专题强化练4 光呼吸、C4植物、CAM植物-【创新大课堂】2026年高考二轮生物专题复习课时作业

班级 姓名 专题强化练4光呼吸 1.(2025·江西二模)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 2.(2025·四川宜宾二模)CAM(景天科)植物 的气孔在夜间开放吸收CO,,白天关闭。下 图为某CAM(景天科)植物叶肉细胞部分代 谢过程示意图。下列叙述正确的是( CO. PEP CHO RuBP OAA 苹果酸 夜间 白天 ,苹果酸 PGA 叶绿体 液泡 线粒体 A.由图可知，CAM植物白天和晚上均进行 光合作用 B.图中C可能是丙酮酸，RuBP存在于叶绿 体的基质中 C.CAM植物细胞白天产生CO2的具体部 位是线粒体基质 D.晚上CAM植物将CO2以苹果酸的形式 储存在叶绿体和液泡中 3.生活在干旱地区的一些植物（如植物甲）具 有特殊的CO2固定方式。白天的时候苹果 酸含量下降，而糖类含量增多，夜晚则相反。： ·154 得分 C4植物、CAM植物 如图为该植物的气孔开闭、CO,吸收量、液泡 有机酸含量在24h内的变化。下列有关叙 述错误的是 暗 光 闭 81012246810122468 午夜 中午 A.a、b曲线分别表示CO2吸收量、有机酸 含量 B.将植物甲的叶片分组，分别置于正常环境 和干旱环境中培养，测定叶肉细胞的苹果 酸含量，可验证该植物固定CO2的方式 C.白天和夜间每隔一段时间取干旱条件下 生长的植物甲的叶片，测定叶肉细胞的苹 果酸含量，可验证该植物固定CO2的方式 D.这类植物晚上气孔打开，吸收CO2生成苹 果酸，白天气孔关闭，苹果酸发生反应释 放的CO2用于光合作用 (2025·长春博硕学校高三检测)科学研究 发现，C4植物中固定CO2的酶与CO2的亲和 力比C3植物的更强，适合在高温环境中生 长。现将取自甲、乙两种植物且面积相等的 叶片分别放置到相同大小的密闭小室中，在 温度均为25℃的条件下给予充足的光照， 每隔一段时间测定一次小室中的CO2浓度， 结果如图所示。下列说法正确的是() ↑CO2的浓度/(mmol·L-1) 1.6 1.2 0.8 M 0.4 ---甲植物 乙植物 04 10203040时间/min 班级 姓名 A.图中甲植物、乙植物分别为C4植物和C3 植物 B.M点处两种植物叶片的光合速率相等 C.C4植物中固定CO2的酶附着在叶绿体内 膜上 D.40min时乙植物叶肉细胞光合速率大于 呼吸速率 5.(2025·宜昌高三一模)研究发现，强光照条 件下植物叶肉细胞会进行光呼吸。光呼吸 是由于O2竞争性地结合卡尔文循环关键酶 Rubisco造成的。该酶既能催化C5与CO2反 应，完成光合作用；也能催化C5与O2反应， 产物经一系列变化后在线粒体中生成CO2, 如图所示。下列说法正确的是 ( 高C02含量环境高0，含量环境 糖类 RuBP CO,Q2RuBP、CO, 卡尔文 循环 Rubisco酶光呼吸 ATP ATP NADPH C C2+C3 NADPH A.Rubisco是一个双功能酶，不具备专一性 B.光呼吸可以消耗掉多余的O2,减少自由 基产生，降低对细胞结构的损伤 C.较强的光呼吸对光合作用产物的积累是： 很有利的 D.持续强光照时突然停止光照，CO2释放量 先减少后增加至稳定 6.(2025·黄冈高三模拟)光呼吸是植物利用！ 光能，吸收O2并释放CO2的过程。研究者将 四种酶基因(GIO、CAT、GCL、TSR)导人水 稻叶绿体，创造了一条新的光呼吸代谢支路 (GCGT支路)，如图虚线所示。据图分析， 下列推测正确的是 HO+02 乙醇酸--GL0 02 卡尔文循环 H2021 乙醛酸乙醛酸GCGT c09 光呼吸 支路 PGA、ATP NADH甘氨酸CO] 甘油酸之丝氨酸cC及 NAD NADH CO2、NH(释放至胞外) ·155 得分 A.光呼吸时C5与O2的结合发生在线粒体 内膜上 B.在光呼吸中有ATP和NADPH的生成和 消耗 C.有GCGT支路的转基因植物发生了基因 突变 D.GCGT支路可以降低碳损失从而提高光 合效率 7.