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CO2固定途径
光合作用之CO2固定途径
一、教学目标
1.内容
1.1 四年高考新课标比较
1.2 光合作用考点的一点猜想
1.3 复习建议
2.重点
CO2固定途径:C4途径和CAM途径
二、教学过程
1.四年高考比较
高考 内容 题型 分值 2011 光合作用 选择题+非选择题 15分 2012 呼吸作用 非选择题 11分 2013 光合作用和呼吸作用 非选择题 11分 2014 光合作用 选择题 6分 2.光合作用考点
考点 内容 1.光合作用的结构 叶绿体 2.光合作用的过程 光反应和暗反应(光呼吸) 3.影响光合作用的因素 光照强度、CO2浓度、温度、矿质元素、水、PH、盐度等 3.实例:
景天科植物A有一个很特殊的CO2同化方式:夜间气孔开放,吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中(如图一所示);白天气孔关闭,液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用(如图二所示)。十字花科植物B的CO2同化过程如图三所示,请回答下列问题:
(2)植物A夜晚能吸收CO2,却不能合成(CH2O)的原因是缺乏暗反应必需的 ;白天植物A进行光合作用所需的CO2的来源有 。
()(4)植物A气孔开闭的特点与其生活环境是相适应的,推测植物A生活环境最可能是 。从进化角度看,这种特点的形成是 的结果。
ATP、[H]()
3.高考
考点 高考 题型 C4途径 福建高考 选择题 上海高考 非选择题 CAM途径 广东高考 非选择题 4.C3途径
C3途径可分为三个阶段: 羧化、还原和二磷酸核酮糖的再生。大部分植物会将吸收到的一分子二氧化碳通过一种叫1,5-二磷酸核酮糖羧化酶的作用整合到一个五碳糖分子1,5-二磷酸核酮糖(RuBP)的第二位碳原子上。此过程称为二氧化碳的固定。这一步反应的意义是,把原本并不活泼的二氧化碳分子活化,使之随后能被还原。但这种六碳化合物极不稳定,会立刻分解为两分子的三碳化合物3-磷酸甘油酸。后者在光反应中生成的NADPH+还原,此过程需要消耗ATP。产物是3-磷酸丙糖。后来经过一系列复杂的生化反应,一个碳原子将会被用于合成葡萄糖而离开循环。剩下的五个碳原子经一些列变化,最后在生成一个1,5-二磷酸核酮糖,循环重新开始。循环运行六次,生成一分子的葡萄糖。CAM途径
CAM途径指生长在热带及亚热带干旱及半干旱地区的一些肉质植物,所具有的一种光合固定二氧化碳的附加途径。具有这种途径的植物称为CAM植物。途径的特点是:在夜间细胞中磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)作为二氧化碳接受体,在PEP羧化酶催化下,形成草酰乙酸,再还原成苹果酸,并贮于液泡中;白天苹果酸则由液泡转入叶绿体中进行脱羧释放二氧化碳,再通过卡尔文循环转变成糖。这类植物是通过改变其代谢类型以适应环境,由于该途径的特点造成光合速率很低,故生长慢,但能在其它植物难以生存的生态条件下生存。常见的CAM植物有菠萝、兰花、百合、仙人掌、芦荟、蝴蝶兰等。
例题1:图1是仙人掌类植物特殊的CO2同化方式,吸收的CO2生,酸脱羧释放CO2用于光合作用___________。该植物夜间能吸收CO2,却不能合成糖类等有机物的原因是 ________________________________________。
(2)图1所示植物对应图2中的__________类植物(填字母),从生物进化的角度看,该特殊的CO2同化方式是________________的结果。
(3)图2中的A类植物在10~16时__________(能/不能)进行光合作用的暗反应,原因有 ____________________ 、 ______________________________ 。
(4)与上午10时相比,中午12时B类植物细胞中C5含量变化是 ____________________ 。
例题2:(16分)观赏植物蝴蝶兰可通过改变CO2吸收方式以适应环境变化。长期干旱条件下,蝴蝶兰在夜间吸收CO2并贮存在细胞中。
(1)依图1分析,长期干旱条件下的蝴蝶兰在0~4时________(填“有”或“无”)
ATP和[H]的合成,原因是________;此时段_____(填“有”或“无”)光合作用的暗反应发生,原因是_____;10~16时无明显CO2吸收的直接原因是________。
(2)从图2可知,栽培蝴蝶兰应避免________,以利于其较快
生长此外,由于蝴蝶兰属阴生植物,栽培时还需适当________。
(3)蝴蝶兰的种苗可利用植物细胞的_______,通过植物组织培
养技术大规模生产,此过程中细胞分化的根本原因是______。
6.C4植物
C4植物主要是生活在干
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