链接高考(二) 命题热点——蛋光呼吸与光抑制，C3 、 C4和CAM途径-【红对勾】2025年高考生物二轮复习讲与练（单选版）

的CO2之和，故随着紫外线照射时间 低温诱导促使植物开花的作用，称为 并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基 的延长，该植物叶片气孔导度逐渐下 春化作用。措施②反映了低温与作物 因)或合成新基因→获得所需蛋白质。 降，但胞间CO,浓度整体呈现上升趋 开花的关系。控制光照时间可以调控 链接高考（二）命题热点 一光呼 势。光除了用于光合作用，还可作为 植物的花期，使植物提前或延后开花 吸与光抑制，C3、C4和CAM途径 信号被植物体中光敏色素捕获，进而 措施④反映了昼夜长短与作物开花的 调控植物的生长发育。 关系，A合理。措施③可以降低种子 链接真题 1.(1)3-磷酸甘油醛蔗糖韧皮部（或 考点三光合作用与细胞 中的自由水含量，使细胞呼吸速率降 呼吸的影响因素 低，以降低有机物的消耗；措施⑤可以 输导组织) 提高植株间的二氧化碳浓度等，进而 (2)高于①在干旱、高光照强度环境 主干整合 提高光合速率，其主要目的不是降低 下，水稻关闭大部分气孔，CO2的吸收 1.消耗有氧呼吸无氧呼吸 有机物消耗，B不合理。措施⑤⑥的主 减少，而玉米的PEPC酶对CO,的亲 2.NADPH、ATP温度 要目的是促进作物的光合作用，措施 和力更大，提高了玉米固定CO,的能 题组训练 ②反映了低温与作物开花的关系，其 力，可以为暗反应提供足够的CO2; 1.C由表可知，三组中，第①组首次开 主要目的不是促进作物的光合作用，C ②水稻中的Rubisco酶在CO2吸收减 花时间最早，说明第①组处理有利于 不合理。措施①③的主要目的是降低 少时，催化RuBP与O2反应进行光呼 诱导植物甲提前开花，但在三组中鲜 呼吸作用强度，措施④反映了昼夜长 吸，从而使水稻暗反应固定的CO2减 花累计平均产量最低，A错误；由题可 短与作物生长的关系，其主要目的不 少，而玉米的光呼吸较弱甚至没有； 知，植物甲的花品质与叶黄素含量呈 是降低呼吸作用强度，D不合理。 ③玉米的光合产物可以通过维管束鞘 正相关，根据表格数据分析，第①组光 4.CCO,吸收速率代表净光合速率，低 细胞及时转移，从而提高光合速率 照处理中的黑暗时长最长，花的叶黄 光强下，CO2吸收速率随叶温升高而 (3)①光合色素含量的限制：②与光合 素含量最低，而第③组光照处理中的 下降的原因是呼吸速率上升，需要从 作用有关的酶的含量和活性的限制： 黑暗时长最短，但花的叶黄素含量却 外界吸收的CO2减少，A正确；在高光 ③在光饱和条件下，水稻的光呼吸较 不是最高的，说明植物甲花的品质与 强下，M点左侧CO2吸收速率升高主 强，限制其光合速率 光照处理中的黑暗时长不是呈负相关 要原因是光合酶的活性增强，B正确： 解析：(1)玉米和水稻的卡尔文循环过 的，B错误；由表可知，第②组光照处理 CP点代表呼吸速率等于光合速率，此 程相同，分析题图可知，玉米卡尔文循 的花的叶黄素含量最高，植物甲的花 时植物可以进行光合作用，C错误；图 环的第一个光合还原产物是3-磷酸甘 品质最好，第③组光照处理的鲜花累 中M点处CO,吸收速率最大，即净光 油醛。3-磷酸甘油醛在叶绿体中被转 计平均产量最高，说明植物甲的花产 合速率最大，也就是光合速率与呼吸 化成淀粉，在叶绿体外被转化成蔗糖， 量最高，综合考虑花的产量和品质，应 速率的差值最大，D正确。 蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运 该选择第②组处理，C正确：由表可知， 5.(1)类囊体薄膜光能→ATP和 输到植株各处。(2)千旱、高光照强度 第②组光照处理的花的叶黄素含量最 NADPH中活跃的化学能→有机物中 时会导致植物气孔部分关闭，吸收的 高，但鲜花累计平均产量却不是最高， 稳定的化学能 CO2减少，而玉米的PEPC酶对CO 说明植物甲花的产量不是最高，所以 (2)在CK模式下，7一8月光照过强， 的亲和力比水稻的Rubisco酶更高；玉 植物甲花的叶黄素含量与花的产量不 叶片灼伤指数高，叶绿素含量减少 米能通过PEPC酶生成C,,使雏管束 是呈正相关的，D错误。 (3)与柑橘间作的生姜叶片气孔导度 鞘内的CO2浓度高于外界环境，抑制 2.D本实验的目的是探究Ca+对淹水 增大、Rubisco活性提高，有利于吸收 玉米的光呼吸；且玉米能将叶绿体内 处理的辣椒幼苗根细胞呼吸作用的影 和固定更多的CO2,促进暗反应，净光 的光合产物通过雏管束鞘细胞及时转 响，实验的自变量是Ca+的有无，丙组 合速率增大，因此产量提高充分利 移。因此在千旱、高光照强度环境下，玉 为实验组，甲、乙均为对照组，其中甲 用光能、提高土壤利用率、提高种植经 米的光合作用强度高于水稻。(3)将蓝 组是正常生长的幼苗，图示甲组的 济效益 细菌的CO2浓缩机制导入水稻，只是 ADH和LDH活性最低，乙组的LDH (4)设计预期的RCA结构找到并改 提高了叶绿体中CO2浓度，而植物的 活性最高，则丙组的处理方式是选择 变相对应的RCA基因 光合作用强度受到很多因素的影响，则 生长状态一致的辣椒幼苗加入Ca+进 解析：(1)叶肉细胞通过类囊体薄膜上 在光饱和条件下水稻的光合作用强度 行淹水处理，A错误；丙酮酸生成乳酸 的色素吸收光能，光能在叶绿体中的 无明显变化的原因可能是受光合色素 或酒精的过程是无氧呼吸第二阶段， 转化过程为光能→ATP和NADPH中 含量的限制，受与光合作用有关的酶的 该阶段不产生ATP,B错误；由题可 活跃的化学能→有机物中稳定的化学 含量和活性的限制及光饱和条件下，水 知，乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶 能。(2)78月温度较高、光照过强， 稻的光呼吸较强，限制其光合速率等。 (LDH)是植物细胞中无氧呼吸的关键 当生姜单作时，由表格可知叶片灼伤2.(1)光、H蛋白CO,浓度、温度、水 酶，而图2显示乙醇脱氢酶(ADH)、乳 指数较高，易导致叶尖枯萎；叶绿素含 分、无机盐（答出2个因素即可） 酸脱氢酶(LDH)活性均大于0，说明辣 量显著降低，导致叶片变黄。(3)从暗 (2)不能突变体PSⅡ系统损伤小但 椒幼苗在淹水条件下，其根细胞的无 反应角度分析其原因有两方面，一是 不能修复，野生型PSⅡ系统损伤大但 氧呼吸产物有乳酸和酒精，C错误：由 气孔导度增加，吸收的C。,增加；二是 能修复 图可知，与乙组相比，丙组的ADH活 Rubisco活性提高，CO,固定的速率加 (3)少突变体NPQ强度高，PSⅡ系 性较高，可促进乙醛转化成乙醇，而丙 快。因此暗反应速率加快，光合作用 统损伤小，虽然损伤不能修复，但是 组的LDH的活性稍低，说明淹水条件 加快，产量提高。