄膜、線粒體基質(zhì)和葉綠體基質(zhì)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]2．(2022·江蘇南京模擬)如圖①～⑥表示菠菜葉肉細(xì)胞代謝過(guò)程中碳元素和氫元素的轉(zhuǎn)移途徑，下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．過(guò)程①②③不在生物膜上進(jìn)行B．參與過(guò)程②③⑤的酶種類不同C．過(guò)程②③④⑤都有ATP產(chǎn)生D．過(guò)程③產(chǎn)生的[H]中的氫元素全部來(lái)自丙酮酸D

[過(guò)程①發(fā)生在葉綠體基質(zhì)，過(guò)程②發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，過(guò)程③發(fā)生在線粒體基質(zhì)，A正確；②③⑤三個(gè)過(guò)程是不同的反應(yīng)，根據(jù)酶的專一性，推知參與過(guò)程②③⑤的酶種類不同，B正確；過(guò)程②③④為有氧呼吸，產(chǎn)生ATP，過(guò)程⑤為光反應(yīng)，也產(chǎn)生ATP，C正確；過(guò)程③中產(chǎn)生的[H]中的氫元素來(lái)自丙酮酸和水，D錯(cuò)誤。](教師用書(shū)獨(dú)具)1．如圖表示在有氧條件下某高等植物體內(nèi)有關(guān)的生理過(guò)程示意圖，①～⑤表示有關(guān)過(guò)程，X、Y、Z和W表示相關(guān)物質(zhì)。請(qǐng)據(jù)圖判斷下列說(shuō)法，錯(cuò)誤的是(

)A．X、Y、Z物質(zhì)分別表示C3、丙酮酸和ATPB．①～⑤過(guò)程中能產(chǎn)生ATP的有①②③④C．②⑤過(guò)程分別表示C3的還原和CO2的固定D．光合速率小于呼吸速率時(shí)，④過(guò)程產(chǎn)生的CO2會(huì)釋放到細(xì)胞外B

[據(jù)圖可知，物質(zhì)X是CO2固定的產(chǎn)物，所以X表示C3；物質(zhì)Y是葡萄糖在酶的作用下分解成CO2的中間產(chǎn)物，所以Y表示丙酮酸；物質(zhì)Z是光反應(yīng)產(chǎn)生用于暗反應(yīng)的ATP，A項(xiàng)正確。圖中①過(guò)程表示光反應(yīng)，能產(chǎn)生ATP；②過(guò)程表示暗反應(yīng)中C3的還原，消耗ATP而不能產(chǎn)生ATP；③過(guò)程表示有氧呼吸的第一階段，能產(chǎn)生ATP；④過(guò)程表示有氧呼吸的第二階段(或第二、三階段)，能產(chǎn)生ATP；⑤過(guò)程表示暗反應(yīng)中CO2的固定，不能產(chǎn)生ATP，B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確。光合速率小于呼吸速率時(shí)，④過(guò)程產(chǎn)生的CO2要比⑤過(guò)程消耗的CO2多，所以會(huì)有一部分CO2釋放到細(xì)胞外，D項(xiàng)正確。]2．(2023·山東濟(jì)南聯(lián)考)如圖為植物細(xì)胞代謝的部分過(guò)程簡(jiǎn)圖，①～⑦為相關(guān)生理過(guò)程。下列有關(guān)敘述不正確的是(

)A．若植物缺Mg，則首先會(huì)受到顯著影響的是③B．②的進(jìn)行與⑤⑥密切相關(guān)，與③⑦無(wú)直接關(guān)系C．葉肉細(xì)胞中③發(fā)生在類囊體的薄膜上，④發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中D．葉肉細(xì)胞③中O2的產(chǎn)生量等于⑥中O2的消耗量，則一晝夜該植物體內(nèi)有機(jī)物的總量不變D

[葉肉細(xì)胞③中O2的產(chǎn)生量等于⑥中O2的消耗量，則葉肉細(xì)胞的凈光合量為0。植物體中不含葉綠體的細(xì)胞的細(xì)胞呼吸要消耗有機(jī)物，夜間植物體的細(xì)胞也要消耗有機(jī)物。因此，一晝夜該植物體內(nèi)有機(jī)物的總量會(huì)減少。]02提升點(diǎn)2

