SHENGWUXUE光呼吸、C4植物、CAM植物等特殊代謝類型微專題(1)學(xué)生以C3植物的光合作用為基礎(chǔ)，了解C4植物和景天科植物的光合作用過(guò)程。(2)學(xué)生通過(guò)本節(jié)課學(xué)習(xí)，能夠了解光呼吸的原理、過(guò)程和意義。

(3)學(xué)生通過(guò)本節(jié)課對(duì)特殊光合作用過(guò)程和光呼吸的探究學(xué)習(xí)，能夠做到知識(shí)遷移、發(fā)散思維和運(yùn)用所學(xué)解答實(shí)際情境問(wèn)題的能力?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】中國(guó)人要把飯碗端在自己手里，而且要裝自己的糧食。——2018年9月25日習(xí)近平總書記在黑龍江省考察時(shí)的講話

C4植物

：在綠色植物的光合作用中，二氧化碳中的碳首先轉(zhuǎn)移到含有四個(gè)碳原子的有機(jī)物(C4)中，然后才轉(zhuǎn)移到C3中，科學(xué)家將這類植物叫作C4植物，將其固定二氧化碳的途徑，叫作C4途徑。

胞間連絲

玉米、甘蔗等大豆、小麥等大有、進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng)（1）C4植物的葉肉細(xì)胞中的PEP羧化酶（PEPC）對(duì)CO2的親和力極高，使細(xì)胞中有高濃度的CO2，從而促進(jìn)暗反應(yīng)。（2）維管束鞘細(xì)胞中的光合產(chǎn)物可就近運(yùn)入維管束，從而避免了光合產(chǎn)物累積對(duì)光合作用可能產(chǎn)生的抑制作用。（3）C4植物的葉肉細(xì)胞中的PEP羧化酶（PEPC）對(duì)CO2的親和力極高，使細(xì)胞中有高濃度的CO2，降低了光呼吸。這些都使C4植物可以具有較高的產(chǎn)量。C4植物具有較高光合速率的原因

C4植物沒(méi)有午休現(xiàn)象①C4植物葉肉細(xì)胞中的葉綠體有類囊體能進(jìn)行光反應(yīng)，而維管束鞘細(xì)胞中沒(méi)有完整的葉綠體，所以C4植物光反應(yīng)發(fā)生在葉肉細(xì)胞的葉綠體類囊體薄膜上。②C4植物PEP羧化酶對(duì)CO2具有高親和力，當(dāng)外界環(huán)境干旱(特別是在高溫、光照強(qiáng)烈、干旱條件下)，導(dǎo)致植物氣孔導(dǎo)度減小時(shí)，C4植物比C3植物有較強(qiáng)光合作用能力，并且無(wú)光合“午休”現(xiàn)象。常見C4植物有玉米、高粱、甘蔗、莧菜等。

（2）正常條件下，植物葉片的光合產(chǎn)物不會(huì)全部運(yùn)輸?shù)狡渌课?，原因是_________（答出1點(diǎn)即可）。植物葉片產(chǎn)生的光合產(chǎn)物除運(yùn)輸至其他部位外，還要用于自身生長(zhǎng)、發(fā)育等（其他答案合理均可）C4植物中PEP羧化酶對(duì)CO2的親和力遠(yuǎn)大于Rubisco，因此可以將低濃度CO2固定成C4，C4釋放出CO2用于卡爾文循環(huán)；而C3植物在低濃度CO2條件下不能生長(zhǎng)。

深度思考：目前大氣CO2濃度不斷增加，對(duì)C3植物和C4植物誰(shuí)更有益？C4植物能夠利用低CO2濃度進(jìn)行光合作用，C3不可以；高CO2濃度驅(qū)動(dòng)卡爾文循環(huán)，抑制光呼吸，因此對(duì)C更有益。思考：那么C4植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)較低的原因是

。

【實(shí)驗(yàn)探究】科學(xué)家以14CO2為原料,通過(guò)放射性同位素標(biāo)記法探明了玉米光合作用過(guò)程中CO2中碳的轉(zhuǎn)移途徑。請(qǐng)推測(cè)該科學(xué)探究的實(shí)驗(yàn)思路:

