高三生物二轮复习课件专题二　细胞的代谢

专题二细胞的代谢产生细胞代谢条件酶ATP为酶合成供能反应前后分子结构和性质不变为ATP转化提供条件催化本质有机物蛋白质(大多数)RNA(少数)作用催化作用特性①_______专一性作用条件较温和机理②____________________________影响因素温度、pH、底物浓度、酶浓度等而加热可提供活化能联系激素、神经递质、细胞因子、抗体的本质、来源及作用比较元素组成③_________________简式A—P~P~P(各符号的含义)联系与RNA的关系转化ATP酶1酶2ADP+Pi+能量含量很少,但转化迅速再生途径细胞呼吸光合作用化能合成作用硝化细菌人和动物等绿色植物、光合细菌意义是驱动细胞生命活动的直接能源物质高效性显著降低化学反应的活化能C、H、O、N、P光合作用细胞呼吸光、色素、酶等总反应式光合作用探索光合作用原理的部分实验分析光反应条件场所物质变化能量变化⑤_______________________水的分解和ATP、NADPH形成光能

ATP和NADPH中的化学能暗反应条件场所NADPH、ATP、多种酶⑥______________物质变化CO2的固定：CO2+C5

2C3酶C3还原:2C3

(CH2O)+C5NADPH、ATP酶能量变化NADPH、ATP中的化学能(CH2O)中的化学能影响因素光照强度、CO2浓度、温度等实验探究环境因素对光合作用强度的影响CO2+H2O(CH2O)+O2光能叶绿体O2CO2光合速率和呼吸速率的测定④_____________________________叶绿体类囊体的薄膜上叶绿体基质细胞呼吸光合作用和细胞呼吸在生产、生活中的应用及实例联系两过程中物质、能量转化关系光合作用和细胞呼吸在生产、生活中的应用及实例联系两过程中物质、能量转化关系有氧呼吸细胞呼吸场所⑦___________

(第一阶段)和线粒体(第二、三阶段)总反应式C6H12O6+6H2O+6O2

6CO2+12H2O+能量酶三个阶段反应式C6H12O62C3H4O3+4[H]+能量(少量)酶2C3H4O3+6H2O6CO2+20[H]+能量(少量)酶24[H]+6O212H2O+能量(大量)酶实验探究酵母菌细胞呼吸的方式(实验步骤、现象及相应产物的检测)无氧呼吸总反应式场所⑧____________影响因素温度、O2浓度、H2O等联系粮食、果蔬储存C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量酶或C6H12O62C3H6O3(乳酸)+少量能量酶联系果酒的制作及酒精的检测细胞质基质细胞质基质联系泡菜的制作O2CO2光合作用光合速率和呼吸速率的测定壹贰叁细胞代谢的条件——酶和ATP细胞呼吸和光合作用的原理光呼吸与二氧化碳固定的其他途径目录/DIRECTORY肆光合作用与细胞呼吸的影响因素及应用壹细胞代谢的条件——酶和ATP1.酶、激素、抗体与神经递质的比较2.酶的特性及相关探究实验2.酶的作用原理曲线①图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较,表明酶具有高效性。②图2中两曲线比较,表明酶具有专一性思维延伸用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的实验，两组实验结果如图1。第1组曲线是在pH＝7.0、20℃条件下，向5mL1%的H2O2溶液中加入0.5mL酶悬液的结果。请判断与填充：(1)与第1组相比，第2组实验可能提高了H2O2溶液的浓度(

