2026年高考生物二轮专题复习：微专题2 C3、C4和CAM植物的光合作用（专题专练）（全国适用）（原卷版）

/微专题2C3、C4和CAM植物的光合作用目录第一部分高考新风向洞察考向，感知前沿第二部分分层巧突破固本培优，精准提分A组·保分基础练题型01电子传递链 题型02光呼吸题型03CO2的浓缩机制B组·增分能力练1．【新载体·ATP合成酶】（2025·陕西宝鸡·二模）呼吸作用和光合作用是生物能量转换的核心生理过程，在线粒体和叶绿体的生物膜上都存在一系列电子载体(传递电子)组成的电子传递链，电子传递过程中释放的能量用于运输H+从而建立起跨膜的H+浓度梯度，膜两侧的H+浓度梯度驱动ATP合酶合成ATP，相关过程如图，关于呼吸、光合的电子传递链，下列说法正确的是（

）A．图1、2的生物膜分别是线粒体内膜、叶绿体内膜B．图1和图2的最终电子受体分别为O2、NADP+C．图示两过程均发生化学能转换为电能D．合成的ATP均能用于生物体的各项生命活动2．【新情境·Rubisco酶】（2025·新疆乌鲁木齐·三模）植物的Rubisco酶具有“两面性”，CO2浓度较高时，有利于该酶催化C5与CO2反应；O2浓度较高时，有利于该酶催化C5与O2反应。植物在光下发生C5与O2反应生成C3和CO2的过程称为光呼吸。光呼吸消耗光反应产生的过多的ATP，同时分解C5使一部分碳以CO2的形式释放。下图表示暗反应和光呼吸的部分过程。下列叙述错误的是（

）A．Rubisco酶的“两面性”与其特定的结构有关，该酶也具有专一性B．有氧呼吸和光呼吸过程均可利用光合作用中光反应的产物C．与光合作用一样，光呼吸也是一个合成有机物、储存能量的过程D．大棚栽培蔬菜可通过增施有机肥降低光呼吸速率，提高作物产量3．【经典题】（2025·河南信阳·一模）玉米叶肉细胞中的叶绿体较小且数目较少，但叶绿体内有基粒；相邻的维管束鞘细胞中叶绿体较大且数目较多，但叶绿体内没有基粒。玉米细胞除C3途径外，还有另一条固定CO2的途径，简称C4途径。如图研究发现，C4植物中PEP羧化酶对CO2的亲和力强于Rubisco（RuBP羧化酶）。下列有关叙述错误的是（

）A．维管束鞘细胞中光合作用所利用的CO2都是C4分解释放的B．玉米叶片只能通过叶肉细胞捕获光能C．玉米因C4途径的存在而更适应干旱环境D．C4植物与C3合成有机物的途径都是通过卡尔文循环完成01电子传递链1．PSⅠ和PSⅡ是色素和蛋白质的复合体，具有吸收、传递、转化光能的功能，如图甲所示。PSⅡ光复合体通过与光捕获蛋白（LHCⅡ）结合或分离来增强或减弱对光能的捕获，如图乙所示。LHCⅡ与PSⅡ光复合体的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是（

）A．PSⅡ利用光能引发水的光解，其产物有H+和O2，电子B．PSⅠ进行电子传递，将光能转换成ATP中活跃的化学能C．与强光下相比，在弱光下LHC蛋白激酶的活性会减弱D．与强光下相比，在弱光下PSⅡ对光能的捕获能力增强2．【新载体】如图为细胞呼吸作用过程，图中电子传递链受阻会影响能量释放。某研究发现，抑制剂X可特异性作用于细胞色素氧化酶。下列叙述错误的是（

）A．糖酵解可产生少量ATP，是无氧呼吸和有氧呼吸共有的过程B．通过图中代谢过程，葡萄糖中的化学能大部分用于合成ATPC．抑制剂X作用后，细胞的无氧呼吸可能加强D．抑制剂X作用后，有氧呼吸合成的ATP减少3．【新情境】生长在低寒地带的沼泽真核植物臭菘，在花期花序组织中氰化物含量明显增加，研究发现其花序组织细胞中存在着图中电子传递途径。当植物体内存在氰化物时细胞色素氧化酶COX（复合体Ⅳ）因含有的铁原子易与氰化物（CN）结合导致其活性被强烈抑制；臭菘的花序因含有大量的交替氧化酶（AOX）仍能进行呼吸代谢，这种现象称为抗氰呼吸，该过程产生的ATP较少。下列相关说法错误的是（

