微专题2 二氧化碳固定方式的多样性及光呼吸（Word试题版）-【创新大课堂】2027年高三生物一轮总复习

**基本信息** 聚焦二氧化碳固定多样性及光呼吸，精选湖北、广东等多地模拟题，通过蓝细菌、C₄植物、CAM植物等真实情境，适配高中生物一轮复习核心知识巩固。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|3题|蓝细菌CO₂浓缩机制、C₄植物光合作用、CAM植物代谢|科学情境真实，结合结构与功能观，基础判断与机制分析结合| |填空题|1题|碳代谢途径、光呼吸、C₄与CAM植物CO₂固定差异|跨情境综合，突出进化与适应观，匹配高考命题趋势|

微专题2 二氧化碳固定方式的多样性及光呼吸 ［跟踪训练］ （2026·湖北襄阳一模） 1. 蓝细菌具有CO2浓缩机制，如下图所示。已知Rubisco是光合作用过程中催化CO2固定的酶，但其也能催化O2与C5结合，形成C3和C2，导致光合效率下降。下列相关分析正确的是（ ） A. 光合片层膜是蓝细菌细胞内的一种生物膜，其上有叶绿素和类胡萝卜素 B. CO2通过细胞膜和光合片层膜的方式分别为自由扩散和主动运输 C. 推测羧化体限制气体扩散可能是为了限制O2和CO2从羧化体出去 D. 推测O2不可能与CO2竞争性结合Rubisco的同一活性位点 （2026·广东一模） 2. 玉米的光合作用既有C4途径又有C3途径（如下图），PEP羧化酶对CO2具有较强亲和力。据图分析，下列说法正确的是（ ） A. 物质B为C3，它和PEP均可固定CO2 B. 卡尔文循环进行的场所是叶绿体基质 C. 为过程②提供能量的物质有ATP和NADH D. 在炎热夏季中午，叶肉细胞还可以生成淀粉 （2026·四川宜宾二模） 3. CAM（景天科）植物的气孔在夜间开放吸收CO2，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（ ） 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 （2026·宁夏银川模拟） 4. 高温、干旱和强光等非生物胁迫是影响植物光合作用的主要因素，自然界的植物丰富多样，对环境的适应也有差异；自卡尔文发现光合作用中碳元素的行踪后，又有科学家发现碳元素行踪的其他路径。请据图回答下列问题。 （1）图1是C3植物碳元素代谢途径的示意图，则物质①、④依次是________、_____________；D过程是__________。 （2）暗反应中CO2的固定是由Rubisco酶催化进行的，但O2也能与CO2竞争Rubisco酶，使该酶催化C5和O2反应，生成C3和CO2，此反应过程消耗ATP和NADPH，被称为光呼吸。光呼吸过程中，C5和O2反应的场所为__________； 该过程______（填“降低了”“促进了”或“不影响”）光合作用效率，同时使细胞内O2/CO2的值降低，有利于生物适应______（填“高氧低碳”或“低氧高碳”）的环境。 （3）图2是C4植物和CAM植物利用CO2途径的示意图，由图可知，C4植物是在不同_____________进行CO2的固定，而CAM植物是在不同_____________进行CO2固定。两种植物固定CO2的酶比C3植物多一种_________酶，从该酶功能的角度推测这两类植物更能适应高温、干旱的环境的原因是____________。 （4）典型的CAM植物如仙人掌在夜晚吸收的CO2不能立即用于C3途径，可能的原因是____________________。 微专题2 二氧化碳固定方式的多样性及光呼吸 ［跟踪训练］ （2026·湖北襄阳一模） 【1题答案】 【答案】B 【解析】 【分析】主动运输：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。 【详解】A、蓝细菌属于原核生物，没有叶绿体，其光合片层膜上含有叶绿素和藻蓝素等光合色素，而类胡萝卜素存在于叶绿体的类囊体薄膜等结构中，蓝细菌中没有类胡萝卜素，A错误； B、图中显示CO2通过细胞膜是通过自由扩散进行，而通过光合片层膜的方式为主动运输，因为该过程需要消耗能量，B正确； C、蓝细菌羧化体的蛋白质外壳通过限制内部CO2出去和限制外部O2的进入从而实现内部高CO2浓度，一方面能有效降低光呼吸，另一方面还能有效提高光合效率，C错误； D、Rubisco也能催化O2与C5结合，形成C3和C2，所以O2可能会与CO2竞争性结合Rubisco的同一活性位点，因此提高CO2浓度可以提高光合效率，D错误。 