高三生物第一輪復(fù)習(xí)：光合速率的測定方法++課件

考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)：探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)裝置(1)自變量如何設(shè)置？(2)因變量如何設(shè)置？(3)無關(guān)變量如何控制？NaHCO3緩沖液（富含CO2的清水）的作用是：維持裝置中CO2濃度的穩(wěn)定，為光合作用提供CO2P772.(2022·海南卷)某小組為了探究適宜溫度下CO2對(duì)光合作用的影響，將四組等量菠菜葉圓片排氣后，分別置于盛有等體積不同濃度NaHCO3溶液的燒杯中，從燒杯底部給予適宜光照，記錄葉圓片上浮所需時(shí)長，結(jié)果如圖。下列有關(guān)敘述正確的是(

)BA.本實(shí)驗(yàn)中，溫度、NaHCO3濃度和光照都屬于自變量B.葉圓片上浮所需時(shí)長主要取決于葉圓片光合作用釋放氧氣的速率C.四組實(shí)驗(yàn)中，0.5%NaHCO3溶液中葉圓片光合速率最高D.若在4℃條件下進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)，則各組葉圓片上浮所需時(shí)長均會(huì)縮短

圖1是某高等綠色植物成熟綠葉組織在某光照強(qiáng)度和適宜溫度下，光合作用強(qiáng)度增長率隨CO2濃度變化的情況。圖2為從生長狀況相同的植物葉片上剪出大小、部位相同的若干圓葉片，抽取葉片細(xì)胞內(nèi)的氣體，平均分成若干份，然后置于不同濃度的NaHCO3溶液中，給予相同的一定強(qiáng)度光照，測量圓葉片上浮至液面所需時(shí)間，其記錄結(jié)果繪成曲線圖。下列分析錯(cuò)誤的是A.圖1中在d點(diǎn)時(shí)光合速率達(dá)到最大，此時(shí)限制光合速率的主要環(huán)境因素可能是光照強(qiáng)度B.圖1中c點(diǎn)與b點(diǎn)相比，葉綠體中[H]的合成速率不變C.從圖2分析，bc段曲線平緩的限制因素可能是光照強(qiáng)度，而c點(diǎn)以后曲線上行，其原因最可能是NaHCO3濃度過大，導(dǎo)致細(xì)胞失水，從而影響細(xì)胞代謝D.適當(dāng)增加光照強(qiáng)度重復(fù)圖2實(shí)驗(yàn)，b點(diǎn)將向下移動(dòng)B（不定項(xiàng)）利用裝置甲，在相同條件下分別將綠色植物E、F的葉片制成大小相同的葉圓片，抽出空氣，進(jìn)行光合作用速率測定。圖乙是利用裝置甲測得的數(shù)據(jù)繪制成的坐標(biāo)圖。下列敘述正確的是（

）

A.從圖乙可看出，F(xiàn)植物適合在較強(qiáng)光照下生長B.光照強(qiáng)度為1klx時(shí)，裝置甲中放置植物E的葉圓片進(jìn)行測定時(shí)，液滴左移C.光照強(qiáng)度為3klx時(shí)，E、F兩種植物的葉圓片產(chǎn)生氧氣的速率相等D.光照強(qiáng)度為6klx時(shí)，裝置甲中E植物葉圓片比F植物葉圓片浮到液面所需時(shí)間短BD第9講光合作用與能量轉(zhuǎn)化（第5課時(shí)）考點(diǎn)2三率測定的3種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ湍Ｐ?液滴移動(dòng)法典例1、（不定項(xiàng)）某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置若干組，在室溫25℃下進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)，下列對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中裝置條件及結(jié)果的敘述錯(cuò)誤的是（

