2023届高三生物二轮复习课件 微专题 (三)　围绕“C3、C4植物与光呼吸”分析光合作用过程

围绕“C3、C4植物与光呼吸”分析光合作用过程 光合作用的过程是历年高考的热点、必考点，多以非选择题的形式出现。以图表等为信息载体，考查光合作用的基本过程、物质变化和能量变化是高考命题的常见方式；近几年高考试题又常结合C4植物、景天科植物光合作用以及光呼吸等，以信息题形式考查，题干信息量较大，且常出现一些新情境、新名词，注重对考生获取信息、运用信息解决问题的能力的考查。 [探究素材] 据联合国经济与社会事务部预测，2050年全球人口将增至97亿。如果农作物产量依然维持在现有水平，届时人类必将面临严重的粮食短缺问题。世界范围内便掀起了一场以通过生物工程技术提高植物光合效率为中心的“第二次绿色革命”。而“光呼吸代谢工程”被认为是此次革命的核心，光呼吸现象产生的分子机制是O2和CO2竞争Rubisco酶。在暗反应中，Rubisco酶能够以CO2为底物实现CO2的固定；在光下，当O2浓度高、CO2浓度低时，O2会竞争Rubisco酶，光的驱动下将碳水化合物氧化生成CO2和水。光呼吸是一个高耗能的反应，正常生长条件下光呼吸就可损耗掉光合产物的25%～30%。过程如图1所示： 一、深度探究 微专题 一、深度探究 微专题 [探究问题] (1)暗反应的进行不需要光照，但受到光照的影响，这是因为____________。 (2)由于光呼吸的存在，会降低植物体内有机物的积累速率。Rubisco的催化方向取决于CO2与O2的浓度比，请推测具体的情况：_____________________ ____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (3)研究发现，光合产物1/3以上要消耗在光呼吸底物上。生产实际中，常通过适当升高CO2浓度达到增产的目的，请分析并解释其原理： ______________________________________________________________________________(从光合作用原理和Rubisco催化反应特点两个方面作答)。 一、深度探究 微专题 (4)已知强光下ATP和[H]的积累会产生O2－(超氧阴离子自由基)，而O2－会对叶绿体光合作用的反应中心造成伤害。依据图中信息，解释植物在干旱天气和过强光照下，光呼吸的积极意义是________________________________________。 (5)研究发现，小麦的光合午休现象很明显，而玉米却几乎没有光合午休现象，从玉米的CO2固定途径分析，可能的原因是________________________________ ______________________________________________________________________。 (6)请解释C4植物光呼吸比C3植物小很多的原因：________________________ ______________________________________________________________________。 一、深度探究 微专题 答案：(1)光照影响光反应产生ATP和NADPH的数量，而ATP和NADPH参与暗反应中C3的还原　(2)当CO2与O2浓度比高时，Rubisco酶催化羧化反应加强；当CO2与O2浓度比低时，Rubisco酶催化加氧反应加强　(3)CO2浓度升高可促进光合作用暗反应的进行，进而提高光合作用强度，同时还可促进Rubisco酶催化更多的C5与CO2结合，减少C5与O2的结合，从而降低光呼吸速率　(4)叶片缺水，气孔部分关闭，CO2吸收减少，低浓度CO2使得光呼吸增强，光呼吸可以消耗多余的ATP和[H]　(5)玉米会先通过C4途径把CO2储存起来形成C4，气孔关闭时，C4分解产生CO2，用于光合作用，所以气孔关闭对玉米影响不大　(6)C4植物叶肉细胞中高效的PEP羧化酶能够利用极低浓度的CO2，且花环状的结构使得多个叶肉细胞中的CO2富集到一个维管束鞘细胞中，使得维管束鞘细胞CO2浓度高，在与O2竞争Rubisco酶中有优势，抑制光呼吸 一、深度探究 微专题 提能点(一)　从光反应和暗反应关系的角度理解光合作用的过程 [查验进补知能] [典例]　(2021·湖南高考)图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题： 二、难点突破 微专题 (1)图b表示图a中的________结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H＋和e－，光能转化成电能