。

①利用14CO2為原料培養(yǎng)玉米，培養(yǎng)一段時(shí)間后，檢測(cè)含14C的物質(zhì)。

②若含有14C的物質(zhì)不止一種，則需要縮短反應(yīng)時(shí)間，直至反應(yīng)中只出現(xiàn)一種含14C的物質(zhì)，即為CO2中碳轉(zhuǎn)移形成的第一種化合物。③然后依次延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，檢測(cè)出形成的第二種化合物，第三種化合物等，從而探明玉米光合作用過(guò)程中CO2中碳的轉(zhuǎn)移途徑。B【芝麻開花-13-例2】【芝麻開花-14-例4】B

(1)C4植物中可固定CO2的物質(zhì)是

,光反應(yīng)主要發(fā)生在

(填“葉肉細(xì)胞”、“維管束鞘細(xì)胞”或“葉肉細(xì)胞和維管束鞘細(xì)胞”)的葉綠體中。PEP、C5

葉肉細(xì)胞(2)干旱條件下,很多植物的光合作用速率降低,主要原因是

。一般來(lái)說(shuō),C4植物與C3植物相比,

植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)較低,原因

。

干旱條件下，氣孔導(dǎo)度下降，CO2吸收減少，暗反應(yīng)減弱，光合速率降低。C4植物中PEP羧化酶對(duì)CO2的親和力遠(yuǎn)大于Rubisco，因此可以將低濃度CO2固定成C4，C4釋放出CO2用于卡爾文循環(huán)；而C3植物在低濃度CO2條件下不能生長(zhǎng)C4

2.(2024·廣東七校聯(lián)考)甘蔗、玉米等一些植物的葉片具有特殊的結(jié)構(gòu)，其葉肉細(xì)胞中的葉綠體有基粒，而維管束鞘細(xì)胞中的葉綠體不含基粒。維管束鞘細(xì)胞周圍的葉肉細(xì)胞可以利用PEP羧化酶固定較低濃度的CO2，并轉(zhuǎn)移到維管束鞘細(xì)胞中釋放，參與光合作用的暗反應(yīng)，其主要過(guò)程如圖所示。請(qǐng)結(jié)合這些內(nèi)容判斷，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()B3.(2023·廣東韶關(guān)市檢測(cè))根據(jù)光合作用過(guò)程中CO2固定后形成的產(chǎn)物不同，將植物分為C3植物(如大豆)、C4植物(如玉米)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得大豆和玉米在生長(zhǎng)后期的光合速率變化(如圖甲)和氣孔導(dǎo)度變化(如圖乙)。據(jù)此回答下列問(wèn)題：(1)大豆屬于C3植物，判定依據(jù)是___________________________________________，可以用

方法研究?jī)煞N植物CO2固定方式。若圖中的光合速率為凈光合速率，則可以用單位時(shí)間內(nèi)

作為觀察指標(biāo)。

CO2與C5結(jié)合形成C3(或根據(jù)光合作用過(guò)程中CO2固定后形成的產(chǎn)物為C3)同位素示蹤(同位素標(biāo)記)CO2的吸收量(或O2的釋放量、有機(jī)物的積累量)3.(2023·廣東韶關(guān)市檢測(cè))根據(jù)光合作用過(guò)程中CO2固定后形成的產(chǎn)物不同，將植物分為C3植物(如大豆)、C4植物(如玉米)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得大豆和玉米在生長(zhǎng)后期的光合速率變化(如圖甲)和氣孔導(dǎo)度變化(如圖乙)。據(jù)此回答下列問(wèn)題：(2)結(jié)合示意圖分析，生長(zhǎng)后期的玉米中午時(shí)段的光合速率________(填“高于”或“低于”)大豆，由此推測(cè)玉米更適合種植在