与生姜单作遮阴相 PSⅡ活性高，光反应产物多 下，适当施用Ca+可减少根细胞无氧 比，生姜与柑橘间作可以充分利用光 解析：(1)据题意并结合题图分析可 呼吸产物乳酸和乙醛的积累，从而减 能、提高土壤利用率、提高经济作物的 知，实验的自变量有光和H蛋白；该实 轻其对根细胞的伤害，D正确。 产量等。(4)蛋白质工程的步骤：从预 验的无关变量中影响光合作用强度的 3.A有些植物在生长期需要经历一段 期蛋白质功能出发→设计预期蛋白质 主要环境因素有CO2浓度、温度、水分 时期的低温之后才能开花，这种经历 结构→推测应有的氨基酸序列→找到 等。(2)据图分析，强光照射下突变体 -253- 参考答案一匙 的NPQ强度大于野生型，能减少强光 分子。(2)图甲中Rubisco催化的过程 文循环的CO2直接来源于呼吸过程释 对PSⅡ的损伤，但不能修复该损伤，而 ②是C),的固定，发生的反应是CO,十 放和苹果酸分解；夜晚其叶肉细胞能 野生型含有H蛋白，能对损伤后的 Cs- 产生ATP的过程是呼吸作用，场所是 PSⅡ进行修复，故不能确定强光照射 酶2C,。该酶活性下降导致C,的 合成减少，C,的还原需要的光反应产 细胞质基质和线粒体。(3)CAM植物 下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱。 物NADPH和ATP减少，而光反应产 白天气孔关闭，夜间气孔开放，因此要 (3)据图分析，强光照射下突变体的 物NADPH和ATP的生成不变，所以 设计实验探究蝴蝶兰是不是CAM植 NPQ强度相对值大，而NPQ能将过剩 细胞中两者含量会增加，进而引起光 物，可从密闭容器内测量白天和晚上 的光能耗散，从而使流向光合作用的 能转化率降低，而此时细胞呼吸速率 CO2浓度的变化来判断，将蝴蝶兰培 能量减少：突变体的NPQ强度大，能 可能加快，故与CK组相比，HH组净 养在透明的密闭容器内，置于自然环 够减少强光对PSⅡ的损伤，突变体的 光合速率下降。(3)①利用番茄植株 境中，若白天CO2浓度不变，晚上CO PSⅡ活性高，能为暗反应提供较多的 进行的三组实验中，实验的自变量是 浓度下降，则为CAM植物；若白天 NADPH和ATP,促进暗反应进行，因 番茄是否用SM处理、培养条件是否为 CO2浓度下降，晚上CO2浓度增大，则 此突变体的暗反应强度高于野生型。 亚高温和高光强，因变量是净光合速 不是CAM植物 追踪集训 率。1组、2组都是未用SM处理、D1 4.(1)光合作用相关酶的数量（或光合色 1.B酶的专一性是指酶能够催化一种 蛋白的合成正常的番茄植株，不同的 素的含量)60 或一类化学反应，Rubisco既能催化C 是1组在适宜温度、适宜光照下培养， (2)C,→CO2→C,胞间连丝维管束 与CO2反应，完成光合作用，也能催化 2组是在亚高温、高光强下培养，图中 鞘细胞 C:与O2反应，但仍具有专一性，A错 结果显示2组净光合速率下降，说明亚 (3)夏季炎热的中午，植物蒸腾作用过 误：光反应阶段产生的高能电子会激 高温、高光强对光合作用有抑制效应。 