2027届高三生物一轮复习课件：第13讲 光合作用拓展1

该高中生物学高考复习课件聚焦光合作用拓展、光呼吸、CO₂固定方式（C3/C4/CAM）及光抑制等核心考点，依据高考评价体系梳理对比表格、过程图解等内容，分析C4植物光合机制等高频考点，归纳对比分析、原因阐释等常考题型，体现备考针对性与实用性。 课件亮点在于“真题情境+素养导向”，结合2023湖南卷玉米光合作用真题，用科学思维比较C3/C4植物CO₂利用差异，突破“环境对光合速率影响”考点，培养结构与功能观、物质与能量观。提供光呼吸分析模板，助学生掌握答题逻辑，教师可据此开展专题训练，提升复习效率。

人教版 高中生物一轮复习 1 比较项目 光呼吸 细胞呼吸(暗呼吸) 底物 发生部位 反应条件 能量 共同点 消耗O2、释放CO2 糖类等有机物 细胞质基质、线粒体 光照或黑暗都可以 产生能量 一、光呼吸 1.概念 进行光合作用的细胞，在光照和高氧低二氧化碳情况下， 会以光合作用的中间产物为底物，吸收氧、释放二氧化碳。 Rubisco C5 2C3 C5 C2 C3 消耗ATP、NADPH (CH2O) C3 消耗ATP、NADPH CO2 (CH2O) O2多 CO2多 卡尔文循环 光呼吸 羧化 加氧 消耗ATP、NADPH Rubisco 即RuBP羧化/加氧酶 进入 卡尔文循环 O2 ②二氧化碳和氧气竞争性与Rubisco结合，当二氧化碳浓度高时，Rubisco催化RuBP与二氧化碳形成两分子3－磷酸甘油酸(PGA)，就是卡尔文循环中的C3，进行卡尔文循环；当氧气浓度高时，Rubisco催化RuBP与氧气形成1分子PGA(C3)和1分子磷酸乙醇酸(C2)，其中PGA进入卡尔文循环，而磷酸乙醇酸脱去磷酸基团形成乙醇酸，乙醇酸就离开叶绿体，走上了光呼吸的征途，这条路艰难而曲折，有害也有利。 之前那个呼吸叫做暗呼吸，在光照的条件下，消耗氧气，产生二氧化碳 3 比较项目 光呼吸 细胞呼吸(暗呼吸) 底物 发生部位 反应条件 能量 共同点 C2化合物 叶绿体、线粒体、过氧化物酶体 光照、高氧、低二氧化碳 消耗能量 消耗O2、释放CO2 糖类等有机物 细胞质基质、线粒体 光照或黑暗都可以 产生能量 2.光呼吸和细胞呼吸的对比 ①在强光或者干旱条件下，光呼吸加强，使得C5氧化分解加强，一部分碳以CO2的形式散失，减少了光合产物的形成和积累。农业生产上，适当抑制光呼吸，有利于有机物的积累 ②光呼吸过程中消耗了ATP和NADPH，即造成了能量的损耗。 3.光呼吸的危害 O2 5 ①强光、CO2不足时，光反应速率远大于暗反应速率，叶肉细胞中会积累ATP和NADPH，这些物质积累会产生自由基，自由基会损伤叶绿体；那么若将光呼吸加强，会消耗光反应过程中积累的ATP和NADPH，从而减轻对叶绿体的伤害。 ②在极度干旱、强光下，释放微量CO2，进行微量的光合作用 4.光呼吸的意义 O2 那么说到这，你会发现在干旱或者高辐射条件下，CO2进入受阻，那么植物还有哪些途径来解决这个问题 二、CO2的固定方式 依据固碳方式不同，可以将植物分为以下几类，用来适应环境 舒适区 光照强， 降水少 光照特强， 降水特少 环境 气孔关闭 12：00-14：00 和晚上 11：00-15：00 和晚上 白天关 晚上开 应对措施 有光合午休 不光合了 通过C4途径 浓缩CO2 通过CAM途径 浓缩CO2 那么影响气孔的开闭 2.C4途径 玉米的维管束鞘细胞和叶肉细胞紧密排列。 叶肉细胞中的叶绿体有类囊体，但没有Rubisco, 维管束鞘细胞中没有完整的叶绿体，但有Rubisco. 进行光反应 进行暗反应 C4植物主要集中在单子叶植物的禾本科中,包含很多的粮食作物，如玉米、高粱、小米等 为了富集更多的CO2，抵抗不良环境 2.C4途径 PEP：磷酸烯醇式丙酮酸 低 PEP 羧化酶 PEP羧化酶对CO2有强亲和力 Rubisco 当外界环境干旱，气孔导度减小时，C4植物就能利用细胞间隙低浓度的CO2继续生长，无光合午休 C4植物光呼吸较C3植物 低 C4植物是在不同细胞进行CO2的浓缩和固定， 来应对气孔关闭时间长的环境 胞间CO2浓度 0 C4植物 光合速率 (μmolCO2·m-2·s-1) C3植物 C4植物的CO2补偿点更低： 2.C4途径 C4植物的CO2饱和点更低： CO2浓缩过程中消耗了更多的ATP， 那么光反应产生的ATP不足,低CO2 就能达到最大光合速率 PEP羧化酶对CO2有强亲和力， 可以利用低浓度CO2，对其进行浓缩。 10 (景天酸代谢途径) 3.CAM途径 常见的CAM植物有菠萝、芦荟、兰花、百合、仙人掌等。 其特点是气孔夜间开放，但白天关闭，为了防止水分蒸发。 夜晚淀粉经糖酵解形成PEP 3.CAM途径 从而表现出夜间淀粉 ， 苹果酸 ，细胞液pH 。 减少 增加 下降 3.CAM途径 二、CO2的固定方式 大蓝85 白天，叶绿体进行光合作用时，需要的CO2直接来源于： 苹果酸脱羧和呼吸作用释放的CO2 CAM植物是在不同时间进行CO2的浓缩和固定 典例解析 C4途径和CAM途径都只起固定CO2的作用，最终还是要通过C3途径合成有机物。 ①玉米可以将光合产物及时转移 ②玉米的PEP羧化酶对CO2有较强的亲和力，能利用低CO2进行光合作用 ③玉米通过C4途径，实现对CO2的浓缩，使得胞间O2浓度较低，抑制光呼吸，减少能量的消耗 光抑制 植物的光合系统所接受的光能超过光合作用所能利用的量时，光合功能便降低，这就是光合作用的光抑制。 (1)光抑制机理：光合系统的破坏，PS Ⅱ是光破坏的主要场所。发生光破坏后的结果：电子传递受阻，光合效率下降。 (2)光抑制的主要防御机制 ①减少光吸收：植物体也可以通过叶运动(减少叶片与主茎的夹角)或叶绿体运动这种对强光的快速响应以减少对光的吸收，从而避免光抑制。 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部分避免光抑制。降低光饱和条件下的PSⅡ的光化学效率，可以避免光抑制破坏的发生。b.在强光下非光辐射能量耗散增加的同时，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。 ③进行光呼吸：C3植物的光呼吸有很高的能量需求。光呼吸可以防止强光和CO2亏缺条件下发生光抑制。 $