2026届高三生物二轮复习课件《光呼吸及二氧化碳浓缩机制》

该高中生物学高考复习课件聚焦光合作用中的光呼吸、C4途径及CAM途径等核心考点，依据高考评价体系梳理其定义、过程及生理意义，结合近五年真题分析“光呼吸影响”“C4/CAM适应机制”等高频考点分布，归纳概念辨析、过程分析及实验设计等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题情境+对比建模+素养提升”策略，如以2024年光呼吸净光合速率计算题为载体，运用对比表格分析光呼吸与细胞呼吸差异，培养科学思维和生命观念。通过2021年CAM植物实验设计题，指导变量控制与结果预期书写技巧，助力学生掌握答题规范，教师可据此强化考点突破，提升复习效率。

现象：盛夏正午，光照最强、温度最高的时候，农作物长势反而变慢，光合效率明显下降，有机物积累变少。 【情境】 原因：高温强光下，植物气孔关闭，体内会启动一种只在光照下发生、会消耗有机物、释放二氧化碳的特殊生理过程。它和全天都进行的细胞呼吸不一样，有光才出现、光照越强越明显。 返回 前沿热点1 光呼吸、　C4植物(C4途径)、 景天科植物(CAM途径) 县域帮扶（哈六中--呼玛高中） 2026.05 返回 1.光呼吸定义 光呼吸是进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下，吸收O2并放出CO2的过程。 ①卡尔文循环中CO2固定的酶(Rubisco)具有两面性即O2和CO2竞争Rubisco酶 a.环境中CO2浓度高、O2浓度低时: C5+CO2 2C3 Rubisco b.在光下，当O2浓度高、CO2浓度低时: C5+O2 C2+C3 Rubisco 2C2+O2 C3+CO2 ATP、NADPH 酶 一、光呼吸 NADPH NADPH 返回 2、光呼吸的有利影响：强光时，产生更多的ATP和NADPH,这些物质积累会产生自由基从而损伤叶绿体，对植物代谢有影响，而强光下，光呼吸加强，会消耗光反应过程中积累的ATP和NADPH，可减轻这些物质对叶绿体的伤害。 一、光呼吸 3、光呼吸的不利影响：消耗暗反应的底物C5,导致光合作用减弱，农作物产量低 返回 返回 项目反应 光呼吸 细胞呼吸（有氧呼吸） 底物 发生部位 与光照的关系 能量 共同点 C₂和O₂ 叶绿体、线粒体 细胞质基质、线粒体 光照 有光/无光均可 消耗能量 产生能量 消耗O₂、释放CO₂ 糖类等有机物 4、光呼吸与细胞呼吸的比较 返回 经典真题 1.（2024·高考真题）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。 返回 (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______（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__ ____。 光呼吸 呼吸作用 随着光照增强，光呼吸增强，转基因株系1和2降低了光呼吸，净光合速率比Wt更高 返回 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______。 不能 总光合速率=净光合速率+光呼吸速率+细胞呼吸速率，无法获得株系1准确的光呼吸、细胞呼吸产生 CO2的速率，不能计算株系1的总光合速率 返回 途径、 （景天酸代谢）途径 光合作用的暗反应过程被称为碳同化。高等植物固定 的方式，除了有 教材中介绍的卡尔文循环途径 外，为了适应高温干旱的环境，某些 植物还进化出了其他一些固定的方式，如途径CAM途径。 途径途 返回 10 1.植物和植物固定 方式的比较 （1）途径的固定是通过羧化酶来实现的； 途径的固定是 通过羧化酶催化完成的，羧化酶催化 连接到上形成四碳酸。这两种 酶对的亲和力不同，羧化酶对 的亲和力比 高出60多倍，有利于 玉米等植物在叶肉细胞中把大气中含量很低的以的形式固定下来，形成 后 进入维管束鞘细胞并释放，故羧化酶被形象地称为“ 泵”。 （2）植物的固定仅在叶肉细胞中完成。植物的两次 固定在空间上分开： 在叶肉细胞内固定形成 ，在维管束鞘细胞中再次被固定形成 。 （一）C4 途径 返回 2．C4途径 返回 2.(2022·全国甲卷，29)根据光合作用中CO2的固定方式不同，可将植物分为C3植物和C4植物等类型。C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。CO2补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度。回答下列问题： (1)不同植物(如C3植物和C4植物)光合作用光反应阶段的产物是相同的，光反应阶段的产物是________________________(答出3点即可)。 (2)正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是__________________________________________________(答出1点即可)。 O2、NADPH和ATP 叶片自身呼吸作用需要消耗一部分光合产物 经典真题 (3)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 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 返回 （二）景天科植物(CAM途径) 途径指生长在热带或亚热带干旱及半干旱地区的一些肉质植物所具有的一种光合固定 的附加途径。该途径的特点是 植物气孔只在晚上开放,吸收 并固定生成苹果酸储存在液泡中,白天气孔关闭,苹果酸则由液泡转入细胞质中，经脱羧释放 ,再通过卡尔文循环转变成糖类。这是植物对干旱环境的适应。 返回 思考 1.白天，植物进行光合作用的 来源是什么？ 液泡中储存的苹果酸脱羧释放的和细胞呼吸产生的 。 2.夜晚， 植物能否进行卡尔文循环？为什么？ 不能。植物虽然在夜晚可以吸收 ，但没有光反应为暗反 应提供和 。 情境突破2 特殊代谢类型分析 返回 15 3.(2021·全国乙卷，29)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。