快，为避免丧失大量水分，植物气孔开 发形成自由基，损伤叶绿体，光呼吸过 3组用适量的SM(SM可抑制D1蛋白 放程度变小或关闭，吸收的CO,减少 程中叶绿体、线粒体等多种细胞器共 的合成)处理番茄植株，在亚高温、高 玉米能够利用胞间低浓度的CO2进行 同完成消耗O2、生成CO2的生理过 光强(HH)环境下培养，与2组相比， 光合作用(P酶与CO,的亲和力远比 程，从而将光反应中积累的大量NADPH 净光合速率下降更明显，说明亚高温 R酶大) 和ATP通过光呼吸消耗掉，即光呼吸 高光强对番茄植株净光合速率的抑制 解析：(1)图1中光照强度为y时，黄 可以减少NADPH和ATP的积累，防 是因为抑制了D1蛋白的合成，所以通 叶病玉米达到光饱和点，因此限制黄 止自由基的形成，因而能避免叶绿体 过合成新的D1蛋白可以缓解亚高温、 叶病玉米光合作用速率的主要内部因 等被强光破坏，B正确；较强的光呼吸 高光强对光合作用的抑制。②由题干 素是光合作用相关酶的数量或光合色 会消耗较多的光反应产物ATP和 信息可知，D1蛋白是PSⅡ复合物的组 NADPH,使光合作用减弱，因此对于 素的含量。普通玉米(A)的呼吸速率 成部分，对雏持PSⅡ的结构和功能起 光合作用产物的积累是不利的，C错 为1，y强度下净光合速率为8，黄叶病 重要作用，被破坏的D1蛋白被降解， 误；持续强光照时突然停止光照，光合 玉米(B)的呼吸速率为2，y强度下净 随后由新合成的D1蛋白来替换。如 作用会减弱，而光呼吸并未立即停止， 光合速率为4，在白天和晚上各12h的 果抑制DCg蛋白酶的活性，被破坏的 因此C。2释放量先增加，随着光呼吸 情况下，y强度下的A植物比B植物 D1蛋白不能降解，新合成的D1蛋白 的消失，只剩细胞呼吸释放CO,,故CO 积累的有机物多(8-1)×12一(4一 无法替换，从而不能修复PSⅡ的结构 释放量会减少，然后趋于稳定，D错误 2)×12=60单位（以C0,的吸收速率 和功能，在亚高温、高光强下，番茄植 2.(1)类囊体薄膜10 株的光合作用受抑制程度会加剧。 表示)。(2)根据图2可推知：在C1植 (2)Rubisco酶活性下降导致图甲中② 3.(1)叶肉气孔关闭的情况下，CO2浓 物的光合作用中，CO,中的C的转移途 和③的速率下降，NADPH和ATP含 度低，光合速率仍较高 径是CO2→C4→CO2→C→(CH0)。 量增加，进而引起光反应减慢，而此时 (2)苹果酸分解和细胞呼吸（有氧呼 胞间连丝是植物细胞间物质运输和 细胞呼吸速率可能加快 吸)细胞质基质和线粒体 信息传递的通道，由图2可知，玉米的 (3)①2组在亚高温、高光强(HH)环境 (3)将蝴蝶兰培养在透明的密闭容器 C,途径发生在叶肉细胞中，通过胞间 下培养图中结果表明，当用SM处理 内，置于自然环境中，检密闭容器内 连丝进入发生在雏管束鞘细胞中的 抑制D1蛋白合成后，在亚高温、高光 白天和晚上C。,的浓度变化若密闭 C途径，两者共同完成CO2的固定。 强下，3组比2组净光合速率下降得更 容器内白天CO2浓度不变，晚上CO (3)在夏季炎热的中午，植物蒸腾作用 明显，因此番茄植株通过合成新的D] 浓度下降，则为CAM植物；若白天 过强，为避免丧失大量水分，植物气孔 蛋白以缓解亚高温、高光强对光合作 CO2浓度下降，晚上CO2浓度增大，则 开放程度变小或关闭，从而导致吸收 用的抑制 不是CAM植物 的CO2减少，小麦出现“午休现象” ②Dcg蛋白酶的活性被抑制后不能把 解析：(1)结合图1可知，C1植物叶肉 玉米为C1植物，玉米能够利用胞间低 被破坏的D1蛋白降解，新合成的D1 细胞的叶绿体中有类囊体，没有RuBP 浓度的CO2进行光合作用(P酶与 蛋白无法替换，从而无法修复PSⅡ的 羧化酶，因此可以进行光反应，不能进 CO,的亲和力远比R酶大)，因此玉米 结构和功能 行暗反应；C1植物的PEP羧化酶活性 没有“午休现象”。 