）A.若X溶液為CO2緩沖液并給予光照，液滴移動(dòng)距離可表示凈光合作用強(qiáng)度大小B.若要測真光合強(qiáng)度，需另加設(shè)一裝置遮光處理，X溶液為NaOH溶液C.若X溶液為清水并給予光照，光合作用大于細(xì)胞呼吸時(shí)，液滴右移D.若X溶液為清水并遮光處理，消耗的底物為脂肪時(shí)，液滴左移CP85.1黑暗條件，單位時(shí)間液滴左移距離表示有氧呼吸速率光照條件，單位時(shí)間液滴右移距離表示凈光合速率真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率變式（不定項(xiàng))如圖為測定細(xì)胞代謝相關(guān)速率的實(shí)驗(yàn)裝置。下列敘述正確的是（

）A.測定植株的呼吸速率時(shí)，應(yīng)在黑暗條件下進(jìn)行B.測定植株的呼吸速率時(shí)，小燒杯的液體應(yīng)為清水C.可直接測定植株實(shí)際光合速率。D.測定植株的凈光合速率時(shí)，應(yīng)在光下進(jìn)行，且小燒杯的液體應(yīng)為NaHCO3溶液AD光合作用和細(xì)胞呼吸實(shí)驗(yàn)探究中常用實(shí)驗(yàn)條件的控制①增加水中O2——泵入空氣或吹氣或放入綠色水生植物；②減少水中O2——容器密封或油膜覆蓋或用涼開水；③除去容器中CO2——?dú)溲趸c溶液；④除去葉中原有淀粉——置于黑暗環(huán)境中；⑤除去葉中葉綠素——酒精隔水加熱；⑥除去光合作用對(duì)呼吸作用的干擾——給植株遮光；⑦如何得到單色光——棱鏡色散或薄膜濾光；⑧線粒體提取——細(xì)胞勻漿離心。（2019·全國卷Ⅱ，31）（節(jié)選）回答下列與生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)的問題。通常，對(duì)于一個(gè)水生生態(tài)系統(tǒng)來說，可根據(jù)水體中含氧量的變化計(jì)算出生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物的總初級(jí)生產(chǎn)量（生產(chǎn)者所制造的有機(jī)物總量）。若要測定某一水生生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物的總初級(jí)生產(chǎn)量，可在該水生生態(tài)系統(tǒng)中的某一水深處取水樣，將水樣分成三等份，一份直接測定O2含量（A）；另兩份分別裝入不透光（甲）和透光（乙）的兩個(gè)玻璃瓶中，密閉后放回取樣處，若干小時(shí)后測定甲瓶中的O2含量（B）和乙瓶中的O2含量（C）。據(jù)此回答下列問題。在甲、乙瓶中生產(chǎn)者呼吸作用相同且瓶中只有生產(chǎn)者的條件下，本實(shí)驗(yàn)中C與A的差值表示這段時(shí)間內(nèi)

；C與B的差值表示這段時(shí)間內(nèi)

；A與B的差值表示這段時(shí)間內(nèi)

。生產(chǎn)者凈光合作用的放氧量生產(chǎn)者光合作用的總放氧量生產(chǎn)者呼吸作用的耗氧量模型2黑白瓶法——測溶氧量的變化例6

高一生物科研興趣小組從校博雅湖的某一深度取得一桶水樣，分裝于六對(duì)密封黑白瓶中(白瓶為透明瓶，黑瓶為不透光瓶)，剩余的水樣測得初始溶氧量為10mg/L。將六對(duì)密封黑白瓶分別置于六種不同的光照條件下(由a→e逐漸加強(qiáng))，其他條件相同，24小時(shí)后，實(shí)測獲得六對(duì)黑白瓶中溶氧量，記錄數(shù)據(jù)如下。下列分析錯(cuò)誤的是光照強(qiáng)度(klx)0(黑暗)abcde白瓶溶氧量(mg/L)31016243030黑瓶溶氧量(mg/L)3333EEA.瓶中所有生物正常生活所需耗氧量在24h內(nèi)為7mg/LB.光照強(qiáng)度為d、e時(shí)，黑瓶中溶氧量應(yīng)為3mg/LC.光照強(qiáng)度為c時(shí)，在24h內(nèi)白瓶中植物產(chǎn)生的氧氣量為28mg/LD.光照強(qiáng)度為d時(shí)，再增加光照強(qiáng)度，瓶中溶解氧的含量也不會(huì)增加C-10mg/L=凈光合速率呼吸速率：10-3=721mg/L現(xiàn)采用如圖所示方法測定植物葉片光合作用強(qiáng)度，將對(duì)稱葉片的一半遮光(A)，另一半不遮光(B)，并采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄗ柚笰、B間物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)移。在適宜光照和溫度下照射一段時(shí)間，在A、B中截取對(duì)應(yīng)部分相等面積的葉片，烘干稱重，分別記作m1和m2，單位mg/(dm2·h)。下列說法正確的是A.該方法在未測出細(xì)胞呼吸強(qiáng)度的條件下，能測出實(shí)際光合作用的強(qiáng)度B.(m2－m1)表示B葉片被截取的部分有機(jī)物的積累量C.m2表示被截取的部分在光照時(shí)間內(nèi)凈光合作用的大小D.m1表示被截取的部分在光照時(shí)間內(nèi)細(xì)胞呼吸的大小m1m2A模型3