)√思维延伸(2)第1组中1时与2时酶促反应速率大小关系为

。第1组实验中，反应时间大于2时，生成O2总量不再增加，推测其原因是

。1时大于2时反应体系中的过氧化氢已被消耗完，反应停止思维延伸(3)若两组实验结果如图2，且已知马铃薯过氧化氢酶最适pH在7.0左右，最适温度在30℃左右，则第2组实验可能做的改变是_____________________________________。提高了悬液中酶的浓度或改变了反应体系中的温度3.底物浓度和抑制剂影响酶促反应速率——原理+竞争性抑制剂+非竞争性抑制剂3.底物浓度和抑制剂影响酶促反应速率——原理4.影响酶促反应速率的因素及其机理5.探究酶实验操作的注意事项(1)若底物选择淀粉和蔗糖,用淀粉酶来验证酶的专一性时,不宜选用碘液,因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。(2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度,不宜选用斐林试剂,因为用斐林试剂检测时需水浴加热,而该实验中需严格控制温度。(3)在探究pH对酶活性的影响时,不宜在未达到预设pH前,让反应物与酶溶液接触。(4)在探究酶的最适温度的实验中,不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料,因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解,加热的条件下分解会加快,从而影响实验结果。(5)在探究酶的最适pH的实验中,不宜选择淀粉和淀粉酶作实验材料,因为酸性条件会促使淀粉分解,从而影响实验结果。(6)酶具有高效性的机理是:与无机催化剂相比，能显著降低化学反应活化能6.NTP、dNTP和ddNTP之间的关系(1)ATP≠能量。ATP是一种高能磷酸化合物，是一种储能物质，不能将两者等同起来。(2)生命活动需要消耗大量能量，但细胞中ATP含量很少。其供应取决于ATP与ADP之间快速转化（动态平衡）。(3)ATP合成往往与放能反应(如呼吸作用)相联系(合成ATP相当于合成了一种高能化合物)，ATP水解往往与吸能反应(如主动运输、物质合成、神经传导等)相联系。(5)无O2存在时也能合成ATP，无氧呼吸同样可以产生ATP，为生命活动提供能量。7.易错提醒3.(2025·深圳一模)ATP检测试剂盒检测微生物数量的原理是：试剂盒中含充足荧光素和荧光素酶，荧光素接受ATP提供的能量，在荧光素酶的催化下产生荧光，根据荧光的强度可推算出待测样品中微生物的数量。上述推算依据的主要前提是A.试剂盒中ATP的含量相同B.试剂盒中荧光素的含量相同C.每个活细胞中ATP的含量大致相同D.微生物细胞中ATP的合成场所相同√ATP检测试剂盒检测微生物数量的原理是：荧光强度可反应ATP的含量，进一步推算微生物的数量，由此可知，每个微生物细胞中ATP含量大致相同。贰细胞呼吸和光合作用易错辨析①储藏温度降低会抑制细胞呼吸酶的活性，从而降低线粒体中葡萄糖氧化分解的速度(

)②剧烈运动时，人体骨骼肌细胞消耗的O2的量少于产生的CO2量(

)③人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸，能在肝脏中再次转化为葡萄糖(

)××√1.细胞呼吸的影响因素(1)氧气浓度图中数据可知，O2浓度为a时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖共计____，而b点时只有有氧呼吸，其消耗的葡萄糖约为_____，葡萄糖消耗速率更___。0.2小0.12深度思考(1)光合色素的主要功能是吸收、传递、转化光能，其吸收的光能有两个方面的用途：一是_______________________________________________________________________________________________；二是在有关酶的作用下，提供能量促使ATP的合成。(2)光合作用旺盛时，很多植物合成的糖类通常会以

的形式临时储存在叶绿体中，假如以大量可溶性糖的形式存在，则可能导致___________。

是大多数植物长距离运输的主要有机物，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是

。

将水分解产生氧和H＋，氧直接以氧分子的形式释放出去，H＋与氧化型辅酶Ⅱ(NADP＋)结合，形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)淀粉蔗糖非还原糖性质较稳定叶绿体吸水涨破深度思考(3)NADPH的作用是：_________________________________________。(4)将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下叶绿体悬浮液中不能产生糖，原因是____________________________________________________。作为活泼的还原剂，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用黑暗条件下不能进行光反应，不能产生暗反应所需要的ATP和NADPH2.深度解读总光合速率与呼吸速率的关系(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。＝＞1.(2025·安徽，16)为探究水通道蛋白NtPIP对作物耐涝性的影响，科研小组测定了油菜的野生型(WT)及NtPIP基因过量表达株(OE)在正常供氧(AT)和低氧(HT，模拟涝渍)条件下的根细胞呼吸速率和氧浓度，结果见图1。回答下列问题：(1)据图1分析，低氧胁迫下，NtPIP基因过量表达会使根细胞有氧呼吸_____，原因是_________________________________________________________________________________________________。有氧呼吸第二阶段丙酮酸中的化学能大部分被转化为____中储存的能量。

在低氧胁迫下，NtPIP基因的过量表达通过增强根系水通道蛋白介导的吸收水分子的能力，增加了氧气浓度，利于有氧呼吸进行NADH增强2.(2025·黑吉辽蒙，21)Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶。科研人员将Rubisco基因转入某作物的野生型(WT)获得该酶含量增加的转基因品系(S)，并做了相关研究。实验结果表明，这一改良提高了该作物的光合速率(如图)和产量潜力。回答下列问题：(1)Rubisco在叶绿体的______中催化_____与CO2结合。部分产物经过一系列反应形成(CH2O)，这一过程中的能量转换_________________________________。基质C5ATP和NADPH中的化学能转化为(CH2O)中的化学能(2)据图分析，当胞间CO2浓度高于B点时，曲线②与③重合是由于______不足。A点之前曲线①和②重合的最主要限制因素是_________。胞间CO2浓度为300μmol·mol－1时，曲线①比②的光照强度胞间CO2浓度光合速率高的具体原因是________________________________________________________________________________。