真正(總)光合速率和表觀(凈)光合速率的關(guān)系及其速率測(cè)定1．真正(總)光合速率、表觀(凈)光合速率和細(xì)胞呼吸速率的關(guān)系(1)內(nèi)在關(guān)系①細(xì)胞呼吸速率：植物非綠色組織(如蘋(píng)果果肉細(xì)胞)或綠色組織在黑暗條件下測(cè)得的值——單位時(shí)間內(nèi)一定量組織的CO2釋放量或O2吸收量。②凈光合速率：植物綠色組織在有光條件下測(cè)得的值——單位時(shí)間內(nèi)一定量葉面積所吸收的CO2量或釋放的O2量。③真正(總)光合速率＝表觀(凈)光合速率＋細(xì)胞呼吸速率。(2)判定方法①根據(jù)坐標(biāo)曲線判定a．當(dāng)光照強(qiáng)度為0時(shí)，若CO2吸收值為負(fù)值，則該值的絕對(duì)值代表細(xì)胞呼吸速率，該曲線代表表觀(凈)光合速率，如圖甲。b．當(dāng)光照強(qiáng)度為0時(shí)，光合速率也為0，該曲線代表真正(總)光合速率，如圖乙。②根據(jù)關(guān)鍵詞判定檢測(cè)指標(biāo)細(xì)胞呼吸速率表觀(凈)光

合速率真正(總)光合速率CO2釋放量(黑暗)吸收量(植物)、減少量(環(huán)境)利用量、固定量、消耗量檢測(cè)指標(biāo)細(xì)胞呼吸速率表觀(凈)光

合速率真正(總)光合速率O2吸收量(黑暗)、消耗量(黑暗)釋放量(植物)、增加量(環(huán)境)產(chǎn)生量、生成量、制造量、合成量葡萄糖消耗量(黑暗)積累量、增加量產(chǎn)生量、生成量、制造量、合成量2．光合速率的測(cè)定方法(1)液滴移動(dòng)法①測(cè)定呼吸速率a．裝置小燒杯中放入適宜濃度NaOH溶液，用于吸收CO2。b．玻璃鐘罩應(yīng)遮光處理，目的是排除光合作用的干擾。c．置于適宜溫度環(huán)境中。d．紅色液滴向左移動(dòng)，單位時(shí)間內(nèi)移動(dòng)距離代表呼吸速率。②測(cè)定凈光合速率a．裝置小燒杯中放入適宜濃度的CO2緩沖液，用于維持容器內(nèi)CO2濃度的恒定。b．給予較強(qiáng)光照處理，且溫度適宜。c．紅色液滴向右移動(dòng)，單位時(shí)間內(nèi)移動(dòng)距離代表凈光合速率。③誤差校正為排除溫度、氣壓等因素引起的氣體體積膨脹，應(yīng)設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)。對(duì)照實(shí)驗(yàn)與如圖不同之處在于不放植物或放置死亡的植物。④真正(總)光合速率＝表觀(凈)光合速率＋呼吸速率。(2)黑白瓶法——測(cè)溶氧量的變化①“黑瓶”不透光，測(cè)定的是有氧呼吸量；“白瓶”給予光照，測(cè)定的是凈光合作用量?？偣夂献饔昧?強(qiáng)度)＝凈光合作用量(強(qiáng)度)＋有氧呼吸量(強(qiáng)度)。②有初始值的情況下，黑瓶中O2的減少量為有氧呼吸量；白瓶中O2的增加量(或CO2的減少量)為凈光合作用量；二者之和為總光合作用量。③在沒(méi)有初始值的情況下(初始值設(shè)為X)，白瓶中測(cè)得的現(xiàn)有量(設(shè)為M)－黑瓶中測(cè)得的現(xiàn)有量(設(shè)為N)＝總光合作用量，即(X－N)＋(M－X)＝M－N。注：該方法假設(shè)植物不進(jìn)行無(wú)氧呼吸。(3)半葉法——測(cè)定光合作用有機(jī)物的產(chǎn)生量如圖所示，“半葉法”的原理是將對(duì)稱葉片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做處理，并采用適當(dāng)?shù)姆椒?可先在葉柄基部用熱水或熱石蠟液燙傷)阻止兩部分的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)移。在適宜光照下照射一段時(shí)間后，在A、B的對(duì)應(yīng)部位截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為MA、MB，獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)，則可計(jì)算出該葉片的光合作用強(qiáng)度。若M＝MB－MA，則M表示B葉片被截取部分在這段時(shí)間內(nèi)光合作用合成的有機(jī)物總量。1．(2022·全國(guó)乙卷)某同學(xué)將一株生長(zhǎng)正常的小麥置于密閉容器中，在適宜且恒定的溫度和光照條件下培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)容器內(nèi)CO2含量初期逐漸降低，之后保持相對(duì)穩(wěn)定。關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列解釋合理的是(