(2025·江苏南通二模)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，Rubi sco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 ( 光 叶绿体 过氧化 物酶体 线粒体 一E一甘油酸 CO Rubisco) 光 HO-H-H" 06,磷酸 F 乙醇酸 (CH2O) 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 8.生长于热带干旱地区的景天科植物白天气 孔开放程度小，夜间开放程度大，经过长期 适应和进化形成独特的固定CO2的方式，如 图所示。下列说法不正确的是 () 班级 姓名 CO 夜间 ·草酰乙酸 @ ② NADH 液泡 磷酸烯醇式 NAD 丙酮酸 苹果酸 苹果酸 ③ 丙酮酸← 苹果酸 C02 NADPH NADP+ 卡尔文 循环 白天 A.景天科植物白天气孔开放程度小，防止蒸 腾作用过度 B.景天科植物夜间CO2净吸收速率可能大： 于0 C.景天科植物白天pH小于夜间，利于暗反 应进行 D.景天科植物在夜间不能将CO2转化为糖 类等光合产物 9.(2025·河南信阳二模)钾是植物生长发育 的必需元素，主要生理功能包括参与酶活性 调节、渗透调节以及促进光合产物的运输和 转化等。研究表明，缺钾导致某种植物的气 孔导度下降，使CO2通过气孔的阻力增大； 羧化酶Rubisco(催化CO2的固定反应)活性 下降，最终导致净光合速率下降。如图是水 稻(C3植物)和玉米(C4植物)的光合作用碳 (暗)反应示意图。Rubisco酶可催化RuBP 与CO2反应，进行卡尔文循环，又可催化 RuBP与O2反应，进行光呼吸（绿色植物在 光照下消耗O2并释放CO2的反应)。该酶 的酶促反应方向受CO2和O2相对浓度的影 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的基粒非常发 达，维管束鞘细胞的叶绿体较大，没有或仅 有少量基粒。玉米的碳（暗）反应先在叶肉： ·156 得分 细胞中利用PEPC酶催化磷酸烯醇式丙酮 酸(PEP)与CO2反应生成C4,固定产物C 转运到维管束鞘细胞后释放CO,,再进行卡 尔文循环。回答下列问题： 水稻 C02 叶肉细胞 光呼吸 叶绿体 O2 Rubisco RuBP 卡尔文 4 ADP 循环 6-裤酸式》1 ATP Cs+ ATP (B-磷酸甘油醛)dAD 葡萄糖→淀粉DPD 玉米 C02 维管束鞘细胞 叶肉细胞 PEPC PEP C02 PEP 卡尔文叶 AMP NATP (1)叶片中光合色素的功能有 ,叶绿素含量的测定：先用有机溶剂 提取叶绿体中的光合色素，再根据各种色素 的吸收光谱特点，选择在 (A.红光 B.蓝紫光C.红光或蓝紫光D.红光和 蓝紫光)条件下测得光的吸收率，最后再 计算。 (2)光合作用的产物主要以淀粉的形式储存 在叶绿体中，一般不以葡萄糖或蔗糖的形式 储存，一方面淀粉不易溶于水，有利于维持 叶绿体中 的稳定，另一方面减少 等物质 的积累，避免对光合作用的抑制。从能量代 谢的角度看，光呼吸与有氧呼吸最大的区别 是 10.(2025·保定高三二模)根据光合作用中 CO2的固定方式，可将植物分为C3植物和 C4植物等类型。图1和图2分别是C3植物 和C4植物利用CO2的途径。请据图回答下 列问题： 班级 姓名 叶肉细胞 大气中 C ① 的CO2 (C02) 多种酶)② (CH,O) 图1 叶肉细胞 维管束鞘细胞 大气中 C02泵 (CO,) (CO2)+ 多种酶 的C02 低 C. 高 C. ADP+Pi ATP (CHO) 图2 1 35 15 9 20 630 正10 024487296 024487296 班 胁迫时间h 胁迫时间h 500 400 300 200 100 024487296 胁迫时间h ·对照组。-5%·10%-0-15%+20% 图3 (1)图1中所示过程发生在叶肉细胞叶绿 体的 结构中。 (填“C3” 或“C4”)植物适合生活在干旱地区，判定理 由是 (2)C3植物和C4植物CO2的固定方式可以 用 法进行研究，该研究中自变 ; 量是 ,观察指标是 (3)不同程度的干旱对某种C3植物光合作 用的净光合速率、气孔导度（大小与气孔开： 度呈正相关)、胞间CO2浓度影响如图3 所示。 ①据图3分析15%和20%的干旱在96h: 时，干旱不是主要通过气孔导度影响净光 合速率，判定理由是 ·157 得分 ②测定某种C4植物15%干旱条件下48h 的净光合速率与24h相比并未出现明显下 降，结合图1、图2、图3分析原因： 1.