2025版高考生物一轮总复习必修1情境拓展2光呼吸C4植物等特殊代谢类型课件

这是一份2025版高考生物一轮总复习必修1情境拓展2光呼吸C4植物等特殊代谢类型课件，共25页。PPT课件主要包含了苹果酸经脱羧作用，呼吸作用产生，NADPH和ATP等内容，欢迎下载使用。
热点一　光呼吸情|境|链|接光呼吸是指绿色植物在光照情况下吸收O2，将叶绿体中的C5分解产生CO2的过程。光呼吸是一个“耗能浪费”的生理过程，因此，抑制植物的光呼吸可实现农作物的增产。
光呼吸与光合作用的关系①与光呼吸有直接关系的细胞器为叶绿体、线粒体。光呼吸产生的条件是光照、高O2含量和低CO2含量等。②在干旱天气和过强光照下，因为温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭。此时的光呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余的NADPH和ATP，又可以为暗反应阶段提供原料，因此光呼吸对植物有重要的正面意义。
针|对|训|练1．(2023·山东潍坊一模)光呼吸是O2/CO2偏高时与光合作用同时发生的生理过程，是经长期进化形成的适应机制。光呼吸和暗反应关系密切，机理如图所示。下列叙述错误的是(　　 )A．光呼吸可保证CO2不足时，暗反应仍能正常进行B．光合作用的光反应强于暗反应容易导致光呼吸发生C．光呼吸过程虽消耗有机物，但不产生ATPD．抑制光呼吸能大幅度提高光合作用强度
解析：由图可知，光呼吸可以为光合作用提供CO2使在O2/CO2偏高时光合作用仍能正常进行，因此在O2/CO2偏高时抑制光呼吸会降低光合作用强度，D错误。
热点二　C4植物情|境|链|接在绿色植物的光合作用中，二氧化碳中的碳首先转移到含有四个碳原子的有机物(C4)中，然后才转移到C3中，科学家将这类植物叫作C4植物，将其固定二氧化碳的途径，叫作C4途径。
①玉米、高粱、甘蔗都是C4植物，适于在高温、干燥和强光的条件下生长。②C4植物叶肉细胞的叶绿体有类囊体能进行光反应，同时CO2被整合到C4化合物中，随后C4化合物进入维管束鞘细胞，维管束鞘细胞中没有完整的叶绿体，C4化合物释放出的CO2参与卡尔文循环，进而生成有机物。③PEP羧化酶被形象地称为“CO2泵”，它提高了C4植物固定CO2的能力，使C4植物比C3植物具有较强光合作用(特别是在高温、光照强烈、干旱条件下)能力，并且无光合午休现象。
针|对|训|练2．(2023·河南天一大联考)玉米固定CO2的能力比小麦强70倍。磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)是C4植物(如玉米)特有的固定CO2的关键酶。科研人员将玉米的PEPC基因导入小麦中，获得转基因小麦以提高小麦产量。为探究转基因小麦固定CO2的能力，研究人员将转基因小麦和普通小麦分别放置在相同的密闭小室中，给予充足的光照，利用红外测量仪每隔5 min测定小室中的CO2浓度，结果如图所示。下列有关叙述错误的是(　　 )A．PEPC能降低固定CO2反应所需的活化能B．图中属于转基因小麦变化曲线的是ⅡC．图中CO2浓度保持不变时植物的光合速率等于呼吸速率D．突然降低光照强度，短时间内细胞中ADP和C5的含量均降低
解析：酶能降低化学反应所需的活化能，故PEPC能降低固定CO2反应所需的活化能，A正确；由图可知，Ⅱ曲线代表的植物利用低浓度CO2的能力更强，故Ⅱ是转基因小麦，B正确；植物的光合速率等于呼吸速率时，密闭小室中CO2浓度保持不变，C正确；突然降低光照强度，短时间内光反应产生NADPH和ATP速率降低，ADP含量增加，C3还原速率下降，C5合成速率下降，而C5消耗速率不变，C5含量降低，D错误。
热点三　CAM途径情|境|链|接
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干旱地区，其特点是气孔夜间开放，白天关闭。②该类植物夜间吸收CO2，淀粉经糖酵解形成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)，在磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶催化下，CO2与PEP结合，生成草酰乙酸，进一步还原为苹果酸储存在液泡中。而白天气孔关闭，苹果酸转移到细胞质基质中脱羧，放出CO2，进入C3途径合成淀粉；形成的丙酮酸可以形成PEP再还原成三碳糖，最后合成淀粉或者转移到线粒体，进一步氧化释放CO2，又可进入C3途径。③该类植物叶肉细胞夜间淀粉减少，苹果酸增加，细胞液pH下降；白天淀粉增加，苹果酸减少，细胞液pH上升。
3．(2024·河北唐山调研)多肉植物是指营养器官肥厚多汁并且储藏大量水分的植物，能够在高温干旱的条件下良好生长。多肉植物叶片上的气孔夜间开放吸收CO2，生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用。请回答下列问题：
