热点微练4　光呼吸、C4植物、CAM植物等特殊代谢类型 高中生物第一轮总复习

热点微练4光呼吸、C4植物、CAM植物等特殊代谢类型(时间：30分钟)【精准强化】1.(2024·广东四校联考)下图为光合作用暗反应的产物磷酸丙糖的代谢途径，研究表明，磷酸丙糖转移蛋白(TPT)的活性是限制光合速率大小的重要因素，CO2充足时，TPT活性降低。下列有关叙述错误的是()A.Pi输入叶绿体减少时，磷酸丙糖从叶绿体输出减少B.暗反应中磷酸丙糖的合成需要消耗光反应产生的ATPC.叶肉细胞的光合产物主要是以蔗糖形式运出细胞的D.农业生产上可通过增加CO2浓度来提高作物中蔗糖的含量答案D解析据图示信息，磷酸丙糖通过TPT从叶绿体输出的同时伴随着Pi进入叶绿体，因此Pi输入叶绿体减少，说明磷酸丙糖从叶绿体中的输出过程受阻，即输出减少，A正确；光反应产生的ATP能用于暗反应中C3的还原过程，由图示可知，该过程能合成磷酸丙糖，B正确；由图示可知，叶肉细胞的光合产物磷酸丙糖会在细胞质基质中用于合成蔗糖，然后以蔗糖形式运出细胞，C正确；根据题意可知，CO2充足时，TPT活性降低，则磷酸丙糖运出叶绿体合成蔗糖的过程会受到影响，作物中淀粉含量会上升，而蔗糖含量下降，D错误。2.(2024·湖北七市联考)糖酵解时可产生还原型高能化合物NADH，在有氧条件下，电子由电子载体所组成的电子传递链传递，最终被O2氧化。如图为真核细胞呼吸过程中电子传递链和氧化磷酸化过程。下列说法错误的是()A.H＋由线粒体基质进入线粒体膜间隙时，需要载体蛋白的协助B.有氧呼吸过程中，在线粒体内膜产生H2OC.电子传递链对线粒体内膜两侧H＋梯度的形成起抑制作用D.H＋在跨膜运输进入线粒体基质的过程中部分能量转移到ATP中储存答案C解析分析题图可知，H＋由线粒体基质进入线粒体膜间隙需要载体蛋白的协助，A正确；在有氧呼吸第三阶段，前两个阶段产生的[H]，经过一系列的化学反应，与O2结合生成水，场所为线粒体内膜，B正确；分析题图可知，电子传递链对线粒体内膜两侧H＋梯度的形成起促进作用，C错误；分析题图，NADH中的能量变为H＋的电化学势能，再通过H＋向膜内跨膜运输变为ATP中的能量，即H＋在跨膜运输进入线粒体基质的过程中部分能量转移到ATP中储存，D正确。3.(2024·河北衡水调研)图1为线粒体内膜上发生的H＋转运和ATP合成过程，图2为光合作用光合磷酸化过程，①～⑤表示过程，⑥～⑧表示结构。下列叙述错误的是()A.①、②、③、⑤都表示H＋的跨膜运输过程，其中①、③属于主动运输B.图1中的NADH来自丙酮酸、酒精或者乳酸的分解C.P680和P700含有光合色素，具有吸收、传递、转化光能的作用D.ATP的合成与H＋的顺浓度梯度跨膜运输有关答案B解析据图分析，图1所示过程发生在线粒体内膜，图2所示过程是光反应过程；主动运输是逆浓度梯度进行的，且需要消耗能量，①、②、③、⑤都表示H＋的跨膜运输过程，其中①、③属于主动运输，A正确；图1中的NADH来自葡萄糖的分解以及丙酮酸和水的分解，B错误；P680和P700含有光合色素，光合色素可吸收、传递、转化光能，C正确；由图可知，ATP的合成与H＋的顺浓度梯度跨膜运输有关，D正确。4.(2024·广东珠海调研)光呼吸是进行光合作用的细胞在光照和O2/CO2值异常的情况下发生的一个生理过程，该过程借助叶绿体、线粒体等多种细胞器共同完成(如图所示)，是光合作用伴随的一个损耗能量的副反应。光呼吸过程中会消耗O2，并且生成CO2。光呼吸损耗的能量大约是光合作用储备能量的30%。回答下列问题：(1)“Rubisco”可能是一种双功能酶，结合上图加以说明：_________________________________________________________________________________________。若植物光合作用过程中的光呼吸强度大于光合作用强度，推测此时的O2/CO2值________(填“高”或“低”)，在该比值情况下，葡萄糖的生成量会减少，原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)据图可知，光合作用与光呼吸都利用了________为原料，光呼吸发生的场所是_____________________________________________________________________。(3)光呼吸与有氧呼吸都冠以“呼吸”二字，二者的“共同”之处表现在_____________________________________________________________________。(4)利用塑料大棚种植瓜果蔬菜时，从增产的角度考虑，可以采取的措施有___________________________________________________________(答出两点)。答案(1)该酶既能催化物质C5和CO2反应，也能催化物质C5和O2反应高O2浓度升高时，O2与C5结合增多，减少了暗反应过程中C3化合物的含量，使得暗反应速率下降，葡萄糖生成量减少(2)C5(或五碳化合物)叶绿体基质和线粒体(3)光呼吸过程与有氧呼吸过程都消耗O2并生成CO2(4)提高塑料大棚内CO2的浓度；适当提高光照强度；夜间降低温度，减少细胞呼吸消耗；降低光呼吸过程(答出两点即可)5.(2024·广东七校联考)光照条件下，叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合C5，O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸，其过程如下图所示。