半葉法——測光合作用有機(jī)物的產(chǎn)生量光合作用速率的測定——半葉法

“半葉法”測光合作用有機(jī)物的生產(chǎn)量將葉片一半遮光，一半曝光，遮光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表細(xì)胞呼吸強(qiáng)度值，曝光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表表觀(凈)光合作用強(qiáng)度值，綜合兩者可計(jì)算出真正光合作用強(qiáng)度值。需要注意的是該種方法在實(shí)驗(yàn)之前需對(duì)葉片進(jìn)行特殊處理，以防止有機(jī)物的運(yùn)輸。將若干生長狀況相同的某植株平均分成6組，設(shè)置不同的溫度，每組黑暗處理6h，然后給予適宜白光照射6h，在暗處理后和光照后分別截取同等面積的葉圓片，烘干稱重，獲得下表數(shù)據(jù)。請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，下列有關(guān)說法正確的是（）A．若每天交替光照、黑暗各12小時(shí)，則30℃時(shí)該植物積累的有機(jī)物最多B．若晝夜不停地光照，則25℃時(shí)為該植物生長的最適宜溫度C．若將實(shí)驗(yàn)中白光突然改為強(qiáng)度相同的紅光，則短時(shí)間內(nèi)，植株葉綠體中C3上升D．該實(shí)驗(yàn)結(jié)果由于缺乏黑暗處理前的葉圓片的干重?cái)?shù)據(jù)，故無法得出呼吸量的數(shù)據(jù)

葉圓片稱重法——測有機(jī)物的變化量溫度（℃）152025303540黑暗后葉圓片干重（mg/dm2）4.254.003.502.752.001.50光照后葉圓片干重（mg/dm2）6.006.506.756.505.504.50D25度30度練5（2022·河南南陽一中4月模擬）某同學(xué)欲測定植物葉片的總光合作用速率，做如圖所示實(shí)驗(yàn)。在葉柄基部做環(huán)剝處理（僅限制葉片有機(jī)物的輸入和輸出），于不同時(shí)間分別在同一葉片上陸續(xù)取下面積為1cm2的葉圓片烘干后稱其質(zhì)量，測得葉圓片的總光合作用速率＝（7y－6z－x）/6（g·cm－2·h－1。則M處的實(shí)驗(yàn)條件是

A.下午4時(shí)后在陽光下照射3小時(shí)再遮光3小時(shí)B.下午4時(shí)后將整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置遮光3小時(shí)C.下午4時(shí)后將整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置遮光1小時(shí)D.下午4時(shí)后在陽光下照射3小時(shí)C

