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文档简介

高考生物二轮复习——光合作用与呼吸作用的关系知识网络光合作用细胞呼吸O2CO2总反应式光反应条件场所物质变化光、色素、酶叶绿体类囊体的薄膜水的光解和ATP形成暗反应场所物质变化NADPH、ATP多种酶CO2的固定C3的还原条件叶绿体基质影响因素光、CO2浓度、温度等有氧呼吸总反应式:场所:C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶细胞质基质和线粒体三个阶段C6H12O62C3H4O3+4[H]+能量(少量)酶2C3H4O3+6H2O6CO2+20[H]+能量(少量)酶24[H]+6O212H2O+能量(大量)酶温度、O2浓度、H2O等C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量酶或C6H12O62C3H6O3(乳酸)+少量能量酶细胞质基质无氧呼吸总反应式:场所:影响因素CO2+H2O(CH2O)+O2光能叶绿体光合作用与细胞呼吸的过程

核心考点一人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类,相关装置及过程如下图所示,其中甲、乙表示物质模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同(1)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是________________,模块3中的甲可与CO2结合,甲为____________________。

(2)在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下,该系统糖类的积累量____(填:高于、低于或等于)植物,原因是____________________________________。模块1和模块2五碳化合物(或:C5)高于人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或:植物呼吸作用消耗糖类)考点情境光H20O2NADPH2C3(CH2O)C5ATPADP+PiNADP+C3H4O3酶C2H5OH+CO2C3H6O3能量ATPCO2+H2O+能量ATPADP+Pi细胞分裂物质合成等CO2O2根空气空气线粒体叶绿体细胞质基质酶酶酶酶酶色素酶图解光合作用与细胞呼吸过程变化的内在联系任务1教学分析真题感悟归纳提升知识盘点(3)若将与呼吸有关的细胞质基质、线粒体与该系统相连,当提供含有18O标记的O2,一段时间后能在模块3中的糖类中检测到18O的存在,请说明理由:1802参与有氧呼吸第三阶段,可形成H2180;H2180参与有氧呼吸第二阶段,可形成C1802;C1802参与光合作用暗反应阶段,可形成含有180的有机物人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类,相关装置及过程如下图所示,其中甲、乙表示物质模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同考点情境光反应暗反应有氧呼吸第一、二阶段有氧呼吸第三阶段细胞呼吸第一阶段有氧呼吸第二阶段酒精发酵第二阶段光反应有氧呼吸第三阶段CO2的固定C3的还原细胞呼吸第一阶段有氧呼吸第二阶段酒精发酵第二阶段CO2的固定C3的还原CCO2C3(CH2O)丙酮酸CO2H2OH2OH2ONADPH(CH2O)【H】H2OOH光合作用呼吸作用O2CO2C3(CH2O)丙酮酸CO2光合作用呼吸作用H2OH2O光合作用有氧呼吸光合作用呼吸作用光合作用与细胞呼吸中的物质变化关系任务2教学分析真题感悟归纳提升知识盘点人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类,相关装置及过程如下图所示,其中甲、乙表示物质模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同考点情境(4)若将与呼吸有关的细胞质基质、线粒体与该系统相连,则产生