的環(huán)境中。(3)圖中顯示生長(zhǎng)后期的玉米能夠利用葉片內(nèi)細(xì)胞間隙中低含量的CO2進(jìn)行光合作用，從影響細(xì)胞代謝的條件角度分析原因可能是__________________________。

高于高溫、干旱

4.玉米是C4植物，通過(guò)C4途徑固定CO2；水稻為C3植物，通過(guò)C3途徑固定CO2。在玉米葉維管束的周圍有兩層細(xì)胞，內(nèi)層細(xì)胞是鞘細(xì)胞，葉綠體中幾乎無(wú)基粒；外層為葉肉細(xì)胞，葉綠體中有發(fā)達(dá)的基粒。甲圖是C3、C4途徑示意圖，乙圖為玉米在有光和黑暗條件下的CO2吸收速率?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)玉米葉片中光反應(yīng)的場(chǎng)所是

。(2)與C3途徑相比，C4途徑的特點(diǎn)有

(答出2點(diǎn))。(3)在暗期,玉米吸收的CO2并不能轉(zhuǎn)化為糖類等光合產(chǎn)物,原因是________________________________。

葉肉細(xì)胞的葉綠體基粒(類囊體薄膜)上

能富集CO2、消耗ATP、由C4運(yùn)載CO2、需要PEP羧化酶暗期不進(jìn)行光反應(yīng)，缺少NADPH及ATP

(4)PEP羧化酶(PEPC)是C4途徑的關(guān)鍵酶，對(duì)CO2的親和力高，C3植物缺少PEPC。胞內(nèi)CO2濃度較低是限制C3植物光合速率的重要因素，請(qǐng)就改進(jìn)C3植物、提高光合速率提出你的設(shè)想。通過(guò)基因工程將PEPC基因?qū)隒3植物

5.（2023·湖南卷真題）下圖是水稻和玉米的光合作用暗反應(yīng)示意圖?？栁难h(huán)的Rubisco酶對(duì)CO2的Km為450μmol·L-1（K越小，酶對(duì)底物的親和力越大），該酶既可催化RuBP與CO2反應(yīng)，進(jìn)行卡爾文循環(huán)，又可催化RuBP與O2反應(yīng)，進(jìn)行光呼吸（綠色植物在光照下消耗O2并釋放CO2的反應(yīng)）。該酶的酶促反應(yīng)方向受CO2和O2相對(duì)濃度的影響。與水稻相比，玉米葉肉細(xì)胞緊密圍繞維管束鞘，其中葉肉細(xì)胞葉綠體是水光解的主要場(chǎng)所，維管束鞘細(xì)胞的葉綠體主要與ATP生成有關(guān)。玉米的暗反應(yīng)先在葉肉細(xì)胞中利用PEPC酶（PEPC對(duì)CO2的Km為7μmol·L-1）催化磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）與CO2反應(yīng)生成C4，固定產(chǎn)物C4轉(zhuǎn)運(yùn)到維管束鞘細(xì)胞后釋放CO2，再進(jìn)行卡爾文循環(huán)?；卮鹣铝袉?wèn)題：

（1）玉米的卡爾文循環(huán)中第一個(gè)光合還原產(chǎn)物是

（填具體名稱），該產(chǎn)物跨葉綠體膜轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)合成

（填“葡萄糖”“蔗糖”或“淀粉”）后，再通過(guò)

長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)狡渌M織器官。（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3-磷酸甘油醛

蔗糖(篩管(韌皮部或韌皮部篩管)

（3）某研究將藍(lán)細(xì)菌的CO2濃縮機(jī)制導(dǎo)入水稻，水稻葉綠體中CO2濃度大幅提升，其他生理代謝不受影響，但在光飽和條件下水稻的光合作用強(qiáng)度無(wú)明顯變化。其原因可能是:（答出三點(diǎn)）a、光反應(yīng)生成的ATP、NADPH有限

