人教版高中生物学必修1精品课件 第5章 细胞的能量供应和利用 特殊环境下的光合作用类型加强练.ppt

121.景天科植物具有独特的昼夜节律,在晚上植物体内苹果酸含量升高,糖分含量下降;白天则相反,酸度下降,糖分增多;相应的代谢途径被称为CAM途径,具有此类代谢途径的植物称为CAM植物。图1为一昼夜大叶落叶生根(一种CAM植物)CO2吸收速率变化情况,图2为CAM植物叶肉细胞中CAM途径的物质变化过程,回答下列问题。图1图212(1)据图1推测,CAM植物的气孔在________(填“白天”或“晚上”)开放。细胞中________(填物质名称)很可能是临时储存CO2的载体。?(2)据图2判断,CAM植物叶肉细胞中固定CO2的物质有_____________(填英文字母简称),CAM植物叶肉细胞在暗反应过程中,固定的CO2来源于_____________________。CAM途径的物质变化过程可通过__________法追踪碳元素的转移路径加以证实。?(3)分析图中信息推测,CAM途径是植物对________(填“干旱”或“湿润”)环境的适应;该途径除维持光合作用外,对植物的生理意义还表现在_______________________________________________。?晚上苹果酸PEP、RuBP苹果酸分解和细胞呼吸同位素标记干旱有效避免白天旺盛的蒸腾作用造成水分过多散失12解析(1)据题干信息和图1推测,白天景天科植物几乎不吸收CO2,可见白天景天科植物气孔是关闭的,晚上气孔开放吸收CO2,由于晚上吸收CO2,苹果酸含量上升,所以苹果酸很可能是临时储存CO2的载体。(2)CAM植物叶肉细胞中的固定CO2的过程有细胞质中的CAM途径和叶绿体中的卡尔文循环,所以固定CO2的物质分别是PEP、RuBP。CAM植物叶肉细胞在暗反应过程中,固定的CO2来源于苹果酸分解和细胞呼吸。物质变化过程可通过同位素标记法研究。(3)CAM植物白天气孔关闭,晚上气孔开放,CAM植物生活的环境应为干旱的环境,白天关闭气孔能够有效避免白天旺盛的蒸腾作用造成水分过多散失,同时晚上吸收CO2可以维持白天的光合作用。122.(2024广东广州高一期末)黑藻固定CO2有两条途径(如图):①CO2在核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)催化下直接与C5反应生成C3,该途径为C3途径;②CO2先在磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)催化下与磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)反应生成C4(四碳化合物),当C4储存到一定量时分解放出CO2参与暗反应,该途径为C4途径。PEPC对CO2的亲和力是Rubisco的几十倍。12回答下列问题。(1)黑藻细胞固定CO2的具体场所有_______________________________。C3的还原需要____________________(填物质名称)提供能量。?(2)在某光照强度下测得黑藻净光合速率为17.02μmol·mg-1·h-1,此时光合作用产生O2的去向有____________________________________________;?若要计算黑藻的总光合速率,还需要测定________。?细胞质基质、叶绿体基质NADPH和ATP进入线粒体用于细胞呼吸和释放到空气中呼吸速率12(3)为了探究低浓度CO2对黑藻固定CO2途径的影响,科研人员进行相关实验,实验结果如图所示。①研究结果表明,经低浓度CO2诱导,黑藻固定CO2主要途径的变化是________________________(填“C3途径转变为C4途径”或“C4途径转变为C3途径”)。C3途径转变为C4途径12②若用14CO2以同位素标记法对此实验结论进行验证,简要写出你的实验设计思路。将若干大小、长势基本一致的健壮黑藻随机均分为两组,一组在低浓度14CO2培养,另一组在高浓度14CO2培养,其他条件相同且适宜。定期检测并记录两组黑藻细胞中14C4的放射性强度。12解析(1)分析题图可知,黑藻细胞一方面可以在细胞质基质中将低浓度的CO2固定为C4,另一方面可以在叶绿体基质中利用高浓度的CO2与C5结合生成C3,故黑藻固定CO2的具体场所是细胞质基质和叶绿体基质。C3的还原过程需要光反应产生的NADPH和ATP来提供能量。(2)在某光照强度下测得黑藻净光合速率为17.02μmol·h-1·mg-1,产生的O2除了进入线粒体进行有氧呼吸之外,还会释放到周围的环境中;总光合速率=净光合速率+呼吸速率,故还需要测定呼吸速率。12(3)①高浓度CO2下,CO2在核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)催化下直接与C5反应生成C3,低浓度CO2下,CO2先在磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)催化下与磷酸烯醇式