2025届高考生物二轮复习【第1部分】大概念整合2 前沿热点1 光呼吸与光抑制　C4植物(C4途径)、景天科植物(CAM途径)以及蓝细菌的CO2浓缩机制 课件（新教材）.pptx

前沿热点1光呼吸与光抑制C4植物(C4途径)、景天科植物(CAM途径)以及蓝细菌的CO2浓缩机制;1．光呼吸

光呼吸现象产生的分子机制是O2和CO2竞争Rubisco酶。在暗反应中，Rubisco酶能够以CO2为底物实现CO2的固定；在光下，当O2浓度高、CO2浓度低时，O2会竞争Rubisco酶，在光的驱动下将碳水化合物氧化生成CO2和水。光呼吸是一个高耗能的反应，正常生长条件下光呼吸就可损耗掉光合产物的25%～30%。过程如图所示：;

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;3．C4植物(C4途径)的CO2浓缩机制

;(1)玉米、高粱、甘蔗都是C4植物，适于在高温、干燥和强光的条件下生长。

(2)C4植物叶肉细胞的叶绿体和维管束鞘细胞的叶绿体共同完成CO2的固定。

(3)在高温、光照强烈和干旱的条件下，绿色植物的气孔大量关闭。这时，C4植物能够利用叶片内细胞间隙中含量很低的CO2进行光合作用。;4．景天科植物(CAM途径)的CO2浓缩机制

;(1)仙人掌、菠萝和许多肉质植物都进行这种类型的光合作用。这类植物特别适合于炎热干旱地区，其特点是气孔夜间开放，吸收并固定CO2，形成以苹果酸为主的有机酸；白天则气孔关闭，不吸收CO2，但同时却通过卡尔文循环将从苹果酸中释放的CO2还原为糖。

(2)这是一种节省水的光合作用，参与CO2转化的细胞器除了叶绿体之外，还有线粒体和液泡。;5．蓝细菌的CO2浓缩机制

蓝细菌具有CO2浓缩机制，如图所示。

注：羧化体具有蛋白质外壳，可限制气体扩散。

由图可知蓝细菌通过CO2浓缩机制使羧化体中Rubisco周围的CO2浓度升高，从而通过促进CO2固定进行光合作用，同时抑制O2与C5结合，进而抑制光呼吸，最终提高光合效率。;1．(2022·江苏卷)图1所示为光合作用过程中部分物质的代谢关系(①～⑦表示代谢途径)。Rubisco是光合作用的关键酶之一，CO2和O2竞争与其结合，分别催化C5的羧化与氧化。C5羧化固定CO2合成糖；C5氧化则产生乙醇酸(C2)，C2在过氧化物酶体和线粒体协同下，完成光呼吸碳氧化循环。请据图回答下列问题：;

图1图2;(1)图1中，类囊体膜直接参与的代谢途径有_____________(从①～⑦中选填)，在红光照射条件下，参与这些途径的主要色素是____________。

(2)在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的______________在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。

(3)将叶片置于一个密闭小室内，分别在CO2浓度为0和0.03%的条件下测定小室内CO2浓度的变化，获得曲线a、b(图2)。

①曲线a，0～t1时(没有光照，只进行呼吸作用)段释放的CO2源于细胞呼吸；t1～t2时段，CO2的释放速度有所增加，此阶段的CO2源于_________。

②曲线b，当时间到达t2点后，室内CO2浓度不再改变，其原因是___________________________。;(4)光呼吸可使光合效率下降20%～50%，科学家在烟草叶绿体中组装表达了衣藻的乙醇酸脱氢酶和南瓜的苹果酸合酶，形成了图3代谢途径，通过降低了光呼吸，提高了植株生物量。上述工作体现了遗传多样性的___________价值。

图3;解析：(1)类囊体薄膜发生的反应有水的光解产生NADPH与O2，以及ATP的形成，即①⑥。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，叶绿素主要有叶绿素a和叶绿素b两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，用红光照射参与反应的主要是叶绿素a和叶绿素b。(2)过氧化氢酶能将过氧化氢分解为O2和H2O，所以在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的过氧化氢在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。(3)a曲线t1～t2时段，有光照，所以CO2是由细胞呼吸和光呼吸共同产生。b曲线有光照后t1～t2时段CO2下降最后达到平衡，说明光呼吸细胞呼吸和光合作用达到了平衡。(4)图3代谢途径，通过降低了光呼吸，提高了植株生物量，直接提升了流入生态系统的能量，是直接价值。;答案：(1)①⑥叶绿素a和叶绿素b(2)过氧化氢(3)①光呼吸②光合作用强度等于呼吸作用(4)直接;2．(2023·江苏通州二模)光能过剩会导致光合作用强度下降，这种现象称为光抑制。低温会使植物出现光抑制而诱导活性氧(ROS)产生进而削弱光合作用的强度。为探究低温条件下褪黑素与植物光合速率关系及其作用机制，研究人员将长势相同的番茄幼苗平均分成甲、乙两组，甲组浇灌200μmol/L的褪黑素溶液(褪黑素溶于微量无水乙醇，用清水定容)，乙组浇灌等量清水(进行X处理)。经连续常温处理