(2025·北京西城区高三期末)植物的光呼 吸是在光下消耗O2并释放CO2的过程，会 导致光合作用减弱、作物减产。研究人员 为获得光诱导型高产水稻，在其叶绿体内 构建一条光呼吸支路(GMA途径)。回答 下列问题： 叶绿体 乙醇酸 2-PG G酶 o1 A酶 *H02 H,O 乙醛酸 C021 M酶 GMA途径 苹果酸 →丙酮酸 卡尔文 循环 Cs 甘油酸 →3-PGA(C) CCHO) 乙醇酸← 甘油酸←一丝氨酸+ 丝氨酸 (G酶 CO 乙醛酸 甘氨酸 →甘氨酸 过氧化物酶体 线粒体 图1 A酶 GMA、 ,光呼吸 途径乙醇酸 C02/02↓ R酶与C0结合 R酶与0结合 C02/02 图2 (1)图1所示光呼吸过程中，O2与CO2竞争 结合 ,抑制了光合作用中的 阶段。同时乙醇酸从叶绿体进 入过氧化物酶体在G酶的参与下进行代 谢，造成碳流失进而导致水稻减产。 (2)研究人员将外源G酶、A酶和M酶的 基因导入水稻细胞，使其在光诱导下表达， 并在叶绿体中发挥作用。检测发现，转基 班级 姓名 因水稻的净光合速率、植株干重等方面均： 高于对照组。可利用图2所示模型解释其 原因，但图中存在两处错误，请圈出并 改正。 (3)研究人员测定了转基因水稻叶片中外 源G酶基因的表达量，以及G酶总表达量 随时间的变化情况（图3）。 15 2400C -oPFD 明 ·外源G酶 0●人 1800台 1200 -0总G酶 5 600 08g 0 81012141618/时 图3 ①外源G酶基因表达量与PFD(代表光合 有效光辐射强度)大致呈正相关，仅在14 时明显下降，由此推测外源G酶基因表达 除光强外，还可能受 等因素的影响。 ②据图3可知，12~14时 ,推测此时段转基因水稻 光呼吸增强。 (4)茎中光合产物的堆积会降低水稻结实 率而减产，而本研究中GMA途径的改造并 未降低水稻的结实率。结合上述研究将以 下说法排序成合理解释：尽管GMA途径促 进叶片产生较多光合产物→ →水稻茎中有机物不至于过度堆积而保证 结实率。 A.光呼吸增强使得光合产物未爆发式增加 B.光合产物可以及时运输到籽粒 C.G酶表达量的动态变化，使中午进入 GMA途径的乙醇酸未显著增加 附加练 1.科学家根据高等绿色植物固定CO2的机制， 将玉米定为C4植物。C4植物的叶肉细胞和 维管束鞘细胞整齐排列成双环，形象地被称： ·15 得分 为“花环型”结构，这两种不同类型细胞的叶 绿体，具有各自固定CO2的机制，如下图所 示。下列有关叙述错误的是 ( 叶肉细胞 维管束鞘细胞 C 8 +co时毁 ico] 低CPEP度 ADP+Pi ATP (内酸) C(CHO) 叶绿体有类囊体、无Rubisco酶 叶绿体无类囊体、有Rubiscof酶 A.玉米维管束鞘细胞和叶肉细胞间发达的 胞间连丝有利于保持细胞间频繁的物质 交换 B.玉米叶肉细胞和维管束鞘细胞中均可发 生水的光解和生成水 C.玉米叶肉细胞和维管束鞘细胞中均能发 生有机物的合成和分解 D.玉米叶肉细胞和维管束鞘细胞固定CO2 既需要酶催化又消耗能量 2.C4途径是除卡尔文循环(C3途径)外的另一 种独特的CO2固定途径，因固定CO2的初 产物是四碳化合物而得名，其光合作用过程 如图所示，研究表明，与C3植物细胞中的 Rubisco(可催化CO2固定)相比，C4植物叶 肉细胞中的PEP羧化酶具有非常高的CO? 亲和力，可固定低浓度的CO2。下列说法正 确的是 草酰乙酸(C) →苹果酸(C) 苹果酸(C) PEP羧化酶 RubiscoCa CO- 卡尔文 砗酸烯醇式 C,循环 丙酮酸(C) 丙酮酸C 丙可酸(Cs) 叶肉细胞 维管束鞘细胞 A.若给C4植物提供14CO2,则植株体内14C 的转移途径为14C0→14C4→14C3 B.C3植物和C4植物的暗反应阶段所需要 的NADPH和ATP均来自光反应阶段 C.不同植物固定CO2途径存在差异的根本 原因是它们的遗传物质存在差异 D.在低CO2浓度环境下，C4植物的光合作 用速率可能比C3植物高响细胞液渗透压的大小，从而影响保卫细！ 胞的吸水能力，进而影响气孔的开闭，故液 泡中与气孔开闭相关的主要成分有H,()、 K+和苹果酸等 (2)ATP的合成场所有①细胞质基质（细 胞呼吸的第一阶段)、②线粒体（有氧呼吸 的第二、三阶段)、④叶绿体的类囊体膜（光 合作用的光反应阶段)。