拓展：氣孔的結(jié)構(gòu)及影響因素

(1)光

植物氣孔一般是按晝夜節(jié)律開閉：白天打開氣孔進(jìn)行光合作用，晚上通過關(guān)閉氣孔來減少水分損失。(2)CO2濃度

低濃度CO2氣孔開啟。(3)含水量

干旱或蒸騰過強(qiáng)失水多導(dǎo)致氣孔關(guān)閉。(4)植物激素

細(xì)胞分裂素促進(jìn)氣孔開放，而脫落酸卻引起氣孔關(guān)閉。一、氣孔結(jié)構(gòu)二、氣孔開閉因素（2023全國乙卷29）植物的氣孔由葉表皮上兩個(gè)具有特定結(jié)構(gòu)的保衛(wèi)細(xì)胞構(gòu)成。保衛(wèi)細(xì)胞吸水體積膨大時(shí)氣孔打開，反之關(guān)閉，保衛(wèi)細(xì)胞含有葉綠體，在光下可進(jìn)行光合作用。已知藍(lán)光可作為一種信號(hào)促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞逆濃度梯度吸收K?．有研究發(fā)現(xiàn)，用飽和紅光（只用紅光照射時(shí)，植物達(dá)到最大光合速率所需的紅光強(qiáng)度）照射某植物葉片時(shí)，氣孔開度可達(dá)最大開度的60%左右?；卮鹣铝袉栴}。（1）氣孔的開閉會(huì)影響植物葉片的蒸騰作用、

（答出2點(diǎn)即可）等生理過程。

光合作用和呼吸作用

真

題

演

練（2023全國乙卷29）植物的氣孔由葉表皮上兩個(gè)具有特定結(jié)構(gòu)的保衛(wèi)細(xì)胞構(gòu)成。保衛(wèi)細(xì)胞吸水體積膨大時(shí)氣孔打開，反之關(guān)閉，保衛(wèi)細(xì)胞含有葉綠體，在光下可進(jìn)行光合作用。已知藍(lán)光可作為一種信號(hào)促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞逆濃度梯度吸收K?．有研究發(fā)現(xiàn)，用飽和紅光（只用紅光照射時(shí)，植物達(dá)到最大光合速率所需的紅光強(qiáng)度）照射某植物葉片時(shí)，氣孔開度可達(dá)最大開度的60%左右?；卮鹣铝袉栴}。（2）紅光可通過光合作用促進(jìn)氣孔開放，其原因是_______。葉綠體中的葉綠素對(duì)紅光有較高的吸收峰值，紅光照射下制造有機(jī)物多，滲透壓上升，細(xì)胞吸水膨漲，氣孔開放真

題

演

練（3）某研究小組發(fā)現(xiàn)在飽和紅光的基礎(chǔ)上補(bǔ)加藍(lán)光照射葉片，氣孔開度可進(jìn)一步增大，因此他們認(rèn)為氣孔開度進(jìn)一步增大的原因是，藍(lán)光促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞逆濃度梯度吸收K＋。請(qǐng)推測該研究小組得出這一結(jié)論的依據(jù)是_______。（4）已知某種除草劑能阻斷光合作用的光反應(yīng)，用該除草劑處理的葉片在陽光照射下氣孔_______（填“能”或“不能”）維持一定的開度。