曲线①光照强度大，光反应速率更快，产生更多的ATP和NADPH，使暗反应速率加快，光合速率更高(3)研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度条件下，S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。使用同位素标记的方法设计实验直接加以验证，简要写出实验思路：_____________________________________________________________________________________________________________________________。

用14C标记CO2，分别将S植株与WT植株置于相同的饱和光照和适宜14CO2浓度条件下，定时检测C3放射性强度，比较S植株与WT的C3生成速率3.(2025·广东，18)我国科学家以不同植物为材料，在不同光质条件下探究光对植物的影响。测定了番茄的光合作用相关指标并拟合CO2响应曲线(图a)；比较了突变体与野生型水稻水分消耗的差异(图b)，鉴定到突变体发生了PIL15基因的功能缺失，并确定该基因参与脱落酸信号通路的调控。回答下列问题：(1)图a中，当胞间CO2浓度在900～1200μmol·mol－1范围时，红光下光合速率的限制因子是__________，推测此时蓝光下净光合速率更高的原因是____________________。光照强度植物对蓝光利用率更高(2)图b中，突变体水稻在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，推测其原因是__________________________________________________________________。

突变体中PIL15基因功能缺失，阻断了脱落酸信号通路，使该通路无法发挥促进气孔关闭的作用(3)归纳上述两个研究内容，总结出光影响植物的两条通路(图c)。通路1中，①吸收的光在叶绿体中最终被转化为_________________。通路2中吸收光的物质②为________。用箭头完成图c中②所介导的通路，并在箭头旁用“(＋)”或“(－)”标注前后两者间的作用，(＋)表示正相关，(－)表示负相关。有机物中的化学能光敏色素(4)根据图c中相关信息，概括出植物利用光的方式：_______________________________________。光既可以为植物提供能量，又可以作为信号1.(2025·韶关一模)水淹后处于缺氧状态的玉米根部细胞初期主要进行乳酸发酵，后期主要进行乙醇发酵。如图为相关细胞代谢过程，下列叙述错误的是A.水淹后期转换成乙醇发酵释放的ATP增多以缓解能量供应不足B.图中物质A是果糖，生成果糖-6-磷酸的过

程属于吸能反应C.受到水淹后玉米根细胞产生乳酸导致pH降

低促进乙醇的生成D.检测到玉米根部有CO2产生不一定能判断是

否有乙醇生成√产生的ATP并未增多，此时大部分的能量储存在乙醇中2.(2025·汕头金山中学适应考)为研究棉花光合作用速率与温度的关系，某生物兴趣小组的同学测定了不同温度条件下，棉花植株在黑暗中单位时间内氧气的消耗量以及光照条件下单位时间内氧气的释放量，结果如图所示。据图分析，下列叙述错误的是A.测定氧气释放量的实验中，光照强度及初

始CO2浓度应保持一致B.棉花植株光合作用最适温度为20℃，呼吸

作用最适温度为30℃C.30℃时，棉花植株的总光合作用速率是呼吸作用速率的两倍D.40℃时，棉花叶肉细胞仍需从细胞外吸收CO2用于光合作用√光合作用强度＝净光合速率＋呼吸速率，图中20℃下的光合作用强度小于25℃3.(2025·广州调研)伴随着全球气候变暖，极端高温天气频现，作物灌浆期遭受高温胁迫风险加大。为探究外源海藻糖(TRE)是否可以缓解小麦的高温损伤，某研究小组以泛麦5号小麦为材料设计了以下实验，测定了小麦旗叶(位于植株最顶端)光合特性等数据，结果如图所示。组别实验处理A喷施适量清水B

C喷施等量10mmol·L－1TRE＋灌浆期高温胁迫D喷施等量15mmol·L－1TRE＋灌浆期高温胁迫E喷施等量20mmol·L－1TRE＋灌浆期高温胁迫回答下列问题：(1)实验中，B组的处理是_____________________，设置该组的目的是___________________________________________________________。组别实验处理A喷施适量清水B

C喷施等量10mmol·L－1TRE＋灌浆期高温胁迫D喷施等量15mmol·L－1TRE＋灌浆期高温胁迫E喷施等量20mmol·L－1TRE＋灌浆期高温胁迫喷施等量清水＋灌浆期高温胁迫