)A．初期光合速率逐漸升高，之后光合速率等于呼吸速率B．初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持穩(wěn)定C．初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率D．初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率1234D

[初期容器內(nèi)CO2濃度較大，光合作用強(qiáng)于呼吸作用，植物吸收CO2釋放O2，使密閉容器內(nèi)的CO2濃度下降，O2濃度上升，A錯(cuò)誤；由于密閉容器中，在適宜且恒定的溫度和光照條件下，容器內(nèi)的CO2濃度下降，所以說(shuō)明植物光合作用大于呼吸作用，但由于CO2含量逐漸降低，從而使植物光合速率逐漸降低，直到光合作用與呼吸作用相等，容器中氣體趨于穩(wěn)定，B錯(cuò)誤；初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率，C錯(cuò)誤，D正確。]12342．(2021·北京等級(jí)考)將某種植物置于高溫環(huán)境(HT)下生長(zhǎng)一定時(shí)間后，測(cè)定HT植株和生長(zhǎng)在正常溫度(CT)下的植株在不同溫度下的光合速率，結(jié)果如圖。由圖不能得出的結(jié)論是(

)1234A．兩組植株的CO2吸收速率最大值接近B．35℃時(shí)兩組植株的真正(總)光合速率相等C．50℃時(shí)HT植株能積累有機(jī)物而CT植株不能D．HT植株表現(xiàn)出對(duì)高溫環(huán)境的適應(yīng)性1234B

[由圖可知，CT植株和HT植株的CO2吸收速率最大值基本一致，都接近于3nmol·cm-2·s-1，A正確；CO2吸收速率代表凈光合速率，而總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。由圖可知35℃時(shí)兩組植株的凈光合速率相等，但呼吸速率未知，故35℃時(shí)兩組植株的真正(總)光合速率無(wú)法比較，B錯(cuò)誤；由圖可知，50℃時(shí)HT植株的凈光合速率大于零，說(shuō)明能積累有機(jī)物，而CT植株的凈光合速率不大于零，說(shuō)明不能積累有機(jī)物，C正確；由圖可知，在較高的溫度下HT植株的凈光合速率仍大于零，能積累有機(jī)物進(jìn)行生長(zhǎng)發(fā)育，體現(xiàn)了HT植株對(duì)高溫環(huán)境較適應(yīng)，D正確。]12343．(2022·山東濟(jì)寧期中)將一株植物放在密閉玻璃罩內(nèi)，置于室外一晝夜，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是(

)1234甲乙A．圖甲中的C點(diǎn)之前植物已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行光合作用B．圖甲中的F點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖乙中的g點(diǎn)C．到達(dá)圖乙中的d點(diǎn)時(shí)，玻璃罩內(nèi)的CO2濃度最高D．經(jīng)過(guò)這一晝夜之后，植物的有機(jī)物含量會(huì)增加1234B