PEP为磷酸烯醇 式丙酮酸，再根据丙酮酸可以进入线粒体 参与有氧呼吸第二阶段，推测PEP可转化 为丙酮酸进入线粒体基质，丙酮酸在酶的 作用下转化成乙酰辅酶A参与TCA循 环，产生含高能电子的NADH([H])和 C(),等，NADH中的高能电子通过电子传 递链最终传递给氧，产生ATP和H,()。 (3)结合图1，蓝光激活质膜上的AHA,消 耗ATP将H系出膜外，形成跨膜的H 浓度差（电化学势梯度），并提供电化学势 能驱动细胞吸收K+等离子，从而提高细 胞液浓度，促进细胞吸水，使气孔张开 (4)细胞中的PEP可以在酶作用下合成 OAA,并进一步转化成Mal,Mal 进入细 胞液中，使细胞内水势下降（溶质浓度提 高)，导致保卫细胞吸水，促进气孔张开 (5)结合图2可知，黑暗（叶绿体中不进行 光合作用，不能产生ATP)结束时，突变体 nttl淀粉粒面积远小于WT,且突变体nttl 的叶绿体失去运入ATP的能力，据此推测 保卫细胞淀粉大量合成需要依懶呼吸作用 提供ATP,A正确：结合图1可知，光照条 件会促进保卫细胞形成淀粉和NADPH, 淀粉水解相继形成G6P、PEP,PEP与C()2 反应生成的(OAA可被NADPH还原为 Ml,Mal进入液泡可促进细胞吸水，进而 促进气孔张开，故光照诱导WT气孔张开 与叶绿体淀粉的水解有关，B正确：突变体 nttl只是叶绿体失去运入ATP的能力，没 有失去进行光合作用的能力，C错误：结合 图2可以看出，与短时间(2)光照相比，较 长时间(8h)光照可使WT淀粉粒面积增， 大，因而推测，长时间光照可使WT叶绿 体积累较多的淀粉。 附加 1.答案 AB 解析 从图中可以看到，()2能结合R酶， 抑制了C(),固定的过程，A正确：乙醇酸从 叶绿体进入过氧化物酶体，会造成碳流失， 也会影响光合作用速率，进而造成减产，B! 正确：GMA途径能减少叶绿体中有机碳的 流失，并由于其释放的C()2缓解了叶绿体 中C),相对不足的情况，使得C更多参与 卡尔文循环，C错误：在叶绿体中发挥作用 的各种酶，大部分仍然是由核基因指导合成！ 的，因此上述外源基因也不能肯定均需导入 叶绿体，并由其独立表达，D错误。 2.答案 BCD 解析由黑暗变为光照，C的还原增加，短 时间内叶肉细胞中C3的含量会降低，A错 误：光照0.5min后，C()2吸收速率才显著 升高，说明此时光合作用暗反应过程才被激！ 活，光反应此时产生的NADPH和ATP才 能用于暗反应过程C3的还原，00.5min 光反应速率下降的原因是暗反应未被激活， 光反应产生的NADPH和ATP积累抑制 光反应，B正确：结合图示可以看出，0 0.5min,吸收的光能未被利用，以热能形式 散失，进而可保护光合色素、相关蛋白和叶 绿体结构等免受光损伤，C正确：0.5~ 2min,可有效转化为化学能（减少热能形式 散失的比例)，说明此时吸收的光能转变成 NADPH和ATP,而后可驱动暗反应过程， 进而有利于积累更多的有机物，D正确。 专题强化练4 1.答案 C 解析CAM植物晚上不能进行光合作用，！ A错误：CAM植物细胞液泡中储存的苹果· 酸脱羧也产生C()2,B错误；CAM桩物白天 气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的 C(),可用于光合作用，叶肉细胞的DH白天 逐渐升高，晚上气孔打开吸收C),,吸收的 C()通过生成苹果酸储存在液泡中，夜间 pH逐渐降低，C正确：吸收C(),不需要转！ 运蛋白，D错误 2.答案B 解析 从图中可以看到，晚上CAM桩物虽 然吸收C()2,但没有光照，不能进行光反应， 而光合作用包括光反应和暗反应，所以晚上 不能进行光合作用，A错误：在细胞呼吸过 程中，葡萄糖分解为丙酮酸，图中C可能是 丙酮酸：RuBP是卡尔文循环中固定C()2的 关键物质，存在于叶绿体的基质中，B正确： 从图中可知，白天CAM植物产生C),的部 位不仅有线粒体基质（有氧呼吸第二阶段产 生C()2),苹果酸分解也会产生C()2,C错 误：由图可知，晚上CAM植物将C()2以苹 果酸的形式储存在液泡中，并没有储存在叶 绿体中，D错误 答案 B 解析黑暗条件下，气孔打开，C()2吸收增 加，用于合成苹果酸，有机酸含量增加。 