与A对照，确定高温胁迫的损伤；与C、D、E组形成对照，探究不同浓度海藻糖的作用效果(2)研究表明，喷施浓度为____________的TRE更有利于缓解高温胁迫下小麦产量下降的趋势，其原因为_______________________________________________________________________________________。15mmol·L－1

叶绿素相对值下降最少，光反应速率相对较高；气孔导度下降最少，CO2吸收量相对较高，暗反应速率较高；丙二醛含量增加最少，膜损伤最小(3)丙二醛是植物细胞中自由基与膜脂发生过氧化反应的产物之一。结合图c分析，高温胁迫有可能加速了小麦细胞的衰老，其判断依据是__________________。B组丙二醛含量明显高于A组(4)比较喷施TRE组与A组、B组的产量，若出现____________________________，则证明喷施TRE有利于缓解小麦的高温损伤。喷施TRE组的小麦产量低于A组，高于B组热点聚焦——电子传递链1.呼吸电子传递链2.(2022·山东，16改编)在有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子，电子经线粒体内膜最终传递给O2，电子传递过程中释放的能量驱动H＋从线粒体基质移至内外膜间隙中，随后H＋经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成，然后与接受了电子的O2结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响，将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理，分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H＋进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列叙述错误的是A.4℃时线粒体内膜上的电子传递受阻B.与25℃时相比，4℃时有氧呼吸产热多C.与25℃时相比，4℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多D.DNP导致线粒体内外膜间隙中H＋浓度降低，生成的ATP减少√与25℃相比，4℃耗氧量增加，说明电子传递未受阻2.光合电子传递链热点聚焦——电子传递链归纳拓展小结：①电子的最初供体是

，最终受体是

，电子传递的最终产物是

。②质子浓度(电化学)梯度的建立a.PSⅡ在类囊体的囊腔侧进行水的光解产生H＋；b.质子泵将一些H＋逆浓度梯度从基质泵入类囊体腔；c.另一些H＋在基质中和NADP＋形成NADPH。水NADP＋NADPH1.(2021·重庆，6)如图为类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析，下列叙述错误的是A.水光解产生的O2若被有氧呼吸

利用，最少要穿过4层膜B.NADP＋与电子(e－)和质子(H＋)

结合形成NADPHC.产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应D.电子(e－)的有序传递是完成光能转换的重要环节√5层膜3.(2022·重庆，23)科学家发现，光能会被类囊体转化为“某种能量形式”，并用于驱动产生ATP(如图Ⅰ)。为探寻这种能量形式，他们开展了后续实验。回答下列问题：(1)制备类囊体时，提取液中应含有适宜浓度的蔗糖，以保证其结构完整，原因是____________________________________；为避免膜蛋白被降解，提取液应保持_____(填“低温”或“常温”)。保持类囊体内外的渗透压，避免类囊体破裂低温(2)在图Ⅰ实验基础上进行图Ⅱ实验，发现该实验条件下，也能产生ATP。但该实验不能充分证明“某种能量形式”是类囊体薄膜内外的H＋浓度差，原因是___________________________________________________________________。