[圖甲中C點(diǎn)表示光合作用與細(xì)胞呼吸相等的點(diǎn)，因此在C點(diǎn)之前光合作用已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行，A正確；圖甲中的F點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖乙中的h點(diǎn)，此時(shí)光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率，之后玻璃罩內(nèi)的CO2濃度增加，B錯(cuò)誤；d點(diǎn)之前植物一直釋放CO2，該點(diǎn)之后吸收CO2，所以到達(dá)圖乙中的d點(diǎn)時(shí)，玻璃罩內(nèi)的CO2濃度最高，C正確；比較圖甲中A點(diǎn)和G點(diǎn)，G點(diǎn)的CO2濃度低于A點(diǎn)，說(shuō)明經(jīng)過(guò)一晝夜玻璃罩內(nèi)的CO2減少了，而減少的這部分被植物吸收用于合成有機(jī)物，因此經(jīng)過(guò)這一晝夜之后，植物的有機(jī)物含量會(huì)增加，D正確。]12344．(2022·山東濰坊檢測(cè))某同學(xué)為研究某池塘(溶氧充足)中2米深處生物的光合作用和有氧呼吸，設(shè)計(jì)了黑白瓶實(shí)驗(yàn)：取三個(gè)大小相同、體積適宜的透明玻璃瓶，標(biāo)號(hào)1、2、3，其中1號(hào)瓶用錫箔紙包住遮光。用三個(gè)瓶子在池塘2米深的相同位置取滿水，測(cè)3號(hào)瓶的溶氧量，記為a。然后將1、2號(hào)瓶放回取水處，24h后取出，測(cè)1、2號(hào)瓶的溶氧量記作b、c。下列表述錯(cuò)誤的是(

)1234A．c－a可用來(lái)表示該處植物24h的光合作用凈值B．該處生物24h內(nèi)呼吸作用氧氣的消耗量可表示為b－aC．c－b可用來(lái)表示該處植物24h的光合作用總值D．如果沒(méi)有3號(hào)瓶，也可以計(jì)算出該處植物24h內(nèi)光合作用產(chǎn)生的氧氣量1234B

[據(jù)題意可知，3號(hào)瓶溶氧量a為3個(gè)瓶的初始溶氧量。1號(hào)瓶遮光只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，初始溶氧量為a，24h后溶氧量為b，故a－b表示24h細(xì)胞呼吸耗氧量，2號(hào)瓶進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸，氧氣增加值為凈光合作用，初始溶氧量為a，24h后2號(hào)瓶溶氧量為c，故c－a表示24h細(xì)胞凈光合放氧量，總光合作用＝凈光合作用＋呼吸作用，因此24h總光合作用為c－a＋a－b＝c－b，因此沒(méi)有3號(hào)瓶，也可以計(jì)算出該處植物24h內(nèi)光合作用產(chǎn)生的氧氣量，A、C、D正確，B錯(cuò)誤。]1234(教師用書(shū)獨(dú)具)1．(2022·山東中學(xué)聯(lián)盟大聯(lián)考)測(cè)定的CO2吸收量與釋放量為指標(biāo)，研究溫度對(duì)某綠色植物光合作用與細(xì)胞呼吸的影響，結(jié)果如圖甲所示。下列分析正確的是(

)甲乙A．光照相同時(shí)間，在20℃條件下植物積累的有機(jī)物的量最多B．光照相同時(shí)間，35℃時(shí)光合作用制造的有機(jī)物的量與30℃相等C．如果該植物原重Xkg，置于暗處4h后重(X－1)kg，然后光照4h后重(X＋2)kg，則總光合速率為3/4kg·h-1D．若將乙裝置中NaHCO3溶液換成蒸餾水，則在黑暗條件下可測(cè)得B曲線B

