第3单元 专题加强3 光呼吸与光抑制、二氧化碳的浓缩机制-【优化探究】2026高考生物学一轮复习高考总复习配套课件（广东专版）

该高中生物学高考复习课件聚焦“光呼吸与光抑制、二氧化碳的浓缩机制”专题，覆盖光合作用调节核心考点，对接高考评价体系中生命观念素养要求。通过梳理光呼吸机理、光抑制机制及C4/CAM植物CO2浓缩途径，明确高频考点分布，归纳选择、填空等常考题型，构建针对性备考体系。 课件亮点在于“考点精讲+模拟题实战+素养渗透”，精选2025年广东模拟题，如光呼吸调节（大棚通风对光呼吸的影响）、C4植物光合结构与功能分析等典型题型，通过对比分析、机理阐释培养科学思维和生命观念。解析中明确易错点（如光呼吸与光合作用的关系），助力学生掌握答题逻辑，教师可据此精准突破重难点，提升复习效率。

细胞的能量供应和利用 第三单元 专题加强3　 光呼吸与光抑制、二氧化碳的浓缩机制 加强点1　光呼吸与光抑制 1.光呼吸 (1)发生条件 ①干旱、炎热条件下,气孔关闭,阻止CO2进入叶片和O2逸出叶片。 ②Rubisco具有两面性(或双功能)。 (2)过程 (3)发生场所:叶绿体、过氧化物酶体、线粒体。 2.光抑制 (1)概念:植物的光合系统所接受的光能超过光合作用所需时,光合功能便降低,这就是光合作用的光抑制。 (2)机理:光合系统的破坏,PSⅡ是光破坏的主要场所。发生光破坏后的结果:电子传递受阻,光合效率下降。 对点训练 1.(2025·广东广州模拟)光照充足时,叶肉细胞中 Rubisco催化O2与CO2竞争性结合C5。O2和CO2 与Rubisco的亲和力与各自的相对浓度有关,相对 浓度高则与酶的亲和力高。O2与C5结合后经一 系列的反应,最终释放CO2的过程称为光呼吸。如图中实线部分表示植物叶肉细胞的光合作用和光呼吸等正常的生命活动过程,虚线部分表示科学家通过基因工程所构建的新的光呼吸代谢支路。下列叙述错误的是 (　　) A.酶Rubisco既能催化CO2的固定,又能催化C5与 O2反应 B.光呼吸会消耗一部分的C5,从而降低光合作用产量 C.新的光呼吸代谢支路,有利于植物积累有机物 D.在农业生产中,可通过给大棚通风的方式,提高农作物的光呼吸过程 答案:D 解析:叶肉细胞中Rubisco催化O2与CO2竞争性结合 C5,催化CO2与C5生产C3,催化O2与C5生成C3与C2,A 正确;光呼吸过程中O2与C5结合生成C3与C2,C2最终 又生成CO2,参与CO2固定的C5减少,导致光合作用 产量降低,B正确;新的光呼吸代谢支路将C2转化为叶绿体内的CO2,增大叶绿体中CO2浓度,促进叶绿体中CO2的固定,有利于植物积累有机物,C正确;在农业生产中,给大棚通风可增大大棚中的气体交换速率,增大大棚中的CO2浓度,降低O2浓度,降低农作物的光呼吸,D错误。 2.(2025·广东深圳模拟)当光照强度大于光饱和点 时,常引起光抑制或光损伤。科研人员探究了小球 藻对光照强度的生理响应变化及机制。光反应过 程中的光合电子传递链主要由光系统等光合复合 体组成,如图所示。 (1)位于类囊体薄膜上的光系统是由蛋白质和　　 　　组成的复合物。适宜环境下,光反应中H2O裂解释放的电子(e-)经过一系列传递,最终被 　　 　接受,产生的NADPH在暗反应中的作用是__________________ 　 。  提供能量 光合色素 NADP+ 作为活泼的还原剂, 解析:位于类囊体薄膜上的光系统是由蛋白质和光合色素组成的复合物。由图示可知,光反应中H2O裂解释放的电子经过一系列传递,最终被NADP+接受,该过程产生的ATP和NADPH用于卡尔文循环中C3的还原,NADPH可作为活泼的还原剂,提供能量。 (2)强光会造成叶绿体内电子积累导致活性氧(ROS,一种自由基)大量增加,请用自由基学说解释强光下小球藻光合作用降低的原因:__________ __________________________________________________________________________________。 解析: 强光下小球藻光合作用降低的原因:强光下产生的活性氧(ROS)攻击磷脂、蛋白质等生物分子,造成类囊体破坏、光合作用相关酶活性下降。 的活性氧(ROS)攻击磷脂、蛋白质等,造成类囊体破坏、光合作用相关酶活性下降 强光下产生 (3)强光下,图示中e-的转移途径为e-→NADP+→　　 　　,从而解除光抑制。 