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，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题： (1)白天叶肉细胞产生ATP的场所有____________________________。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和____________释放的CO2。 (2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止_______________________________，又能保证____________正常进行。 叶绿体、细胞质基质、线粒体 细胞呼吸 蒸腾作用过强导致植物过度失水 光合作用 经典真题 返回 (3)若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。(简要写出实验思路和预期结果) 　实验思路：取若干长势相同的植物甲，平均分为A、B两组；将A组置于干旱条件下培养，B组置于水分充足的条件下培养，其他条件相同且适宜；一段时间后，分别测定两组植物甲白天和夜晚液泡中的pH。 预期结果：B组液泡中的pH白天和夜晚无明显变化，A组液泡中的pH夜晚明显低于白天。 经典真题 返回 1.生活在干旱地区的一些植物（如景天科多肉植物）具有特殊的CO₂固定方式，如下图。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，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO₂可用于光合作用。下列叙述正确（　） 随堂小练 返回   A．夜晚与白天固定CO₂的过程均发生在叶绿体基质中 B．白天用于光合作用的CO₂仅来源于苹果酸的脱羧反应 C．若白天外界CO₂浓度突然降低，光合速率不会迅速下降 D．夜晚气孔开放时，可同时进行光合作用和细胞呼吸 √ 返回 2 [不定选]甘蔗、玉米等一些植物的叶片具有特殊的结构，其叶肉细胞中的叶绿体有基粒，而维管束鞘细胞中的叶绿体不含基粒。维管束鞘细胞周围的叶肉细胞可以利用羧化酶固定较低浓度的 ，并转移到维管束鞘细胞中释放，参与光合作用的暗反应，其主要过程如图所示。请结合这些内容判断，下列说法中正确的是( ) 随堂小练 返回 20 A.维管束鞘细胞的叶绿体不能进行光反应，但能进行暗反应 B.维管束鞘细胞中暗反应过程不需要和 C.羧化酶对环境中较低浓度的 具有富集作用 D.甘蔗、玉米等植物特殊的结构和功能，使其更适应高温干旱环境 √ √ √ 返回 21 [解析] 维管束鞘细胞的叶绿体无 基粒，不能进行光反应，但仍能 进行暗反应生成糖类，A正确； 维管束鞘细胞中暗反应过程需要 和，B错误；羧化酶可将较低浓度的 与某种三碳化合物结合生成四碳化合物，并从叶肉细胞运输至维管束鞘细胞中释放出来，因此其对低浓度 具有富集作用，C正确；甘蔗、玉米等植物特殊的结构和功能，使其在气孔关闭的条件下仍能有效利用低浓度的 ，既减少了蒸腾作用，又保证了光合作用的进行，所以它们能更好地适应高温干旱环境，D正确。 返回 22 3 [2024·福建漳州三模] 落地生根、景天等 景天科植物具有一个很特殊的二氧化碳同化方 式，该类植物夜晚气孔开放，白天气孔关闭， 其气孔开、闭情况及相关代谢途径如图所示。 回答下列有关问题： （1）景天科植物夜晚利用二氧化碳的场所是____________，该类植物夜晚气孔开放，白天气孔关闭的生物学意义是____________________________________________________________________________________________________，气孔开闭的特点与其生活环境相适应，推测景天科植物生活的环境的特点可能是___________。 细胞质基质 白天气孔关闭，能降低蒸腾作用，有利于减少水分散失，夜间气孔开放，可以吸收，用于白天进行光合作用 干旱炎热 随堂小练 返回 23 [解析] 根据图示信息,夜晚二氧化碳进入细胞 质基质先生成 ，再生成草酰乙酸，最后 生成苹果酸储存在液泡中，因此景天科植物 夜晚利用二氧化碳的场所是细胞质基质。该 类植物夜晚气孔开放，白天气孔关闭，这样 能在白天降低蒸腾作用，减少水分散失，夜间气孔开放，可以吸收 ，用于白天进行光合作用，因此比较适合在干旱炎热的地区生长。 返回 24 （2）景天科植物在进行卡尔文循环过程中， 提供能量的物质是______________，若只在白 天提高大气中的二氧化碳浓度，则景天科植物 的光合速率将______，判断依据是__________ 和 不变 景天科植物白天气孔关闭。 [解析] 景天科植物在进行卡尔文循环过程中，和 都能提 供能量，同时 还可作为还原剂。景天科植物白天气孔关闭， 因此只在白天提高大气中二氧化碳浓度对其光合速率无影响。 返回 25 （3）景天科植物叶肉细胞细胞质中丙酮酸的 去向及参与的生理过程有__________________ ________________________________________ ______________________________________ （写出两个）。 丙酮酸生成丙糖磷酸再进入叶绿体合成淀粉，在有氧呼吸过程中，丙酮酸进入线粒体参与有氧呼吸第二阶段 [解析] 根据图示信息,白天苹果酸分解产生的丙酮酸生成丙糖磷酸再 进入叶绿体合成淀粉，另外在有氧呼吸过程中，丙酮酸进入线粒体 参与有氧呼吸第二阶段。 返回 26 （4）在极其恶劣的条件下，景天科植物会在 夜晚关闭气孔，而在其体内进行碳循环，假设 其他过程不受影响，则这一机制______ （填“能”或“不能”）使植物正常生长，原因是 ________________________________________ ___。 不能 该机制下，一天内植物几乎没有有机物的积累 [解析] 由题图信息可知，如果景天科植物夜间关闭气孔，会使植物 无法从外界吸收 ，植物体一天内的体内碳循环无法积累有机物， 因而植物不能正常生长。 返回 27 Lavf58.76.100 $