2024届高三生物一轮复习课件微专题 光呼吸、C4植物等特殊代谢类型

专题3：光呼吸、C4植物等特殊代谢类型 1.光呼吸的发现 1955年科学家德柯尔用红外线气体分析仪测定烟草光合速率时发现正在进行光合作用的烟草叶片在光照停止后会快速释放CO2，这种现象称为“二氧化碳的猝发” 一、光呼吸 （1）A表示光下净光合速率。 （2）B和C表示光下时植物呼吸速率。 （3）B表示无论是光下还是暗处都可进行的呼吸速率。 （4）C表示只有光下才有的呼吸速率。即光呼吸速率。 衡阳市第八中学 高三生物备课组 光呼吸： （1）卡尔文循环中CO2固定的酶(Rubisco)具有两面性(或双功能) （2）Rubisco即RuBP羧化加氧酶 ①高CO2浓度、低O2时，进行羧化 ②低CO2浓度、高O2时，进行加氧 C5+CO2 2C3 Rubisco C5+O2 C2+C3 Rubisco 2C2+O2 C3+CO2 ATP、[H] 酶 C3进入卡尔文循环 C3进入卡尔文循环 2.光呼吸的起因 衡阳市第八中学 高三生物备课组 3 光照强度增强 ↓ 产生的O2增多 ↓ 光呼吸增强 3.卡尔文循环与光呼吸 衡阳市第八中学 高三生物备课组 4 （1）如果在较强光下，光呼吸加强，使得C5氧化分解加强，一部分碳以CO2的形式散失，从而减少了光合产物的形成和积累。 （2）光呼吸过程中消耗了ATP和还原氢，即造成了能量的损耗。 4.光呼吸的危害 衡阳市第八中学 高三生物备课组 防止强光对叶绿体的破坏 强光时，由于光反应速率大于暗反应速率，因此，叶肉细胞中会积累ATP和还原氢，这些物质积累会产生自由基，尤其是超氧阴离子，这些自由基能损伤叶绿体，而强光下，光呼吸加强，会消耗光反应过程中积累的ATP和还原力，从而减轻对叶绿体的伤害。 当然植物体还有很多避免强光下损伤叶绿体的机制。光呼吸算是其中之一。 5.光呼吸的意义 衡阳市第八中学 高三生物备课组 比较项目 光呼吸 细胞呼吸 底物 C2化合物 糖类等有机物 发生部位 叶绿体、线粒体等 细胞质基质、线粒体 反应条件 光照 光或暗都可以 能量 消耗能量 产生能量 共同点 消耗O2、释放CO2 6.光呼吸与细胞呼吸的比较 衡阳市第八中学 高三生物备课组 例1 (2021·山东高考)光照条件下，叶肉细胞中的 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。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂 SoBS 溶液，相应的光合作用强度和光呼吸强度见下表。光合作用强度用固定的 CO2量表示，SoBS 溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。请回答下列问题。 衡阳市第八中学 高三生物备课组 (1)光呼吸中 C5与 O2 结合的反应发生在叶绿体的____________中。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： ______________________________________________。 (2)与未喷施 SoBS 溶液相比，喷施 100 mg/L SoBS 溶液的水稻叶片吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度________(填“高”或“低”)，据表分析，原因是: 基质 光照停止，产生的ATP、[H]减少，暗反应消耗的C5减少，C5与O2结合增加，产生的CO2增多　 低 喷施 SoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸释放的CO2减少，即叶片的CO2吸收量增加，释放量减少，此时，在更低的光照强度下，两者即可相等。 衡阳市第八中学 高三生物备课组 (3)光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物，农业生产中可通过适当抑制光呼吸以增加作物产量。为探究 SoBS 溶液利于增产的最适喷施浓度，据表分析，应在______________mg/L 之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。 100～300 衡阳市第八中学 高三生物备课组 例2 (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(　　) D 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ATP D.抑制光呼吸能大幅度提高光合作用强度 衡阳市第八中学 高三生物备课组 例3（P90T1 · 2022·全国甲卷·高考真题）根据光合作用中CO2的固定方式不同，可将植物分为C3植物和C4植物等类型。C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。CO2补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度。回答下列问题。 (1)不同植物（如C3植物和C4植物）光合作用光反应阶段的产物是相同的，光反应阶段的产物是___________