科学家采用基因工程获得了酶A缺陷型的水稻突变株，在不同条件下检测突变株与野生型水稻植株的生长情况与物质含量，实验结果如下表所示。请回答：0.5%CO20.03%CO20.03%CO20.03%CO2指标平均株高/cm平均株高/cm乙醇酸含量/(ug·g－1叶重)乙醛酸含量/(ug·g－1叶重)突变体422411371野生型434211(1)根据不同条件下植株的生长状况差异，可以推测该突变体在____________(场所)进行的________(生理过程)效率降低。(2)利用有机物的溶解度差异，采用________法可以将乙醇酸与其他有机物分离。分析物质含量与变化，推测酶A具有____________________的功能。(3)正常进行光合作用的水稻，突然停止光照，叶片CO2释放量先增加后降低，CO2释放量增加的原因是__________________________________________________。(4)已知大气中CO2含量约为0.03%，参考题干信息，分析自然状态下突变株长势不如野生型的原因是__________________________________________________。(5)水稻光呼吸过程需要额外消耗能量，降低净光合效率，但在进化过程中得以长期保留，其对植物的意义是__________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)叶绿体基质暗反应(2)(纸)层析催化乙醇酸生成乙醛酸(3)光照停止，产生的ATP、NADPH减少，暗反应消耗的C5减少，C5与O2结合增加，产生的CO2增多(4)突变株因酶A缺陷，乙醇酸无法转变为C3，C5生成受阻，自然状态下CO2含量较低，固定效率较低，积累有机物较少，长势不如野生型(5)消耗过剩的ATP和NADPH，减少对细胞的损害，补充部分CO2解析(1)光呼吸氧化的有机物质(即呼吸底物)为乙醇酸。根据表中数据看出，与野生型相比，突变型乙醇酸累积过多，没有全部转换为乙醛酸，原因可能是暗反应过程中，C3与C5转换物质的过程速率减慢，造成乙醇酸消耗量降低，这一过程发生在叶绿体基质中。(2)利用有机物的溶解度差异，可采用纸层析法将乙醇酸与其他有机物分离。科学家采用基因工程获得了酶A缺陷型的水稻突变株，即酶A缺陷型突变株乙醇酸向乙醛酸转变速率慢，可知酶A具有催化乙醇酸生成乙醛酸的功能。(3)正常进行光合作用的水稻，突然停止光照，光反应减慢，光反应过程中ATP、NADPH产生减少，因而暗反应消耗的C5减少，C5与O2的结合增加，产生的CO2增多。6.(2024·广东佛山调研)20世纪60年代，科学家发现有些起源于热带的植物如甘蔗、玉米等，除了和其他C3植物一样具有卡尔文循环[固定CO2的初产物是三碳化合物(C3)，简称C3途径]外，还存在另一条固定CO2的途径，固定CO2的初产物是四碳化合物(C4)，简称C4途径，这种植物被称为C4植物，其光合作用过程如图所示。研究发现C4植物中PEP羧化酶对CO2的亲和力约是Rubisco的60倍。请回答下列问题：(1)在C4植物光合作用中，CO2中的碳转化成有机物(CH2O)中碳的转移途径是____________________________(利用箭头符号表示)，维管束鞘细胞内的CO2浓度比叶肉细胞内________(填“高”或“低”)。(2)甲、乙两种植物光合速率与CO2浓度的关系如图。请据图分析，植物________更可能是C4植物，作出此判断的依据是_________________________________。(3)Rubisco是一种双功能酶，当CO2/O2的值高时，可催化C5固定CO2合成有机物；当CO2/O2的值低时，可催化C5结合O2发生氧化分解，消耗有机物，此过程称为光呼吸，结合题意分析，在炎热干旱环境中，C4植物的生长一般明显优于C3植物的原因是______________________________________________________。(4)水稻是世界上最重要的粮食作物。目前，科学家正在研究如何利用转基因技术将“C4途径”转移到水稻中去，这项研究的意义是______________________________________________________________________________________________。答案(1)CO2→草酰乙酸(C4)→苹果酸(C4)→CO2→C3→(CH2O)高(2)乙在CO2浓度较低的条件下，植物乙的光合速率明显高于植物甲(或植物乙利用低浓度二氧化碳的效率更高)(3)在炎热干旱环境中，植物部分气孔关闭，导致二氧化碳供应减少，C4植物中的PEP羧化酶活性高，能提高维管束鞘细胞内CO2浓度，促进光合作用，抑制光呼吸，从而增加有机物的积累量，使植物快速生长(4)提高粮食产量/增强水稻抗逆性/增强水稻抗旱性/减弱水稻对水的依赖性解析(1)C4植物叶肉细胞中，在PEP羧化酶的催化作用下，CO2首先被磷酸烯醇式丙酮酸固定，形成草酰乙酸(C4)，其转化为苹果酸(C4)，苹果酸进入维管束鞘细胞中，释放出CO2，CO2进入卡尔文循环，最终形成(CH2O)。C4植物中PEP羧化酶对CO2的亲和力约是Rubisco的60倍，叶肉细胞中的CO2的浓度很低时可被PEP羧化酶固定成草酰乙酸(C4)，其转化为苹