解析：(1)PSⅡ和PSI是吸收、传递、转 较强，对CO,的亲和力很大，这种酶就 链接高考（三）规范答题一细胞 化光能的光系统，位于类囊体薄膜上， 起一个“二氧化碳系”的作用，把外界 由图甲可以看出，氧气产生在类囊体 代谢的原因分析类解答 CO2“压”进雏管束鞘细胞中去，增加维 薄膜内，进入该细胞的线粒体被利用， 管束鞘细胞的CO2浓度。所以，在炎 链接真题 氧气被利用的过程需要穿过一层类囊 热干旱环境中，叶片关闭气孔以减少 (1)O,和H+ATP和NADPH 体薄膜和两层叶绿体膜，最后进入线 水分的丧失，导致叶片中CO,浓度大 (2)减少缺钾会使叶绿素合成相关 粒体需要穿过线粒体两层膜，一共是 大下降，在这样的环境中，C植物在较 酶的活性降低：缺钾会影响细胞的渗 1十2十2=5层膜，膜的基本支架是磷 低CO2浓度时光合速率高于C植物 透调节，进而影响细胞对Mg、N等的 脂双分子层，所以需要穿过10层磷脂 (2)结合图2可知，CAM植物参与卡尔： 吸收，使叶绿素合成减少 ☑一3因勾讲与练·高三二轮生物 -254-链接高考（二） 命题热点 光呼吸与光抑制，C3、C4和CAM途径 【链接真题 稻。从光合作用机制及其调控分析，原因是 1.(2023·湖南卷)下图是水稻和玉米的光合作 用暗反应示意图。卡尔文循环的Rubisco酶 对CO2的Km为450mol·L1(Km越小， 酶对底物的亲和力越大)，该酶既可催化 (答出三点即可)。 RuBP与CO2反应，进行卡尔文循环，又可催 (3)某研究将蓝细菌的CO,浓缩机制导入水 化RuBP与O2反应，进行光呼吸（绿色植物 稻，水稻叶绿体中CO2浓度大幅提升，其他生 在光照下消耗O,并释放CO2的反应)。该酶 理代谢不受影响，但在光饱和条件下水稻的 的酶促反应方向受CO2和O2相对浓度的影 光合作用强度无明显变化。其原因可能是 响。与水稻相比，玉米叶肉细胞紧密围绕维 管束鞘，其中叶肉细胞叶绿体是水光解的主 (答出三点即可)。 要场所，维管束鞘细胞的叶绿体主要与ATP 2.(2023·山东卷)当植物吸收的光能过多时， 生成有关。玉米的暗反应先在叶肉细胞中利 过剩的光能会对光反应阶段的PSⅡ复合体 用PEPC酶(PEPC对CO2的Km为7mol· (PSⅡ)造成损伤，使PSⅡ活性降低，进而导 L1)催化磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)与CO2反 致光合作用强度减弱。细胞可通过非光化学 应生成C4,固定产物C4转运到维管束鞘细胞 027 淬灭(NPQ)将过剩的光能耗散，减少多余光 后释放CO2,再进行卡尔文循环。回答下列 能对PSⅡ的损伤。已知拟南芥的H蛋白有2 问题： 个功能：①修复损伤的PSⅡ；②参与NPQ的 水稻 C02 叶肉细胞 光呼吸 调节。科研人员以拟南芥的野生型和H基 叶绿体 Rubisco 因缺失突变体为材料进行了相关实验，结果 RuBP 卡尔文 C ADP 如图所示。实验中强光照射时对野生型和突 循环 (3-磷酸甘油酸) -NADPH ATP (3-磷酸甘油醛)NADP+ATP 变体光照的强度相同，且强光对二者的PSⅡ (CHO) ADP+Pi 均造成了损伤。 