必修1 第三单元 热点拓展二 光呼吸、C4植物、CAM植物等特殊代谢类型-【衡中学案】2026年高考生物一轮总复习学案（人教不定项版）

组别 二 三 四 五 A.光照0~5min,叶肉细胞中发生了ADP与ATP 温度/℃ 15 20 25 30 35 之间的相互转化 B.光照的5~20min,叶绿体中的ATP含量基本稳 黑暗中CO,的 1.0 1.5 1.8 3.0 3.2 释放量/(mg·h) 定，说明ATP与ADP的转化逐渐停止 C.黑暗的20~30min,暗反应继续进行导致叶绿体 光照下C02的 2.5 3.3 3.8 3.4 3.2 中ATP和ADP的含量呈相反变化 吸收量/(mg·h) D.光暗交替处理30min,光暗条件对叶绿体中ADP A.该植物在25℃条件下，光合作用制造的有机 与ATP转化过程的影响较大 物最多 4.某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率，做 B.在35℃条件下，该植物实际光合作用速率与 了如图所示实验。在叶柄基部做环剥处理（仅限制 呼吸作用速率相等 叶片有机物的输入和输出)，在不同时间分别在同一 C.在15℃条件下，该植物的净光合作用速率为 叶片上陆续取下面积为1cm2的叶圆片，烘干后称 2.5(mg·h1) 其重量，测得叶片的光合作用速率=[(3y-2z-x)/ D.光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机 6]g(cm2·h)(不考虑取叶圆片后对叶生理活动的 物总量与30℃时相等 影响和温度微小变化对叶生理活动的影响)。则M 3.(2024·广东茂名一模)为研究光照与黑暗交替处 处的实验条件是 ( ) 理对花生叶片叶绿体中的ATP和ADP含量变化的 环剥后的叶柄 94 影响。某研究小组测定的实验结果如图所示。结合 M 2026 图中结果分析，下列叙述错误的是 ( ) Q0 上午10时移走的下午4时移走的 叶圆片 年 > 光照 黑暗 6 ADP 叶圆片（干重x母 叶圆片（干重y8)(干重zg) ATP A.下午4时后将整个实验装置遮光3h B.下午4时后将整个实验装置遮光6h 计 32 0 C.下午4时后在阳光下照射1h 衡中学案 101520 2530 时间/min D.晚上8时后在无光下放置3h 热点拓展二光呼吸、C4植物、CAM植物等特殊代谢类型 热点一 光呼吸 高C0,含量 环境下 高O,含量环境下 RuBP(C) C02 /Rubisco 热点衔接 羧化反应上上 过氧化 (2C,酸 1C酸+C(乙醇酸) 物酶体 (C,糖 、中间产物 光呼吸是指绿色植物在光照情况下吸收O2,将叶 光合产物 线粒体 绿体中的C,分解产生C02的过程。光呼吸现象产生 2c0, 的分子机制是O2和C02竞争Rubisco酶。在暗反应 名师解读 中，Rubisco酶能够以CO2为底物实现CO2的固定；在 ①与光呼吸有直接关系的细胞器为叶绿体、线粒体。 光下，当02浓度高、C02浓度低时，02会与C02竞争 光呼吸产生的条件是光照、高02含量和低C02含量等。 ②在干旱天气和过强光照下，因为温度很高，蒸腾 Rubisco酶，在光的驱动下将碳水化合物氧化生成CO2 作用很强，气孔大量关闭。由于光反应速率大于暗反 和水。 应速率，此时光呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余热点二C4植物 的NADPH和ATP,防止强光对叶绿体的破坏，又可以 热点衔接 为暗反应阶段提供原料，因此光呼吸对植物有重要的 正面意义。 在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 突破训练 氧化碳的途径，叫作C4途径。 1.