2025版高考生物二輪復(fù)習(xí)課件 盲點(diǎn)1 C3、C4植物的光合作用機(jī)理

第二部分挖掘教材盲點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)練透高考關(guān)鍵題型C3、C4植物的光合作用機(jī)理盲點(diǎn)1[盲點(diǎn)剖析]

教材上講的光合作用過程其實(shí)是C3植物的光合作用過程，試題中常將C3、C4植物綜合考查，如2022年全國甲卷第29題等，此類試題有一定難度，備考時(shí)需要深度理解C4植物光合作用過程及其與C3植物光合作用過程的區(qū)別等。[典例賞析]1.(2024·江蘇揚(yáng)州中學(xué)聯(lián)考)玉米葉肉細(xì)胞中的葉綠體較小且數(shù)目較少，但葉綠體內(nèi)有基粒，相鄰的維管束鞘細(xì)胞中葉綠體較大且數(shù)目較多，但葉綠體內(nèi)沒有基粒。玉米細(xì)胞除C3途徑外還有另一條固定CO2的途徑，簡稱C4途徑，如圖。研究發(fā)現(xiàn)，C4植物中PEP羧化酶對(duì)CO2的親和力強(qiáng)于Rubisco的。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)AA.維管束鞘細(xì)胞中光合作用所利用的CO2都是C4分解釋放的B.若葉肉細(xì)胞中光合速率大于細(xì)胞呼吸速率，植物的干重不一定增加C.玉米的有機(jī)物是在維管束鞘細(xì)胞中通過C3途徑合成的D.干旱條件下C3植物光合速率比C4植物的小解析由圖示可知，玉米維管束鞘細(xì)胞中光合作用所利用的CO2可來自C4的分解釋放，此外還可利用其呼吸作用釋放的CO2，A錯(cuò)誤；葉肉細(xì)胞中光合速率大于細(xì)胞呼吸速率時(shí)，植物的干重不一定增加，因?yàn)橹参镞€有部分不能進(jìn)行光合作用的細(xì)胞也要通過呼吸作用消耗有機(jī)物，B正確；由圖示可知，玉米的有機(jī)物是在維管束鞘細(xì)胞中通過C3途徑合成的，C正確；干旱條件下植物部分氣孔關(guān)閉，胞間CO2濃度降低，但C4植物葉肉細(xì)胞中的PEP羧化酶可以高效捕捉CO2并將其固定為C4，然后轉(zhuǎn)移至維管束鞘細(xì)胞的葉綠體中完成光合作用，因此干旱條件下C3植物光合速率比C4植物的小，D正確。2.(光呼吸)(2024·江西九校聯(lián)考)根據(jù)光合作用碳同化的最初光合產(chǎn)物不同，把高等植物分成兩類：C3植物和C4植物。C3植物葉片中的維管束鞘細(xì)胞不含葉綠體，維管束鞘以外的葉肉細(xì)胞排列疏松，含有葉綠體；C4植物中維管束鞘細(xì)胞比較大，里面含有沒有基粒的葉綠體，葉肉細(xì)胞含有正常的葉綠體。如圖為C4植物高粱的暗反應(yīng)和光呼吸原理示意圖，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEP羧化酶)與CO2的親和力極強(qiáng)，可以把低濃度的CO2固定下來集中供應(yīng)給維管束鞘細(xì)胞，形成“CO2泵”。請(qǐng)據(jù)圖回答問題：注

PEP羧化酶固定CO2的效率遠(yuǎn)高于Rubisco。(1)白天綠色植物的葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有____________________________________________________________________________________。(2)由圖可知，C4植物中參與CO2固定的物質(zhì)是________________。

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體(或線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜)、葉綠體(或葉綠體類囊體薄膜)PEP和C5(3)Rubisco是一種雙功能酶，CO2濃度高時(shí)，傾向于催化C5和CO2反應(yīng)；O2濃度高時(shí)，傾向于催化C5和O2反應(yīng)生成CO2(稱為光呼吸)。光呼吸中Rubisco與O2結(jié)合的場(chǎng)所是__________，據(jù)圖分析，夏季晴朗白天的正午C4植物光呼吸強(qiáng)度________(填“大于”“小于”或“等于”)C3植物的。葉綠體基質(zhì)小于(4)夏季高溫干旱時(shí)，小麥(C3植物)和高粱相比，________植株生長占優(yōu)勢(shì)，理由是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。高粱

