2027届高三生物人教版一轮复习课件微专题：C₃、C₄、CAM植物与光呼吸、光抑制综合突破

该高中生物学高考复习课件聚焦C₃、C₄、CAM植物光合机制及光呼吸、光抑制专题，依据高考评价体系梳理近3年考情，明确2025年C₄与C₃对比、2024年CAM适应机制等高频考点，以高温干旱逆境为情境，突出植物逆境适应与代谢机制的机理阐释考查要求。 课件亮点在于构建“结构-代谢-适应”知识脉络，结合2023年光抑制真题解析C₄空间分离、CAM时间分离等机制，培养生命观念（进化与适应观）和科学思维（分析综合），通过易错点（如光呼吸的保护作用）指导长句答题，助力学生掌握得分技巧，为教师提供高效复习教学方案。

C₃、C₄、CAM植物与光呼吸、光抑制综合突破专题 1. 光反应（类囊体薄膜），需要光参与 利用光能将水分解为O₂和H⁺，合成ATP、NADPH；为暗反应提供能量和还原剂。 2. 暗反应（叶绿体基质）有光无光即可 包括CO₂的固定（C₅与CO₂结合生成C₃）和C₃的还原 （C₃在ATP、NADPH、酶的作用下还原，一部分再生C₅，一部分生成有机物）。 3. 光反应与暗反应关系 光反应停止→ATP、NADPH不足→暗反应受阻； 暗反应受阻→ADP、Pi、NADP⁺不足→光反应受阻；两者紧密联系、缺一不可。 4 .C3植物光合午休原因：正午高温→部分气孔关闭→胞间CO₂降低→暗反应速率下降→光合作用速率下降（课本课后题光合午休原型） 课前读：3分钟 情境①：夏季晴朗正午，水稻（C3植物）光合速率明显下降（光合午休）；同环境玉米（C4植物）光合速率下降不明显。 情境②：干旱环境仙人掌（CAM植物），夜间气孔开放吸收CO₂；白天气孔关闭，减少水分散失。 情境③强光暴晒条件下，部分植物光合速率下降，发生光抑制。 强光、干旱逆境，不同植物光合作用差别巨大。这正是C₃、C₄、CAM特殊固碳途径，还有光呼吸、光抑制在起作用。本节课我们开展微专题综合突破，一起来理清逆境下植物光合适应机理。 导：3分钟 三考情分析 近3年考情 考点 2025年 陕-晋-宁-青卷 广西卷 强光逆境，光呼吸与光抑制的关联，设问光呼吸缓解光抑制的机理 甘蔗（C4）与水稻（C3）对比，PEP羧化酶“CO₂泵”浓缩CO₂、抑制光呼吸 2024年 广东卷 T20，10分 黑吉辽卷 T21，10分 光呼吸专项大题 干旱环境CAM植物时间分离的碳固定机制 2023山东卷 湖南卷 光抑制、过剩光能损伤PSⅡ、光能耗散保护机制 C₃植物净光合下降的原因 本专题属于光合大题压轴拉分板块，高频以高温、强光、干旱逆境为情境，侧重考查植物的逆境适应、代谢权衡，几乎不考机械背诵，重机理长句阐释。 学：16分钟 快速阅读资料42-45页光合作用的特殊类型：（8分钟） 1.圈画出C3/C4植物叶片结构上的区别（关于叶肉细胞和维管束鞘细胞），CO₂固定的不同（CO2固定的次数及对应的场所）。 2.圈画出CAM植物白天在正常情况和高温干旱情况下的CO2吸收情况；CAM植物在高温干旱情况下，白天和夜晚气孔的关闭情况，CO2吸收时间﹑固定（次数和场所）﹑还原。 3.圈画出光呼吸发生的条件﹑危害﹑意义 4.圈画出光抑制发生的条件﹑危害。缓解方法。 5.完成学案上的表格 C3植物CO2固定一次，场所叶肉细胞的叶绿体基质 C4植物CO2固定两次，第一次场所叶肉细胞的细胞质基质，被在PEP羧化酶的催化下，PEP固定；第二次场所维管束鞘细胞的叶绿体基质，在Rubisco的作用下，被C5固定 C3和C4植物 C3植物：光反应场所：叶肉细胞的类囊体薄膜，暗反应场所是叶肉细胞的叶绿体基质。一次CO2的固定，整个循环由RuBP(C5)与CO2的羧化开始到RuBP(C5)再生结束。 C4植物：光反应场所：叶肉细胞的类囊体薄膜，暗反应场所是维管束鞘细胞的叶绿体基质。