[在光照時(shí)間相同的情況下，在25℃時(shí)，CO2吸收量最大，即光合作用凈合成量最大，積累的有機(jī)物最多，A錯(cuò)誤；在光照時(shí)間相同的情況下，30℃時(shí)光合作用的總量為3.50(凈合成量)＋3.00(呼吸消耗量)＝6.50mg/h，35℃時(shí)光合作用的總量為3.00(凈合成量)＋3.50(呼吸消耗量)＝6.50mg/h，二者相同，B正確；該植物原重Xkg，置于暗處4h后重(X－1)kg，則呼吸速率為[X－(X－1)]/4＝1/4kg/h，然后光照4h后重(X＋2)kg，則凈光合速率為[(X＋2)－(X－1)]/4＝3/4kg/h，則總光合速率為呼吸速率＋凈光合速率＝1/4kg/h＋3/4kg/h＝1kg/h，C錯(cuò)誤；將乙裝置中NaHCO3溶液換成NaOH溶液，則在黑暗條件下可測(cè)得B曲線，D錯(cuò)誤。]2．某研究小組采用“半葉法”對(duì)番茄葉片的光合速率進(jìn)行測(cè)定。將對(duì)稱葉片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做處理，并采用熱水或石蠟燙傷葉柄基部阻止兩部分的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)移。在適宜光照下照射6h后，在A、B的對(duì)應(yīng)部位截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為MA、MB，獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)，則可計(jì)算出該葉片的光合速率，其單位是mg/(dm2·h)。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：(1)MA表示6h后葉片初始質(zhì)量－呼吸作用有機(jī)物的消耗量；MB表示6h后(________)＋(______________)－呼吸作用有機(jī)物的消耗量。(2)若M＝MB－MA，則M表示_________________________________________________________________________________________。(3)真正光合速率的計(jì)算方法是_________________________________________________________________________________________。(4)本方法也可用于測(cè)定葉片的呼吸速率，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]

葉片A部分遮光，雖不能進(jìn)行光合作用，但仍可照常進(jìn)行呼吸作用。葉片B部分不做處理，既能進(jìn)行光合作用，又可以進(jìn)行呼吸作用。分析題意可知，MB表示6h后葉片初始質(zhì)量＋光合作用有機(jī)物的總產(chǎn)量－呼吸作用有機(jī)物的消耗量，MA表示6h后葉片初始質(zhì)量－呼吸作用有機(jī)物的消耗量，則MB－MA就是光合作用6h有機(jī)物的總產(chǎn)量(B葉片被截取部分在6h內(nèi)光合作用合成的有機(jī)物總量)。由此可計(jì)算真正(總)光合速率，即M值除以時(shí)間再除以面積。將從測(cè)定葉片的相對(duì)應(yīng)部分切割的等面積葉片分為A、B兩組，A組立即烘干稱重，B組在暗處保存一段時(shí)間后再烘干稱重，利用A、B兩組的干重差可計(jì)算出葉片的呼吸速率。[答案]

(1)葉片初始質(zhì)量光合作用有機(jī)物的總產(chǎn)量(2)B葉片被截取部分在6h內(nèi)光合作用合成的有機(jī)物總量(3)M值除以時(shí)間再除以面積，即M/(截取面積×?xí)r間)

(4)將從測(cè)定葉片的相對(duì)應(yīng)部分切割的等面積葉片分為A、B兩組，A組立即烘干稱重，B組在暗處保存一段時(shí)間后再烘干稱重，由A、B兩組的干重差可計(jì)算出葉片的呼吸速率03提升點(diǎn)3