NADH的部位有(填相应场所)________________________,消耗

NADPH的部位有______。模块3细胞质基质和线粒体基质(5)该过程中光能先转化为___________________________再转化为_________。有机物(或糖类)中稳定的化学能ATP和NADPH中活跃的化学能NADHATPNADPH来源:去向:有氧呼吸第一阶段(葡萄糖)、第二阶段(丙酮酸和水)第三阶段还原02,产生H20来源:去向:光反应H2O光解用于暗反应还原C3来源:去向:光反应阶段产生;有氧呼吸第一、二、三阶段主要用于C3还原供能用于各项生命活动(绿色植物叶绿体内耗能过程除外)还可用手叶绿体内其他耗能过程,如叶绿体内DNA的复制过程总结NADH、NADPH和ATP的来源和去路任务3教学分析真题感悟归纳提升知识盘点光能ATPNADPH中活跃的化学能有机物中稳定的化学能热能(散失)不彻底氧化产物中的化学能释放大量能量释放少量能量有氧呼吸无氧呼吸大量少量ATPNADPH中活跃的化学能总结光合作用与细胞呼吸中能量变化任务4教学分析真题感悟归纳提升知识盘点(6)若正常运转过程中气泵突然停转,则短时间内乙的含量将_____(填:增加或减少)。若气泵停转时间较长,模块2中的能量转换效率也会发生改变,原因是___________________________________________。减少模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP+不足人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类,相关装置及过程如下图所示,其中甲、乙表示物质模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同考点情境随后C3的还原减弱CO2的固定暂时不变光照变弱2C3C5(CH2O)CO2ATP、NADPH光照、H20光反应CO2的固定C3的还原光反应减弱C3的还原暂时不变ATP,NADPHC3消耗减少,合成暂时不变C3C3消耗不变,合成减少C5↓↓↓↓分析C3、C5、NADPH、ATP的含量及(CH2O)合成量变化任务5教学分析真题感悟归纳提升知识盘点CO2的固定减弱C3的还原暂时不变CO2供应变少随后C3的还原减弱光反应暂时不变ATP

,NADPH

C3合成减少,消耗暂时不变C3C5消耗减少,合成暂时不变C5

2C3C5(CH2O)CO2ATP、NADPH光照、H20光反应CO2的固定C3的还原↓↓↓↓分析C3、C5、NADPH、ATP的含量及(CH2O)合成量变化任务5教学分析真题感悟归纳提升知识盘点D【典例1】(2024·广东卷,5)研究发现,敲除某种兼性厌氧酵母(WT)sqr基因后获得的突变株△sqr中,线粒体出现碎片化现象,且数量减少。下列分析错误的是(

)A.碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸B.线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱C.有氧条件下,WT比△sqr的生长速度快D.无氧条件下,WT比△sqr产生更多的ATP知识盘点真题感悟归纳提升真题感悟【解析】碎片化的线粒体无法为有氧呼吸提供场所,不能正常进行有氧呼吸,A正确;有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体,线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱,B正确;与△sqr相比,WT正常线粒体数量更多,有氧条件下,WT能获取更多的能量,生长速度比△sqr快,C正确;无氧呼吸发生在细胞质基质,与线粒体无关,所以无氧条件下WT产生ATP的量与△sqr相同,D错误。知识盘点真题感悟归纳提升真题感悟B【典例2】(2024·甘肃卷,3)梅兰竹菊为花中四君子,很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护,养护不当会影响花卉的生长,如兰花会因浇水过多而死亡,关于此现象,下列叙述错误的是(

)A.根系呼吸产生的能量减少使养分吸收所需的能量不足B.根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足C.浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸D.根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加知识盘点真题感悟归纳提升真题感悟【解析】大多数营养元素的吸收是与植物根系代谢活动密切相关的过程,这些过程需要根系细胞呼吸产生的能量,浇水过多会使根系呼吸产生的能量减少,使养分吸收所需的能量不足,A正确;根系吸收水分是被动运输,不消耗能量,B错误;浇水过多使土壤含氧量减少,抑制了根系细胞的有氧呼吸,但促进了无氧呼吸的进行,C正确;根系细胞无氧呼吸整个过程都发生在细胞质基质中,会产生酒精或乳酸等有害物质,D正确。知识盘点真题感悟归纳提升真题感悟C【典例3】(2024·陕西渭南一模)如图为植物体内光合作用示意图,下列叙述错误的是(

)A.①可进入线粒体或出细胞,②可为暗反应提供能量B.突然停止光照,短时间内C3的含量将增多C.图示中的NADPH可进入线粒体中参与H2O的生成D.14CO2中14C元素的转移途径为14CO2→14C3→(14CH2O)知识盘点真题感悟归纳提升真题感悟【解析】