两次CO2的固定，第一次：PEP+CO2→C4，（叶肉细胞的叶绿体基质） 第二次：RuBP+CO2→C3，（维管束鞘细胞的叶绿体基质） CO2的来源：细胞呼吸，C4的分解。PEP羧化酶被形象地称为“CO2泵”它提高了C4植物固定CO2的能力，使C4植物比C3植物具有较强光合作用(特别是在高温、光照强烈、干旱条件下)能力。 学：16分钟 快速阅读资料42-45页光合作用的特殊类型：（8分钟） 1.圈画出C3/C4植物叶片结构上的区别（关于叶肉细胞和维管束鞘细胞），CO₂固定的不同（CO2固定的次数及对应的场所）。 2.圈画出CAM植物白天在正常情况和高温干旱情况下的CO2吸收情况；CAM植物在高温干旱情况下，白天和夜晚气孔的关闭情况，CO2吸收时间﹑固定（次数和场所）﹑还原。 3.圈画出光呼吸发生的条件﹑危害﹑意义 4.圈画出光抑制发生的条件﹑危害。缓解方法。 5.完成学案上的表格 C3植物CO2固定一次，场所叶肉细胞的叶绿体基质 C4植物CO2固定两次，第一次场所叶肉细胞的细胞质基质，被在PEP羧化酶的催化下，PEP固定；第二次场所维管束鞘细胞的叶绿体基质，在Rubisco的作用下，被C5固定 条件：高O2,CO2浓度低。 光反应＞暗反应，光能过剩， 过多的NADPH积累 学：16分钟 2.圈画出CAM植物白天在正常情况和高温干旱情况下的CO2吸收情况；CAM植物在高温干旱情况下，白天和夜晚气孔的关闭情况，CO2吸收时间﹑固定（次数和场所）﹑还原。 CAM植物在正常情况下白天气孔打开吸收和固定CO2。固定一次。 干旱条件下，CAM植物夜晚气孔打开吸收CO2。白天气孔关闭。 高温干旱环境下,CAM植物气孔只有晚上开放，将CO2生成苹果酸等进行固定；白天气孔关闭，苹果酸等则由液泡转入叶绿体中再释放CO2，通过卡尔文循环转变成糖。这是植物对干旱环境的适应。 CAM植物对CO2的两次固定在时间上是分开的：在晚上固定CO2，在白天固定CO2。 白天进行光合作用暗反应的CO2来源，不再考虑外界环境中的CO2。 CAM植物 学：16分钟 快速阅读资料42-45页光合作用的特殊类型：（8分钟） 1.圈画出C3/C4植物叶片结构上的区别（关于叶肉细胞和维管束鞘细胞），CO₂固定的不同（CO2固定的次数及对应的场所）。 2.圈画出CAM植物白天在正常情况和高温干旱情况下的CO2吸收情况；CAM植物在高温干旱情况下，白天和夜晚气孔的关闭情况，CO2吸收时间﹑固定（次数和场所）﹑还原。 3.圈画出光呼吸发生的条件﹑危害﹑意义 4.圈画出光抑制发生的条件﹑危害。缓解方法。 5.完成学案上的表格 C3植物CO2固定一次，场所叶肉细胞的叶绿体基质 C4植物CO2固定两次，第一次场所叶肉细胞的细胞质基质，被在PEP羧化酶的催化下，PEP固定；第二次场所维管束鞘细胞的叶绿体基质，在Rubisco的作用下，被C5固定 条件：高O2,CO2浓度低。 光反应＞暗反应，光能过剩， 过多的NADPH积累 光呼吸：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C3(PGA)，；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)，进行光呼吸。 场所：叶绿体﹑线粒体 危害：消耗ATP、NADPH，消耗光合产物，降低有机物积累量，降低光合产物产量。 意义：①强光低CO₂条件下，消耗过剩的ATP、NADPH，缓解光抑制，保护光合结构；②产生CO2，有利于光合作用的进行 评：9分钟 光呼吸 光抑制： 产生机制：当光照强度超过叶绿体所能利用的最大光能时，过量光能会引起叶肉细胞内NADP+不足（光合色素过量吸收光能产生的电子会超过NADP+的可利用量）,此时过量的电子导致光有毒物质（如活性氧）的产生。 