光照条件下，叶肉细胞中02与C02竞争性结合C5, 叶肉细胞中 维管束鞘细胞 的叶绿体： 中的叶绿体 02与C结合后经一系列反应释放C02的过程称为 C0,→+C>C→C02C C,PEP胞间连丝 NADPH 光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂 多种酶 C →NADP RiBP参加 ADP+Pi ATP丙酮酸) 催化 -ATP SoBS溶液，相应的光合作用强度和光呼吸强度见下 PEP羧化酶 (CH2O) →ADP+Pi 表。光合作用强度用固定的CO2量表示，SoBS溶液 名师解读 处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。 ①玉米、高粱、甘蔗都是C4植物，适于在高温、干 SoBS浓 0 100200300400500 600 燥和强光的条件下生长。 度(mg/L) ②C4植物叶肉细胞的叶绿体有类囊体能进行光 光合作用强度 18.920.920.718.717.616.515.7 (C02umol·m2.sl) 反应，同时C02被整合到C4化合物中，随后C4化合物 进入维管束鞘细胞，维管束鞘细胞中没有完整的叶绿 光呼吸强度 6.46.25.85.55.24.8 4.3 (C02uol·m2.sl) 体，C4化合物释放出的C02参与卡尔文循环，进而生 成有机物。 (1)光呼吸中C与02结合的反应发生在叶绿体的 习 ③PEP羧化酶被形象地称为“CO2泵”，它提高了 中。正常进行光合作用的水稻，突然停止 C植物固定C02的能力，使C4植物比C,植物具有较 物 光照，叶片C02释放量先增加后降低，C02释放量增 强光合作用（特别是在高温、光照强烈、干旱条件下） 加的原因是 能力，并且无光合午休现象。 095 (2)与未喷施SoBS溶液相比，喷施100mg/L SoBS 突破训练 溶液的水稻叶片吸收和放出C0,量相等时所需的光2.(2024·合肥高三期末)玉米叶片具有特殊的结构， 照强度 （填“高”或“低”)，据表分析，原因 其维管束鞘细胞周围的叶肉细胞可以利用PEP羧 是 化酶固定较低浓度的C02,并转移到维管束鞘细胞 中释放，参与光合作用的暗反应。据图分析，下列说 法不正确的是 () 部分叶肉细胞 维管束鞘细胞 (3)光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物，农业 (叶绿体有基粒)（叶绿体无基粒） 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 mgL之间再设置多个浓度梯度 进一步进行实验。 图1 部分叶肉细胞 维管束鞘细胞 突破训练 大气中 低 PEP 多种酶 的C0, →C02羧化酶 3.(2024·山东枣庄高三检测)原本生活在干旱地区 PEP ADP+Pi ATP Cs CH,O) 的多肉植物，经研究发现其CO2固定过程非常特殊， 图2 被称为景天酸代谢途径。其光合作用产生的中间产 物苹果酸在C02的固定和利用过程中起重要作用， A.维管束鞘细胞的叶绿体能进行正常的光反应 过程如图所示。据图分析，下列叙述错误的是 B.维管束鞘细胞中暗反应过程仍需要ATP和NADPH ( C.PEP羧化酶对环境中较低浓度的CO2具有富集 夜晚C02 气孔开放 白天 气孔关闭 作用 酶A 苹果酸 D.玉米特殊的结构和功能，使其更适应高温干旱 PEP OAA 酶液泡 C02 环境 苹果酸 液 ,C5 叶绿体 有机物 热点三CAM途径 A.进行景天酸代谢的植物白天进行光反应，积累 热点衔接 ATP和NADPH,晚上进行暗反应合成有机物 B.图示的代谢方式可以有效地避免植物由蒸腾过 96 CO C02C0, 度导致的脱水，从而使该类植物适应干旱环境 00 2026 C. 气孔开放 气孔关闭7H,0 C.与常见的C3代谢途径植物相比，夜间更适于放置 草酰乙酸发化PP 叶绿体 在室内的是进行景天酸代谢途径的植物 年 NADH 淀粉 年尔文 D.多肉植物在其原生地环境中，其液泡中的pH会 创 NAD 苹果酸 循环 苹果酸 叶绿体 呈现白天升高、晚上降低的周期性变化 设 →苹果酸液泡 苹果酸 液泡 热点四 光合产物及运输 夜晚 白天 衡 热点衔接 名师解读 学 ①仙人掌、菠萝和许多肉质植物都进行这种类型 HO CO 卡尔文循环 TP、NADPH 的光合作用。