实验Ⅱ是在光照条件下对类囊体进行培养，无法证明某种能量是来自光能还是来自膜内外H＋浓度差(3)为探究自然条件下类囊体薄膜内外产生H＋浓度差的原因，对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理，结果如图Ⅲ所示，悬液的pH在光照处理时升高，原因是____________________________________。类囊体膜内外的H＋浓度差是通过光合电子传递和H＋转运形成的，电子的最终来源物质是______。类囊体膜外H＋被转移到类囊体膜内，造成溶液pH升高水(4)用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体，能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下持续生产，需稳定提供的物质有__________________。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，若要增产，可采取的有效措施有_____________________________________(答两点)。增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度NADPH、ATP和CO22.有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行(如图甲)，叠氮化物可抑制电子传递给氧；DNP使H＋进入线粒体基质时不经过ATP合酶。将完整的离体线粒体放在缓冲液中进行实验，在不同的时间加入丙酮酸、ADP＋Pi、叠氮化物或DNP，测定消耗的O2量和合成的ATP量，结果如图乙。①②表示生理过程。下列叙述正确的是A.还原剂NADH是一种电子受体B.①②生理过程均发生在线粒体内膜上C.物质X是叠氮化物，水和ATP的合成都受到影响D.DNP能使耗氧速率增大，使细胞呼吸释放的能量中以热能散失的比例增加①消耗的O2量处于较低水平,且相对稳定,属于有氧呼吸第二阶段②消耗的O2量增加,属于有氧呼吸第三阶段√供体4.(2024·南宁模拟)下图是叶绿体淀粉合成的调节过程示意图,光下TPT活性受到限制。相关叙述错误的是()A.TPT分布在叶绿体外膜中,具有专一性和饱和性B.与晚上相比,白天光合速率快,叶绿体中3⁃磷酸甘油酸与Pi的比值高C.细胞质基质中的Pi浓度降低时,丙糖磷酸运出叶绿体受抑制D.白天叶绿体基质中有大量淀粉的合成A白天光照较强,光合作用形成较多3⁃磷酸甘油酸，光下TPT活性受到限制,TPT不能将Pi运回叶绿体基质较多3⁃磷酸甘油酸,促进ADPG焦磷酸化酶催化淀粉形成，同时，叶绿体基质Pi少,不会抑制ADPG焦磷酸化酶活性5.(2024·宜昌二模)光系统Ⅱ(PSⅡ)、Cb6/f和光系统Ⅰ(PSⅠ)等结构形成线性电子传递和环式电子传递两条途径,两条途径在光反应过程中均产生ATP。亲环素蛋白C37调控电子传递效率,提高植物对强光的适应性(如图)。在强光下,C37缺失会导致电子传递受阻产生大量活性氧,活性氧积累使叶绿素降解增加,活性氧积累到一定量使细胞凋亡。回答下列问题:(1)光合色素吸收光能后,将水分解为O2和H+,同时产生电子;电子经过电子传递链,可用于______________结合形成NADPH。NADP+与H+(1)强光环境会导致气孔关闭,CO2供应不足,短时间内暗反应中C3含量____。环式电子传递与线性电子传递相比,NADPH与ATP的比值____(填“较大”“较小”或“相等”)。

(3)现有分离得到的分别含C37和不含C37的类囊体,根据题干光反应机制,简要写出鉴定这两种类囊体的实验设计思路:___________________________________________________________________。降低较小

取强光下的分别含C37和不含C37的类囊体,提取、分离色素,比较色素带上叶绿素条带的宽度环式电子传递中,电子在PSⅠ和Cb6/f间循环,仅产生ATP不产生NADPH叁碳的固定和光呼吸深化点(一)二氧化碳的三种浓缩机制1.C4植物的CO2浓缩机制“CO2泵”，它提高了C4植物固定CO2的能力，使C4植物比C3植物具有更强的光合作用能力。C4植物通过将光合作用的不同阶段在细胞的特定区域进行分离，提高了整体效率。归纳拓展(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)。(1)C4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。(4)在干旱环境中，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：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。(3)C4植物无“光合午休”现象的原因：PEP羧化酶与CO2的亲和力高，对CO2的利用率高，可以利用低浓度CO2进行光合作用，叶片部分气孔关闭对其光合作用无影响。例6（2023·湖南·高考真题节选）如图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的Rubisco酶对CO2的Km为450μmol·L-1(Km越小，酶对底物的亲和力越大)，该酶既可催化RuBP与CO2反应，进行卡尔文循环，又可催化RuBP与O2反应，进行光呼吸(绿色植物在光照下消耗O2并释放CO2的反应)。该酶的酶促反应方向受CO2和O2相对浓度的影响。与水稻相比，玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘，其中叶肉细胞叶绿体是水光解的主要场所，维管束鞘细胞的叶绿体主要与ATP生成有关。玉米的暗反应先在叶肉细胞中利用PEPC酶(PEPC对CO2的Km为7μmol·L-1)催化磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)与CO2反应生成C4，固定产物C4转运到维管束鞘细胞后释放CO2，再进行卡尔文循环。回答下列问题:(1)玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产物是

(填具体名称)，该产物跨叶绿体膜转运到细胞质基质合成

(填“葡萄糖”“蔗糖”或“淀粉”)后，再通过

长距离运输到其他组织器官。

3-磷酸甘油醛蔗糖韧皮部玉米的光合作用过程与水稻相比，虽然CO2的来源不同，但其卡尔文循环的过程是相同的。光合作用的产物是淀粉，但淀粉不能长距离运输，因其不溶于水。而葡萄糖有还原性且对渗透压影响大，故不选(2)在干旱、高光照强度环境下，玉米的光合作用强度_____(填“高于”或“低于”)水稻。从光合作用机制及其调控分析，原因是_______________________________________________________________________________________(答出三点即可)。高于