光 照增强气孔逐渐关闭，C()2吸收减少，苹果 酸分解加快，产生C)2用于暗反应。两条 曲线中，a曲线上升在前，所以a曲线表示 的是C()2吸收在24h内的变化，b曲线则 表示的是有机酸在24h内的变化，A正确； 验证该植物固定C()2的方式实验的自变量 是时间（白天和夜晚），不是干旱环境和正常 环境，B错误，C正确：这类植物晚上气孔打 开，吸收C()2生成苹果酸，白天气孔关闭， 苹果酸发生反应释放C()2用于光合作用，D 正确。 答案D 解析图中甲植物、乙植物分别为C植物 和C,植物，A错误：据题中条件无法判断两 种植物的呼吸速率，因此不能判断M,点处 两种植物叶片的光合速率相等，B错误； C1植物中固定C()2的酶存在于叶肉细胞的 细胞质基质和维管束鞘细胞的叶绿体基质 中，C错误：40min时乙植物叶片光合速率 等于呼吸速率，因此叶肉细胞光合速率大于 呼吸速率，D正确。 答案B 解析酶的专一性是指酶能够催化一种或 一类化学反应，Rubisc0既能催化C与C)2 反应，完成光合作用：也能催化C5与O2反 应，但仍具有专一性，A错误：光反应阶段产 生的高能电子会激发形成自由基，损伤叶绿 体，光呼吸过程中叶绿体，线粒体等多种细 胞器共同完成消耗O,生成C),的生理过 程，从而将光反应中积累的大量NADPH 和AT通过光呼吸消耗掉，即光呼吸可以！ 减少NADPH和ATP的积累，防止自由基 的形成，固而能避免叶绿体等被强光破坏， B正确；较强的光呼吸会消耗较多的光反应 产物ATP和NADPH,使光合作用减弱，因 此对光合作用产物的积累是不利的，C错 误：持续强光照时突然停止光照，光合作用 会减弱，而光呼吸并未立即停止，因此C()2 释放量先增加，随着光呼吸的消失，只剩细 胞呼吸释放C(),,故C),释放量减少，然后 稳定，D错误。 6.答案 D 解析 卡尔文循环的场所为叶绿体基质，图 中光呼吸代谢支路利用卡尔文循环中的 C5,故C5和O2的结合发生在叶绿体基质 中，A错误：GCGT支路中，甘油酸转化为 PGA过程中有ATP的消耗，在乙醛酸转化 为甘油酸过程中有NADPH的消耗，故由 GCGT支路分析可知，该过程有ATP和 NADPH的消耗，B错误：转基因属于基因 重组，而非基因突变，C错误：光呼吸代谢支 路(GCGT支路)可以将部分碳重新回收进 入卡尔文循环，有利于降低光呼吸消耗从而 提高光合速率，D正确。 7.答案D 解析由图可知，H十十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十Pi,D表示ATP, F表示RuBP,即C5,A正确；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 286· 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：Rubisco 位于叶绿体基质，玉米(C植物)通常比小 麦(C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：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。 8.答案 解析景天科植物采用苹果酸代谢途径，白 天气孔开放程度小，可减少水分的流失，防 止其在白天蒸腾作用过度，A正确：景天科 植物白天气孔开放程度小，夜间气孔开放程 度大，吸收的C()2可以合成苹果酸，故其夜 间C()2净吸收速率可能大于0，B正确：景天 科植物C),固定后能够在夜间转化为酸性 物质储存起来，而白天苹果酸分解形成C)。 用于暗反应，故其白天pH大于夜间，C错 误：由于景天科植物在夜间没有光反应提供 的ATP和NADPH,所以不能将C),转化 为糖类等光合产物，D正确 答案 (1)吸收、传递、转化光能A (2)渗透压3-磷酸甘油醛、葡萄糖 光呼 吸消耗能量，有氧呼吸产生能量 解析(1)叶片中光合色素具有吸收、传递 和转化光能。光合色素分为类胡萝卜素和 叶绿素，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿 素主要吸收红光和蓝紫光，所以叶绿素含量 的测定，应选择在红光条件下进行 (2)光合作用的产物主要以淀粉的形式储存 在叶绿体中，一般不以葡萄糖或蔗糖的形式 储存，一方面淀粉不易溶于水，有利于雏持 叶绿体中渗透压的稳定；另一方面，减少了 3-磷酸甘油醛、葡萄糖等物质的积累，避免 对光合作用的抑制。