这类植物特别适合于干旱地区，其特点 是气孔夜间开放，白天关闭。 光反应 NAD磷酸丙糖→乙淀粉合成 ②该类植物夜间吸收C02,淀粉经糖酵解形成磷 P 磷酸 酸烯醇式丙酮酸(PEP),在磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 转运器 催化下，CO2与PEP结合，生成草酰乙酸，进一步还原 02 Pi 蔗糖合成太一磷酸丙糖 为苹果酸储存在液泡中。而白天气孔关闭，苹果酸转 名师解读 移到细胞质基质中脱羧，放出CO2,进入C3途径合成 淀粉；形成的丙酮酸可以形成PEP再还原成三碳糖，最 ①磷酸丙糖是光合作用中最先产生的糖，也是光 合作用产物从叶绿体运输到细胞质基质的主要形式。 后合成淀粉或者转移到线粒体，进一步氧化释放CO2, ②光合作用产生的磷酸丙糖既可以在叶绿体中形 又可进入C,途径。 成淀粉，暂时储存在叶绿体中，又可以通过叶绿体膜上 ③该类植物叶肉细胞夜间淀粉减少，苹果酸增加， 的磷酸转运器运出叶绿体，在细胞质基质中合成蔗糖。 细胞液pH下降；白天淀粉增加，苹果酸减少，细胞液 合成的蔗糖或临时储藏于液泡内，或从光合细胞中输 pH上升。 出，经韧皮部长距离运输到其他部位。 (2)电子传递链和氧化磷酸化 突破训练 H HH H-H H 4.(2024·北京东城期末)如图为某陆生植物体内碳 Cyte 流动示意图。据图分析，下列叙述不正确的是 内 膜 H H e 2e ADP+Pi ATP 叶肉细胞 NADH NAD:+H 2H+1/20:H2O ①C02 ATP合成→ 淀粉 细胞质基质 电子传递链 卡尔文 ③ 循环 /ADP-葡萄糖+-ADP-葡萄糖 名师解读 ② 磷酸丙糖(C) 果糖k ①发生在线粒体的内膜上，不需要光，电子供体是 ⑧1P转运蛋白 ADP NADH,电子受体是O2 磷酸丙糖→磷酸己糖→蔗糖 1④ ②通过ATP合成酶把ADP磷酸化为ATP。电子 根、茎 传递过程中所形成的H+梯度作为动力，在ATP合成 A.过程①需要消耗光反应提供的ATP和NADPH 酶的作用下，催化ADP磷酸化成ATP。 B.叶肉细胞中的卡尔文循环发生在叶绿体基质 C.在叶肉细胞中会发生由单糖合成二糖或多糖的 过程 突破训练 D.④受阻时，②③的进行能缓解C3积累对卡尔文 循环的抑制 5.(2025·山东泰安调研)下图是番茄植株的叶肉细 热点五光系统及电子传递链 高 胞中进行光合作用的示意图，PSⅡ和PSI是由蛋白 热点衔接 质和光合色素组成的复合物，是吸收、传递、转化光 (1)光系统 能的光系统，下列叙述错误的是 复 Rubisco 光能 光能 C02 生 ② 光系统I#NADP+ (CH2O)Cs ③ NADPH 协助扩散、 NADPH NADP++H+ATP H+ADP+Pi 097 H Pi 1202 -ADP e 合成 主动运输 ATP 2222222 类囊体薄膜 ① H20 02H 名师解读 A.自然界中能发生光合作用的生物，不一定具备SⅡ ①光系统Ⅱ进行水的光解，产生氧气、H和自由 和PSI系统 电子(e),光系统I主要是介导NADPH的产生。 ②电子传递过程是高电势到低电势（由于光能的 B.光反应过程将吸收的光能转换为活跃的化学能 作用)，释放的能量将质子(H)逆浓度梯度从叶绿体 全部储存在ATP中 的基质侧泵入到类囊体腔侧，从而建立了质子浓度（电 C.在ATP合成酶的作用下，H+顺浓度梯度转运提 化学)梯度。 供分子势能，促进ADP和Pi合成ATP ③类囊体内的高浓度质子通过ATP合成酶顺浓 度梯度流出，而ATP合成酶利用质子顺浓度梯度运输 D.PSⅡ中的色素吸收光能后，将H20分解为O2和 产生的分子势能来合成ATP。 H+及电子，产生电子传递给PSI将NADP+和H+ ④图示过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上，需要 结合形成NADPH 光，电子供体是H,O,电子受体是NADP+。