第1部分 主题1 专题(4) 命题点2 CO2固定方式的比较及光呼吸（PPT课件）-【艺术生百日冲刺】2026高考生物艺术生基础生文化课成功方案

该高中生物学高考复习课件聚焦“光合作用和细胞呼吸”专题，系统整合C₃/C₄/CAM植物CO₂固定方式比较、光呼吸过程及影响等高考核心考点，严格对接新课标生命观念和科学思维要求，通过近三年高考真题分析明确“光呼吸与光合速率关系”“CO₂浓缩机制”等高频考点权重，归纳实验设计、曲线分析等常考题型。 课件亮点在于“真题精讲+培优集训”的实战设计，如以2025陕晋宁高考题为例，详解G酶对气孔开度及光合速率的影响机制，培养学生科学思维和探究实践能力。通过“考点突破方法+易错点警示”模块，帮助学生掌握实验设计思路（如构建转基因植株验证变量）和曲线分析技巧，助力教师精准教学，提升学生高考冲刺效率。

第一部分　高考专题突破 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 专题(四)　光合作用和细胞呼吸 主题一　细胞生物学 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 命题点2　CO2固定方式的比较及光呼吸 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 目录 contents Part 01 主干知识整合 Part 02 高考真题研究 Part 03 培优题组集训 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 主 干 知 识 整 合 返回导航 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 高 考 真 题 研 究 返回导航 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 C4植物的CO2补偿点低于C3植物，C4植 物能够利用较低浓度的CO2 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 温度过高，导致部分气孔关闭，CO2供应不足，暗反应速率降低； 温度过高，导致酶的活性降低，使暗反应速率降低 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 固定的CO2总量 细胞呼吸释 放出的CO2量 释放CO2 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 培 优 题 组 集 训 返回导航 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 谢谢观看 第一部分　高考专题突破 返回导航 1 1．C3植物、C4植物和CAM植物固定CO2的方式比较 (1)比较C4植物、CAM植物固定CO2的方式 相同点：都对CO2进行了两次固定。 不同点：C4植物两次固定CO2是空间上错开；CAM植物两次固定CO2是时间上错开。 (2)比较C3、C4、CAM途径 C3途径是碳同化的基本途径， C4途径和CAM途径都只起固定CO2的作用，最终还是通过C3途径合成有机物。 2．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。 (4)不利影响：光呼吸消耗掉暗反应的底物C5，导致光合作用减弱，农作物产量降低。 (5)有利影响 ①光呼吸是进行光合作用的细胞为适应高光照及高O2低CO2的条件下，提高抗逆性而形成的一条代谢途径； ②在干旱和高辐射等环境中，气孔关闭，胞间CO2浓度降低，会导致光抑制。此时光呼吸释放CO2，用于光合作用，减少碳损失；消耗高光强产生过多的NADPH和ATP，保护光合结构。 (6)光呼吸与细胞呼吸的区别 反应条件不同：光呼吸的强度大致和光强度成正比。只有在光照下，CO2浓度降低，O2浓度增高时才进行。 产能情况不同：光呼吸虽然能使有机物分解为CO2，却不产生ATP或NADPH。 1．(2025·陕晋宁青高考)叶绿体中R酶既能催化CO2固定，也能催化C5与O2反应，CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点；线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，如图(a)。为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，研究者以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S，实验结果如图(b)。回答下列问题。 (1)R酶催化CO2固定的场所是叶绿体的______，产物C3在光反应生成的________________参与下合成糖类等有机物。 (2)植物保卫细胞吸水，气孔开度增大。由图(a)(b)可知，相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高，叶片的净光合速率高于植株W，原因是____________________________________。 (3)保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从21%升高到40%时，植株S的净光合速率________(填“增大”或“减小”)；相较于植株W，植株S的净光合速率变化幅度________(填“大”“小”或“无法判断”)。 (4)若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响，还需补充一个实验组。写出实验思路及预期结果：________________________。 答案：(1)基质　ATP、NADPH (2)植株S保卫细胞中G酶表达量提高，促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放二氧化碳用于光合作用，从而生成更多的可溶性糖，提高了保卫细胞的细胞液浓度，植物保卫细胞吸水，气孔开度增大，二氧化碳吸收量增加，净光合速率增大 (3)减小　小 (4)实验思路：以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S和构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组，在相同且适宜条件下培养，测定三组植物在不同光照强度下的净光合速率。 预期结果：植株T净光合速率小于植株W，植株S净光合速率大于植株W 解析：(1)叶绿体中R酶催化CO2固定，二氧化碳固定属于暗反应过程，暗反应发生在叶绿体基质中。产物C3在光反应生成的ATP和NADPH的作用下合成糖类等有机物，其中ATP可以提供能量，NADPH作为还原剂并提供能量。 (2)结合图示和题干信息分析，相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高，促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放二氧化碳用于光合作用，从而生成更多的可溶性糖，提高了保卫细胞的细胞液浓度，植物保卫细胞吸水，气孔开度增大，二氧化碳吸收易增加，净光速率增大。 (3)叶绿体中R酶既能催化CO2固定，也能催化C5与O2反应，CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点，保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从21%升高到40%时，二氧化碳竞争R酶的能力减弱，碳反应速率减小，因此植株S的净光合速率减小。相较于植株W，植株S在相同条件下气孔开度相对较大，有利于二氧化碳的吸收，因此植株S的净光合速率变化幅度较小。 (4)为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S，还需要补充的一个实验组是构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株(假设为T)，实验思路是以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细 胞中增加的植株S和构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组，在相同且适宜条件下培养，测定三组植物在不同光照强度下的净光合速率。根据上述分析，G酶有利于光合作用的进行，因此预期结果是植株T净光合速率小于植株W，植株S净光合速率大于植株W。 2．(2024·吉林高考)在光下叶绿体中的C5能与CO2反应形成C3；当CO2/O2比值低时，C5也能与O2反应形成C2等化合物。C2在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。上述过程在叶绿体与线粒体中主要物质变化如图1。 光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程。回答下列问题。 (1)反应①是______________过程。 (2)与光呼吸不同，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是__________________和____________________。 (3)我国科学家将改变光呼吸的相关基因转入某种农作物野生型植株(WT)，得到转基因株系1和2，测定净光合速率，结果如图2、图3。图2中植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自__________和______________(填生理过程)。7—10时株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异，原因是________________________________________。 据图3中的数据______(填“能”或“不能”)计算出株系1的总光合速率，理由是_________________________。 (4)结合上述结果分析，选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势，判断的依据是_____________________________。 