从能量代谢的角度看 光呼吸与有氧呼吸最大的区别在于：光呼吸 消耗能量，而有氧呼吸产生能量。 10.答案 (1)基质C 干早地区植物白天 气孔容易关闭，导致植物体内的C(),浓度 下降，C1植物比C植物固定C()2的能力 更强，因此更适应此环境(2)同位素示踪 植物种类和时间。带放射性标记的化合 物种类(3)①15%和20%的干早在96h 时，胞间C()2浓度高于其他组别，因此干早 不是主要通过气孔导度影响净光合速率 ②15%干早条件下24h~48h时，C3植物 气孔导度下降会导致胞间C),降低，但C 植物可利用“CO,泵”将低浓度C()2转为高 浓度C()2,从而减小对净光合速率的影响 解析(1)图1为光合作用暗反应阶段，场 所在叶绿体基质。千旱地区植物白天气孔 容易关闭，导致植物体内的C)2浓度下降， C1植物比C:植物固定C)2的能力强，因 此更适应此环境。(2)可以用同位素示踪 法研究C3植物和C1植物的C)2固定方 式，通过观察随时间变化细胞内出现带放 射性标记化合物的种类进行研究，因此自 变量为植物种类和时间，因变量为带放射 性标记的化合物种类。(3)①据图3分析 15%和20%的千旱在96h时，虽然气导 度最低，但胞间C()2浓度高于其他组别， 因此此时千旱不是主要通过气孔导度来影 响胞间C()2浓度进而影响净光合速率的。 ②15%千旱条件下24-48h时，C3桩物 气扎导度下降会导致胞间C)2浓度降低 但C1植物可利用“C)2系”将低浓度C) 转为高浓度C),,从而减小对净光合速率 的影响。 11.答案(1)R酶暗反应（或C)2的固定） (2)“A酶”改为“G酶、M酶、A酶”：GMA 途径使得C)2/)2个 (3)①气孔导度 C()2浓度、温度②内源G酶表达量显著 升高(4)C→A→B 解析(1)由图1知，C()2与R酶结合进 行C)2的固定，()2与R酶结合生成2 PG。在光呼吸过程中，()2与C)2竞争结合 R酶，这会抑制光合作用中暗反应的进行。 (2)通过将外源性G酶、A酶和M酶基因 导入水稻细胞获得了转基因水稻 与对照 组相比，这些转基因水稻在净光合速率和 植株千重等方面均表现出较高的水平，这 表明其R酶对C(),的亲和力更强，有利于 暗反应的进行。而图2只有A酶一种，要 想提高细胞内的C()2浓度，需要通过G酶 将乙醇酸转化为乙醛酸，乙醛酸经M酶的 催化生成苹果酸并进一步转化生成C), 如果只有A酶，则只能清除体内的过氧化 氢(H2()2),并不能增加C()2的浓度，故在 图2中需要将A酶更改为“G酶、M酶、A 酶” 若GMA途径有效，细胞内C(O2 浓 度将升高，因此图2中应该是GMA途径 使C)2/)2值上升，而不是降低。 (3)外源G酶基因的表达不仅受光强的影 响，还可能与气孔导度、C()2浓度、温度等 因素有关。 根据图3，在12至14时，总G 酶与外源G酶表达量的差值最大，这表明 内源G酶的表达量显著增加，推测这一时 段转基因水稻的光呼吸增强。 (4)本研究中的GMA途径政造并未降低 水稻的结实率」 合理的解释是：尽管 GMA途径增加了叶片产生的光合产物， 但外源G酶基因的表达不仅受光强影响， 还受到气孔导度、CO2浓度和温度等因素 的影响 这使得中午时进入GMA途径的 乙醇酸并未显著增加，因此光呼吸的增强 并未导致光合产物爆发式增加 这确保了 光合产物可以及时运输到籽粒，避免了水 稻茎部有机物的过度积累，从而保证了结 实率。因此，正确的顺序是C,AB。 附加练 1.答案 BD 解析 玉米雏管束鞘细胞和叶肉细胞整齐 排列成双环，之间有发达的胞间连丝，得以！ 保持细胞间频繁的物质交流，A正确；玉米 雏管束鞘细胞中无类囊体，不能进行水的光 解，B错误：玉米叶肉细胞和雏管束鞘细胞 中均能发生有机物的合成和分解，C正确； 玉米叶肉细胞和雏管束鞘细胞固定C()2不 需要消耗能量，D错误。 2.