实际光合作用速率为3.2+3.2=6.4(mg·h),而呼吸作用速 C正确：多肉植物在晚上吸收CO,生成苹果酸(H降低)储存 率为3.2(mg·h1),B错误；在15℃条件下，该植物的净光合 在液泡中，白天苹果酸分解产生CO,(H升高)用于暗反应，因 作用速率等于光照下CO2的吸收量，为2.5(mg·h),C正确 此其液泡中的pH会呈现白天升高、晚上降低的周期性变化， 光照相同时间，35℃时与30℃时光合作用制造的有机物总量 D正确。 分别为(3.2+3.2)(mg·h-1)和(3.4+3.0)(mg·h-1),都是4.A过程①二氧化碳的固定不需要消耗光反应提供的ATP和 6.4(mg·h-1),D正确。 NADPH,三碳化合物的还原消耗光反应提供的ATP和NADPH, 3.B由题图可知，在开始光照的0~5mim内，ATP含量迅速上 A错误：在叶肉细胞中会发生由单糖合成二糖或多糖的过程，由 升，而ADP含量迅速下降，说明叶绿体中发生了ADP与ATP的 图可知，叶绿体基质中会进行葡萄糖合成淀粉的过程，在细胞 转化过程，A正确：在光照处理的5~20mim内，曲线显示叶绿 质基质中进行葡萄糖和果糖合成蔗糖的过程，C正确：图中④蔗 体中ATP含量基本稳定，说明AIP与ADP的持续转化已处在 糖输出受阻时，则进入叶绿体的P减少，磷酸丙糖大量积累，过 动态平衡中，B错误；在黑暗处理的20~30in内，ADP含量迅 多的磷酸丙糖将用于合成淀粉，即通过②③合成淀粉能缓解C 速上升，ATP含量迅速下降，说明叶绿体因无光照，光反应停 积累对卡尔文循环的抑制，D正确。 止，无法持续合成ATP,而暗反应在停止光照的短暂时间内继续5.B由图可知，PSⅡ和PSI分布在叶肉细胞的类囊体薄膜上，自 进行，会继续消耗ATP,同时产生ADP,C正确；由题图可知，在 然界中能发生光合作用的生物，不一定具有叶绿体，如蓝细菌 光暗交替处理30mim内，ATP与ADP含量变化较大，即光暗条 故不一定具备PSⅡ和PSI系统，A正确：分析图示可知，光反应 件对叶绿体中ADP与ATP转化过程的影响较大，D正确。 过程将吸收的一部分光能转换为活跃的化学能储存在ATP中 4.A起始干重为上午10时移走时的叶圆片干重xg,从上午10 还有一部分储存在NADPH中，B错误；由图可知，H顺浓度梯 时到下午4时，叶片在这6内既进行光合作用，又进行呼吸作 度转运出类粪体提供分子势能，在ATP合成酶的作用下，促进 用，所以下午4时移走的叶圆片干重(yg)减去上午10时移走 ADP和H合成ATP,C正确；图中显示，PSⅡ中的色素吸收光能 时的叶圆片干重(xg)的差值，就等于该叶圆片净光合作用产生 后，将H2O分解为O2、H和电子，产生的电子传递给PSI用于 干物质的量：(y-x)g。若要求出呼吸作用消耗干物质的量，应 将NADP+和H+结合形成NADPH,D正确。故选B。 将叶片进行遮光处理，先假设叶片遮光处理为a小时后干重为 第四单元细胞的生命历程 zg,下午4时移走的叶圆片干重(yg)减去叶片遮光处理a小时 后的干重(zg)的差值，就是呼吸作用消耗干物质的量：(y-z)g 第1讲细胞的增殖 已知测得叶片的光合作用速率=[(3y-2z-x)/6」 g/(cm2·h),据真正光合速率=净光合速率+呼吸速率，得出 考点一细胞增殖和细胞周期 (3y-2z-x)/6=(y-x)/6+(y-z)/a,计算出a=3,A符合 必备知识·夯实基础 题意 知识巩固 热点拓展二光呼吸、C植物、CAM植物等特殊代谢类型 1.(1)细胞分裂(2)物质准备细胞分裂(3)生长、发育、繁 殖、遗传 突破训练 2.①连续分裂③下一次分裂完成时蛋白质DNA:蛋白质 1.(1)基质光照停止，产生的ATP、NADPH减少，暗反应Cs和 教材隐含知识：(1)不一定相同不一定相同(2)细胞周期中 C02结合减少，C5与02结合增加，产生的CO2增多(2)低 分裂间期所占的时间长(3)小鼠十二指肠上皮细胞周期中分 喷施SoS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸（及呼吸 裂期所占时间相对较长，容易观察到处于分裂期的细胞 作用)释放的CO,减少，即叶片的CO,吸收量增加、释放量减 思维辨析 少。