(同化力有限)b、暗反應(yīng)的酶活力有限

c、光合產(chǎn)物輸出速率有限

6.（2022·湖北孝感·高三開學(xué)考試改編題）甘蔗和大豆是兩種常見的農(nóng)作物，但二者的光合作用途徑有所不同。如圖甲為甘蔗光合作用過(guò)程，其葉肉細(xì)胞中存在一種酶，這種酶對(duì)CO2有極強(qiáng)的親和力，通過(guò)系列反應(yīng)可以將CO2“泵”入維管束鞘細(xì)胞，這種酶被稱為“CO2泵”，而大豆則缺乏“CO2泵”；圖乙表示不同溫度對(duì)大豆光合速率和呼吸速率的影響。

（1）圖甲維管束鞘細(xì)胞中的物質(zhì)A是____________，如果在甘蔗葉肉細(xì)胞中注入某種使“CO2泵”活性降低的抑制劑，則短期內(nèi)A的含量將____________。據(jù)圖甲推測(cè)，甘蔗的葉肉細(xì)胞____________（填“能”或“不能”）進(jìn)行卡爾文循環(huán)。（2）當(dāng)處于圖乙所示光照條件下，溫度為35℃時(shí)，大豆每小時(shí)可固定_____mg的CO2（3）研究人員發(fā)現(xiàn)，給大豆?jié)灿?8O標(biāo)記的水，在周圍的空氣中卻檢測(cè)到了C18O2，原因是____________。

C3（三碳化合物）

降低6．5H218O在線粒體中與丙酮酸發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生[H]和C18O2不能

（4）研究發(fā)現(xiàn)晴朗的夏季11:00時(shí)，光照增強(qiáng)，溫度過(guò)高，葉片氣孔開度下降，最終導(dǎo)致大豆光合作用速率明顯下降；而此時(shí)甘蔗光合作用速率不僅沒(méi)有下降，反而有所上升原因是____________。（5）一般來(lái)說(shuō)甘蔗的CO2補(bǔ)償點(diǎn)和CO2飽和點(diǎn)均______(填“高于”“等于”“低于”）大豆。甘蔗葉肉細(xì)胞內(nèi)有“CO2泵”，在氣孔開度下降，CO2濃度降低時(shí)，仍可以維持細(xì)胞內(nèi)較高的CO2利用率（CO2的固定效率），且光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光合作用增強(qiáng)低于

景天科植物在夜間，大氣中CO2從氣孔進(jìn)入，被磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)羧化酶催化，與PEP結(jié)合形成草酰乙酸(OAA)，再經(jīng)蘋果酸脫氫酶作用還原為蘋果酸，儲(chǔ)存于液泡中。在白天，蘋果酸從液泡中釋放出來(lái)，經(jīng)脫羧酶作用形成CO2和丙酮酸，CO2產(chǎn)生后用于卡爾文循環(huán)。景天科植物(CAM植物)：

景天科植物(CAM植物)：CAM植物體內(nèi)淀粉和液泡內(nèi)pH的變化：植物體在夜晚液泡內(nèi)有機(jī)酸含量十分高，pH下降；而淀粉分解，最終轉(zhuǎn)變成PEP，因此淀粉含量下降；白天則相反，液泡內(nèi)有機(jī)酸下降，pH上升，而糖分增多。

景天科植物(CAM植物)：CAM途徑的意義:白天氣孔關(guān)閉,減少蒸騰作用,有效避免白天旺盛的蒸騰作用造成水分過(guò)多散失，保持植物體內(nèi)水分并分解蘋果酸產(chǎn)生CO2進(jìn)行光合作用;夜晚開放氣孔,吸收儲(chǔ)存光合作用所需的二氧化碳。

總之該途徑不僅可以維持光合作用還使植物適應(yīng)炎熱干旱環(huán)境。進(jìn)化角度：自然選擇

第一階段和第二階段（2）

景天科植物在______（填“白天”或“夜晚”）時(shí)進(jìn)行卡爾文循環(huán)，發(fā)生的具體場(chǎng)所是____________。白天葉綠體基質(zhì)作為還原劑，還原草酰乙酸