能藍(lán)光作為信號(hào)能促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞逆濃度梯度吸收K＋，使保衛(wèi)細(xì)胞滲透壓上升，細(xì)胞吸水膨脹，氣孔張開.專題3：光呼吸、C4植物等特殊代謝類型C3植物如：水稻、小麥、棉花、大豆等大多數(shù)植物。C4植物如甘蔗、玉米、高粱等。CAM植物如:菠蘿、龍舌蘭、仙人掌和蘭花等。二.C3植物、C4植物和CAM植物自然界中的綠色植物根據(jù)光合作用暗反應(yīng)過程中CO2的固定途徑不同可以分為C3、C4和CAM三種類型。1.C3途徑：2.C4途徑：葉肉細(xì)胞中的葉綠體有類囊體能進(jìn)行光反應(yīng)，同時(shí)，CO2被整合到C4化合物中，隨后C4化合物進(jìn)入維管束鞘細(xì)胞，維管束鞘細(xì)胞中沒有完整的葉綠體，在維管束鞘細(xì)胞中，C4化合物釋放出的CO2參與卡爾文循環(huán)，進(jìn)而生成有機(jī)物(如圖2)。PEP羧化酶被形象地稱為“CO2泵”，它提高了C4植物固定CO2的能力，使C4植物比C3植物具有較強(qiáng)光合作用(特別是在高溫、光照強(qiáng)烈、干旱條件下)能力，并且無光合午休現(xiàn)象。常見C4植物有玉米、甘蔗、高粱、莧菜等。3.CAM途徑：CAM植物夜間吸進(jìn)CO2，淀粉經(jīng)糖酵解形成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)，在磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶催化下，CO2與PEP結(jié)合，生成草酰乙酸，進(jìn)一步還原為蘋果酸(C4)儲(chǔ)存在液泡中。從而表現(xiàn)出夜間淀粉減少，蘋果酸增加，細(xì)胞液pH下降。而白天氣孔關(guān)閉，蘋果酸轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中脫羧，放出CO2，進(jìn)入C3途徑合成淀粉；形成的丙酮酸可以形成PEP再還原成三碳糖，最后合成淀粉或者轉(zhuǎn)移到線粒體，進(jìn)一步氧化釋放CO2，又可進(jìn)入C3途徑。從而表現(xiàn)出白天淀粉增加，蘋果酸減少，細(xì)胞液pH上升。常見的CAM植物有菠蘿、蘆薈、蘭花、百合、仙人掌等。問題：該植物與玉米的CO2固定有何區(qū)別？C4發(fā)生在不同細(xì)胞；CAM發(fā)生在不同時(shí)間百合以氣孔白天關(guān)閉、夜間開放的特殊方式適應(yīng)高溫干旱環(huán)境。下面為百合葉肉細(xì)胞內(nèi)的部分代謝示意圖，據(jù)圖分析錯(cuò)誤的是（）A.圖中B物質(zhì)可能是葡萄糖B.線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)均能產(chǎn)生CO2C.PEP、RuBP均能與CO2結(jié)合D.夜間細(xì)胞液pH可能會(huì)下降A(chǔ)丙酮酸例3（P90T1·2022·全國甲卷·高考真題）根據(jù)光合作用中CO2的固定方式不同，可將植物分為C3植物和C4植物等類型。C4植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)比C3植物的低。CO2補(bǔ)償點(diǎn)通常是指環(huán)境CO2濃度降低導(dǎo)致光合速率與呼吸速率相等時(shí)的環(huán)境CO2濃度?；卮鹣铝袉栴}。(3)干旱會(huì)導(dǎo)致氣孔開度減小，研究發(fā)現(xiàn)在同等程度干旱條件下，C4植物比C3植物生長得好。從兩種植物CO2補(bǔ)償點(diǎn)的角度分析，可能的原因是?C4植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)低于C3植物，C4植物能夠利用較低濃度的CO2思考：目前大氣CO2濃度不斷增加，對(duì)C3植物和C4植物誰更有益？C3植物飽和點(diǎn)高，對(duì)C3更有益。(3)干旱會(huì)導(dǎo)致氣孔開度減小，研究發(fā)現(xiàn)在同等程度干旱條件下，C4植物比C3植物生長得好。從兩種植物CO2補(bǔ)償點(diǎn)的角度分析，可能的原因是?C4植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)低于C3植物，C4植物能夠利用較低濃度的CO2C4植物能夠利用低CO2濃度進(jìn)行光合作用，因此，對(duì)C3更有益。（2022·河北模擬）不同植物的光合作用過程有所不同，圖1是三種不同類型植物的CO2同化方式示意圖，圖2表示生活在不同地區(qū)的上述三種植物在晴朗夏季的CO2吸收速率日變化曲線。已知玉米葉肉細(xì)胞葉綠體中固定CO2的酶對(duì)CO2的親和力高于水稻，請(qǐng)據(jù)圖分析并回答∶（1）吸收光能的色素分布在葉綠體

上。以光合色素的

為縱坐標(biāo)，以波長為橫坐標(biāo)，所得曲線就是光合色素的吸收光譜。類囊體薄膜吸收光能的百分比（吸光率）（2）圖1水稻、玉米和景天科植物中，最適應(yīng)炎熱干旱環(huán)境的植物是