此时，在更低的光照强度下，两者即可相等（3)100~300 (1)√(2)×(3)×(4)V(5)/(6)× 解析：(1)光合作用过程中CO,与C,结合发生在叶绿体基质 剖析难点·考点突破 中，根据光呼吸的概念，叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合C5 精准命题 所以光呼吸中C；与O2结合的反应应该发生在叶绿体基质中 例：D ①是高等植物细胞，②是动物细胞，高等植物细胞由 正常进行光合作用的水稻，突然停止光照，叶片中光反应停止 细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体，而动物细胞由中心粒发出星射 产生的ATP、NADPH减少，使暗反应减弱，暗反应中CO2与C 线形成纺锤体，A错误；细胞周期相关基因的转录发生在分裂间 结合减弱，则C5与O2结合增加，CO2释放量增加。 期，而不是分裂期，B错误；②是动物细胞，无细胞壁，故末期细 (2)据表可知，与未喷施SoBS溶液相比，喷施100 mg/L SoBS溶 胞中赤道板的位置不会出现细胞板，且T,>T,,C错误；③为人 液的水稻叶片光合作用强度增大即光合作用固定的C0,增加， 的肝细胞，进行有丝分裂时分裂间期所用时间为21h,分裂期所 而光呼吸强度减小即光呼吸释放的C02减少，再结合题干中 用时间为1h,分裂期细胞数所占比例为122，低于4.7%， SoBS溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计，所以喷施 D正确。 SoBS溶液后，叶片的CO2吸收量增加、释放量减少。因此，在更 变式训练：A分析题图可知，按箭头所示方向b→b表示 低的光照强度下，叶片光合作用吸收的CO2量和光呼吸与细胞 个细胞周期，A错误；a→b段表示分裂期，后期染色体平均分配 呼吸释放的CO,量相等。 B正确：ba段表示分裂间期，该时期DNA分子完成复制，含量 (3)光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物，因此当光合作用 加倍，染色体可能发生变异，将癌细胞的细胞周期阻断在分裂间 强度与光呼吸强度差值最大时，最有利于农作物增产。结合表 期是治疗癌症的途径之一，C、D正确。 中数据可知，当喷施SoBS溶液浓度为200mg/L时，光合作用强 考点二 细胞有丝分裂与无丝分裂 度与光呼吸强度差值最大，因此利于增产的最适喷施浓度应介 必备知识·夯实基础 于100~300mg/L之间。 知识巩固 2.A光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜，基粒是由类粪体堆 1.1:2:21:1 叠而成的，维管束鞘细胞的叶绿体没有基粒，所以维管束鞘细： 2.染色体纺锤体核膜染色体染色体赤道板姐妹染 胞的叶绿体不能进行光反应，A错误。 色单体染色体数目形态和数目染色质丝核膜核仁 3.A白天在光照条件下，进行景天酸代谢的植物通过光反应生 赤道板细胞壁 成NADPH和ATP,用于暗反应，晚上植物没有NADPH和ATP 教材隐含知识：纺锤丝星射线牵引染色体的运动（中期牵引 的供应，暗反应不能进行，A错误；图示景天酸代谢途径，白天气：染色体排列在赤道板上，后期牵引着丝粒分裂形成的子染色体移 孔关闭减少水分散失，可以有效地避免植物由蒸腾过度导致的！向细胞两极) 脱水，从而使该类植物适应干旱环境，B正确；由于进行景天酸3.纺锤丝 中心粒细胞板缢裂 代谢途径的植物晚上气孔开放，不断吸收C02用于合成苹果4.细胞核 纺锤丝染色体蛙的红细胞 酸，空气中的CO2减少，因此，与常见的C3代谢途径植物相比，思维辨析 夜间更适于放置在室内的是进行景天酸代谢途径的植物，：(1)V√(2)V(3)V(4)× 548