草酰乙酸

C3植物C4植物CAM植物如：水稻、小麥、棉花、大豆等大多數(shù)植物。如甘蔗、玉米、高粱等。如:菠蘿、龍舌蘭、仙人掌和蘭花等。比較C3植物、C4植物和CAM植物

7.百合以氣孔白天關(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)

作為還原劑，還原草酰乙酸第一階段和第二階段（2）景天科植物在______（填“白天”或“夜晚”）時(shí)進(jìn)行卡爾文循環(huán)，發(fā)生的具體場(chǎng)所是____________。白天葉綠體基質(zhì)

草酰乙酸

沒(méi)有光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH

9.(2024·廣東六校聯(lián)考)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(wèn)題：10.據(jù)圖分析，推測(cè)圖中葉肉細(xì)胞右側(cè)a過(guò)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(lái)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?yàn)開___________________________________________________________________________________________。

夜晚沒(méi)有光照，光反應(yīng)不能正常進(jìn)行，無(wú)法為暗反應(yīng)提供足夠的ATP和NADPH

夜晚

題圖中葉肉細(xì)胞右側(cè)a過(guò)程顯示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

(2)圖中蘋果酸通過(guò)過(guò)程a運(yùn)輸?shù)揭号輧?nèi)，又會(huì)通過(guò)過(guò)程b運(yùn)出液泡進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，推測(cè)過(guò)程b發(fā)生在________(填“白天”或“夜晚”)。過(guò)程a具有的生理意義是_______________________________________________________________________________________(寫出兩個(gè)方面即可)。白天一方面促進(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)

(3)長(zhǎng)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(guò)____________________________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

11.（2022·山東高三月考

改編）如今在臥室中擺放多肉植物已成為一種時(shí)尚。絕大多數(shù)的多肉植物有一種特殊的CO2固定方式：夜間氣孔開放，固定CO2產(chǎn)生蘋果酸儲(chǔ)存在液泡中(如圖一)；白天氣孔關(guān)閉，蘋果酸脫羧釋放CO2，用于光合作用(如圖二)。據(jù)圖分析回答下列問(wèn)題。

（1）多肉植物細(xì)胞內(nèi)參與CO2固定的物質(zhì)有

；若上午10點(diǎn)突然降低環(huán)境中CO2濃度，則短時(shí)間內(nèi)多肉植物細(xì)胞中C3的含量變化是_____。（2）夜間多肉植物細(xì)胞內(nèi)的pH會(huì)下降，原因是______________________。磷酸烯醇式丙酮酸和C5基本不變

夜間多肉植物細(xì)胞固定CO2產(chǎn)生蘋果酸；夜間多肉植物細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生CO2形成H2CO3

（3）研究表明，光質(zhì)在植物的生長(zhǎng)發(fā)育、形態(tài)建成和生理代謝方面具有明顯的調(diào)控作用。欲研究一定比例組合(1：1與3：1)的紅光和藍(lán)光對(duì)某多肉植物幼苗光合作用的影響，實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意調(diào)節(jié)各組光源與幼苗的距離，使_____________。除了不同比例的紅藍(lán)光組，實(shí)驗(yàn)還應(yīng)設(shè)置_______________作為對(duì)照組。本實(shí)驗(yàn)除了可以測(cè)量二氧化碳的吸收速率或者氧氣的釋放速率等表示光合速率的指標(biāo)外，還可以測(cè)量氣孔導(dǎo)度以及_______________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。各組光照強(qiáng)度相同色素含量、色素比例、胞間CO2濃度、蒸騰速率皆可白光、紅光、藍(lán)光

（4）若將一株多肉植物置于密閉裝置內(nèi)進(jìn)行遮光處理，用CO2傳感器測(cè)定裝置中CO2的變化速率，以此作為該植物的呼吸速率，這種做法不合理的原因是______________因?yàn)槎嗳庵参镌谡诠鈼l件下進(jìn)行細(xì)胞呼吸（呼吸作用）產(chǎn)生CO2的同時(shí)也吸收CO2用于合成蘋果酸，所以容器內(nèi)CO2的變化速率作為該植物的呼吸速率不合理（“吸收CO2用于合成蘋果酸”）