玉米 CO 维管束鞘细胞 ,叶肉细胞 C.PEPC EP CO, -…突变体 PEP 野生型 叶绿体 AMP 体 --- ATP 黑暗 强光照射 黑暗 (1)玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产 (1)该实验的自变量为 物是 (填具体名称)，该产物跨 该实验的无关变量中，影响光合作用强度的 叶绿体膜转运到细胞质基质合成 主要环境因素有 (填“葡萄糖”“蔗糖”或“淀粉”)后，再通过 (答出2个因素即可)。 长距离运输到其他组织器官。 (2)根据本实验， (填“能”或“不能”) (2)在干旱、高光照强度环境下，玉米的光合 比较出强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活 作用强度 (填“高于”或“低于”)水 性强弱，理由是 第一部分 专题突破一闭 ②增加热耗散：a.当依赖能量的叶绿素荧光 猝灭增加时，通过增加激发能的热耗散可以 (3)据图分析，与野生型相比，强光照射下突 部分避免光抑制。降低光饱和条件下的PSⅡ 变体中流向光合作用的能量 (填 的光化学效率，可以避免光抑制破坏的发生。 “多”或“少”)。若测得突变体的暗反应强度 b.在强光下非光辐射能量耗散增加的同时， 高于野生型，根据本实验推测，原因是 玉米黄素含量增加，玉米黄素与激发态的叶 绿素作用，从而耗散其激发能，保护光合机构 免受过量光能破坏。 〔知识拓展 ③进行光呼吸：C3植物的光呼吸有很高的能 1.光呼吸 量需求。光呼吸可以防止强光和CO2亏缺条 高C0,含量环境 高O,含量环境 件下发生光抑制。 下的光合作用 下的光合作用 3.景天科植物(CAM途径) CO, 02 羧化反应 加氧反应 CO PEP (CH,O) C OAA CO. 卡尔文 (线粒体 苹酸 晚间 苹果酸 循环 CO, 白天 丙酮酸 叶绿体 液泡 光呼吸与光合作用的关系 (线粒体) [点拨(1)光呼吸是指绿色植物在光照情况下吸收 (1)仙人掌、菠萝和许多肉质植物都进行这种 O2,将叶绿体中的C分解产生CO2的过程。光呼 028 类型的光合作用。这类植物特别适合于干旱 吸是光合作用一个损耗能量的副反应。 (2)与光呼吸有直接关系的细胞器为叶绿体、线粒 地区生长，其特点是气孔夜间开放，吸收并固 体。光呼吸发生的条件是光照、高O,含量和低 定CO2,形成以苹果酸为主的有机酸，贮存于 CO2含量等。 液泡中；白天则气孔关闭，不吸收CO2,但同 (3)在干旱天气和过强光照下，因为温度很高，蒸腾 时却通过卡尔文循环将从苹果酸中释放的 作用很强，气孔大量关闭。此时的光呼吸可以消耗 CO2还原为糖，该机制也称CAM途径。 光反应阶段生成的多余的NADPH和ATP,又可以 (2)该途径除维持光合作用外，还能避免白天 为暗反应阶段提供原料，因此光呼吸对植物有重要 旺盛的蒸腾作用造成水分过多散失。参与 意义。 CO2转化的细胞器除了叶绿体之外，还有线 2.光抑制 粒体和液泡。 植物的光合系统所接受的光能超过光合作用4.C,植物(C,途径) 所能利用的量时，光合功能便降低，这就是光 叶肉细胞 维管束鞘细胞 合作用的光抑制。 大气 ,C3 (1)光抑制的机理：光合系统的破坏，PSⅡ是 中的+(C0) C0,泵 (C0)→多种酶】 C02 低 高 光破坏的主要场所。发生光破坏后的结果： Cs7CHO) 电子传递受阻，光合效率下降。 (1)玉米、高粱、甘蔗都是C4植物，适于在高 (2)光抑制的主要防御机制 温、干燥和强光的条件下生长。 ①减少光吸收，植物体也可以通过叶运动（减 (2)C,植物叶肉细胞的叶绿体和维管束鞘细 少叶片与主茎的夹角)或叶绿体运动这种对 胞的叶绿体共同完成CO2的固定。 强光的快速响应以减少对光的吸收，从而避 (3)在高温、光照强烈和干旱的条件下，绿色 免光抑制。 植物的气孔大量关闭。这时，C,植物能够利 ☑一红树闪讲与练·高三二轮生物 用叶片内细胞间隙中含量很低的CO2进行光合 (2)为研究亚高温、高光强对番茄光合作用的 作用（通过CO2泵转变为高浓度的CO2环境）。 影响，研究者将番茄植株在CK条件（适宜温 〔追踪集训 度和适宜光照)下和HH条件（亚高温和高光 强)下各培养5天后测定相关指标如下表。 1.(2024·湖北宜昌一模)研究发现，强光照条件 胞间 光照强度 净光合 气孔导度 Rubisco 下植物叶肉细胞会进行光呼吸。光呼吸是由 C)2浓度 组别温度 (mol· 速率(mol· (mmol· (酶)活性 O2竞争性地结合卡尔文循环关键酶Rubisco （mol m 2.s m2·s1) m2·s (U·mL mol) 造成的。该酶既能催化C与CO,反应，完成 CK25℃ 500 12.1 114.2 308 189 光合作用；也能催化C,与O2反应，产物经 HH35℃ 1000 1.8 31.2 448 61 系列变化后在线粒体中生成CO2,如下图」 结合表中数据及图甲，与CK组相比，HH组 下列说法正确的是 ( 净光合速率下降的主要原因是 高CO,含量环境 高O,含量环境 糖类 RuBP CO2 O2 RuBP CO, 卡尔文 (3)植物通常会有一定的应对机制来适应逆 循环 Rubisco酶光呼吸 ATP ATP 境。D1蛋白是PSⅡ复合物的组成部分，对维 NADPH C *C2+C3 NADPH 持PSⅡ的结构和功能起重要作用。已有研究 A.Rubisco是一个双功能酶，不具备专一性 表明在亚高温、高光强下，过剩的光能可使D1 B.光呼吸可以消耗掉多余的O2,减少自由基 蛋白被破坏。研究者对D1蛋白与植物应对 产生，降低对细胞结构的损伤 亚高温、高光强逆境的关系进行了如下研究。 C.较强的光呼吸对于光合作用产物的积累是 ①利用番茄植株进行了三组实验，1组的处理 029 有利的 同(2)中的CK,3组用适量的SM(SM可抑制 D.持续强光照时突然停止光照，CO2释放量 D1蛋白的合成)处理番茄植株并在亚高温、 先减少后增加至稳定 高光强(HH)环境下培养。定期测定各组植 2.(2024·重庆名校联考)番茄植株不耐高温， 株的净光合速率(Pn)。实验结果如图乙，请 其生长适宜温度和光照分别为15~32℃、 写出2组的处理： 500~800μmol。重庆日光温室夏季栽培过 。 根据实验结果解释植物缓 程中常遭遇35℃及以上的高温并伴有强光 解亚高温、高光强抑制光合作用的机制： 辐射，会造成作物减产。图甲是番茄植株进 行光合作用的示意图，其中PSⅡ和PSI是吸 ②有研究表明，被破坏的D1蛋白降解后，空 收、传递、转化光能的光系统；Rubisco为某种 出相应的位置，新合成的D1蛋白才能占据相 参与光合作用的酶 应位置，使PSⅡ得以修复。Dcg蛋白酶位于 CO Rubisco 20 C (CH.O)C: 1组：CK 16 类囊体腔侧，主要负责催化受损D1蛋白的降 ③ 令NDpN4 02组 10 解。