，原因是

。（3）圖2中，在10點(diǎn)到12點(diǎn)期間，B植物的光合速率下降，原因是

;而C植物的光合速率繼續(xù)升高，原因是

。

該類植物白天氣孔關(guān)閉，可以減少水分的散失，夜晚吸收CO2，不影響光合作用的進(jìn)行景天科植物該時(shí)間段溫度較高，水稻植株部分氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足，暗反應(yīng)強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致光反應(yīng)強(qiáng)度減弱，從而使得光合速率下降。

玉米可以利用低濃度的CO2，此時(shí)光照強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，所以光合速率繼續(xù)升高例6.P90T2(2021·遼寧卷，22)早期地球大氣中的O2濃度很低，到了大約3.5億年前，大氣中O2濃度顯著增加，CO2濃度明顯下降。現(xiàn)在大氣中的CO2濃度約390(μmol·mol－1)，是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)是一種催化CO2固定的酶，在低濃度CO2條件下，催化效率低。有些植物在進(jìn)化過程中形成了CO2濃縮機(jī)制，極大地提高了Rubisco所在局部空間位置的CO2濃度，促進(jìn)了CO2的固定。回答下列問題：(2)海水中的無機(jī)碳主要以CO2和HCO兩種形式存在，水體中CO2濃度低、擴(kuò)散速度慢，有些藻類具有圖1所示的無機(jī)碳濃縮過程，圖中HCO濃度最高的場所是________(填“細(xì)胞外”“細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)”或“葉綠體”)，可為圖示過程提供ATP的生理過程有____________________。圖1葉綠體呼吸作用和光合作用(1)真核細(xì)胞葉綠體中，在Rubisco的催化下，CO2被固定形成_____________，進(jìn)而被還原生成糖類，此過程發(fā)生在______________中。三碳化合物葉綠體基質(zhì)圖2(3)某些植物還有另一種CO2濃縮機(jī)制，部分過程見圖2。在葉肉細(xì)胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)可將HCO3-轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，該有機(jī)物經(jīng)過一系列的變化，最終進(jìn)入相鄰的維管束鞘細(xì)胞釋放CO2，提高了Rubisco附近的CO2濃度。①由這種CO2濃縮機(jī)制可以推測，PEPC與無機(jī)碳的親和力________(填“高于”“低于”或“等于”)Rubisco。②圖2所示的物質(zhì)中，可由光合作用光反應(yīng)提供的是______________。圖中由Pyr轉(zhuǎn)變?yōu)镻EP的過程屬于____________(填“吸能反應(yīng)”或“放能反應(yīng)”)。③若要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證某植物在上述CO2濃縮機(jī)制中碳的轉(zhuǎn)變過程及相應(yīng)場所，可以使用____________技術(shù)。高于NADPH和ATP吸能反應(yīng)同位素示蹤(4)通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)或蛋白質(zhì)工程技術(shù)，可能進(jìn)一步提高植物光合作用的效率，以下研究思路合理的有________。A.改造植物的HCO轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因，增強(qiáng)HCO的運(yùn)輸能力B.改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成C.改造植物的Rubisco基因，增強(qiáng)CO2固定能力D.將CO2濃縮機(jī)制相關(guān)基因轉(zhuǎn)入不具備此機(jī)制的植物ACP91T2.光合作用中，有一種特殊的固定CO2和節(jié)省水的類型。菠蘿、仙人掌和許多肉質(zhì)植物都進(jìn)行這種類型的光合作用，這類植物統(tǒng)稱為CAM植物，其特別適應(yīng)干旱地區(qū)，特點(diǎn)是氣孔夜晚打開，白天關(guān)閉。如圖為菠蘿葉肉細(xì)胞內(nèi)的部分代謝途徑(CAM途徑)示意圖，圖中蘋果酸是一種酸性較強(qiáng)的有機(jī)酸。據(jù)圖分析下列問題：典