①玉米PEPC对CO2的亲和力大，利用低浓度CO2的能力强；②维管束鞘细胞中O2含量低，光呼吸弱；③玉米维管束鞘细胞的光合产物转运至输导组织的速度快(3)某研究将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻，水稻叶绿体中CO2浓度大幅提升，其他生理代谢不受影响，但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化。其原因可能是_________________________________________________________________________________________(答出三点即可)。水稻的光吸收转化能力弱，产生的NADPH和ATP有限；碳同化酶活性有限；同化产物转运能力不强2.淀粉和蔗糖的产生、运输与积累（课本104-相关信息）真核生物必须把糖从它合成和吸收位点（源）移送到使用它们的细胞（库）中去（为了生长和能量）。动物血管可以运输葡萄糖，而植物微管运输的是蔗糖。2.淀粉和蔗糖的产生、运输与积累（课本104-相关信息）大多数叶片光合作用同化的CO2生成蔗糖，其最终产物是淀粉。但是它们产生的途径是完全分离的：蔗糖在胞质合成，淀粉在叶绿体合成。白天，蔗糖被持续地从叶片胞质流向异养型的库组织，而淀粉颗粒则在叶绿体中积聚。2.景天科植物的CO2浓缩机制(CAM途径)归纳拓展(1)如果白天适当提高CO2浓度，景天科植物的光合作用速率基本不变。(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)该途径除维持光合作用外，对植物的生理意义还表现在能有效避免白天旺盛的蒸腾作用造成水分过多散失。特征C3植物C4植物CAM植物与CO2结合的物质RuBP(C5)PEPPEPCO2固定的最初产物C3C4（草酰乙酸）草酰乙酸CO2固定的时间白天白天夜晚和白天光反应的场所叶肉细胞类囊体薄膜叶肉细胞类囊体薄膜叶肉细胞类囊体薄膜卡尔文循环的场所叶肉细胞的叶绿体基质维管束鞘细胞的叶绿体基质叶肉细胞的叶绿体基质有无光合午休有无无

C3途径是碳同化的基本途径，C4途径和CAM途径都只起固定CO2的作用，最终还是通过C3途径合成有机物。归纳拓展小结①比较C4植物、CAM植物固定CO2的方式相同点：都对CO2进行了两次固定。不同点：C4植物两次固定CO2是空间上错开；CAM植物两次固定CO2是时间上错开。②比较C3、C4、CAM途径C3途径是碳同化的基本途径，C4途径和CAM途径都只起固定CO2的作用，最终还是通过C3途径合成有机物。2.(2021·全国乙，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。细胞质基质、线粒体、叶绿体(类囊体薄膜)细胞呼吸蒸腾作用丢失大量水分光合作用(暗反应)(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)。答案实验思路：植物甲在干旱的环境条件下(其他条件适宜)培养一段时间，分别在白天和晚上测定植物甲液泡内的pH，统计分析实验数据。预测结果：晚上的pH明显小于白天。3.蓝细菌的CO2浓缩机制注：羧化体具有蛋白质外壳,可限制气体扩散。自由扩散主动运输3.(2021·天津，15)Rubisco是光合作用过程中催化CO2固定的酶。但其也能催化O2与C5结合，形成C3和C2，导致光合效率下降。CO2与O2竞争性结合Rubisco的同一活性位点，因此提高CO2浓度可以提高光合效率。(1)蓝细菌具有CO2浓缩机制，如图所示。注：羧化体具有蛋白质外壳，可限制气体扩散。据图分析，CO2依次以________和________方式通过细胞膜和光合片层膜。蓝细菌的CO2浓缩机制可提高羧化体中Rubisco周围的CO2浓度，从而通过促进__________和抑制____________提高光合效率。自由扩散主动运输CO2固定O2与C5结合(2)向烟草内转入蓝细菌Rubisco的编码基因和羧化体外壳蛋白的编码基因。若蓝细菌羧化体可在烟草中发挥作用并参与暗反应，应能利用电子显微镜在转基因烟草细胞的________中观察到羧化体。叶绿体(3)研究发现，转基因烟草的光合速率并未提高。若再转入