(1)多肉植物白天进行光合作用所需CO2来源有________________________和_______________(请填写相关生理过程)。多肉植物夜晚能吸收CO2，却不能合成(CH2O)的原因是_________________________________________________。(2)若对多肉植物突然停止光照，其叶肉细胞内C5的含量______(填“上升”或“下降”)，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________。
缺乏光照，不能(进行光反应)产生
突然停止光照，光反应无法产生NADPH和ATP，C3的还原速率下降，C5的合成速率下降，而CO2浓度不变，C5的消耗速率不变，故C5含量下降
(3)有人提出，CaCl2与脱落酸都能够提高多肉植物的抗旱能力，并且混合使用效果更佳，请简要写出证明该观点的实验设计思路：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
以下两种答案均可：①将生长状况相同的多肉植物随机均等分为四组，分别用等量的清水、CaCl2溶液、ABA溶液、CaCl2与ABA混合溶液处理，在干旱条件下培养，一段时间后测定并比较各组净光合速率(或“比较各组生长发育状况”)②将生长状况相同的多肉植物随机均等分为四组，其中一组不做处理，其余各组分别用等量的CaCl2溶液、ABA溶液、CaCl2和ABA混合溶液处理，在干旱条件下培养，一段时间后测定并比较各组净光合速率(或“比较各组生长发育状况”)
解析：(1)由题意可知，多肉植物白天气孔关闭，无法从外界环境中吸收CO2，可利用液泡中的苹果酸经脱羧作用释放的CO2用于光合作用，另外，呼吸作用产生的CO2也可用于光合作用。多肉植物夜晚能吸收CO2，但夜晚无光照，不能进行光反应产生NADPH和ATP，暗反应不能进行，故不能合成(CH2O)。(2)若对多肉植物突然停止光照，其叶肉细胞内C5的含量下降，原因是突然停止光照，光反应无法产生NADPH和ATP，C3的还原速率下降，C5的合成速率下降，而CO2浓度不变，C5的消耗速率不变，故C5含量下降。
(3)要证明CaCl2与脱落酸都能够单独提高多肉植物的抗旱能力，需要设置空白对照组，若要证明两者混合使用效果更佳，需要设置CaCl2与ABA混合溶液处理的一组实验。实验思路为：将生长状况相同的多肉植物随机均等分为四组，分别用等量的清水、CaCl2溶液、ABA溶液及CaCl2与ABA混合溶液处理，在干旱条件下培养，一段时间后测定并比较各组净光合速率(或“比较各组生长发育状况”)；或将生长状况相同的多肉植物随机均等分为四组，其中一组不做处理，其余各组分别用等量的CaCl2溶液、ABA溶液及CaCl2和ABA混合溶液处理，在干旱条件下培养，一段时间后测定并比较各组净光合速率(或“比较各组生长发育状况”)。
热点四　光合产物及运输情|境|链|接
①磷酸丙糖是光合作用中最先产生的糖，也是光合作用产物从叶绿体运输到细胞质基质的主要形式。②光合作用产生的磷酸丙糖既可以在叶绿体中形成淀粉，暂时储存在叶绿体中，又可以通过叶绿体膜上的磷酸转运器运出叶绿体，在细胞质基质中合成蔗糖。合成的蔗糖或临时储藏于液泡内，或从光合细胞中输出，经韧皮部长距离运输到其他部位。
针|对|训|练4．(2024·北京东城期末)下图为某陆生植物体内碳流动示意图。据图分析，下列叙述不正确的是(　　 )A．过程①需要消耗光反应提供的ATP和NADPHB．叶肉细胞中的卡尔文循环发生在叶绿体基质C．在叶肉细胞中会发生由单糖合成二糖或多糖的过程D．④受阻时，②③的进行能缓解C3积累对卡尔文循环的抑制
解析：过程①二氧化碳的固定不需要消耗光反应提供的ATP和NADPH，三碳化合物的还原消耗光反应提供的ATP和NADPH，A错误；在叶肉细胞中会发生由单糖合成二糖或多糖的过程，由图可知，叶绿体基质中会进行葡萄糖合成淀粉的过程，在细胞质基质中进行葡萄糖和果糖合成蔗糖的过程，C正确；图中④蔗糖输出受阻时，则进入叶绿体的Pi减少，磷酸丙糖大量积累，过多的磷酸丙糖将用于合成淀粉，即②③合成淀粉能缓解C3积累对卡尔文循环的抑制，D正确。
热点五　光系统及电子传递链情|境|链|接
①光系统Ⅱ进行水的光解，产生氧气、H＋和自由电子(e－)，光系统Ⅰ主要是介导NADPH的产生。②电子传递过程是高电势到低电势(由于光能的作用)，释放的能量将质子(H＋)逆浓度梯度从类囊体的基质侧泵入到囊腔侧，从而建立了质子浓度(电化学)梯度。③类囊体内的高浓度质子通过ATP合成酶顺浓度梯度流出，而ATP合成酶利用质子顺浓度梯度中流出的能量来合成ATP。
针|对|训|练5．(2024·山东泰安调研)下图是番茄植株的叶肉细胞中进行光合作用的示意图，PSⅡ和PSⅠ是由蛋白质和光合色素组成的复合物，是吸收、传递、转化光能的光系统，下列叙述错误的是(　　 )
A．自然界中能发生光合作用的生物，不一定具备PSⅡ和PSⅠ系统B．光反应过程将吸收的光能转换为活跃的化学能全部储存在ATP中C．在ATP合成酶的作用下，H＋顺浓度梯度转运提供分子势能，促进ADP和Pi合成ATPD．PSⅡ中的色素吸收光能后，将H2O分解为O2和H＋及电子，产生电子传递给PSI将NADP＋和H＋结合形成NADPH