第3单元 第6讲 新情境问题的思维建模与实验技能的系统归纳 (单元发展课)（Word教参）-【新高考方案】2024高考生物一轮复习（新教材版Ⅱ 新高考）

第6讲　新情境问题的思维建模与实验技能的系统归纳 (单元发展课) 一、科学思维——抽象、理性的学科情境要读懂 热点素材(一)　CO2浓缩机制　 1．C4植物固定CO2的方式 玉米、甘蔗等起源于热带的植物叶肉细胞的叶绿体内，在有关酶的催化作用下，CO2首先被一种三碳化合物(PEP)固定，形成一个四碳化合物(C4)。C4进入维管束鞘细胞的叶绿体中，释放出一个CO2，并形成另一种三碳化合物——丙酮酸。释放出来的CO2进入卡尔文循环；丙酮酸则再次进入叶肉细胞中的叶绿体内，在有关酶的催化下，通过ATP提供的能量，转化成PEP，继续固定CO2。 具体过程如图所示。 这种以四碳化合物(C4)为光合最初产物的途径称为C4途径，而卡尔文循环这种以三碳化合物(C3)为光合最初产物的途径则称为C3途径。相应的植物被称为C4植物和C3植物。 C4途径的生物学意义在于，热带植物为了防止水分过度蒸发，常常关闭叶片上的气孔，这样空气中的CO2就不易进入叶肉细胞，不能满足光合作用对CO2的需求。而C4途径中能固定CO2的那种酶对CO2有很高的亲和力，使叶肉细胞能有效地固定和浓缩CO2，供维管束鞘细胞中叶绿体内的C3途径利用。 [信息解读] 联系所学：此过程可联系教材光合作用中CO2固定过程(CO2一般与C5结合，被固定为C3，再参与光合作用的暗反应)。 关键解读：C4植物光反应发生在叶肉细胞的叶绿体类囊体薄膜上，而CO2固定发生在叶肉细胞和维管束鞘细胞中。 归纳比较：C4途径与C3途径的主要不同在于光合作用最初产物的不同。 发展思维：C4途径体现了生物与环境相适应的特点，C4植物能够在高温环境中更有效地利用较低浓度的CO2。 2．蓝细菌的CO2浓缩机制 蓝细菌具有CO2浓缩机制，如下图所示。 , 发展思维：蓝细菌的CO2浓缩机制可提高羧化体中Rubisco周围的CO2浓度，从而通过促进CO2固定。 关键解读：CO2依次以什么方式通过细胞膜和光合片层膜？ 提示：自由扩散 主动运输 3．景天科植物的CO2固定(CAM途径) 景天科酸代谢是许多肉质植物的一种特殊代谢方式，在夜间，大气中CO2从气孔进入，被磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)羧化酶催化， 与PEP结合形成草酰乙酸(OAA)，再经苹果酸脱氢酶作用还原为苹果酸，贮存于液泡中。在白天，苹果酸从液泡中释放出来，经脱羧酶作用形成CO2和丙酮酸，CO2产生后用于卡尔文循环，如图所示。, 发展思维：CAM途径是对干旱环境的适应，能有效避免白天旺盛的蒸腾作用造成水分过多散失。 深化拓展：夜晚，该类植物吸收的CO2能不能合成葡萄糖，请分析原因。 提示：不能 没有光反应为暗反应提供ATP和NADPH [预测导向训练] 1．植物A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。下列叙述错误的是(　 ) A．植物A夜晚能吸收CO2，却不能合成(CH2O) B．若对植物A突然停止光照，短时间内，叶肉细胞中C3的含量将上升 C．植物A白天进行光合作用所需的CO2来源有从外界吸收的和细胞呼吸产生的 D．植物A气孔开闭的特点与其生活环境是相适应的，推测其生活环境最可能是炎热干旱 解析：选C　植物A夜晚能吸收CO2，但由于缺乏NADPH和ATP，不能合成(CH2O)，A正确；若对植物A突然停止光照，短时间内，C3的还原减少，C3的生成不变，叶肉细胞中C3的含量将上升，B正确；植物A白天进行光合作用所需的CO2来源有苹果酸分解的和细胞呼吸产生的，C错误；植物A在白天气孔关闭，夜间气孔开放，是长期自然选择的结果，其气孔开闭的特点与其生活环境是相适应的，推测其生活环境最可能是炎热干旱，D正确。 2．(2022·全国甲卷)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____________(答出3点即可)。 (2)正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是__________________________________(答出1点即可)。 (3)干旱会导致气孔开度减小，研究发现在同等程度干旱条件下，C4植物比C3植物生长得好。从两种植物CO2补偿点的角度分析，可能的原因是___________________________ ____________________________________________________。 解析：(1)光合作用光反应阶段的场所是叶绿体的类囊体膜，