答案：(1)CO2的固定 (2)细胞质基质　线粒体基质 (3)光呼吸　呼吸作用　7—10时，随着光照强度的增加，株系1和2由于转入了改变光呼吸的相关基因，导致光呼吸速率降低，光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程　不能　总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，呼吸速率为光照强度为0时CO2的释放速率，图3的横坐标为CO2的浓度，无法得出呼吸速率 (4)与株系2和WT相比，转基因株系1的净光合速率最大 解析：(1)在光合作用的暗反应过程中，CO2在特定酶的作用下，与C5结合形成两个C3，这个过程称作CO2的固定，故反应①是CO2的固定过程。 (2)有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成CO2和NADH，合成少量ATP，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是细胞质基质、线粒体基质。 (3)由图1可知，在线粒体中进行光呼吸的过程中，也会产生CO2，因此植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自光呼吸、呼吸作用。7—10时，随着光照强度的增加，株系1和2由于转入了改变光呼吸的相关基因，导致光呼吸速率降低，光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程，因此与WT相比，株系1和2的净光合速率较高。总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，呼吸速率为光照强度为0时CO2的释放速率，图3的横坐标为CO2的浓度，因此无法得出呼吸速率，故据图3中的数据不能计算出株系1的总光合速率。 (4)由图2、图3可知，与株系2和WT相比，转基因株系1的净光合速率最大，因此选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势。 【思维延伸】——填充 (1)(2022·全国甲，29节选)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 。 (2)(2024·全国甲，7节选)温度超过b时，该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是______________________________________________________________________________________________________________________。 (3)(经典高考题)某研究小组测得在适宜条件下某植物叶片遮光前吸收CO2的速率和遮光(完全黑暗)后释放CO2的速率。吸收或释放CO2的速率随时间变化趋势的示意图如图(吸收或释放CO2的速率是指单位面积叶片在单位时间内吸收或释放CO2的量)，回答下列问题： 在光照条件下，图形A＋B＋C的面积表示该植物在一定时间内单位面积叶片光合作用 ，其中图形B的面积表示 ，从图形C可推测该植物存在另一个 的途径。 题组一　C3、C4、CAM途径辨析 1．(2025·南昌二模)CAM(景天科)植物具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭时液泡中储存的苹果酸则脱羧释放CO2用于光合作用。下列叙述正确的是(　　) A．CAM植物白天和晚上均进行光合作用和细胞呼吸 B．CAM植物细胞白天产生CO2的具体部位是线粒体基质 C．CAM植物叶肉细胞液泡中的pH白天逐渐升高，夜间逐渐降低 D．CAM植物吸收CO2的速率与细胞膜上转运蛋白的数量呈正相关 答案：C 分析：植物在光照条件下进行光合作用，光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行水的光解，产生ATP和[H]，同时释放氧气。ATP和[H]用于暗反应阶段中C3的还原，植物的光合作用受到光照强度、温度、水分和二氧化碳浓度的影响。 解析：A、CAM植物晚上不能进行光合作用，A错误；B、CAM植物细胞液泡中储存的苹果酸脱羧也产生CO2，B错误；C、CAM植物白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用，叶肉细胞的pH白天逐渐升高，晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中，夜间pH逐渐降低，C正确；D、吸收CO2不需要转运蛋白，D错误。故选C。 2．(2025·江西鹰潭二模)干旱条件下，菠萝以气孔白天关闭、夜间开放的特殊方式适应环境。下图为菠萝叶肉细胞内的部分代谢示意图，图中苹果酸是一种酸性较强的有机酸，下列说法错误的是(　　) A．叶肉细胞因具有生物膜系统，所以能够同时进行多种化学反应而不会互相干扰 B．干旱环境中，夜间和白天菠萝叶肉细胞中与CO2发生反应的物质分别是RuBP、PEP C．