大學(xué)教材鏈接——植物的光呼吸，C3、C4植物和CAM植物1．光呼吸在固定二氧化碳的反應(yīng)中，催化二氧化碳與1，5-二磷酸核酮糖結(jié)合的酶是核酮糖二磷酸羧化/氧化酶。這種酶不僅能催化二氧化碳與二磷酸核酮糖的反應(yīng)，還能催化氧氣與二磷酸核酮糖的反應(yīng)，生成3-磷酸甘油酸和磷酸乙醇酸。3-磷酸甘油酸參加糖類的合成，磷酸乙醇酸可轉(zhuǎn)化成甘氨酸或通過(guò)其他代謝途徑釋放出二氧化碳。上述過(guò)程，即植物消耗氧氣，將二磷酸核酮糖轉(zhuǎn)化成二氧化碳的過(guò)程，稱作光呼吸。在光呼吸中，沒(méi)有ATP或NADPH的生成，是一個(gè)消耗能量的過(guò)程?？茖W(xué)家嘗試?yán)没蚬こ谈脑旌送嵌姿狒然?氧化酶的基因，希望使其成為沒(méi)有光呼吸作用的酶。2．C3植物、C4植物和CAM植物對(duì)于小麥、水稻等大多數(shù)綠色植物來(lái)說(shuō)，在暗反應(yīng)階段，一個(gè)二氧化碳被一個(gè)五碳化合物(C5)固定以后，形成的是兩個(gè)三碳化合物(C3)。但是，科學(xué)家在研究玉米、甘蔗等原產(chǎn)在熱帶地區(qū)綠色植物的光合作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，在這類綠色植物的光合作用中，二氧化碳中的碳首先轉(zhuǎn)移到含有四個(gè)碳原子的有機(jī)物(C4)中，然后才轉(zhuǎn)移到C3中?？茖W(xué)家將這類植物叫作C4植物，將其固定二氧化碳的途徑，叫作C4途徑；將僅有C3參與二氧化碳固定的植物叫作C3植物，將其固定二氧化碳的途徑，叫作C3途徑。上文中介紹的二氧化碳的固定過(guò)程即為C4途徑。下面詳細(xì)介紹C4途徑。在C4植物中，葉片中構(gòu)成維管束鞘的細(xì)胞中的葉綠體以C3途徑固定二氧化碳，而在葉肉細(xì)胞中主要為C4途徑。維管束鞘的細(xì)胞呼吸放出的二氧化碳可以被葉肉細(xì)胞通過(guò)C4途徑來(lái)固定，其過(guò)程如下圖：C4途徑的生物學(xué)意義在于，熱帶植物為了防止水分過(guò)多蒸發(fā)，常常關(guān)閉葉片上的氣孔，這樣空氣中的二氧化碳不易進(jìn)入細(xì)胞。這時(shí)，C4植物能夠利用葉片內(nèi)細(xì)胞間隙中含量很低的二氧化碳進(jìn)行光合作用。這是因?yàn)镃4途徑中能夠固定二氧化碳的那種酶對(duì)二氧化碳有很高的親和力，使葉肉細(xì)胞能有效地固定和濃縮二氧化碳，供維管束鞘細(xì)胞內(nèi)葉綠體中的C3途徑利用。許多起源于熱帶的植物，如景天科、仙人掌科、鳳梨科、蘭科等植物多具肉質(zhì)莖、葉，葉片表面有較厚的角質(zhì)層，葉肉細(xì)胞有很大的液泡，從形態(tài)結(jié)構(gòu)上對(duì)高溫、干旱有很強(qiáng)的適應(yīng)性。同時(shí)，這類植物在進(jìn)化中還發(fā)展了特殊的碳固定代謝途徑——景天酸代謝(CAM)途徑。該途徑具有兩套羧化固定CO2的系統(tǒng)，這與C4植物很類似，但不同的是CAM植物沒(méi)有明顯的維管束鞘細(xì)胞，兩類酶都存在于葉肉細(xì)胞中，是通過(guò)酶活性的晝夜調(diào)節(jié)使羧化反應(yīng)與CO2再固定分別在夜間和白天完成的。1．(2023·廣東深圳檢測(cè))玉米葉片具有特殊的結(jié)構(gòu)，其葉肉細(xì)胞中的葉綠體有基粒，而維管束鞘細(xì)胞中的葉綠體不含基粒。維管束鞘細(xì)胞周圍的葉肉細(xì)胞可以固定較低濃度的CO2，并將CO2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)，過(guò)程如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)1234A．維管束鞘細(xì)胞的葉綠體基本不能進(jìn)行光反應(yīng)但可以進(jìn)行暗反應(yīng)B．維管束鞘細(xì)胞中暗反應(yīng)過(guò)程不需要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．玉米葉片特殊的結(jié)構(gòu)和功能，使其更適應(yīng)高溫干旱環(huán)境1234B