①为光反应阶段水光解产生的氧气,可进入线粒体用于有氧呼吸,也可释放到细胞外;②为ATP,可为暗反应C3的还原提供能量,A正确;突然停止光照,光反应停止,不能继续为暗反应提供ATP和NADPH,短时间内C3的还原速率减慢,但CO2的固定速率不变,故C3的含量将增多,B正确;光反应产生的NADPH用于暗反应C3的还原,不能进入线粒体中被利用,C错误;暗反应包括CO2的固定和C3的还原,故14CO2中14C元素的转移途径为14CO2→14C3→(14CH2O),D正确。知识盘点真题感悟归纳提升真题感悟D【典例4】(2024·北京通州模拟)甲醛(HCHO)是室内空气污染的主要成分之一,室内栽培观赏植物常春藤能够清除一定浓度范围内的甲醛污染,具体过程如图(其中Hu6P、Ru5P是中间产物),以下叙述错误的是(

)A.采用同位素标记法研究碳元素转移路径B.甲醛可作为碳源参与常春藤的光合作用C.常春藤分解甲醛的酶分布在叶绿体基质D.常春藤光合作用强度与甲醛浓度成正比知识盘点真题感悟归纳提升真题感悟【解析】同位素标记法是利用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向,故采用同位素示踪法可以研究碳元素转移路径,例如用14C标记CO2,A正确;据图可知,甲醛经过图示过程可以产生CO2供给常春藤的光合作用,B正确;据图分析可知,常春藤分解甲醛的过程发生在叶绿体基质中,所以分解甲醛的酶分布在叶绿体基质,C正确;室内栽培观赏植物常春藤能够清除一定浓度范围内的甲醛污染,但不能判断常春藤光合作用强度是否与甲醛浓度成正比,D错误。知识盘点真题感悟归纳提升真题感悟光合作用的影响因素和点的移动问题

核心考点二某乡镇大力发展大头菜种植产业,成就一道致富风景。为助力乡村振兴科研小组研究了光照强度对作物甲、作物乙两品种“大头菜”光合作用的影响,结果如下图所示。(1)根据科研小组的研究结果,应推荐菜农种植_______品种大头菜,理由是?甲在相同强度的光照下,甲品种的光合作用强度大于乙品种的光合作用强度(2)与800klx光相比,大于1400klx时增施有机肥能显著提高产量,为什么?光照强度为800k1x时影响光合作用的主要因素是光照强度,光照强度大于1400klx时影响光合作用的主要因素是CO2浓度;土壤微生物分解有机肥为大头菜进行光合作用提供更多的CO2。考点情境(3)进一步研究发现,栽培人员向作物乙增施适量氮肥后,作物乙的光合速率有所提高,其原因可能是___(答出1点即可)。氮元素是叶绿素合成的重要元素,增施氮肥会增加叶绿素的含量,进而增强光合作用(或增施氨肥会增加光合作用相关酶的含量)某乡镇大力发展大头菜种植产业,成就一道致富风景。为助力乡村振兴科研小组研究了光照强度对作物甲、作物乙两品种“大头菜”光合作用的影响,结果如下图所示。考点情境类型影响原理主要表现光照CO2温度主要指不合乎植物生长要求的光照强度和光质条件,通过影响光反应来影响农作物的光合作用影响植物叶绿素的合成;对类囊体膜造成损伤CO2是光合作用的反应物,低于CO2补偿点的CO2浓度会通过影响暗反应速率而影响光合作用强度光合作用原料CO2不足导致暗反应速率下降低温逆境和高温逆境,主要通过影响酶的活性和气孔开放程度来影响光合作用叶绿体的结构和酶的功能受到破坏;引起气孔关闭,影响CO2的吸收总结归纳光合作用的影响因素有哪些?影响原理分别是什么?任务6教学分析真题感悟归纳提升知识盘点类型影响原理主要表现水分无机盐矿质营养对光合作用的影响主要包括:①影响叶绿体中物质和结构的形成,如叶绿素(Mg2+);②盐胁迫影响根系吸水,进而影响气孔开放程度;③重金属盐会影响叶绿素的合成和光合作用有关酶的活性水分胁迫包括干旱和水淹两种情况。干旱时气孔关闭,影响CO2吸收而影响暗反应,进而影响光合作用;农作物被水淹时,根细胞进行无氧呼吸产生酒精,对细胞造成毒害总结归纳光合作用的影响因素有哪些?影响原理分别是什么?任务6教学分析真题感悟归纳提升知识盘点(1)如果图1的实验对象是离体的叶肉细胞,则图2中的甲图对应的是图1中的______,乙图对应图1中的__________________________,丙图对应图1中的______________________,丁图对应图1中的______。光照强度0CO2吸收CO2释放A呼吸速率呼吸速率B表观(净)光合速率表总光合速率甲“大头菜”总光合速率与呼吸速率的关系,结果如图所示,请回答:A点AB段(不含A、B两点)B点以后(不含B点)B点DC光补偿点光饱和点考点情境(2)如果图1的实验对象是叶片或者植株,则图1中的A点、B点、D点分别对应图2中的____图、____图和____图。(3)如果实验对象是离体的叶绿体,则图1______