夜间苹果酸运进液泡中，可以避免苹果酸降低细胞质基质的pH而影响其中的反应 D．苹果酸为四碳化合物，据图分析，物质C为丙酮酸，其可进入线粒体氧化分解为CO2 答案：B 分析：1.光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段是水光解形成氧气和还原氢的过程，该过程中光能转变成活跃的化学能储存在ATP中；暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，二氧化碳固定是二氧化碳与1分子五碳化合物结合形成2分子三碳化合物的过程，三碳化合物还原是三碳化合物在光反应产生的还原氢和ATP的作用下形成有机物和五碳化合物的过程； 2．有氧呼吸是在氧气充足的条件下，细胞彻底氧化分解有机物产生二氧化碳和水同时释放能量的过程，有氧呼吸的第一阶段是葡萄糖酵解产生丙酮酸和还原氢的过程，发生在细胞质基质中，第二阶段是丙酮酸和水反应形成二氧化碳和还原氢的过程，发生在线粒体基质中，第三阶段是还原氢与氧气结合形成水的过程，发生在线粒体内膜上。 解析：A、生物膜系统将细胞分隔成许多小的区室，使细胞内能够同时进行多种化学反应而不会互相干扰，叶肉细胞具有细胞膜、细胞器膜和核膜等构成的生物膜系统，所以能够同时进行多种化学反应而不会互相干扰，A正确；B、由图可知，干旱环境中，夜间CO2与PEP反应生成OAA，白天苹果酸释放的CO2与RuBP反应，所以夜间和白天菠萝叶肉细胞中与CO2发生反应的物质分别是PEP、RuBP，B错误；C、苹果酸是一种酸性较强的有机酸，夜间苹果酸运进液泡中，可以避免苹果酸降低细胞质基质的pH而影响其中的反应，C正确；D、从图中可以看出苹果酸为四碳化合物，物质C由苹果酸分解产生，可进入线粒体，应该是丙酮酸，丙酮酸可进入线粒体氧化分解为CO2，D正确。故选B。 3．(2025·邵阳质检)景天科植物有一个很特殊的CO2同化方式：夜间固定CO2产生有机酸储存在液泡中，白天有机酸脱羧释放CO2，用于光合作用，这样的与有机酸合成日变化有关的光合碳代谢途径称为CAM途径，如图甲、乙所示。图丙表示不同地区A、B、C三类植物在晴朗夏季的光合作用日变化曲线。请据图回答下列问题： 注：PEP是磷酸烯醇式丙酮酸，OAA是草酰乙酸，RuBP是核酮糖－1，5－二磷酸，PGA是3－磷酸甘油酸。 (1)图甲、乙中属于夜晚的是图________，判断的理由是__________________________。该植物夜间产生ATP的场所有__________________。 (2)白天为景天科植物光合作用提供所需CO2的生理过程有____________________________和____________，还需要光反应提供______________________________________________。 (3)据图甲、乙可知，该植物细胞中CO2的受体有__________。 (4)景天科植物对应图丙中的______类植物(填字母)，图丙中植物B在中午10点～12点曲线下降的原因是___________________________________________________________。 答案：(1)甲　图甲中的CO2最终形成苹果酸储存在液泡中　细胞质基质和线粒体 (2)苹果酸的分解　有氧呼吸释放　ATP和NADPH (3)PEP、RuBP (4)A　中午温度过高，蒸腾作用过强导致植物部分气孔关闭，CO2吸收速率下降，光合速率下降 解析：(3)据图甲可知，CO2与PEP结合生成OAA，据图乙可知，CO2与RuBP结合生成PGA，因此，该植物细胞中CO2的受体有PEP和RuBP。 (4)景天科植物白天不吸收CO2，因此对应图丙中的A类植物，植物B在中午10点～12点曲线下降的原因是中午温度过高，蒸腾作用过强导致植物部分气孔关闭，CO2吸收速率下降，光合速率下降。 题组二　其他的固定CO2的方式辨析 4．(2021·辽宁高考)早期地球大气中的O2浓度很低，到了大约3.5亿年前，大气中O2浓度显著增加，CO2浓度明显下降。现在大气中的CO2浓度约390 μmol·mol-1，是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)是一种催化CO2固定的酶，在低浓度CO2条件下，催化效率低。有些植物在进化过程中形成了CO2浓缩机制，极大地提高了Rubisco所在局部空间位置的CO2浓度，促进了CO2的固定。回答下列问题： (1)真核细胞叶绿体中，在Rubisco的催化下，CO2被固定形成_____________，进而被还原生成糖类，此过程发生在____________中。 (2)海水中的无机碳主要以CO2和HCO eq \o\al(－,3)两种形式存在，水体中CO2浓度低、扩散速度慢，有些藻类具有如图1所示的无机碳浓缩过程，图中HCO eq \o\al(－,3)浓度最高的场所是________________(填“细胞外”“细胞质基质”或“叶绿体”)，可为图示过程提供ATP的生理过程有______________________。 (3)某些植物还有另一种CO2浓缩机制，部分过程如图2。