[維管束鞘細(xì)胞的葉綠體無(wú)基粒，不能進(jìn)行光反應(yīng)，但仍能進(jìn)行暗反應(yīng)生成糖類，A正確；維管束鞘細(xì)胞中暗反應(yīng)過(guò)程需要ATP和NADPH，B錯(cuò)誤；PEP羧化酶可將較低濃度的CO2與某種C3結(jié)合成C4，并從葉肉細(xì)胞運(yùn)輸至維管束鞘細(xì)胞中釋放出來(lái)，因此對(duì)低濃度CO2具有富集作用，C正確；玉米葉片特殊的結(jié)構(gòu)和功能，使其在氣孔關(guān)閉的條件下仍能有效利用低濃度的CO2，既減少了蒸騰作用，又保證了光合作用的進(jìn)行，所以它們更適應(yīng)高溫干旱環(huán)境，D正確。]12342．(2022·全國(guó)甲卷)根據(jù)光合作用中CO2的固定方式不同，可將植物分為C3植物和C4植物等類型。C4植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)比C3植物的低。CO2補(bǔ)償點(diǎn)通常是指環(huán)境CO2濃度降低導(dǎo)致光合速率與呼吸速率相等時(shí)的環(huán)境CO2濃度?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)不同植物(如C3植物和C4植物)光合作用光反應(yīng)階段的產(chǎn)物是相同的，光反應(yīng)階段的產(chǎn)物是______________________(答出三點(diǎn)即可)。1234(2)正常條件下，植物葉片的光合產(chǎn)物不會(huì)全部運(yùn)輸?shù)狡渌课?，原因是_____________________(答出一點(diǎn)即可)。(3)干旱會(huì)導(dǎo)致氣孔開(kāi)度減小，研究發(fā)現(xiàn)在同等程度干旱條件下，C4植物比C3植物生長(zhǎng)得好。從兩種植物CO2補(bǔ)償點(diǎn)的角度分析，可能的原因是____________________________________________________________________________________________________________。1234[解析]

(1)光合作用光反應(yīng)階段的場(chǎng)所是葉綠體類囊體的薄膜上，光反應(yīng)發(fā)生的物質(zhì)變化包括水的光解以及ATP的形成，因此光合作用光反應(yīng)階段生成的產(chǎn)物有O2、NADPH和ATP。(2)葉片光合作用產(chǎn)物一部分用來(lái)建造植物體結(jié)構(gòu)和自身呼吸消耗，其余部分被輸送到植物體的儲(chǔ)藏器官儲(chǔ)存起來(lái)。故正常條件下，植物葉片的光合產(chǎn)物不會(huì)全部運(yùn)輸?shù)狡渌课弧?3)干旱會(huì)導(dǎo)致氣孔開(kāi)度減小，使CO2吸收減少；由于C4植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)低于C3植物，則C4植物能夠利用較低濃度的CO2，因此光合作用受影響較小的植物是C4植物，故C4植物比C3植物生長(zhǎng)得好。1234[答案]

(1)O2、NADPH和ATP

(2)自身呼吸消耗或建造植物體結(jié)構(gòu)(3)C4植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)低于C3植物，C4植物能夠利用較低濃度的CO212343．(2023·廣東汕頭聯(lián)考)植物的光合作用和光呼吸是兩個(gè)重要的生理過(guò)程。光呼吸是O2與CO2競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合C5，O2與C5結(jié)合后經(jīng)一系列反應(yīng)釋放CO2的過(guò)程，如圖1(圖中RuBP為C5，PGA為C3)。研究人員為提高某種農(nóng)作物的產(chǎn)量，向農(nóng)作物葉面噴施不同濃度的光呼吸抑制劑“W”溶液，測(cè)定結(jié)果如圖2所示。回答下列相關(guān)問(wèn)題：12341234圖11234圖2(1)葉肉細(xì)胞中卡爾文循環(huán)發(fā)生在葉綠體的________，每固定6分子CO2，才能形成1分子的葡萄糖，合成1分子葡萄糖需要消耗________分子的ATP。(2)Rubisco具有羧化酶和加氧酶活性，光合作用過(guò)程中，葉綠體內(nèi)CO2濃度降低、O2濃度升高時(shí)，Rubisco的________活性增強(qiáng)。據(jù)圖1分析，突然停止光照，農(nóng)作物葉片CO2釋放量在短時(shí)間內(nèi)增加的原因是________________________________________________________________________________________________________________。1234(3)根據(jù)圖2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，為提高農(nóng)作物產(chǎn)量，可給農(nóng)作物葉面噴施濃度為_(kāi)_______的“W”溶液。1234[解析]