答案BCD 解析C1植株能进行C途径和C:途径， 若给C1植物提供11C()2,C1植株1C转 移途径为14C),,11C→1山C()2→11C 一 (11C,H)),A错误：由光合作用的过程可 知，C植物与C,植物的暗反应阶段利用的 NADPH和ATP都来自光反应阶段，B正 确：不同植物固定C()2的途径存在差异，这 是由于它们的遗传物质(DNA)存在差异 这些造传差异导致了酶的种类和活性的不 同，从而影响了植物对C)2的固定方式· C正确：由于C,植物叶肉细胞中的PEP羧 化酶具有非常高的C)2亲和力，可固定低 浓度的C()2,故C1植物能够利用较低浓度 的C)2进行光合作用，而C3植物则不能， 因此低浓度C)2条件下，C1植物的光合作 用速率可能比C3植物高，D正确。 专题强化练5 1,答案 C 解析 添加昼夜交替的LED光源以延长光 照时间，可增加光合作用，雏持大肠杆菌生 命活动，A正确：该工程菌中含有蓝细酋的 羧酶体基因，从而表现光合作用，因此可引 入蓝细的生物钟基因调控代谢节律，B正 确：敲除大肠杆菌分解葡萄糖的关键酶基 因，会导致大肠杆菌无法进行呼吸作用而死 亡，C错误；通过蛋白质工程修改固定C()2 的酶的结构以提升C()2固定效率，增强光 合作用速率，可减少大肠杆菌死亡，D正确。 2.答案 解析据题图分析可知，6：00之前有C(), 的消耗，18：00之后仍然有C()2的消耗，说 明这些时间段内都能进行光合作用，故一天 中的光合作用时间大于12小时，A正确：据 图可知，18：00时C()2吸收量接近0，净光 合速率接近0，此后细胞呼吸速率大于光合 速率，消耗更多的有机物，故大约18：00时 该植物千重最大，B正确中午曲线b吸收 C(。速率下降 代表净光合速率下降，但 是二氧化碳的消耗量增加，即总光合速率增 强，由于总光合速率=净光合速率十呼吸速 率，故曲线b下降的原因是该植物的呼吸速！ 率增强，C错误：据图可知，一天中呼吸作用 产生的C(),量可以通过计算两曲线(a和 b)之间围成的面积来得到。 这是因为曲线 a表示C(),消耗量，代表总光合速率，曲线 b表示C),吸收量，代表净光合速率，呼吸 速率=总光合速率一净光合速率，D正确。 3.答案 P 解析 从图中来看，“间欧光”下，在一 个光 周期内，叶绿体光反应产生的物质，恰好被 暗反应利用，在总光照时间相同的情况下， 间光照与连续光照相比，能产生更多的氧 气和吸收更多的二氧化碳，说明间歌光照条 件下光合作用合成的有机物更多，也就意味 着问欧光照能够提高光能利用率，A正确 光反应阶段需要光照，碳反应阶段有光无光 都可以进行，a C段既有光反应 也有碳反 应，c-e段在黑暗开始之前也有光反应，黑 暗开始之后，只有碳反应，没有光反应，B错 误：虚线表示()2释放速率的变化，实线表 示C(),吸收速率的变化，结合题图可知 S1十S2表示光反应释放的()2总量，S2十S 表示碳反应吸收的C()2总量，C正确：黑暗 开始一段时间后，C()2和C5生成C3,但不 能进行C的还原，C得不到补充，C减 ; 少，D正确 4.答案C 解析水是光合作用的原料，在光反应中水 在光照条件下分解产生H+、e一和()，，A正 确：据图可知，三组实验中花球的质量损失 率均随着时间延长而提高。由于②和③组 通过光合作用合成有机物，所以前3天②日 光组和③红光组的质量损失率低于①黑暗 组，B正确日光诱导气孔开放，导致蒸腾作 用增强从而散失较多水分，所以第4天②日 光组的质量损失率高于①黑暗组，C错误： 由于叶绿素分解加快，胡萝卜素和叶黄素的 颜色显现，所以第4天①黑暗组西兰花花球 出现褪色、黄化现象，D正确。 5.答案 解析 据甲图可知，光照强度为L2千勒克 司，温度分别为10℃、20℃和30℃时的光 合速度分别为2、4、4，A图符合题意。故 选A。 6 答案C 解析 如图为适宜条件下某植物叶片遮光 前后C()2吸收速率，若提高温度，光合作用 有关酶活性将会下降，因而A的面积可能 会缩小，A正确：遮光后，光合作用停止，但 呼吸速率正常进行，因而叶片细胞内仍有 ATP的生成，即细胞呼吸过程中有ATP 生B正确遮光后光反应停止，ATP 和 NADPH含量减少，则C3还原速率下降，而 二氧化碳的固定过程还在正常进行，因而短 时间内叶绿体中C含量会降低，C错误：停 止光照后，光反应立即停止，短时间内会释 放出大量的C()2,这一现象被称为“C)2的 : 猝发”，并且超过了黑暗条件下的呼吸作用， 说明遮光后短时间内除呼吸作用释放C()2 还有其他途径释放C)2,D正确。 