在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)可将HCO eq \o\al(－,3)转化为有机物，该有机物经过一系列的变化，最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO2，提高了Rubisco附近的CO2浓度。 ①由这种CO2浓缩机制可以推测，PEPC与无机碳的亲和力________(填“高于”“低于”或“等于”)Rubisco。 ②图2所示的物质中，可由光合作用光反应提供的是________________。图中由Pyr转变为PEP的过程属于________________(填“吸能反应”或“放能反应”)。 ③若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用________________技术。 (4)通过转基因技术或蛋白质工程技术，可能进一步提高植物光合作用的效率，以下研究思路合理的有________。 A．改造植物的HCO eq \o\al(－,3)转运蛋白基因，增强HCO eq \o\al(－,3)的运输能力 B．改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成 C．改造植物的Rubisco基因，增强CO2固定能力 D．将CO2浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物 答案：(1)三碳化合物　叶绿体基质 (2)叶绿体　细胞呼吸和光合作用 (3)①高于　②NADPH和ATP　吸能反应　③同位素示踪 (4)ACD 解析：(1)光合作用的暗反应中，CO2被固定形成三碳化合物，进而被还原生成糖类，此过程发生在叶绿体基质中。 (2)由题图1可知，HCO eq \o\al(－,3)运输需要消耗ATP，说明HCO eq \o\al(－,3)是通过主动运输进入叶绿体的，主动运输一般是逆浓度运输，由此推断图中HCO eq \o\al(－,3)浓度最高的场所是叶绿体。该过程中细胞质中需要的ATP由细胞呼吸提供，叶绿体中的ATP由光合作用提供。 (3)①PEPC参与催化HCO eq \o\al(－,3)＋PEP过程，说明PEPC与无机碳的亲和力高于Rubisco。②图2所示的物质中，可由光合作用光反应提供的是ATP和NADPH，图中由Pyr转变为PEP的过程需要ATP水解提供能量，说明图中由Pyr转变为PEP的过程属于吸能反应。 (4)改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成，不利于最终CO2的生成，不能提高植物光合作用的效率，B不符合题意。 5．(2025·日照三模)春夏季节无机碳含量较低的富营养化水体中常常发生水华，铜锈微囊藻是一种主要水华蓝细菌，能通过浓缩CO2保持竞争优势，机制如图1，其中①～⑨代表过程，A～D代表载体，羧体是一种由蛋白质组成的类细胞器，CA代表碳酸酐酶。研究人员进一步研究了特定环境对CA活力的影响，结果如图2、图3。请回答下列问题： (1)图1中，铜锈微囊藻光合作用固定CO2的场所是________，光合片层结构上的__________________(色素名称)吸收光能，合成的________________参与C3的还原。 (2)图1中，铜锈微囊藻浓缩CO2的机制有：①通过载体________(填字母)的转运建立Na＋电化学势能驱动载体C吸收HCO eq \o\al(－,3)；②通过__________驱动载体D吸收HCO eq \o\al(－,3)；③细胞质中的__________能将羧体中外泄的CO2转变为HCO eq \o\al(－,3)。 (3)在高浓度CO2条件下，CA活力________。 结合图2、图3分析，微囊藻水华的爆发往往发生在水体无机碳含量较低的春夏季节，原因是______________________。 (4)鞭毛虫(一种原生动物)能吞食微囊藻等蓝细菌，研究人员提出可利用鞭毛虫防治水华，且研究了鞭毛虫吞食作用对铜锈微囊藻细胞大小(FSC)和酯酶(FL1，诱发细胞聚合成群体)活性的影响，结果如图4、图5。 该研究表明鞭毛虫防治水华的效果不太理想，其原因是在鞭毛虫吞食作用下，一方面铜锈微囊藻细胞________________________________________________，增殖加快；另一方面__________________________________________，有效阻止鞭毛虫的吞食。 答案：(1)羧体　藻蓝素和叶绿素　ATP、NADPH (2)A、B　ATP(水解)　类CA组分 (3)降低　低CO2、强光条件下微囊藻的CA活力升高，浓缩CO2的能力增强 (4)变小，细胞相对表面积增加，有利于细胞与外界的物质交换　FL1活性升高，诱发细胞聚合成较大的群体 题组三　辨析光呼吸 6．(2025·南通二模)RuBP羧化/加氧酶缩写为Rubisco，当CO2浓度高时，Rubisco催化C5与CO2反应；当O2浓度高时，Rubisco催化C5与O2经过一系列化学反应，消耗ATP和NADPH，生成CO2和C3，这一过程称为光呼吸。如图为小麦叶肉细胞中的部分生理活动过程，大写字母代表相应的物质。下列叙述不合理的是(　　) A.A表示NADPH，B表示NADP＋，C表示ADP＋Pi，D表示ATP，F表示RuBP B．