(1)光合作用的暗反應(yīng)場(chǎng)所是葉綠體的基質(zhì)，據(jù)圖1分析，每固定1分子CO2，消耗3分子ATP，固定6分子CO2，消耗18分子ATP，形成1分子葡萄糖。(2)據(jù)題意可知，Rubisco能夠與O2和CO2結(jié)合，當(dāng)葉綠體內(nèi)CO2濃度降低、O2濃度升高時(shí)，Rubisco的加氧酶活性增強(qiáng)。突然停止光照，產(chǎn)生的ATP、NADPH減少，暗反應(yīng)消耗的C5減少，C5與O2結(jié)合增加，產(chǎn)生的CO2增多。(3)據(jù)圖2分析，“W”濃度為200mg/L時(shí)，葉片積累的有機(jī)物最多。12344．(2023·廣東惠州聯(lián)考)為了適應(yīng)高溫干旱的環(huán)境，有些植物的氣孔在夜間開(kāi)放，白天關(guān)閉，以一種特殊的方式固定CO2使光合作用效率最大化。如圖為菠蘿葉肉細(xì)胞內(nèi)的部分代謝示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：1234(1)干燥條件下，菠蘿葉肉細(xì)胞白天能產(chǎn)生CO2的具體部位是________________。(2)如圖所示，PEP、OAA、RuBP、PGA、C為菠蘿葉肉細(xì)胞內(nèi)的部分代謝物質(zhì)，能固定CO2的有____________，推測(cè)進(jìn)入線粒體的C可能是________。1234(3)請(qǐng)結(jié)合圖中CO2的變化途徑分析，在長(zhǎng)期干旱條件下該植物仍能在白天正常進(jìn)行光合作用的機(jī)制是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)若將一株菠蘿置于密閉裝置內(nèi)進(jìn)行遮光處理，用CO2傳感器測(cè)定裝置中CO2的變化速率，并以此作為測(cè)定該植物呼吸速率的指標(biāo)，這種做法是否合理？________，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________。1234[解析]

(1)由題圖可以看出，白天產(chǎn)生CO2的途徑有兩條：一是蘋(píng)果酸脫羧產(chǎn)生CO2，二是由線粒體中的丙酮酸分解產(chǎn)生，因此白天產(chǎn)生CO2的部位是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)。(2)結(jié)合圖示分析可知，參與CO2固定的有兩個(gè)結(jié)構(gòu)：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、葉綠體。在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，CO2與PEP結(jié)合生成OAA；在葉綠體中，CO2與RuBP生成PGA。所以能參與CO2固定的物質(zhì)有PEP和RuBP，其中物質(zhì)C能進(jìn)入線粒體被氧化分解，可能是丙酮酸。(3)由題圖可知，夜間吸收的CO2經(jīng)1234過(guò)一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)化為蘋(píng)果酸儲(chǔ)存在液泡中，白天氣孔關(guān)閉時(shí)，一方面蘋(píng)果酸從液泡運(yùn)出并通過(guò)分解提供CO2；另一方面丙酮酸氧化分解提供CO2，以保證光合作用的正常進(jìn)行。(4)將菠蘿置于密閉裝置內(nèi)進(jìn)行遮光處理，雖然不能進(jìn)行光合作用，但菠蘿呼吸作用產(chǎn)生CO2的同時(shí)也吸收CO2用于合成蘋(píng)果酸，所以容器內(nèi)CO2的變化速率不能作為測(cè)定該植物呼吸速率的指標(biāo)。1234[答案]

(1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)(2)PEP、RuBP丙酮酸(3)夜間吸收的CO2經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)化為蘋(píng)果酸儲(chǔ)存在液泡中，白天氣孔關(guān)閉時(shí)，一方面蘋(píng)果酸從液泡運(yùn)出并通過(guò)分解提供CO2；另一方面丙酮酸氧化分解提供CO2，以保證光合作用的正常進(jìn)行(4)不合理菠蘿在遮光條件下進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生CO2的同時(shí)也吸收CO2用于合成蘋(píng)果酸。即容器內(nèi)CO2的變化速率不能作為測(cè)定該植物呼吸速率的指標(biāo)1