例

分

析(1)據(jù)圖分析，推測圖中葉肉細(xì)胞右側(cè)a過程的活動(dòng)發(fā)生在________(填“白天”或“夜晚”)，理由是菠蘿在夜晚吸收的CO2，能否立即用來完成圖中葉肉細(xì)胞左側(cè)的生命活動(dòng)？________(填“能”或“不能”)，分析原因:夜晚顯示CO2進(jìn)入細(xì)胞并轉(zhuǎn)變成蘋果酸儲(chǔ)存在液泡中，夜間氣孔打開，細(xì)胞才能完成此項(xiàng)活動(dòng)不能夜晚沒有光照，光反應(yīng)不能正常進(jìn)行，無法為暗反應(yīng)提供足夠的ATP和NADPH(2)圖中蘋果酸通過過程a運(yùn)輸?shù)揭号輧?nèi)，又會(huì)通過過程b運(yùn)出液泡進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，推測過程b發(fā)生在________(填“白天”或“夜晚”)。過程a具有的生理意義是(寫出兩個(gè)方面即可)。一方面促進(jìn)CO2的吸收，另一方面避免蘋果酸降低細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的pH，影響細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)的反應(yīng)白天(3)長期在強(qiáng)光照、高溫、缺水等逆境脅迫下，以菠蘿為代表的CAM植物形成了適應(yīng)性機(jī)制：夜晚氣孔開放有利于

，白天氣孔關(guān)閉，有利于

且可以通過_______________________________獲得光合作用暗反應(yīng)所需的CO2。從外界吸收CO2降低蒸騰作用，減少水分散失蘋果酸的分解和細(xì)胞呼吸

練習(xí)P385T8T91.光呼吸的發(fā)現(xiàn)1955年科學(xué)家德柯爾用紅外線氣體分析儀測定煙草光合速率時(shí)發(fā)現(xiàn)正在進(jìn)行光合作用的煙草葉片在光照停止后會(huì)快速釋放CO2，這種現(xiàn)象稱為“二氧化碳的猝發(fā)”二、光呼吸（1）A表示光下凈光合速率。（2）B和C表示光下時(shí)植物呼吸速率。（3）B表示無論是光下還是暗處都可進(jìn)行的呼吸速率。（4）C表示只有光下才有的呼吸速率。即光呼吸現(xiàn)象。光呼吸：（1）卡爾文循環(huán)中CO2固定的酶(Rubisco)具有兩面性(或雙功能)（2）Rubisco即RuBP羧化加氧酶①高CO2濃度、低O2時(shí)，進(jìn)行羧化②低CO2濃度、高O2時(shí)，進(jìn)行加氧C5+CO22C3RubiscoC5+O2C2+C3Rubisco2C2+O2C3+CO2ATP、[H]酶C3進(jìn)入卡爾文循環(huán)C3進(jìn)入卡爾文循環(huán)2.光呼吸的起因光照強(qiáng)度增強(qiáng)↓產(chǎn)生的O2增多↓光呼吸增強(qiáng)3.卡爾文循環(huán)與光呼吸（1）如果在較強(qiáng)光下，光呼吸加強(qiáng)，使得C5氧化分解加強(qiáng)，一部分碳以CO2的形式散失，從而減少了光合產(chǎn)物的形成和積累。（2）光呼吸過程中消耗了ATP和還原氫，即造成了能量的損耗。4.光呼吸的危害防止強(qiáng)光對(duì)葉綠體的破壞強(qiáng)光時(shí)，由于光反應(yīng)速率大于暗反應(yīng)速率，因此，葉肉細(xì)胞中會(huì)積累ATP和還原氫，這些物質(zhì)積累會(huì)產(chǎn)生自由基，尤其是超氧陰離子，這些自由基能損傷葉綠體，而強(qiáng)光下，光呼吸加強(qiáng)，會(huì)消耗光反應(yīng)過程中積累的ATP和還原力，從而減輕對(duì)葉綠體的傷害。當(dāng)然植物體還有很多避免強(qiáng)光下?lián)p傷葉綠體的機(jī)制。光呼吸算是其中之一。5.光呼吸的意義比較項(xiàng)目光呼吸細(xì)胞呼吸底物C2化合物糖類等有機(jī)物發(fā)生部位葉綠體、線粒體等細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體反應(yīng)條件光照光或暗都可以能量消耗能量產(chǎn)生能量共同點(diǎn)消耗O2、釋放CO26.光呼吸與細(xì)胞呼吸的比較例2(2023·山東濰坊一模)光呼吸是O2/CO2偏高時(shí)與光合作用同時(shí)發(fā)生的生理過程，是經(jīng)長期進(jìn)化形成的適應(yīng)機(jī)制。光呼吸和暗反應(yīng)關(guān)系密切，機(jī)理如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)DA.光呼吸可保證CO2不足時(shí)，暗反應(yīng)仍能正常進(jìn)行B.光合作用的光反應(yīng)強(qiáng)于暗反應(yīng)容易導(dǎo)致光呼吸發(fā)生C.光呼吸過程雖消耗有機(jī)物，但不產(chǎn)生ATPD.抑制光呼吸能大幅度提高光合作用強(qiáng)度聯(lián)系回顧：2023·湖南卷真題·17）（2）在干旱、高光照強(qiáng)度環(huán)境下，玉米的光合作用強(qiáng)度