(填“能”或“不能”)表示光强度对其光合速率的影响,原因是________________________________________________________________________________________________________。甲丙丙不能

叶绿体不能进行细胞呼吸,因此光强度为0时其CO2吸收量应为0,光强度大于0时其CO2吸收量应大于0光照强度0CO2吸收CO2释放A呼吸速率呼吸速率B表观(净)光合速率表总光合速率DC光补偿点光饱和点考点情境(4)若光照强度不变,与正常情况相比,环境中Mg2+减少时,图中D点将_____(填“上移”或“下移”),原因是

?光照强度0CO2吸收CO2释放A呼吸速率呼吸速率B表观(净)光合速率表总光合速率DC下移Mg2+减少导致叶绿素合成减少,使光反应速率下降,合成的ATP和[H]减少,还原C3速率下降,真光合作用速率下降光补偿点光饱和点考点情境(1)光补偿点对应的两种生理状态①整个植株:光合作用强度=细胞呼吸强度。②叶肉细胞:光合作用强度>细胞呼吸强度。光照强度或CO2浓度0CO2吸收CO2释放ABDC只进行细胞呼吸(细胞呼吸增强,A点下移;反之,A点上移)补偿点饱和点光补偿点、光饱和点的移动任务7教学分析真题感悟归纳提升知识盘点(2)B点与C点的变化(注:只有横坐标为自变量,其他条件不变)条件B点(补偿点)C点(饱和点)适当增大CO2浓度(光照强度)适当减小CO2浓度(光照强度)土壤缺Mg2+注:细胞呼吸速率增加,其他条件不变时,CO2(或光)补偿点应右移,反之左移。光照强度或CO2浓度0CO2吸收CO2释放ABDC只进行细胞呼吸(细胞呼吸增强,A点下移;反之,A点上移)补偿点饱和点(3)D点:代表饱和点对应的最大光合速率,若增大光照强度或增大CO2浓度使光合速率增大时,D点向右上方移动;反之,移动方向相反。左移右移右移左移右移左移教学分析真题感悟归纳提升知识盘点光合速率与呼吸速率相等能积累有机物的时问(光合速率大于呼吸速率)有机物积累最多的点开始进行光合作用的点一昼夜后能否积累有机物判断I—(I+Ⅲ)是否大于0比较i点时CO2浓度是否比a点时低c点和g点c~g段g点(整个植株:光合=呼吸;叶肉细胞:光合>呼吸)b点对比分析以下两条曲线并找出对应点任务8教学分析真题感悟归纳提升知识盘点C【典例1】(2024·九省联考广西卷,7)在华南地区秋冬种植的白菜、油菜等蔬菜,引种到西北高原地区夏季种植,常会生长得更加旺盛,导致这种现象的原因不包括(

