专题二 重难强化训练(四) 光合作用和细胞呼吸的其他途径-【创新方案】2024年高考生物二轮复习专题辅导与测试（新教材Ⅱ）

重难强化训练（四）光合作用和细胞呼吸的其他途径 1.光呼吸是O2/CO2的值偏高时与光合作用同时发：3.(2023·佛山高三质量检测)黑藻固定CO2有两条 生的生理过程，是经长期进化形成的适应机制。 途径（如图1）：①CO2在核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶 光呼吸和暗反应关系密切，机理如图所示。下列 (Rubisco)催化下直接与C反应生成C3:②C(O2先 叙述错误的是 ) 在磷酸烯醇式丙酮酸俊化酶(PEPC)催化下与磷 (CIO) 酸烯醇式丙酮酸(PEP)反应生成C(四碳化合 物)，当C,储存到一定量时分解放出CO2参与暗 ,ADP+P丙 O.NADPH. 反应。已知PEPC对CO2的亲和力是Rubisco的 ATP ATP- 几十倍。回答下列问题： NADPH ADP+Pi 高浓度() CO 细胞质基质 A.光呼吸可保证CO2不足时，暗反应仍能正常 叶绿体 进行 低浓度PEPC +(i4*C0+2 B.光合作用的光反应强于暗反应时容易导致光呼 Rubisco 吸发生 E 西南酸节多种酶 PI+ADP ATP C.光呼吸过程虽消耗有机物，但不产生ATP (CILO) D.抑制光呼吸能大幅度提高光合作用强度 黑藻细胞 2.(2023·表安调研)下图是植物叶肉细胞中部分代 图1 谢过程的模式图，图中R酶在光下既能催化C与 (1)由图1可知，丙酮酸转化为PEP的过程属于 CO)2的羧化反应，又能催化C:与O2氧化反应。Cs (填“吸能”或“放能”)反应。黑藻细胞固 与O2反应的产物经过T蛋白转运到叶绿体外，并 定CO2的具体场所是 经代谢途径1产生CO2的现象称为光呼吸。 C3的还原需要 提供能量。 (2)研究发现黑藻经低浓度CO2处理后，PEPC与 3-磷酸。 廿汕酸· 代谢途径I Rubisco的活性比值由0.47上升到4.17，试分析 甘油酸 丁廿油酸+丝氨酸 (《C)R2酸→乙辞酸 (Ca 发生这一变化的意义： C0。 乙醇酸 乙形酸才X+Y 02 C0. 叶绿体外的代谢途径 CHO】 黑藻具有这种生理特性是长期 的结果。 叶绿体 (3)为了探究在低浓度CO2处理下黑藻固定CO2途 (1)R酶是一种存在于叶绿体 中的酶，可以催 径改变的分子机制，研究人员检测了低浓度C)2 化C与CO2反应最终产生Ca,C3接受 处理前后黑藻体内两种PEPC基因的表达情况， 释放的能量的同时被NADPH还原。 结果如图2所示。由图2可知，在低浓度CO2处 (2)从植物所处环境中相关气体浓度之比分析，当 理下黑藻固定C)2途径改变的分子机制是 时，有利于光呼吸而 不利于光合作用。若要利用基因工程降低光呼 吸，提高光合效率，请据图分析提出你的设计思 路： 口PEPC1共囚 ☐PEPC2基因 0 (3)为与光呼吸相区别，研究人员将细胞呼吸称为 “暗呼吸”，从反应场所和环境条件的角度列举光 呼吸和“暗呼吸”的不同： 低浓度CO,处理前低浓度C0,处理后处理时阆 图2 194 4.光合作用的暗反应过程被称为碳同化。植物在长： 净(C)2吸收速率--有机酸含最 期进化过程中逐渐形成了多种碳同化途径。如图： 6.0 200 I所示，玉米、甘蔗等C,植物，其PEP羧化酶与 5.0 4.0 140 C()2有强亲和力，可以将环境中低浓度的C()2固 120 8.Toun)/ 3.0 100 定下来，集中到维管束鞘细胞。而景天科等CAM 2.0 0 1.0 60 (景天酸代谢)植物，长期生活在干早或半干早环 ... 0 境中，它们在夜晚捕获CO2,然后转变成苹果酸储 1.04 0200 存在液泡中，白天气孔关闭，苹果酸脱羧释放C)2 8:00 用于卡尔文循环。 图3蝴蝶兰叶片净O,吸收速率和有机酸含量的昼枚变化 C02 PEP C (4)Rubisco酶是卡尔文循环中催化CO2固定的酶。 芹酞乙酸 浚化南 已。草传乙战 Rubisco酶对CO2和O2都有亲和力，在光照条件 磷修场醇 (C) 模报桥醇式丙《) 泡 式内国酸(C) 下，当C)2/(O2的值高时，Rubisco酶可催化C5固 叶肉细胞苹果政(C 翻酸（心）苹采俊 草果 夜晚 (C 定CO2合成有机物，当C02/O2的值低时，Rubisco 丙围酸一 苹果酸 苹果酸 酶可催化Cs结合O2发生氧化分解，消耗有机物， C瓷非皆束静% (C) 卡尔文 -C0 叶肉细退 药环 CA31杭物 此过程称为光呼吸，它会导致光合效率下降。有 C,梢物 人认为，景天酸代谢(CAM)途径是景天科植物长 图1C植物和CAM植物光合作用过程图解 期进化得到的一种可以抑制光呼吸的碳浓缩机 (1)在显微镜下观察玉米叶片结构发现，叶肉细胞包 围在维管束鞘细胞四周，形成花环状结构。维管 制。你认为这种说法 (填“合理”或“不合 理