）A．图中生理过程发生在线粒体内膜上，氰化物主要影响有氧呼吸第三阶段B．在低温条件下，COX合成缺陷型臭菘无法完成葡萄糖的氧化分解C．发生抗氰呼吸时，该呼吸对糖类分解不彻底，生成的ATP较少D．臭菘花序中氰化物含量明显增加有利于其度过低温环境02光呼吸4．RuBP羧化酶/氧化酶（Rubisco）不仅能催化CO₂与RuBP进行羧化反应，也能催化O₂与RuBP进行氧化反应，后者经过氧化物酶体和线粒体最终产生CO₂，称为光呼吸。Rubisco与CO₂或O₂的亲和力取决于两种气体的相对浓度，相对浓度高的气体容易与Rubisco结合并发生反应。下列叙述错误的是（

）A．叶绿体基粒上的Rubisco催化CO₂或O₂与RuBP反应B．叶绿体中CO₂/O₂比值升高，有利于植物积累有机物C．夏季午间植物光反应速率高、气孔导度低，易发生光呼吸D．抑制光呼吸对提高作物光合效率与作物增产具有重要意义5．绿色植物光呼吸是在光照和高氧、低二氧化碳条件下发生的生理过程。当二氧化碳浓度高、氧浓度低时，RuBP羧化酶（Rubisco）催化二氧化碳与RuBP结合生成C3；当二氧化碳浓度低、氧浓度高时，RuBP羧化酶催化氧与RuBP结合进行光呼吸生成C3和C2，C2可进一步消耗能量最终生成二氧化碳（过程如下图）。下列说法正确的是（）A．用14C标记CO2，即可探究光呼吸的过程B．光呼吸和卡尔文循环一样，是一个循环式的代谢过程C．光呼吸会消耗C5，其产物中的碳都不能用于光合作用，造成碳流失D．光呼吸与细胞呼吸相同，本质上都是消耗有机物释放能量的过程6．【新载体】植物进行光呼吸可消耗过剩的ATP和NADPH，减少其对光合结构的破坏。下图为光合作用和光呼吸图，虚线是构建的一种新型的光呼吸旁路。下列叙述正确的是（）A．R酶是一种双功能酶，能催化C5和O2、C3和CO2反应B．光照充足，CO2与O2比值降低有利于光呼吸发生C．C4植物通常比C3植物更容易发生光呼吸现象D．图示光呼吸旁路的意义是该过程减少了碳损耗03CO2的浓缩机制7．景天科植物起源于南非并分布于全球几乎所有的干旱环境，景天科植物的CAM途径是一种特殊代谢方式：气孔打开时，PEP与外界进入的CO2反应生成草酰乙酸（OAA），并进一步被还原成苹果酸；气孔关闭时，苹果酸又可分解释放CO2，释放出的CO2可进入叶绿体参与卡尔文循环。图示为CAM代谢途径示意图，下列叙述不正确的是（

）A．景天科植物CAM途径发生的场所是细胞质基质B．景天科植物CO2固定的场所是细胞质基质、叶绿体基质C．甲发生在白天，乙发生在夜晚D．景天科植物原产地夏季夜晚酶A活性高，酶B活性低8．【新考法】某些植物有如图所示CO2浓缩机制。在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）可将转化为有机物，该有机物经过一系列的变化，最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO2，提高了Rubisco（固定CO2的酶）附近的CO2浓度。下列叙述不正确的是（

）PEP：磷酸烯醇式丙酮酸；OAA：草酰乙酸；Mal：苹果酸；Pry：丙酮酸A．推测PEPC与无机碳的亲和力低于RubiscoB．该CO2浓缩机制可能存在于某些沉水植物中C．为卡尔文循环提供能量的是腺苷三磷酸和还原型辅酶ⅡD．具有图示CO2浓缩机制的植物具有较低的CO2补偿点9．CAM(景天科)植物具有特殊的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；白天气孔关闭时液泡中储存的苹果酸则脱羧释放CO2用于光合作用。下列叙述正确的是（）A．CAM植物白天和晚上均进行光合作用和细胞呼吸B．CAM植物细胞白天产生CO2的具体部位是线粒体基质C．CAM植物叶肉细胞液泡中的pH白天逐渐升高，夜间逐渐降低D．CAM植物吸收CO2的速率与细胞膜上转运蛋白的数量呈正相关1．（2025·四川宜宾·二模）CAM（景天科）植物的气孔在夜间开放吸收CO2，白天关闭。下图为某CAM（景天科）植物叶肉细胞部分代谢过程示意图。下列叙述正确的是（