夏季晴朗的中午出现“午休现象”时，植物光呼吸会有所增强 C．Rubisco位于叶绿体基质，玉米(C4植物)通常比小麦(C3植物)光呼吸作用弱 D．光呼吸过程消耗ATP、NADPH，与光反应相反，不利于植物细胞的正常生长 答案：D 分析：光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP的生成，暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。 解析：A、由图可知，H＋＋B→A，故A表示NADPH，B表示NADP＋，光反应过程由C形成D，则C表示ADP＋Pi，D表示ATP，F表示RuBP，即C5，A正确；B、夏季晴朗的中午出现“午休现象”时，气孔关闭，二氧化碳不能正常进入叶肉细胞，但光反应正常进行，导致叶肉细胞内氧气浓度较高，氧气和五碳化合物结合几率增加，因此植物光呼吸的强度较通常会有所增大，B正确；C、Rubisco位于叶绿体基质，玉米(C4植物)通常比小麦(C3植物)光呼吸作用弱，因为玉米能利用较低浓度的二氧化碳，C正确；D、植物细胞产生的ATP和NADPH过多时会破坏细胞，光呼吸能消耗过多的ATP和NADPH，故光呼吸有利于保护农作物，D错误。故选D。 7．(2025·聊城一模)光照强度是影响光合速率的重要环境因素。当光照过强时，植物吸收的光能会超过光合作用所能利用的量，致使电子积累过多而产生活性氧，活性氧会使光系统变性失活，最终引起光能转化效率降低，这种现象被称为光抑制。植物为适应不断变化的光照条件，形成了多种光保护机制，主要包括依赖于叶黄素循环的热耗散机制(NPQ)和D1蛋白周转依赖的PSⅡ损伤修复机制。叶黄素循环是指依照光照条件的改变，植物体内的叶黄素V和叶黄素Z可以经过叶黄素A发生相互转化。光系统PSⅡ是一种光合色素和蛋白质的复合体，D1蛋白是PSⅡ的核心蛋白，铁氰化钾是能接收电子的人工电子梭，可有效解除植物的光抑制现象。据图回答下列问题： (1)据图1分析，光系统PSⅡ分布在叶绿体的__________上，电子的最终供体是__________，加入铁氰化钾后光抑制解除的机制是____________。 (2)图2为夏季白天对番茄光合作用相关指标的测量结果(Pn表示净光合速率，Fv/Fm表示光合色素对光能的转化效率)，则在叶片内叶黄素总量基本保持不变的前提下，12～14时，叶黄素种类发生了__________(填“V→A→Z”或“Z→A→V”)的转化，该转化有利于防止光损伤。16时以后Fv/Fm的比值升高的原因是____________________________________。 (3)研究发现过剩的光能会损伤D1蛋白进而影响植物的光合作用。研究人员对番茄进行亚高温强光(HH)处理，实验结果如图3所示。据图分析，HH条件下，光合速率降低的原因不是气孔因素引起的，理由是________________________________________________________________________，试推测其可能的原因是___________________________。 答案：(1)类囊体膜　水(H2O)　强光下生成NADPH运输到细胞质基质，细胞膜上的NADPH氧化酶使NADPH分解为NADP＋，同时把电子泵出细胞膜与铁氰化钾结合，生成的NADP＋通过叶绿体膜运输到叶绿体内，去消耗过多的电子，从而有效解除光抑制现象 (2)V→A→Z　16时以后，光照减弱，(A＋Z)与(V＋A＋Z)的比值减小，光损伤减弱，损伤的光系统得以部分修复，Fv/Fm升高 (3)气孔导度(Gs)降低，但胞间二氧化碳浓度升高　由于RuBP羧化酶活性下降，使C3的合成速率下降，导致光反应产物积累，进而使光能转化效率降低而造成光能过剩，D1蛋白受损，光反应减弱，光合速率降低 解析：(1)分析题意可知，光系统PSⅡ是光合作用中的重要色素蛋白复合体，主要分布在叶绿体的类囊体膜上；在光合作用中，水分子是电子的最终供体，通过光解水产生电子、质子和氧气；由题意可知，铁氰化钾是一种人工电子受体，强光下生成NADPH运输到细胞质基质，细胞膜上的NADPH氧化酶使NADPH分解为NADP＋，同时把电子泵出细胞膜与铁氰化钾结合，生成的NADP＋通过叶绿体膜运输到叶绿体内，去消耗过多的电子，从而有效解除光抑制现象。 (2)由题意可知，叶黄素循环是指依照光照条件的改变，植物体内的叶黄素V和叶黄素Z可以经过叶黄素A发生相互转化，即叶黄素循环是植物的一种光保护机制，叶黄素V和叶黄素Z可以相互转化，以耗散多 余的光能。在强光条件下，叶黄素V转化为叶黄素A，再转化为叶黄素Z，以耗散多余能量，防止光损伤，即在叶片内叶黄素总量基本保持不变的前提下，12～14时，叶黄素种类发生了V→A→Z的转化；Fv/Fm比值表示光合色素对光能的转化效率，16时以后光照强度减弱，(A＋Z)与(V＋A＋Z)的比值减小，光损伤减弱，损伤的光系统得以部分修复，Fv/Fm升高。 (3)结合图示可知，HH组的气孔导度降低，但胞间二氧化碳浓度较高，说明光合速率降低的原因不是气孔因素；在亚高温强光条件下，由于RuBP羧化酶活性下降，使C3的合成速率下降，导致光反应产物积累，进而使光能转化效率降低而造成光能过剩，D1蛋白受损，光反应减弱，光合速率降低。 $