故选B。 （2026·广东一模） 【2题答案】 【答案】B 【解析】 【分析】光合作用的过程：①光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体薄膜）：水的光解产生NADPH与O2，以及ATP的形成；②暗反应阶段（场所是叶绿体的基质）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。 【详解】A、由图可知，B可参与CO2的固定，可知B为C5，A错误； B、卡尔文循环（即暗反应）进行的场所是叶绿体基质，B正确； C、②为C3的还原，光反应提供的ATP和NADPH可为其提供能量，C错误； D、由图可知，淀粉等有机物在维管束鞘细胞中合成，D错误。 故选B。 （2026·四川宜宾二模） 【3题答案】 【答案】B 【解析】 【分析】1、光合作用的过程： （1）光反应：发生在叶绿体的类囊体薄膜上。 ①水的光解​：H₂O在光能被吸收后分解为NADPH和O2，释放的氧气作为代谢副产物排出； ②​ATP的生成​：光能推动ADP与Pi结合形成ATP，储存活跃化学能； （2）暗反应阶段：暗反应（卡尔文循环）在叶绿体基质中进行，无需光照但依赖光反应产物。 ①CO2的固定​：CO2与RuBP（C5）结合生成C3（3-磷酸甘油酸），反应由Rubisco酶催化； ②C3的还原​：C3在ATP供能和NADPH供氢条件下被还原为（CH2O），同时再生出RuBP，形成循环； 2、据图分析：菠萝等植物以气孔白天关闭，其光合作用的二氧化碳来源于苹果酸和细胞呼吸，夜间气孔开放吸收的二氧化碳可以合成苹果酸。 【详解】A、从图中可以看到，晚上CAM植物虽然吸收CO2，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； B、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CO2的关键物质，存在于叶绿体的基质中，B正确； C、从图中可知，白天CAM植物产生CO2的部位不仅有线粒体基质（有氧呼吸第二阶段产生CO2），苹果酸分解也会产生CO2，C错误； D、由图可知，晚上CAM植物将CO2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。 故选B。 （2026·宁夏银川模拟） 【4题答案】 【答案】（1） ①. 氧气##O2 ②. C5 ③. 有氧呼吸第二、三阶段 （2） ①. 叶绿体基质 ②. 降低了 ③. 高氧低碳 （3） ①. 细胞 ②. 时间 ③. PEP羧化 ④. 该酶与无机碳的亲和力高于Rubisco （4）没有光照光反应不能正常进行，无法为暗反应提供充足的ATP和NADPH 【解析】 【分析】光合作用过程极为复杂，包括许多化学反应，根据是否需要光能参与，光合作用过程分为两个阶段。 【小问1详解】 图1是C3植物碳元素代谢途径的示意图。A表示光反应阶段、B表示暗反应阶段、C表示呼吸作用第一阶段、D代表的是呼吸作用的第二阶段和第三阶段，该过程发生的场所是线粒体。①是O2、②是NADP+、③ADP、Pi、④代表的是C5。 【小问2详解】 光呼吸中C5和O2反应，C5存在于叶绿体基质，故场所是叶绿体基质。光呼吸消耗ATP和NADPH，还释放CO2，减少了暗反应可用的ATP、NADPH和CO2，降低了光合作用效率。光呼吸使细胞内O2/CO2降低，说明环境中O2相对高、CO2相对低，即适应高氧低碳环境。 【小问3详解】 C4植物叶肉细胞和维管束鞘细胞分工，CO2固定在不同细胞（叶肉细胞、维管束鞘细胞）进行。CAM植物的晚上和白天CO2固定在不同时间（晚上叶肉细胞细胞质基质，白天叶肉细胞叶绿体）进行。两种植物特有的固定CO2的酶是PEP 羧化酶。PEP羧化酶能利用低浓度CO2（高温干旱时气孔关闭，CO2少，PEP 羧化酶可固定少量CO2），且在较低CO2浓度下仍高效工作，即该酶与无机碳的亲和力高于Rubisco，故更适应高温干旱环境（避免气孔开放丢失水分，又能固定CO2）。 【小问4详解】 CAM植物夜晚吸收CO2不能立即用于C3途径，因为夜晚无光照，光反应无法进行，无法为暗反应提供充足的ATP和NADPH。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $