2026届新高考生物考前冲刺复习细胞代谢（特殊代谢类型）

高阶思维练3

C4途径、CAM途径、光呼吸等特殊代谢类型2026届新高考生物考前冲刺复习细胞的新陈代谢专题二

细胞的新陈代谢光合磷酸化和氧化磷酸化1.电子传递和光合磷酸化2.电子传递和氧化磷酸化——光反应——有氧呼吸第三阶段光合色素(PSⅡ和PSⅠ)的主要功能是吸收、传递、转化光能【小结】

电子的最初供体是水,最终受体是NADP+,电子传递的最终产物是NADPH。【小结】

电子的最初供体是NADH和FADH2,最终受体是O2,电子传递的最终产物是H2O。光合磷酸化:光反应中，光能驱动电子传递，形成H⁺梯度，H⁺通过ATP合酶合成ATP氧化磷酸化:有氧呼吸第三段，NADH、FADH₂提供电子，电子传递释放能量形成H⁺梯度，H⁺通过ATP合酶合成ATPC3途径(1)其吸收的光能有两个方面的用途:一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);二是在有关酶的作用下,提供能量促使ATP的合成。(2)物质变化C3途径Ⅱ.暗反应(1)物质变化3.光反应和暗反应的联系NADPH的作用: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。C3途径

4.影响光合作用的因素(1)光照(可通过光照强度、光质、光照面积、光照时间等来影响光合速率)光照强度:直接影响光反应速率,光反应产物NADPH与ATP的数量多少会影响暗反应速率。(2)CO2的浓度:通过影响暗反应C3的生成来影响光合速率。(3)温度:影响光合作用过程,特别是暗反应中酶的催化效率,从而影响光合作用强度。(4)水分:缺水并不直接影响光反应,而是降低了气孔导度,影响了CO2进入叶肉细胞,使暗反应速率下降,从而使光合速率下降;或引起光合产物输出受阻,导致光合速率下降。(植物光反应需要的水不足根从土壤中吸收水的1%。缺水不会通过影响水的光解抑制光合作用)(5)矿质元素:例如Mg、N是叶绿素的组成成分,N也是光合酶的组成成分,P是ATP和NADPH的组成成分。气孔限制因素和非气孔限制因素前者是指环境因素使气孔导度降低,CO2吸收减少,导致光合速率下降。后者是指影响色素含量、酶的活性等而直接抑制光合作用。C3途径

C3途径

（1）光抑制现象：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______，这就是光抑制现象。下降（2）光抑制的机理：光合系统的破坏，PSⅡ是光破坏的主要场所，发生光破坏后的结果：______传递受阻，光合效率_______。（3）光保护的三道防线：电子下降第三道防线：修复（新合成的D1蛋白插入PSⅡ反应中心）第一道防线：以热能形式散失第二道防线：清除机制返回导航5.(2025·山东卷)高光强环境下,植物光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤,引起光合作用强度下降。植物进化出的多种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长,其部分光合过程如图所示。(1)叶绿体膜的基本支架是

;叶绿体中含有许多由类囊体组成的

,扩展了受光面积。磷脂双分子层基粒C3途径

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H2O丙酮酸、[H]O2、CO2途径①以电能的方式耗散光能,途径②以热能的方式耗散光能C3途径

高阶思维练3

C4途径、CAM途径、光呼吸等特殊代谢类型【思维源点】C3途径和C4途径的比较1.C3植物与C4植物叶片结构比较C3植物叶片中维管束鞘细胞较小,其内不含叶绿体，只有叶肉细胞含叶绿体无花环结构C4植物叶片有“花环形结构”的两圈细胞,内层为维管束鞘细胞,含有叶绿体（无基粒只有基质进行暗反应）高阶思维练3

C4途径、CAM途径、光呼吸等特殊代谢类型2.C4途径C4植物：如玉米、甘蔗。具有耐高温、光照强烈、干旱的能力PEP羧化酶与CO2亲和力大且不与O2亲和,抑制光呼吸，提高了C4植物固定CO2的能力，使叶肉细胞能有效地固定和浓缩CO2,供维管束鞘细胞内叶绿体中的C3途径利用。并且无光合午休现象①气孔关闭时，高效PEP羧化酶仍能利用极低浓度的CO2②C4植物会通过C4途径把CO2储存起来形成C4，当气孔关闭时，C4会分解产生用于光合作用高阶思维练3

C4途径、CAM途径、光呼吸等特殊代谢类型3.光呼吸1、过程：2、发生原因内因：外因：高O₂、强光、低CO₂、高温酶的“双重性格”：O2和CO2竞争Rubisco酶不利：消耗掉暗反应的底物C5，消耗的ATP与NADPH，导致光合作用减弱，农作物减产。有利影响：强光时，光反应速率＞暗反应速率，→叶肉细胞中会积累ATP和NADPH、O2→积累后产生自由基，这些自由基会损伤叶绿体。→而强光下，光呼吸加强，会消耗光反应过程中积累的ATP和NADPH，从而减轻对叶绿体的伤害。3、影响：高阶思维练3

C4途径、CAM途径、光呼吸等特殊代谢类型4.光呼吸与细胞呼吸的比较

光呼吸细胞呼吸底物底物是光下在叶绿体内新形成的,如光合作用中的乙醇酸常用底物是葡萄糖,可以是新形成,也可以是储存的场所只发生在光合细胞中,在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体三种细胞器协同作用下进行所有活细胞中都可以进行条件光下,O2/CO2的值相对高时有氧、无氧都可进行,光下、暗处都可进行意义CO2供应不足时,消耗过多的NADPH和ATP,避免细胞受到伤害为生命活动提供直接能源物质ATP高阶思维练3

C4途径、CAM途径、光呼吸等特殊代谢类型2.(2025·辽宁阶段练习)RuBP羧化/加氧酶缩写为Rubisco,CO2和O2竞争性与Rubisco结合,当CO2浓度高时,Rubisco催化C5与CO2反应;当O2浓度高时,Rubisco催化C5与O2反应生成磷酸乙醇酸和C3,磷酸乙醇酸经过一系列化学反应,消耗ATP和NADPH,生成CO2和C3,这一过程称为光呼吸。植物细胞产生的ATP和NADPH过多时会破坏细胞。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。下列叙述合理的是(

)A.图中表示RuBP的是E,其组成元素中含有磷元素B.植物叶肉细胞中,Rubisco发挥作用的场所是叶绿体基质和线粒体内膜C.夏季晴朗的中午出现“午休现象”时,植物光呼吸的强度与通常相比会有所增大D.光呼吸能消耗ATP、NADPH,从而降低暗反应的速率,对农业是非常不利的会形成超氧阴离子自由基O2-,O2-对光合机构具有伤害作用,而光呼吸可消耗过剩的同化力和高能电子,减少O2-的形成,从而保护光合机构高阶思维练3

C4途径、CAM途径、光呼吸等特殊代谢类型5.(2025·河南开封三模)图1为高粱的光合作用途径(含C4、C3途径),而花生的光合作用途径只有C3途径,R酶的作用是催化C5与CO2反应,在O2浓度较高时能催化O2与C5结合引发光呼吸。图2为外界CO2浓度对高粱和花生光合作用途径的CO2吸收速率影响的曲线,研究小组将两种植物各一株共同置于同一密闭容器中,实验开始时,容器中CO2浓度为图中C点,其余条件适宜。回答下列问题。高阶思维练3

C4途径、CAM途径、光呼吸等特殊代谢类型(1)据图1分析,C4植物体内PEP的作用是

。(2)R酶存在于植物细胞的

(填具体场所)中,光呼吸与细胞呼吸的相同之处是

。(3)在相同的高温、高光照强度环境下,C4植物的光能转化为糖类中化学能的效率比C3植物几乎高2倍,原因是P酶与CO2的亲合力

(填“大于”“基本等于”或“小于”)R酶,再通过苹果酸定向运输和转化,提高了维管束鞘细胞中CO2浓度,提高了光能转化效率。高浓度CO2在与O2竞争R酶的过程中占优势,抑制了__________过程。固定CO2叶绿体基质都消耗了O2,释放出CO2大于光呼吸高阶思维练3

C4途径、CAM途径、光呼吸等特殊代谢类型(4)图2中CO2浓度为B点时,C3植物的叶肉细胞光合作用强度

(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用强度。C点之后,影响C3植物和C4植物CO2吸收速率的内因有____________________________________答出2点即可)。(5)据图2分析,两种植物在培养过程中先停止生长的是

(填“C3”或“C4”)植物,判断依据是______________________________________________________________________________________________________________________________________。大于光合色素的含量、酶的活性和数量等C3

开始时,两株植物的光合作用大于呼吸作用,容器中CO2浓度下降,随着CO2的浓度下降至B点时,C3植株净光合作用为0,植株停止生长,而C4植物能够继续生长高阶思维练3

C4途径、CAM途径、光呼吸等特殊代谢类型6.C4途径和CAM途径的比较C4植物两次固定CO2是在空间上分开的CAM植物两次固定CO2是在时间上分开的白天表现为：淀粉增加，苹果酸减少，细胞液PH上升夜晚表现为淀粉较少，苹果酸增加，细胞液PH下降高阶思维练3

C4途径、CAM途径、光呼吸等特殊代谢类型6.(2025·四川成都三模)仙人掌是典型的旱生植物,其在长期干旱条件下进化出特殊的光合作用模式。如图1为仙人掌光合作用CO2同化途径,图2为磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)羧化酶(PEPC)活性的昼夜转换机制。回答相关问题。高阶思维练3

C4途径、CAM途径、光呼吸等特殊代谢类型(1)白天仙人掌可将

过程产生的CO2运入叶绿体参与_______循环完成光合作用过程。(2)在夜晚,