热点聚焦1 植物的光呼吸、C3植物、C4植物和CAM植物-（Word教参）-【精讲精练】2024年高考生物二轮专题辅导与训练（B版）

[对应学生用书P33] (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化学反应是在类囊体薄膜上进行的，在光反应阶段，叶绿体中光合色素吸收的光能一方面将水分解成氧气和NADPH(或[H])，另一方面在有关酶的催化作用下，促成ADP与Pi发生化学反应，形成ATP。(2)植物叶片细胞也要通过呼吸作用消耗一部分光合产物，故正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位。(3)干旱导致气孔开度减小，通过气孔进入叶肉细胞的二氧化碳减少，C4植物的二氧化碳补偿点比C3植物的低，C4植物能利用较低浓度的二氧化碳进行光合作用，故在同等程度干旱条件下，C4植物比C3植物生长得好。 答案　(1)O2、ATP和NADPH(或[H]) (2)自身呼吸作用要消耗一部分 (3)干旱条件下，植物胞间二氧化碳浓度低，C4植物的二氧化碳补偿点比C3植物的低，C4植物能利用较低浓度的二氧化碳进行光合作用(合理即可) 1．光呼吸 光呼吸是指绿色植物在光照情况下吸收O2，将叶绿体中的五碳化合物分解产生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。下图为光呼吸和光合作用的关系图。 光呼吸与光合作用的关系 2．C3植物、C4植物和CAM植物 对于小麦、水稻等大多数绿色植物来说，在暗反应阶段，一个二氧化碳被一个五碳化合物(C5)固定以后，形成的是两个三碳化合物(C3)。但是，科学家在研究玉米、甘蔗等原产在热带地区绿色植物的光合作用时发现，在这类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；将仅有C3参与二氧化碳固定的植物叫作C3植物，将其固定二氧化碳的途径，叫作C3途径。其C4途径如下图所示： C4途径的生物学意义在于，热带植物为了防止水分过多蒸发，常常关闭叶片上的气孔，这样空气中的二氧化碳不易进入细胞。这时，C4植物能够利用叶片内细胞间隙中含量很低的二氧化碳进行光合作用。这是因为C4途径中能够固定二氧化碳的那种酶对二氧化碳有很高的亲和力，使叶肉细胞能有效地固定和浓缩二氧化碳，供维管束鞘细胞内叶绿体中的C3途径利用。 许多起源于热带的植物，如景天科、仙人掌科、凤梨科、兰科等植物多具肉质茎、叶，叶片表面有较厚的角质层，叶肉细胞有很大的液泡，从形态结构上对高温、干旱有很强的适应性。同时，这类植物在进化中还发展了特殊的碳固定代谢途径——景天酸代谢(CAM)途径。该途径具有两套羧化固定CO2的系统，这与C4植物很类似，但不同的是CAM植物没有明显的维管束鞘细胞，两类酶都存在于叶肉细胞中，是通过酶活性的昼夜调节使羧化反应与CO2再固定分别在夜间和白天完成的。 1．(不定项)(2023·济宁期末)小麦体内只有一条固定CO2的途径，即卡尔文循环，也称为C3途径；甘蔗除了具有C3途径外，还有另外一条途径，即C4途径。比较甘蔗和小麦的叶片结构发现，小麦的维管束鞘细胞不含叶绿体，光合作用的全过程在叶肉细胞的叶绿体中完成。而甘蔗的叶肉细胞的叶绿体中基粒发达，维管束鞘细胞的叶绿体中无基粒。甘蔗细胞暗反应中CO2固定过程如下图所示，能有效利用较低浓度的CO2。下列叙述正确的是(　　) A．干旱环境小麦光合作用速率比甘蔗大 B．甘蔗叶肉细胞不能通过卡尔