高三生物复习课件微专题3 C3、C4和CAM植物.pptx

微专题3

C3、C4和CAM植物;2018年9月习近平总书记视察七星农场，他走进稻田，拿稻穗、看谷粒、观成色。习近平说“中国人要把饭碗端在自己手里，而且要装自己的粮食”。;光合作用、细胞呼吸是水稻生长、发育、繁殖的基础;一、生殖生长;也称卡尔文循环[固定CO2的初产物是三碳化合物(C3)]，整个循环由RuBP(C5)与CO2的羧化开始到RuBP(C5)再生结束，在叶绿体基质中进行，可合成蔗糖、淀粉等多种有机物。常见C3植物有大麦、小麦、大豆、水稻、马铃薯等。;PEP羧化酶被形象地称为“CO2泵”，它对CO2的亲和力约是Rubisco的60倍，所以C4植物能利用叶肉细胞间隙含量很低的CO2进行光合作用，反应的空间分离导致维管束鞘细胞中CO2浓度比叶肉细胞增加10倍，从而确保在CO2受限的条件下进行高效地碳固定。C4植物通常生长在强光环境中，光合作用速率在所有植物中最高，如玉米、甘蔗、高粱等。;[固定CO2的初产物是四碳化合物(C4)]研究玉米的叶片结构发现，玉米的维管束鞘细胞和叶肉细胞紧密排列(如图1)。;1．C3、C4植物光反应和CO2固定发生在哪些场所？

提示：C4植物光反应发生在叶肉细胞的叶绿体类囊体薄膜上，而CO2固定发生在叶肉细胞和维管束鞘细胞中。

2．科学家用含14C标记的CO2来追踪玉米光合作用中的碳原子的转移途径，请表示这种碳原子的转移途径。

提示：CO2→C4→CO2→C3→(CH2O)。

3．与水稻等C3植物相比，C4植物的CO2的补偿点较________。高温、干旱时C4植物还能保持高效光合作用的原因是什么？

提示：低PEP羧化酶对CO2具有高亲和力，C4植物可利用低浓度的CO2进行光合作用。;4.下图是水稻和玉米光合作用暗反应过程，据图分析玉米不出现光合作用午休现象的原因？;在CAM植物中，碳捕获和固定的反应在时间上是分离的。首先，在晚上(此时蒸腾速率低)捕获CO2，然后转变成苹果酸存储在液泡中。到了白天，气孔关闭，苹果酸脱羧，使得叶绿体中Rubisco周围CO2浓度升高。大量的苹果酸存储需要更大的液泡和细胞，因此CAM植物一般具有肉质的茎叶。常见的CAM植物有仙人掌、芦荟、龙舌兰、长药景天、菠萝等。;拓展——CAM途径;特征;卡尔文循环的场所;6.【考题讲练】（2022年广东一模T18）甘蔗是一种用于生产蔗糖的农作物，在我省广泛种植。甘蔗的光合作用过程由叶肉细胞叶绿体和维管束鞘细胞叶绿体共同完成，如下图所示。

;三、提高产量;7：玉米的碳同化效率明显高于水稻，为提高水稻产量，科学家将玉米的PEPC基因导入水稻中并进行了研究。下图1是在某一温度下测得的光照强度对转基因水稻和原种水稻光合速率的影响，图2是在光照为1000Lux下测得温度影响光合速率的变化曲线。请据图分析回答：;(1)原种水稻A点以后限制光合作用的主要环境因素为_______________________，转基因水稻________(填“是”或“不是”)通过提高相关酶的最适温度来增强光合速率。

(2)图1是在________℃下测得的结果，如调整温度为25℃，重复图1相关实验，A点会向________方移动。;(3)据图推测，转基因水稻与原种水稻相比更适宜栽种在________________环境中。研究者提取并分离了这两种水稻等质量叶片的光合色素，通过观察比较_____________发现两种植株各种色素含量无显著差异，则可推断转基因水稻是通过促进光合作用的___________(填过程)来提高光合速率。;(4)若需证明转PEPC基因植物的光合速率都比原种植物高，需进一步进行实验，请写出实验设计的大致思路。__________________________________________

__________________________________________。;[见识新情境]

蓝藻具有CO2浓缩机制，如下图所示。;8.（2023·湖南卷·T17）

下图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的Rubisco酶对CO2的Km为450μmol·L-1（K越小，酶对底物的亲和力越大）,该酶既可催化RuBP与CO2反应，进行卡尔文循环，又可催化RuBP与O2反应，进行光呼吸（绿色植物在光照下消耗O2并释放CO2的反应）。该酶的酶促反应方向受CO2和O2相对浓度的影响。与水稻相比，玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘，其中叶肉细胞叶绿体是水光解的主要场所，维管束鞘细胞的叶绿体主要与ATP生成有关。玉米的暗反应先在叶肉细胞中利用PEPC酶（PEPC对CO2的Km为7μmol·L-1）催化磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）与CO2反应生成C4,固定产物C4转运到维管束鞘细胞后释放CO2,再进