）A．由图可知，CAM植物白天和晚上均进行光合作用B．图中C可能是丙酮酸，RuBP存在于叶绿体的基质中C．CAM植物细胞白天产生CO2的具体部位是线粒体基质D．晚上CAM植物将CO2以苹果酸的形式储存在叶绿体和液泡中2．【新情境】（2025·江苏南通·二模）RuBP羧化/加氧酶缩写为Rubisco，当浓度高时，Rubisco催化与反应；当浓度高时，Rubisco催化与经过一系列化学反应，消耗ATP和NADPH，生成和，这一过程称为光呼吸。如图为小麦叶肉细胞中的部分生理活动过程，大写字母代表相应的物质。下列叙述不合理的是（

）A．A表示NADPH，B表示，C表示ADP+Pi，D表示ATP，F表示RuBPB．夏季晴朗的中午出现“午休现象”时，植物光呼吸会有所增强C．Rubisco位于叶绿体基质，玉米（植物）通常比小麦植物）光呼吸作用弱D．光呼吸过程消耗ATP、NADPH，与光反应相反，不利于植物细胞的正常生长3．【新考法】（2025·宁夏吴忠·一模）CAM光合途径是指植物的气孔在夜晚张开，进行CO2吸收并转化成苹果酸以主动运输的方式转入液泡中，气孔在白天关闭，储存的苹果酸经过脱羧释放出CO2用于光合作用。而C3植物仅有C3光合途径，即气孔在白天张开以吸收CO2进行光合作用，且无苹果酸合成、转运和脱羧过程。铁皮石斛作为一种兼性CAM植物，其光合作用模式会根据光照环境的变化，在CAM途径与C3途径之间转换。下列相关推测不合理的是（

）A．高温干旱条件下，铁皮石斛在暗期的气孔开放程度可能大于光期B．铁皮石斛细胞中液泡的pH在暗期降低、光期上升C．铁皮石斛暗期的CO2吸收速率较光期低，说明铁皮石斛在暗期的光合速率低于光期D．铁皮石斛在暗期吸收的CO2可缓解光期CO2吸收不足，进而提高光合速率4．（2025·湖北孝感·三模）科学研究发现：小麦、水稻等作物在强光、干旱时会发生比较强的光呼吸作用，在光呼吸过程中，叶绿体基质中的Rubisco起到重要作用，该酶在O2浓度较高时，可催化五碳化合物与O2结合生成一个三碳化合物和一个二碳化合物，此二碳化合物不参与光合作用，而是在消耗一定ATP和NADPH的基础上，重新形成五碳化合物，并释放CO2.此外，光合作用过程中，Rubisco也可催化五碳化合物与CO2结合，进行CO2固定。下列有关说法错误的是（）A．Rubisco既可参与光呼吸，也可参与光合作用的暗反应B．强光、干旱条件下提高O2浓度，小麦植株内葡萄糖生成量将上升C．提高O2的浓度不会抑制光呼吸D．光呼吸和细胞呼吸的相同点是都会消耗O2，释放CO25．（2025·山西吕梁·三模）当CO2/O2比值低时，催化CO2固定的Rubisco酶，还可催化C5与O2结合生成乙醇酸，再经一系列过程生成C3，释放CO2，此过程称为光呼吸，相关过程如图所示。光呼吸只在有光条件下进行，会明显降低植物的光合作用效率。下列相关分析错误的是（）A．叶肉细胞中的Rubisco酶分布在叶绿体基质中B．图中甘油酸生成C3的过程属于吸能反应C．光呼吸与有氧呼吸的区别在于利用O2的场所不同以及是否需要线粒体参与D．在强光照或干旱条件下，叶片气孔会部分关闭，导致光呼吸增强6．【新考法】（2025·黑龙江·二模）进行细胞呼吸时，NADH等物质产生的电子经线粒体电子传递链传递给氧并生成H2O，同时利用电子传递过程中释放的能量来建立线粒体内膜两侧的H+高浓度差用于驱动合成ATP。将完整的离体线粒体放在缓冲液中，加入不同物质后检测O2消耗速率和ATP合成速率，结果如图所示。已知氰化物可以阻断电子的传递。下列分析错误的是（

）A．仅加入ADP和Pi时，ATP合成速率低可能是由于缺乏NADHB．丙酮酸在线粒体内膜上氧化分解，生成NADH、CO2C．加入丙酮酸后，线粒体基质和内膜的ATP合成速率快速增大D．氰化物抑制了电子传递和线粒体内膜两侧H+高浓度差的建立，从而抑制ATP合成7．（2025·湖北·三模）出芽酵母中的液泡是一种酸性细胞器，定位在液泡膜上的ATP水解酶（V-ATPase）可使液泡酸化。液泡酸化消失是导致线粒体功能异常的原因之一，具体机制如图所示（Cys为半胱氨酸，Fe-S表示电子传递链中的铁硫蛋白）。下列叙述正确的是（

）A．加入ATP水解酶抑制剂，不会影响Cys进入液泡B．正常情况下，液泡中Cys的浓度低于细胞质基质