)A.光照时间长让植物有更多的光合作用时长B.光照强度大使植物具有更高的光合作用速率C.紫外线吸收增加使植物光合作用强度增大D.昼夜温差更大有利于光合作用产物的积累知识盘点真题感悟归纳提升真题感悟【解析】西北高原地区夏季种植,光照时间长,植物有更多的光合作用时长,A不符合题意;西北高原地区夏季光照强度大,植物具有更高的光合作用速率,B不符合题意;一般情况下,光合色素所利用的光是可见光,而紫外线是不可见光,植物不吸收,C符合题意;西北高原地区夏季昼夜温差大,白天温度高,植物光合作用强,夜间温度低,植物呼吸作用弱,有利于有机物的积累,D不符合题意。知识盘点真题感悟归纳提升真题感悟A【典例2】(2024·河南濮阳一中质检)在夏季晴朗无云的白天,10时左右某植物光合作用强度达到峰值,12时左右光合作用强度明显减弱。关于光合作用强度减弱的可能原因,下列分析正确的是(

)A.叶片蒸腾作用强,失水过多使气孔部分关闭,进入植物体内的CO2量减少B.光合酶活性降低,呼吸酶活性不受影响,呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量C.叶绿体内膜上光合色素被光破坏,吸收和传递光能的效率降低D.12时暗反应产物积累,使得叶片转化光能的能力下降知识盘点真题感悟归纳提升真题感悟【解析】夏季中午叶片蒸腾作用强,失水过多使气孔部分关闭,进入植物体内的CO2量减少,暗反应减慢,光合作用强度明显减弱,导致光反应产物积累,产生反馈抑制,使叶片转化光能的能力下降,A正确,D错误;夏季中午气温过高,可能导致光合酶活性降低,呼吸酶活性也会受影响(呼吸酶最适温度高于光合酶),光合作用强度减弱,但此时光合作用强度仍然大于呼吸作用强度,即呼吸释放的CO2量小于光合固定的CO2量,B错误;光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上,C错误。知识盘点真题感悟归纳提升真题感悟【典例3】(2023·全国乙卷,3)植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下,某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是(

)CA.在时间a之前,植物根细胞无CO2释放,只进行无氧呼吸产生乳酸B.a~b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程C.每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多D.植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP知识盘点真题感悟归纳提升真题感悟【解析】在时间a之前,因为没有二氧化碳释放,所以不可能是产生酒精的无氧呼吸过程,只能是产生乳酸的无氧呼吸过程,A正确;在a~b时间内,因为此时仍然处于无氧条件下,产生二氧化碳表明进行了产生酒精和CO2的无氧呼吸过程,B正确;两个无氧呼吸过程都只有第一阶段产生能量,两个都是葡萄糖转化为丙酮酸的过程,所以每分子葡萄糖经无氧呼吸产生的ATP相等,C错误;酒精是脂溶性的物质,跨膜运输方式是自由扩散,不消耗能量,D正确。知识盘点真题感悟归纳提升真题感悟【典例4】(2023·湖南衡阳八中检测)如图表示植物光合速率随光照强度改变的曲线,请分析并选出错误的一项(

)BA.若适当提高温度,光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值,则补偿点B应相应地向右移动B.若增加二氧化碳浓度,B点左移,C点左移,D点向右上方移动C.D点时,ATP从类囊体薄膜向叶绿体基质移动D.若图为阳生植物,则换为阴生植物,B点向左移动,D点向左下方移动知识盘点真题感悟归纳提升真题感悟【解析】

B点为光补偿点,此时光合作用与呼吸作用强度相等,若适当提高温度,光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值,则补偿点B应相应地向右移动,A正确;若增加二氧化碳浓度,则光合作用强度增加,B点左移,C点右移,D点向右上方移动,B错误;D点时的光合作用强度最大,其光反应产生的ATP从类囊体薄膜移向叶绿体基质,参与暗反应过程中三碳化合物的还原,C正确;阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物的低,因此若换为阴生植物,B点向左移动,D点向左下方移动,D正确。知识盘点真题感悟归纳提升真题感悟C4植物、景天科植物、光呼吸等特殊代谢类型