危害：光有毒物质会攻击PSⅡ中的DI蛋白﹑膜结构﹑核酸等物质，损坏光合结构，使光合速率下降。 评：9分钟 光抑制 评：9分钟 光呼吸与一般有氧呼吸的比较: 从能量代谢的角度看,光呼吸和有氧呼吸最大的区别是________________________。 光呼吸消耗ATP(能量),有氧呼吸产生ATP(能量) 学：按下面问题顺序讨论 8分钟 1.PEP羧化酶相比于Rubisco酶的优势是什么？ 2.水稻在晴朗白天进行光合作用暗反应时CO2的来源？CAM植物光合作用进行暗反应的时间及CO2的来源？ 3. 从碳代谢、水分代谢角度，分析CAM植物能适应荒漠极端干旱的机理。 4.强光条件下，光呼吸增强为什么可以缓解光抑制？ 5. 结合CO₂浓缩机制、光呼吸、光抑制，综合说明C4植物夏季高温强光下产量高于C3植物的全部原因。(卓越，清北做) 思考提示：光抑制产生条件：光反应速率＞暗反应速率，光能过剩，损伤PSⅡ光合结构。 14 自由展：5分钟 1.回答声音要洪亮，用语要规范： 我提问 我回答 我展示 我质疑 我补充 2.提问、质疑、回答要面向所有同学，先阐述清楚自己的观点。 3.补充、质疑的同学不能重复前面内容 4.没有展示的同学，认真聆听，做好笔记 5. 学生互评规则 - 点评对方是否答出踩分关键词 - 指出逻辑漏洞、术语错误、遗漏点 - 优化长句答题语序 15 预设展：4分钟 1.PEP羧化酶对CO2的亲和力远高于Rubisco酶；几乎不结合O₂，即使胞间CO2浓度很低，仍然可以高效固定CO2，不易发生光呼吸。而Rubisco酶既能结合CO2，也可结合O2，低CO2、高氧条件下触发光呼吸。 2.水稻暗反应CO2来源：外界环境吸收的CO₂ + 细胞呼吸（线粒体）产生的CO₂。CAM植物：暗反应发生在白天；CO2来源：液泡中苹果酸分解释放的CO₂ + 细胞呼吸产生的CO₂。 3.①水分代谢：夜间气孔开放，白天气孔关闭，极大减少蒸腾作用失，降低水分消耗。②碳代谢：夜间PEP固定CO₂合成苹果酸储存在液泡；白天苹果酸分解释放CO₂，进行卡尔文循环合成有机物；，在保水的同时完成光合作用，适应极端干旱 4.强光条件，光反应速率大于暗反应速率，产生大量过剩ATP、NADPH（光能过剩），容易损伤PSⅡ光合结构，发生光抑制。光呼吸增强可以消耗多余的ATP、NADPH，消耗多余光能，减轻光反应系统压力，保护光合结构，从而缓解光抑制。 16 5.①CO2浓缩机制：C₄植物花环结构+PEP羧化酶，气孔部分关闭时仍可富集CO2到维管束鞘细胞，暗反应持续高效进行，几乎无光合午休。 ②抑制光呼吸：维管束鞘细胞局部高CO2，Rubisco主要结合CO2，光呼吸被强烈抑制，减少有机物的消耗。 ③缓解光抑制：暗反应速率维持较高水平，可以及时消耗光反应产物ATP、NADPH，减少光能过剩，降低光抑制对光合结构的损伤。 综上，高温强光下C₄植物有机物积累更多，产量高于C₃植物。 特别提醒： 1. ❌ 误区：光呼吸是完全浪费的无效反应 ✅ 正解：光呼吸不是完全无效的副反应，逆境下是保护性代谢，缓解光抑制、保护光合系统 2. ❌ 误区：C4和CAM代谢机制相同 ✅ 正解：C4是空间分离（叶肉/维管束鞘）；CAM是时间分离（昼/夜） 3. ❌ 误区：光抑制只由强光引起 ✅ 正解：强光+暗反应跟不上，光能过剩才会发生 光抑制不是单纯强光导致，是光反应速率大于暗反应速率，光能过剩才会发生 4. ❌ 误区：所有植物光呼吸强度一致 ✅ 正解：C3>>C4、CAM，这是作物产量差异的核心原因 评：3分钟 易混易错 完成学案上： 构建C3、C4、CAM & 光呼吸、光抑制的知识要点脉络图 提示：1. 三类植物：空间分离（C4）、时间分离（CAM） 2. 光呼吸：耗能、保结构、缓光抑制 3. 光抑制：光能过剩→损伤光合机构 4. 高考核心：结构→代谢→环境适应→产量差异 织：3分钟 19 $