微專突破---光呼吸1.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(cè)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)”（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(wú)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。即光呼吸速率。微專突破---光呼吸總結(jié)微專突破---光呼吸2.光呼吸的過(guò)程與光呼吸有直接關(guān)系的細(xì)胞器為葉綠體、線粒體。光呼吸產(chǎn)生的條件是光照、高O2含量和低CO2含量等葉綠體微專突破---光呼吸光呼吸：（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)3.光呼吸的起因微專突破---光呼吸3.光呼吸的危害

【資料】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。其次，光呼吸過(guò)程中消耗了ATP和NADPH，即造成了能量的損耗?！咀魑餃p產(chǎn)、能量損耗】抑制植物的光呼吸可實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的增產(chǎn)。微專突破---光呼吸4.光呼吸的意義1）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(guò)程中積累的ATP和還原力，從而減輕對(duì)葉綠體的傷害。又可以為暗反應(yīng)階段提供原料2）消除乙醇酸對(duì)細(xì)胞的不利影響乙醇酸對(duì)細(xì)胞有毒害作用，它的產(chǎn)生在代謝中是不可避免的。3）氮代謝的補(bǔ)充光呼吸代謝中涉及多種氨基酸（甘氨酸、絲氨酸等）的形成和轉(zhuǎn)化過(guò)程，可為蛋白質(zhì)合成提供部分原材料。辨析光呼吸與細(xì)胞呼吸的關(guān)系，構(gòu)建解答“光呼吸類”題目的思維模型

光呼吸細(xì)胞呼吸底物底物是光照下葉綠體新形成的，如光合作用中的乙醇酸常用底物是葡萄糖，可以是新形成，也可以是儲(chǔ)存的場(chǎng)所只發(fā)生在光合細(xì)胞中，在葉綠體、過(guò)氧化物酶體和線粒體協(xié)同作用下進(jìn)行所有活細(xì)胞中都可以進(jìn)行條件光下，O2/CO2比值相對(duì)高時(shí)有氧、無(wú)氧都可進(jìn)行，光下、暗處都可進(jìn)行意義CO2供應(yīng)不足時(shí)，消耗過(guò)多的NADPH和ATP，以避免對(duì)細(xì)胞造成傷害為生命活動(dòng)提供直接能源物質(zhì)ATP微專突破---光呼吸【芝麻開花-13-例3】AB【芝麻開花-13-練3】對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練---光呼吸12.(2024·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(guò)程，是經(jīng)長(zhǎng)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(

)A.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(guò)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D對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練---光呼吸13.(2024·廣東湛江質(zhì)檢)光呼吸是植物利用光能，吸收O2并釋放CO2的過(guò)程。研究者將四種酶基因(GLO、CAT、GCL、TSR)導(dǎo)入水稻葉綠體，創(chuàng)造了一條新的光呼吸代謝支路(GCGT支路)，如圖虛線所示。據(jù)圖分析，下列推測(cè)正確的是(

)C對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練---光呼吸14.(2021·山東卷)光照條件下，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溶液對(duì)葉片呼吸作用的影響忽略不計(jì)。(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、NADPH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增多對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練---光呼吸14.(2021·山東卷)光照條件下，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溶液對(duì)葉片呼吸作用的影響忽略不計(jì)。(2)與未噴施SoBS溶液相比，噴施100mg·L－1SoBS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______________________________________________________________低對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練---光呼吸14.(2021·山東卷)光照條件下，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溶液對(duì)葉片呼吸作用的影響忽略不計(jì)。（3）光呼吸會(huì)消耗光合作用過(guò)程中的有機(jī)物，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可通過(guò)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對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練---光呼吸

葉綠體基質(zhì)

對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練---光呼吸

較高甲醇通過(guò)抑制乙醇酸氧化酶的活性來(lái)抑制光呼吸對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練---光呼吸

微專突破---光抑制光抑制過(guò)程圖解正常在夏季，中午太陽(yáng)直射的時(shí)候，光合作用的效