研究者通过抑制Dcg蛋白酶的活性，发 3组 现在亚高温、高光强下，番茄植株的光合作用 5时间/天 受抑制程度会加剧，结合上述研究结果和信 甲 (1)PSI和PSⅡ位于 上。据图甲分 息，请给出一种合理的解释： 析，番茄叶肉细胞进行光合作用产生的氧气， 进入该细胞的线粒体被利用至少需要穿过 3.(2024·山东枣庄模拟)在暗反应阶段，小麦、 层磷脂分子。 水稻等大多数植物中的CO2被C固定以后 第一部分 专题突破一闭 形成C,进而被还原成(CH2O),这类植物称 实验结果和结论： 为C植物。玉米、甘蔗等原产于热带的植物 中的CO2中的碳首先转移到草酰乙酸(C4) 4.(2024·安徽宣城黄山模拟)20世纪50年代， 中，然后转移到C3中，这类植物称为C植 科学家在研究玉米、甘蔗等原产于热带地区 物，其固定CO2的途径如图1所示。芦荟、仙 的植物的光合作用时发现：当向这些植物提 人掌等植物白天气孔关闭，夜间气孔开放，这 供4CO2时，光合作用开始后的1s内，90%以 类植物在进化中形成了特殊的固碳途径，如 上的4C出现在含有4个碳原子的有机酸（四 图2所示，这类植物称为CAM植物。（注： 碳酸)中，随着光合作用的进行，四碳酸中 PEP羧化酶比RuBP羧化酶对CO2的亲和力 的4C逐渐减少，而三碳酸中的4C逐渐增多， 更强) 科学家将这类植物叫作C4植物。图1表示在 叶肉细胞的叶绿体 维管束鞘细胞的叶绿体 适宜的CO2浓度和温度条件下，光照强度对 (有类囊体，没有RuBP羧化酶（没有类囊体，有RuBP羧化酶） RBP羧化酶 普通玉米(A)、黄叶病玉米(B)光合作用的影 C02 →C4 >C4 NADPH PEP羧化酶 响；图2表示玉米利用CO2的特殊途径，其中 多种酶 磷酸烯醇式 丙酮酸 P酶与CO2的亲和力远比R酶大。请回答下 丙酮酸 ATP (PEP) ADP (CH2O) 列问题： +Pi 图1 C02 葡萄糖 PEP (CHO OAA CO 光照强度 十肉细胞 (CHO 030 晚间 苹果酸 苹果酸 维管束种细胞 图1 图2 丙酮酸 液泡 (1)图1中光照强度为y时，限制黄叶病玉米 线粒体 光合作用速率的主要内部因素是 (答出一点即可)；在白天和晚上各 图2 12h的情况下，y强度下的A植物比B植物 (1)C4植物的光反应发生在 细胞。 积累的有机物多 单位（以CO2的吸 在炎热干旱夏季的中午，C4植物比C3植物的 收速率表示)。 优越性表现为 (2)图2说明在这类植物的光合作用中，CO。 中的C的转移途径是CO2→ (2)CAM植物参与卡尔文循环的CO2直接来 (CH2O),由图可知，玉米的C4途径发生在叶 源于 过程，夜晚其叶肉细 肉细胞中，通过 (填结构名称)进入 胞能产生ATP的场所是 发生在 (填场所)中的C3途径， (3)蝴蝶兰因花色艳丽、花姿优美、开花期长， 两者共同完成CO2的固定。 一直以来深受爱花者的青睐。有人想在室内 (3)在夏季炎热的中午，小麦出现“午休现 大量培养蝴蝶兰，又担心植物多，在夜晚会释 象”，原因是 放大量的CO2,不利于健康。请你根据图1、 小麦等植物光合作用强度就会降低，而玉米 图2的固碳途径，利用CO2传感器，设计实验 没有“午休现象”，请据图2尝试推出最可能 探究蝴蝶兰是不是CAM植物。 的原因是 实验步骤： ,从而保证C3的供应充足，可 见玉米比小麦更耐干旱环境。 ☑一红网勾讲与练·高三二轮生物