高溫干旱會(huì)使高粱和小麥出現(xiàn)氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致胞間CO2濃度降低，高粱葉肉細(xì)胞中的PEP羧化酶可固定低濃度的CO2，并供應(yīng)給維管束鞘細(xì)胞的葉綠體，使光合作用繼續(xù)進(jìn)行；而小麥葉綠體中的Rubisco難以利用低濃度的CO2，會(huì)導(dǎo)致光合速率下降解析

(1)白天綠色植物的葉肉細(xì)胞既進(jìn)行光合作用也進(jìn)行呼吸作用，光合作用和呼吸作用過程中都有ATP產(chǎn)生。光合作用過程中產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所是葉綠體(或葉綠體類囊體薄膜)，呼吸作用過程中產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所是線粒體基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。(2)由題圖可知，在高粱的葉肉細(xì)胞中，參與CO2固定的物質(zhì)是PEP；在高粱的維管束鞘細(xì)胞中，參與CO2固定的物質(zhì)是C5，因此C4植物中參與CO2固定的物質(zhì)有PEP和C5。(3)Rubisco既能催化C5與CO2反應(yīng)(光合作用暗反應(yīng)階段，發(fā)生在葉綠體基質(zhì))，又能催化C5與O2反應(yīng)生成CO2，由光合作用的過程可推測(cè)，Rubisco發(fā)揮作用的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)。夏季晴朗白天的正午，光照強(qiáng)、溫度高，植物葉片的部分氣孔關(guān)閉，通過氣孔吸收的CO2減少，胞間CO2濃度降低。CO2濃度較低時(shí)，C3植物葉肉細(xì)胞中O2會(huì)與CO2競(jìng)爭結(jié)合Rubisco，使其催化光呼吸反應(yīng)，消耗有機(jī)物，而C4植物含有的PEP羧化酶固定CO2的效率遠(yuǎn)高于Rubisco，這使其能夠利用低濃度CO2進(jìn)行光合作用，并使CO2在與O2競(jìng)爭結(jié)合Rubisco中占優(yōu)勢(shì)，從而抑制光呼吸。(4)高溫干旱會(huì)使高粱和小麥出現(xiàn)氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致胞間CO2濃度降低，高粱葉肉細(xì)胞中的PEP羧化酶可固定低濃度的CO2生成C4，C4轉(zhuǎn)移到維管束鞘細(xì)胞的葉綠體中分解釋放CO2，使光合作用繼續(xù)進(jìn)行；而小麥葉綠體中的Rubisco難以利用低濃度的CO2，會(huì)導(dǎo)致光合速率下降，所以夏季高溫干旱時(shí)，小麥(C3植物)和高粱相比，高粱植株生長占優(yōu)勢(shì)。[名師支招]C3、C4植物的區(qū)別C3植物：葉片維管束鞘細(xì)胞較小，其內(nèi)不含葉綠體，其葉肉細(xì)胞內(nèi)含有正常的葉綠體，既可進(jìn)行光反應(yīng)又可進(jìn)行暗反應(yīng)；C4植物：葉片維管束鞘細(xì)胞含有無基粒的葉綠體，只能進(jìn)行暗反應(yīng)，其葉肉細(xì)胞中含正常的葉綠體，能進(jìn)行光反應(yīng)，通過C4途徑固定CO2C4植物具有較高光合速率的主要原因①C4植物的葉肉細(xì)胞中PEP羧化酶對(duì)CO2的親和力很高，起“CO2泵”的作用，把外界CO2“壓”進(jìn)維管束鞘細(xì)胞中，使維管束鞘細(xì)胞中有高濃度的CO2，從而促進(jìn)暗反應(yīng)；②維管束鞘細(xì)胞中的光合產(chǎn)物可就近運(yùn)入維管束，從而避免光合產(chǎn)物積累對(duì)光合作用的抑制作用C4植物不會(huì)出現(xiàn)“午休現(xiàn)象”的原因夏季晴朗白天的正午時(shí)，