和CO2转运蛋白基因并成功表达和发挥作用，理论上该转基因植株暗反应水平应______，光反应水平应_____，从而提高光合速率。提高提高深化点(二)光呼吸与细胞呼吸1.光呼吸(1)发生条件①干旱、炎热条件下，气孔关闭，阻止CO2进入叶片和O2逸出叶片。②Rubisco具有两面性(或双功能)。(2)过程归纳拓展(3)发生场所：叶绿体、过氧化物酶体、线粒体。(4)不利影响：光呼吸消耗掉暗反应的底物C5，导致光合作用减弱，农作物产量降低。(5)有利影响①光呼吸是进行光合作用的细胞在高光照及高O2低CO2的条件下，为提高抗逆性而形成的一条代谢途径。②在干旱和高辐射等环境中，气孔关闭，胞间CO2浓度降低，会导致光抑制。此时光呼吸释放CO2，用于光合作用，减少碳损失；消耗高光强产生过多的NADPH和ATP，保护光合结构。归纳拓展(6)二氧化碳的猝发：指在光照突然停止之后释放出大量的二氧化碳的现象。是光合作用停止而光呼吸还在进行造成的。(7)光呼吸与细胞呼吸的区别①反应条件不同：光呼吸的强度大致和光照强度成正比。只有在光照下，CO2浓度降低，O2浓度增高时才进行。②产能情况不同：光呼吸虽然能使有机物分解为CO2，却不产生ATP或NADPH。(1)Rubisco酶催化的底物有______________,植物进行光呼吸需要的条件有_____________________________(至少写出两点)。(2)光呼吸会消耗有机物、释放CO2,降低了植物的净光合速率,影响农作物产量,可适当地抑制光呼吸以增加作物产量,可采取的措施有____________________________________________________________________________________(至少写出两点)。(3)光呼吸也有积极意义,在干旱高温天气或过强光照下,水稻等作物的光合产物有较大比例要消耗在光呼吸底物上。这些作物中光呼吸存在的意义是________________________________________________________________。C5、CO2、O2光照、高O2含量或低CO2含量提高Rubisco酶催化C5与CO2的反应速率、减少其C5与O2的反应速率、多通风、大棚内释放干冰、使用农家肥、使用光呼吸抑制剂避免光反应过程中积累的ATP和NADPH对叶绿体的伤害,同时消除乙醇酸对细胞的毒害,回收碳元素,减少碳的流失4.(2024·黑吉辽，21)在光下叶绿体中的C5能与CO2反应形成C3；当CO2/O2比值低时，C5也能与O2反应形成C2等化合物。C2在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。上述过程在叶绿体与线粒体中主要物质变化如图1。光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程。回答下列问题：(1)反应①是________过程。CO2的固定(2)与光呼吸不同，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是____________和___________。线粒体基质细胞质基质(3)我国科学家将改变光呼吸的相关基因转入某种农作物野生型植株(WT)，得到转基因株系1和2，测定净光合速率，结果如图2、图3。图2中植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自______和________(填生理过程)。7－10时株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异，原因是_____________________________________________________________________________________。据图3中的数据_____(填“能”或“不能”)计算出株系1的总光合速率，理由是____________________________________。光呼吸细胞呼吸7—10时，随着光照强度的增加，株系1和2由于转入了改变光呼吸的相关基因，导致光呼吸速率降低，净光合速率比WT更高总光合速率是净光合速率与光呼吸速率、细胞呼吸速率之和，株系1的光呼吸速率、细胞呼吸速率未知，所以无法计算出株系1的总光合速率不能(4)结合上述结果分析，选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势，判断的依据是____________________________________________。

与株系2和WT相比，转基因株系1的净光合速率高，有机物积累更多1.(2025·深圳一模)玉米的光合作用既有C4途径又有C3途径(如图)，PEP羧化酶对CO2具有较强亲和力。据图分析，下列叙述正确的是A.物质B为C3，它和PEP均