解析:强光下,图示中e-的转移途径为e-→NADP+→铁氰化钾,铁氰化钾被还原为亚铁氰化钾的过程吸收了外溢电子的能量,将部分太阳能转化为化学能,从而解除光抑制。 铁氰化钾 加强点2　二氧化碳的浓缩机制 1.C4途径固定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的羧化酶对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。 2.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,在夜间气孔开放,大气中的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,储存于液泡中。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。 3.蓝细菌的CO2浓缩机制 蓝细菌具有CO2浓缩机制,如图所示。 对点训练 3.(2025·广东广州模拟)甘蔗、玉米是常见的C4植物, C4植物的叶片具有特殊的花环结构,其叶肉细胞中的叶绿体有类囊体但没有 Rubisco,而维管束鞘细胞中的叶绿体没有类囊体但有 Rubisco。C4植物的光合作用过程如图所示。已知PEP羧化酶对 CO2的亲和力远高于Rubisco,下列叙述错误的是(　　) A.维管束鞘细胞可以通过卡尔文循环制造糖类 B.叶肉细胞可以通过光反应产生 ATP 和NADPH C.甘蔗、玉米等C4植物具有较低的 CO2补偿点 D.甘蔗、玉米等C4植物具有明显的光合午休现象 答案:D 解析:卡尔文循环属于暗反应过程,维管束 鞘细胞中的叶绿体没有类囊体但有Rubisco, 可以通过卡尔文循环制造糖类,A正确;叶肉 细胞中的叶绿体有类囊体,类囊体薄膜上含有光合色素,因此叶肉细胞可以通过光反应产生ATP和NADPH,B正确;PEP羧化酶对CO2的亲和力远高于Rubisco,在CO2浓度较低时,PEP羧化酶仍可催化CO2固定,CO2与某种C3结合成C4,C4从叶肉细胞运输至维管束鞘细胞,又释放出CO2,因此对低浓度CO2具有富集作用,所以甘蔗、玉米等C4植物具有较低的CO2补偿点,一般没有光合午休现象,C正确,D错误。 4.(2025·广东湛江模拟)景天科植物多生长于沙漠等炎热地区,通过特有的景天科酸代谢(CAM)途径固定CO2。白天气孔开放程度小,夜晚开放程度大,植物一般具有肉质的茎叶,经过长期适应和进化形成独特的固定CO2的方式,如图所示,请回答下列问题。 (1)由图可知NADH的作用是　　　　　　　　　　　　,有氧呼吸过程可以产生NADH的阶段有_____________________。  解析:由图可知NADH的作用是作为还原剂,将草酰乙酸还原为苹果酸。有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都可以产生NADH,作为还原剂,参与有氧呼吸的第三阶段。 第一阶段和第二阶段 作为还原剂,还原草酰乙酸 (2)景天科植物在　　　(填“白天”或“黑夜”)时进行卡尔文循环,发生的具体场所是　 。 解析: 进行卡尔文循环需要光反应产生的NADPH和ATP,故只能在白天进行。卡尔文循环发生在叶绿体基质中。 叶绿体基质 白天 (3)夜间,CO2被　　　固定形成　 　　　,并最终以苹果酸的形式储存于液泡中。CAM植物白天气孔开放程度小,夜晚开放程度大,其意义是 _________________________________________________。 解析: 由图可知,夜间CO2被PEP固定形成草酰乙酸。夜晚气孔开放,吸收并固定CO2,白天天气较热,气孔开放程度小,减少水分蒸发。 不仅能充分吸收大气中的CO2,而且能有效减缓蒸腾作用 PEP 草酰乙酸 (4)植物受干旱胁迫时,质膜会受到不同程度的破坏,丙二醛(MDA)含量增高;现欲通过实验从景天科植物中筛选耐干旱的绿化植物,请简要说明实验思路。 解析: 设计实验时要注意遵循平行重复原则,对照原则等。该实验的自变量是植物的种类,因变量是耐旱程度(MDA的含量),可选择长势良好、生理状态相似的几种景天科植物各若干棵,每种均分成两组。分别进行干旱和适宜环境处理。测定植株MDA含量,选择MDA含量低的景天科植物作为绿化植物。 答案:选择长势良好、生理状态相似的几种景天科植物各若干棵,每种均分成两组。分别进行干旱和适宜环境处理。测定植株MDA含量,选择MDA含量低的景天科植物作为绿化植物。 $$