核心考点三CO2是影响植物光合作用的重要因素。不同植物在长期的自然选择中形成了不同的适应特征。三种不同类型植物的CO2同化方式:(2)水稻、玉米、景天科最适应炎热干旱环境的植物是__________,原因是___。该类植物白天因减少水分的散失而气孔关闭,但夜晚能吸收CO2,不影响光合作用的进行景天科植物水稻玉米景天科植物(1)水稻过程①进行的场所是细胞的____________,过程②需要光反应提供_______________。叶绿体基质NADPH和ATP考点情境C4植物叶肉细胞中的PEP酶对CO2的亲和力较强,能利用低浓度CO2,在PEP酶作用下,叶肉细胞中的CO2转化成C4,C4被运入维管束鞘细胞后会释放CO2参与卡尔文循环,PEP酶起到了“CO2泵”的作用。(3)相较于C3植物,玉米等C4植物能利用更低浓度CO2,从酶的角度分析原因可能是

.PEP羧化酶对CO2的亲和度更高(或PEP羧化酶固定CO2的效率较高)水稻玉米景天科植物考点情境NADPHC4(CH2O)C5ATPADP+PiNADP+CO2C4C3C3(PEP)丙酮酸2C3CO2叶肉细胞中的细胞质维管朿鞘细胞中的叶绿体胞间连丝多种酶参加催化分析C4植物、景天科植物、光呼吸等特殊代谢类型任务91.C4植物教学分析真题感悟归纳提升知识盘点①C4植物叶肉细胞的叶绿体有类囊体能进行光反应,而维管束鞘细胞没有完整的叶绿体。所以C4植物光反应发生在叶肉细胞的叶绿体类囊体薄膜上,而CO2固定发生在叶肉细胞的细胞质基质和维管束鞘细胞的叶绿体基质中。NADPHC4(CH2O)C5ATPADP+PiNADP+CO2C4C3C3(PEP)丙酮酸2C3CO2叶肉细胞中的细胞质维管朿鞘细胞中的叶绿体胞间连丝多种酶参加催化②用14C标记CO2追踪C4植物碳原子的转移途径为CO2→C4→CO2→C3→(CH2O)。分析C4植物、景天科植物、光呼吸等特殊代谢类型任务91.C4植物教学分析真题感悟归纳提升知识盘点③C4植物PEP羧化酶对CO2具有高亲和力,当外界环境干旱导致植物气孔导度减小时,C4植物就能利用细胞间隙低浓度的CO2继续生长,而C3植物则不能。故在干旱环境中,C4植物比C3植物生长得好。NADPHC4(CH2O)C5ATPADP+PiNADP+CO2C4C3C3(PEP)丙酮酸2C3CO2叶肉细胞中的细胞质维管朿鞘细胞中的叶绿体胞间连丝多种酶参加催化分析C4植物、景天科植物、光呼吸等特殊代谢类型任务91.C4植物教学分析真题感悟归纳提升知识盘点【典例1】(2022·全国甲卷,29)根据光合作用中CO2的固定方式不同,可将植物分为C3植物和C4植物等类型。C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。CO2补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度。回答下列问题:(1)不同植物(如C3植物和C4植物)光合作用光反应阶段的产物是相同的,光反应阶段的产物是____________________(答出3点即可)。(2)正常条件下,植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位,原因是_________________________________(答出1点即可)。O2、NADPH和ATP自身呼吸消耗或建造植物体结构(3)干旱会导致气孔开度减小,研究发现在同等程度干旱条件下,C4植物比C3植物生长得好。从两种植物CO2补偿点的角度分析,可能的原因是_____________________________________________________________________。C4植物的CO2补偿点低于C3植物,C4植物能够利用较低浓度的CO2知识盘点真题感悟归纳提升真题感悟【解析】