答案B 解析 气孔导度随着C),浓度的升高而降 低，气孔导度达到最大时，C()2浓度较低，植 物的光合作用强度不一定最大，A错误：当 170ppmC)2浓度时，适当提高光照强度会 增加气孔导度，B正确：当光照强度为0， CO2浓度小于170ppm时，气孔导度随CO2 浓度增加而减小，C错误：气孔导度受C()2 浓度、光照强度、温度等多种环境因素的影 响，当C()2浓度和光照强度均不变时，气孔 导度也可能会发生改变，D错误 8.答案 D 解析 实验结果表明颖壳光合作用制造的 有机物可以转化为子房的重量，但不能得出 光合作用制造的有机物全部转化为子房的 重量的结论，D错误 9.答案D 解析光极限是指光合作用吸收C),量随 着光吸收的增加而上升的光吸收范围，在光 ! 极限范围内，随着光吸收的增加光合速率也 增大，A正确：C)2极限是指光合作用吸收 C(),量不再随着光吸收的增加而上升的光 吸收范围，C()2极限时，光合速率不再增加 。287· 可能与叶片气孔大量关闭有关，此时C()进 入气孔减少，暗反应减慢，B正确：C(),极限 时光照强度达到最大，光反应速率最大，较 极限前叶肉细胞中的NADPH、ATP含量 高，C3还原加快，故C3含量低，C正确：酶 活性需要适宜的温度，热带树木的光合机制 开始失效的临界温度平均约为46.7℃，热 带树木达到光合机制开始失效的临界平均 温度前随温度升高，相关酶活性降低，故光 合速率不会一直增加，D错误 0.答案 ) 解析B和R同时使用并没有看出明显好 于单独使用的株高数据，因而不能说明B 和R对株高具有协同作用，光合色素吸收 的是可见光，而光敏色素主要吸收的是红 光和远红光，D错误。 1. 答案(1)C)2、(O2和H2O叶片高度、叶 片类型、光照强度 大于 大于 光照 较弱 (2)阳叶在白天有太阳光照射期间，三种 高度的阳叶的净光合速率远大于同样高度 的阴叶 净光合速率除了受气孔导度影 响，还受到其他因素影响 (3)二氧化硅、碳酸钙和无水乙醇白上而 下的第3、4条色素带的宽度 解析 (1)植物体的生长过程要进行蒸腾 作用、光合作用和呼吸作用， 蒸腾作用落发 的水分主要通过气孔散发到大气中，光合 作用和呼吸作用过程中植物体可能会与外 进行 气体交换（氧气和 二氧化碳的交 些气体也是通过气孔进行交换的 在植物体的生长过程中，能通过气孔的 物质 主要有C), 、()2和H2)。根据图 知，影响叶片气孔导度大小的因素主 片高 片类型（阳叶或阴 及 光 在正 午(12 气扎导度 变 化 是阳 叶的气孔导 度大 于阴叶 高 处 叶 气扎导 大于低处 18 时因为 阳 光照 弱，所以各种叶片的气孔 (2)植物的生长速 的净 光 速 率 正相 ,即植物 生长速 取决 合 速 据图 2可知 白天 有 太 光 光期 三种高度的阳叶的净光合 远 同 高 度的 阴叶，所以植物的生 长 要 于依 图 三种阳叶的净 速 与图 ]中对应的气扎导度变化趋势 率相 同但 完 全相同，说明净 光合 率除 孔亭度影响】 (3)提取和分离叶片中色素的实验 中，研 叶片时要加入 碳酸钙和无水乙 醇，分离后在滤纸条上可得到四条色素带， 自上 下第3、4条是叶绿素色素带，可以 通过比较自上而下的第3、4条色素带的宽 度之 大小即可得知不同叶片中叶绿素含 量的多少并进行排序 2. 答案 (1)紫精灵、凯撒红非气孔 (2)上升高温使紫精灵的光合速率降低 对二氧化碳的利用减少 (3)类囊体薄膜NADP+和H D1蛋 白的修复 解析(])净光合速率=光合速率一 呼吸 速率，当净光合速率小于0时，光合速率小 于呼吸速率。从图中可知，高温处理后紫 精灵和凯撒红的净光合速率为负值，所以 光合速率小于呼吸速牵的是这两个。 高温 处理后气扎导度下降程度不明显，但胞间 二氧化碳的含量很高，可推测此时影响光 合速率的是非气孔限制因素 (2)高温处理后，紫精灵的净光合速率下 降，说明光合作用利用二氧化碳的速率降 低，而呼吸作用产生二氧化碳基本不变，所 以胞间C)2浓度上升。主要原因就是高 温使紫精灵的光合速率降低，对二氧化碳 的利用减少 (3)光反应的场所是类囊体薄膜，D1蛋白 参与光反应中的电子传递，所以D1蛋白 的分布场所是类囊体薄膜。光反应中，电 子经过传递，可用于NADP+和H+结合形 成NADPH。高温条件下威尼斯的FtsH2 活性最高，FtsH2能降解被损伤的D1蛋 白，重新装配成新的D1蛋白，有利于D] 蛋白的修复，从而雏持较高的光合速率以 抵御高温胁迫 答案(1)叶绿体类囊体薄膜作为还原 剂并提供能量 (2)高温、药物L 多株、