可固定CO2B.卡尔文循环进行的场所是

叶绿体基质C.为过程②提供能量的物质有ATP和NADHD.在炎热夏季中午，叶肉细胞还可以生成淀粉√C5NADPH叶肉细胞进行的是C4途径，即将CO2固定在C4中，合成(CH2O)的场所在维管束鞘细胞中2.(2025·揭阳一模)景天科植物多生长于沙漠等炎热地区，其特殊的CO2固定方式为景天酸代谢途径(CAM)，景天科植物夜晚开放气孔吸收CO2，经过磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)的催化作用，与磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)发生化学反应生成草酰乙酸(OAA)，OAA经过苹果酸脱氢酶的催化作用，进一步被还原为苹果酸，转移到液泡中进行贮存。白天，液泡中积累的苹果酸发生转移，运输到细胞质基质中，CO2被释放，进入叶绿体，进行卡尔文循环生成有机物。下列关于景天科植物的叙述，错误的是A.给植物提供14C标记的CO2,14C先后出现在PEP、OAA、苹果酸和有机物中B.上午10时，若突然降低外界CO2浓度，叶肉细胞中C3含量短时间内将不会下降C.在高温、干旱环境中，景天科植物比普通植物的适应能力更强D.将该种植物置于黑暗密闭装置内，装置中CO2的变化速率不能表示呼吸速率√OAA、苹果酸、C3和有机物肆光合作用与细胞呼吸的影响因素及应用深化点(一)胁迫(逆境)对光合作用的影响1.胁迫的类型胁迫会引起植物发生一系列反应，从影响逆境基因表达、细胞代谢到生长发育。有些植物不能适应这些不良环境，无法生存。有些植物却能适应这些环境，生存下去。胁迫生物胁迫非生物胁迫病害、虫害和杂草寒冷高温干旱胁迫：对植物产生伤害的环境称为逆境，又称胁迫。盐渍水涝……抗性：这种对不良环境的适应性和抵抗力，称为植物的抗逆性。类型影响原理主要表现光照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CO2CO2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温度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的吸收类型影响原理主要表现水分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等,对细胞造成毒害；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胁迫蛋白:在逆境条件下，启动一些与逆境相适应的基因，形成新的蛋白来抵御逆境胁迫，例：抗冻蛋白、热激蛋白等渗透调节:逆境会诱导参与渗透调节的基因的表达，形成一些渗透调节物质，提高细胞内溶质浓度。渗透调节物质主要有糖、氨基酸、有机酸和一些无机离子（特别是K+）。脱落酸:活性氧（ROS）:低温可能会增加叶绿体膜对脱落酸的透性，触发了合成系统大量合成脱落酸。同时，低温也会促使根部合成更多的脱落酸运到叶片。自由基、过氧化氢等有很强的氧化能力，通过调节植物的抗氧化系统和改善细胞膜稳定性，帮助植物在逆境中维持正常的生理功能深化点(一)胁迫(逆境)对光合作用的影响2.植物对逆境的适应深化点(一)胁迫(逆境)对光合作用的影响2.植物对逆境的适应①光抑制光能超过光合系统所能利用的量时，光合生物会启动自我保护机制，光合功能下降，这就是光抑制现象。光抑制现象主要发生在PSⅡ系统。光抑制的发生及光保护的三道防线如图所示：1.减少对光能的吸收：①植物体可通过叶运动(减少叶片与主茎的夹角)或叶绿体运动这种对强光的快速响应以减少对光的吸收，从而避免光抑制。②增加叶片的绒毛、蜡质等加强光的过滤；2.增强代谢能力:①增加热耗散；②光呼吸；③活性氧清除3.作用中心可逆修复2.植物对逆境的适应①光抑制——防御机制例1.光抑制主要发生在PSⅡ能将水分解为O2和H+并释放电子。电子积累过多会产生活性氧使PSⅡ变性失活，使光合速率下降。光呼吸也能对光合器官起保护作用，避免产生光抑制，原因是:光呼吸可以消耗多余的NADPH，生成的NADP+可以消耗电子2.(2024·重庆，18)重庆石柱是我国著名传统中药黄连的主产区之一，黄连生长缓慢，存在明显的光饱和(光合速率不再随光照强度增加而增加)和光抑制(光能过剩导致光合速率降低)现象。(1)探寻提高黄连产量的技术措施，研究人员对黄连的光合特征进行了研究，结果见图1。①黄连的光饱和点约为_____μmol·m－2·s－1。光强大于1300μmol·m－2·s－1后，胞间二氧化碳浓度增加主要是由于___________________________________________。

光合作用受到抑制，消耗的二氧化碳减少，且气孔导度增加500②推测光照强度对黄连生长的影响主要表现为_____________________。黄连叶片适应弱光的特征有________________________________________________________________________(答2点)。

黄连在弱光时随光照强度增加生长速率快速达到最大，光照过强其生长受到抑制叶片较薄，叶绿素较多(叶色深绿，叶绿体颗粒较大，叶绿体类囊体膜面积更大)(2)黄连露天栽培易发生光抑制，严重时其光合结构被破坏(主要受损的部位是位于类囊体薄膜上的色素蛋白复合体)，为减轻光抑制，黄连能采取调节光能在叶片上各去向(图2)的比例，提升修复能力等防御机制，具体可包括_______(多选)。①②③⑤①叶片叶绿体避光运动②提高光合产物生成速率③自由基清除能力增强④提高叶绿素含量⑤增强热耗散(3)生产上常采用搭棚或林下栽培减轻黄连的光抑制，为增强黄连光合作用以提高产量还可采取的措施及其作用是___________________________________________。