(1)光合作用光反应阶段的场所是叶绿体的类囊体薄膜,光反应发生的物质变化包括水的光解以及NADPH和ATP的形成,因此光合作用光反应阶段生成的产物有O2、NADPH和ATP。(2)植物叶片的光合作用产物一部分用来建造植物体结构和自身呼吸消耗,其余部分被输送到植物体的储藏器官储存起来。正常条件下,植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位。(3)干旱会导致气孔开度减小,CO2吸收减少,由于C4植物的CO2补偿点低于C3植物,则C4植物能够利用较低浓度的CO2,因此光合作用受影响较小的植物是C4植物,C4植物比C3植物生长得好。知识盘点真题感悟归纳提升真题感悟2.景天科植物(1)仙人掌、菠萝和许多肉质植物都进行这种类型的光合作用。这类植物特别适合于炎热干旱地区,其特点是气孔夜间开放,吸收并固定CO2,形成以苹果酸为主的有机酸,贮存于液泡中;白天则气孔关闭,不吸收CO2,但同时却通过卡尔文循环将从苹果酸中释放的CO2还原为糖,该机制也称CAM途径。分析C4植物、景天科植物、光呼吸等特殊代谢类型任务9教学分析真题感悟归纳提升知识盘点(2)从进化角度看,这种气孔开闭特点的形成是自然选择的结果。但夜晚,该类植物不能合成葡萄糖,原因是没有光反应为暗反应提供ATP和NADPH。(3)若白天适当提高CO2浓度,景天科植物的光合作用速率基本不变。(4)分析图中信息推测,CAM途径是对干旱环境的适应;该途径除维持光合作用外,对植物的生理意义还表现在有效避免白天旺盛的蒸腾作用造成水分过多散失。分析C4植物、景天科植物、光呼吸等特殊代谢类型任务9教学分析真题感悟归纳提升知识盘点【典例2】(2021·全国乙卷,29)生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2,吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中;白天气孔关闭,液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题:(1)白天叶肉细胞产生ATP的场所有_______________________________。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和___________释放的CO2。(2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式,这种方式既能防止_______________________________,又能保证____________正常进行。叶绿体、细胞质基质、线粒体细胞呼吸蒸腾作用过强导致植物过度失水光合作用知识盘点真题感悟归纳提升真题感悟(3)若以pH作为检测指标,请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。(简要写出实验思路和预期结果)实验思路:取若干长势相同的植物甲,平均分为A、B两组;将A组置于干旱条件下培养,B组置于水分充足的条件下培养,其他条件相同且适宜;一段时间后,分别测定两组植物甲白天和夜晚液泡中的pH。预期结果:B组液泡中的pH白天和夜晚无明显变化,A组液泡中的pH夜晚明显低于白天知识盘点真题感悟归纳提升真题感悟【解析】

(1)白天植物的叶肉细胞同时进行光合作用和呼吸作用,光合作用过程中产生ATP的场所是叶绿体,呼吸作用过程中产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。据题干信息可知,白天储存在液泡中的苹果酸脱羧释放出CO2用于光合作用,同时叶肉细胞也进行细胞呼吸,细胞呼吸释放出来的CO2也可用于光合作用。(2)干旱的环境中,白天气孔关闭可以降低蒸腾作用,避免植物细胞过度失水;夜间气孔打开吸收CO2,通过生成苹果酸储存在液泡中,白天苹果酸脱羧释放的CO2为光合作用的进行提供原料,保证了光合作用的正常进行。(3)该实验的目的是验证植物甲在干旱环境中存在特殊的CO2固定方式,根据题干信息晚上气孔打开吸收CO2,吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中,推测苹果酸的存在会导致液泡中呈酸性,由于白天气孔关闭,液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用,可判断苹果酸分解释放出CO2后液泡中酸性下降或趋于中性,因此实验中需要检测白天和夜晚叶肉细胞中液泡的pH。知识盘点真题感悟归纳提升真题感悟3.光呼吸光呼吸现象产生的分子机制是O2和CO2竞争Rubisco酶。在暗反应中,Rubisco酶能够以CO2为底物实现CO2的固定;在光下,当O2浓度高、CO2浓度低时,O2会竞争Rubisco酶,在光的驱动下将碳水化合物氧化生成CO2和水。光呼吸是一个高耗能的反应,正常生长条件下光呼吸就可损耗掉光合产物的25%~30%。过程如图所示:分析C4植物、景天科植物、光

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