（填“高于”或“低于”）水稻。從光合作用機(jī)制及其調(diào)控分析，原因是(答出3點(diǎn))a.玉米的PEPC酶的Km小，可以利用低濃度的二氧化碳b、玉米的葉肉細(xì)胞光解水釋放氧氣，加上PEPC酶起到的二氧化碳泵的作用，維管束鞘細(xì)胞內(nèi)二氧化碳/氧氣的比值高，Rubsico的羧化大于加氧，光呼吸很弱

c、玉米的光合產(chǎn)物能及時(shí)從維管束運(yùn)走高于例1(2021·山東高考)光照條件下，葉肉細(xì)胞中的O2與CO2競爭性結(jié)合C5，O2與C5結(jié)合后經(jīng)一系列反應(yīng)釋放CO2的過程稱為光呼吸。向水稻葉面噴施不同濃度的光呼吸抑制劑SoBS溶液，相應(yīng)的光合作用強(qiáng)度和光呼吸強(qiáng)度見下表。光合作用強(qiáng)度用固定的CO2量表示，SoBS溶液處理對(duì)葉片呼吸作用的影響忽略不計(jì)。請(qǐng)回答下列問題。(1)光呼吸中C5與O2結(jié)合的反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的____________中。正常進(jìn)行光合作用的水稻，突然停止光照，葉片CO2釋放量先增加后降低，CO2釋放量增加的原因是：______________________________________________?；|(zhì)光照停止，產(chǎn)生的ATP、[H]減少，暗反應(yīng)消耗的C5減少，C5與O2結(jié)合增加，產(chǎn)生的CO2增多

(3)光呼吸會(huì)消耗光合作用過程中的有機(jī)物，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可通過適當(dāng)抑制光呼吸以增加作物產(chǎn)量。為探究SoBS溶液利于增產(chǎn)的最適噴施濃度，據(jù)表分析，應(yīng)在______________mg/L之間再設(shè)置多個(gè)濃度梯度進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。100～300(2)與未噴施SoBS溶液相比，噴施100mg/LSoBS溶液的水稻葉片吸收和放出CO2量相等時(shí)所需的光照強(qiáng)度________(填“高”或“低”)，據(jù)表分析，原因是:低噴施SoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸釋放的CO2減少，即葉片的CO2吸收量增加，釋放量減少，此時(shí)，在更低的光照強(qiáng)度下，兩者即可相等。H+濃度梯度促進(jìn)ATP生成光系統(tǒng)Ⅱ進(jìn)行水的光解，產(chǎn)生氧氣和H＋和自由電子(e－)，光系統(tǒng)Ⅰ主要是介導(dǎo)NADPH的產(chǎn)生。三.光系統(tǒng)及電子傳遞鏈練習(xí):下列物質(zhì)轉(zhuǎn)變過程屬于光反應(yīng)的是()A．①③⑤⑦

B．①②④⑧C．②③⑦⑧